長鏈非編碼RNA、自噬與宮頸癌的關系

許淼，王志蓮

宮頸癌是全球婦女第四大常見惡性腫瘤，每年造成27萬人死亡，其中許多發(fā)生在發(fā)展中國家，也是婦女癌癥死亡的主要原因[1]。宮頸癌是全球女性惡性腫瘤相關死亡的第四大原因。中國每年大約有14萬新的宮頸癌病例，據(jù)報道大約有37 000人死亡[2]。人乳頭瘤病毒（HPV）的持續(xù)感染是宮頸癌的重要原因。除了HPV感染，長鏈非編碼RNA（long noncoding RNAs，lncRNAs）基因的改變在宮頸癌的發(fā)展中也起著關鍵作用[3]。

LncRNAs是一類長度超過200個核苷酸（nt）的單鏈RNA，沒有蛋白質編碼能力[4]。LncRNAs參與細胞生命活動的各個過程，包括細胞生長、增殖、細胞周期調(diào)節(jié)、分化和凋亡。LncRNAs不僅參與體內(nèi)基因表達的調(diào)控，而且還調(diào)控疾病的發(fā)生和發(fā)展，尤其是惡性腫瘤[5]。自噬是一種進化上保守的細胞內(nèi)降解過程，其通過去除受損的蛋白質和細胞器來維持細胞內(nèi)的動態(tài)平衡。適度激活的自噬提供能量支持細胞新陳代謝，而過度激活的自噬會導致細胞死亡[6]。越來越多的證據(jù)支持lncRNAs參與自噬的調(diào)節(jié)，在宮頸癌的發(fā)生發(fā)展中起著重要作用。

由于轉移和復發(fā)，宮頸癌的發(fā)病率和死亡率仍居高不下。因此，迫切需要尋找早期診斷的生物標志物，提高宮頸癌的生存率。隨著高通量測序技術的廣泛應用，許多l(xiāng)ncRNAs已被證明是宮頸癌和其他癌癥分子生物學中新的調(diào)控癌癥進展的因子。

1 LncRNAs與宮頸癌

1.1 LncRNAsLncRNAs是一類轉錄RNA分子，定位于細胞核和細胞質[4]。LncRNAs的分類多樣，根據(jù)其在相鄰轉錄本之間的基因組鄰近程度可分為5類，lncRNAs可以分別通過正義鏈、反義鏈、雙向、內(nèi)含子、基因間（也稱為lincRNAs）5種合成方式合成。根據(jù)作用機制lncRNAs可分為4類：①作為信號分子，通過信號通路傳遞信息；②作為引導分子，招募染色質修飾酶將蛋白質復合體定位于順式或反式調(diào)控位點；③作為誘導性分子，間接調(diào)節(jié)靶基因的轉錄；④作為支架，在表觀遺傳水平上通過組織修飾調(diào)節(jié)靶基因[7]。LncRNAs不僅可以作為“海綿”競爭微小RNA（miRNAs）與不同基因的mRNAs的結合，發(fā)揮競爭性內(nèi)源性RNA（ceRNAs）的作用，還可以與一些關鍵蛋白質相互作用參與蛋白質的翻譯和修飾，從而在表觀遺傳水平（基因組印跡、染色質修飾、染色體沉默）、轉錄水平和轉錄后水平調(diào)控基因表達。

越來越多的研究已經(jīng)證明了lncRNAs在惡性腫瘤發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。由于lncRNAs可以作為癌基因或抑癌基因，或兩者兼而有之，因此，lncRNAs功能失調(diào)或異常表達與癌細胞增殖、遷移、侵襲、凋亡、免疫逃逸、代謝紊亂、干性維持（maintenance of stemness）和血管生成等密切相關。

1.2 LncRNAs參與宮頸癌的發(fā)生從HPV感染、宮頸上皮內(nèi)瘤變、原位癌、浸潤癌到遠處轉移，宮頸癌的發(fā)生發(fā)展是一個復雜、多步驟、多基因調(diào)控的過程，這個過程涉及多種編碼和非編碼基因的異常表達。到目前為止，已發(fā)現(xiàn)大量表達異常的lncRNAs參與宮頸癌的發(fā)生。

一方面，lncRNAs可以作為癌基因發(fā)揮作用，通過影響宮頸癌細胞增殖凋亡、侵襲遷移、放射/化療耐藥參與宮頸癌的發(fā)生；據(jù)報道，lncRNA小核仁RNA宿主基因7（lncRNA SNHG7）通過激活miR-485-5p上調(diào)jun D原癌基因（JUND）促進宮頸癌細胞增殖、遷移和侵襲[8]。此外，lncRNA核束旁組裝轉錄因子1（lncRNA NEAT1）可能通過與miR-193B-3p競爭性結合，調(diào)節(jié)細胞周期蛋白D1（CCND1）的表達，促進宮頸癌的放射抗性[9]。另一方面，lncRNAs還作為抑癌基因，抑制宮頸癌的生長、侵襲及轉移。Lin等[10]研究證實LINC00052可通過抑制信號轉導和轉錄激活因子3（STAT3）抑制宮頸癌細胞的侵襲和轉移。

已經(jīng)證明，許多循環(huán)中的RNA對癌癥具有診斷潛力，并且在血液中出人意料地穩(wěn)定。Sun等[11]在宮頸癌患者血清中發(fā)現(xiàn)血漿lncRNA HOX轉錄反義基因間RNA（lncRNA HOTAIR）過表達。然而，其他循環(huán)中的lncRNAs的研究仍然十分缺乏。因此，lncRNAs可能成為宮頸癌診斷和預后的新的、特異的、敏感的生物標志物。

2 自噬與宮頸癌

2.1 自噬自噬是正常細胞保證細胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)的基本生理機制。此外，自噬是一種進化上保守的細胞內(nèi)降解過程，其通過去除受損的蛋白質和細胞器維持細胞內(nèi)的動態(tài)平衡。根據(jù)自噬的形態(tài)，自噬有3種形式：一是巨自噬，即自噬小體吞噬細胞質成分并與溶酶體相互作用以進行降解；二是微自噬，即溶酶體膜直接內(nèi)陷以吞噬受損蛋白；三是分子伴侶介導的自噬，即分子伴侶識別底物蛋白分子，與溶酶體膜受體結合后在溶酶體內(nèi)進行降解[12]。

自噬是一個多步驟的復雜過程，包括起始、延伸、融合、降解過程，即自噬泡的形成，Atg5-Atg12-Atg16L復合物形成并與自噬泡融合，微管相關蛋白輕鏈3（LC3）與自噬泡結合形成自噬體，自噬體捕獲需降解或清除的蛋白質、細胞器等物質，自噬體與溶酶體結合形成自噬溶酶體，這個過程受30多個自噬相關蛋白（Beclin1、P62、LC3等）和包括磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B/哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（PI3K/AKT/mTOR）、腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）、蛋白激酶R樣內(nèi)質網(wǎng)激酶（PERK）在內(nèi)的多種信號通路的調(diào)控[13]。

2.2 自噬失調(diào)促進宮頸癌的發(fā)生發(fā)展最近的研究發(fā)現(xiàn)，病毒能夠增強宿主細胞的自噬水平以支持其生存，HPV16E6/E7具有通過加速宮頸癌細胞起始階段的自噬通量來維持適當激活的自噬，從而維持細胞活力的能力。然而，病毒感染本身并不足以致癌，自噬的低表達也是一種重要的致癌因子。在癌變早期階段，當細胞受到HPV感染時，會反饋性上調(diào)自噬活性，若細胞的自噬功能降低，則導致細胞增殖失控，說明在宮頸癌前病變或早期癌變時期，自噬具有抑制細胞癌變的作用。隨著腫瘤體積較大或進入進展期癌癥階段，癌細胞增殖失控，血液供應不足，則可能通過啟動自噬促進腫瘤的生長，從而促進宮頸癌的發(fā)展[14]。

此外，有研究發(fā)現(xiàn)微管相關蛋白7（MAP7）通過調(diào)節(jié)自噬途徑促進宮頸癌的遷移、侵襲和進展[15]。最新的研究表明，當歸素可能通過抑制自噬抑制宮頸癌細胞的惡性行為，包括增殖、集落形成、腫瘤形成、遷移和侵襲[16]；苦參堿衍生物MASM可通過抑制自噬促進宮頸癌細胞的凋亡[17]?？梢?，自噬失調(diào)在宮頸癌的發(fā)生發(fā)展中起著至關重要的作用，自噬在宮頸癌進展中的動態(tài)作用一直是潛在的研究熱點。

3 LncRNAs通過調(diào)控自噬促進宮頸癌的進展

越來越多的證據(jù)支持lncRNAs參與自噬的調(diào)節(jié)，促進宮頸癌的發(fā)生與進展?，F(xiàn)介紹幾種通過調(diào)控自噬來促進宮頸癌發(fā)生發(fā)展的LncRNAs。

3.1 LncRNA HOTAIRHOTAIR是為數(shù)不多的幾個經(jīng)過充分研究的lncRNAs之一，其位于12號染色體上的HOXC基因簇內(nèi)[18]，長度為2 158 nt，HOTAIR與多梳抑制復合體2（PRC2）相互作用增強甲基轉移酶（EZH2）催化組蛋白H3K27三甲基化的能力，并降低大量基因的表達[19]，已經(jīng)成為癌癥發(fā)生和轉移的關鍵調(diào)節(jié)因子和潛在的預后標志物。

最新的研究顯示，下調(diào)HOTAIR可通過抑制Wnt信號通路減少自噬和逆轉上皮-間充質轉化（EMT），從而提高宮頸癌細胞對放射治療的敏感性[20]。另有研究表明，敲除HOTAIR基因可降低HeLa細胞Wnt/β-catenin信號通路的活性，并增加其負調(diào)控因子的mRNA水平，提示HOTAIR通過下調(diào)原鈣黏蛋白 10（PCDH10）、SOX17、黏附連接相關蛋白 1（AJAP1）、膜相關鳥苷酸激酶2（MAGI2）和甲基胞嘧啶雙加氧酶1（TET1）等多種負調(diào)控因子的mRNAs來促進Wnt/β-catenin信號通路的過度激活[21]。自噬的激活是由β-catenin沉默誘導的[22]，進一步探討HOTAIR基因、自噬與Wnt/β-catenin信號通路上潛在作用的確切分子機制可能成為宮頸癌診斷和評估預后的潛在靶點，為宮頸癌患者尋找一種新的診斷方法。

3.2 LINC00511其又稱onco-lncRNA-12，是一種新發(fā)現(xiàn)的位于染色體17q24.3上的致癌lncRNA[23]。研究顯示，LINC00511在宮頸癌組織和細胞系中的表達增加，且LINC00511高表達與宮頸癌患者的臨床進展及預后不良相關，LINC00511基因敲除明顯抑制宮頸癌細胞的增殖、遷移與侵襲[24]。Shi等[25]證明LINC00511的下調(diào)抑制了轉錄因子類視黃醇X受體α（RXRA）在磷脂酶 D1（PLD1）基因啟動子區(qū)的積累，從而抑制PLD1的表達，進一步阻止了宮頸癌的發(fā)生。通過轉錄因子RXRA調(diào)控的PLD1抑制LINC00511，促進宮頸癌細胞自噬和凋亡。LINC00511可通過調(diào)控miR-185-3p/轉錄因子E2F1（E2F1）、miR29b-3p/血管內(nèi)皮生長因子A（VEGFA）、miR-15a-3p/Wnt信號通路、miR-765/脫嘌呤/脫嘧啶核酸內(nèi)切酶（APE1）、miR-765/層黏連蛋白γ2（LAMC2）分別促進乳腺癌、胰腺癌、膀胱癌、骨肉瘤、舌癌的發(fā)生發(fā)展。然而LINC00511調(diào)控miRNA及其靶點在宮頸癌中的作用機制仍不清楚，研究LINC00511調(diào)控自噬通路上的miRNA可能是一種新的研究方向，為尋找新的宮頸癌生物標志物提供理論依據(jù)。

3.3 LincRNA-p21其是p53的轉錄靶點，是p53通路的一個組成部分，位于編碼關鍵的細胞周期調(diào)節(jié)因子細胞周期素依賴性激酶抑制因子1A（CDK1A）P21的基因上游15 kb，轉錄本全長約為3.0 kb，包含2個外顯子。LincRNA-p21與細胞周期、增殖、代謝、重新編程、多能性等多種生物過程有關。最近研究表明，lincRNA-p21的基因敲除可通過下調(diào)缺氧誘導因子1（HIF-1）蛋白水平和激活AKT mTOR/核糖體蛋白S6激酶（p70S6K）信號通路來抑制缺氧腫瘤細胞的自噬，從而顯著增強缺氧腫瘤細胞對放射的敏感性[26]。因此，lincRNA-p21可能成為一種新的診斷惡性腫瘤的生物標志物。

3.4 LncRNA RP11-381N20.2RP11-381N20.2對宮頸癌有抑制作用，并與化療敏感性密切相關。最近的研究發(fā)現(xiàn)，RP11-381N20.2在宮頸癌組織中表達下調(diào)，與腫瘤大小和癌癥分期有關，對宮頸癌具有抗腫瘤作用。Zou等[27]證明紫杉醇通過lncRNA RP11-381N20.2抑制自噬，從而抑制宮頸癌進展。

截至目前，已證實的通過調(diào)控自噬來參與宮頸癌發(fā)生的 lncRNAs僅有HOTAIR、LINC00511、lincRNA-p21和RP11-381N20.2這4種，還需要進一步的研究來闡明lncRNAs調(diào)控自噬參與宮頸癌的機制。許多l(xiāng)ncRNAs已經(jīng)被證明是調(diào)控宮頸癌進展的ceRNAs，因此，研究自噬通路上與miRNAs競爭的lncRNAs可能是研究宮頸癌發(fā)生機制的新靶點，從而為宮頸癌的診斷和治療提供有效的策略。

4 結語與展望

宮頸癌是婦科惡性腫瘤中發(fā)病率最高的疾病，這是一項全球性的重大健康挑戰(zhàn)[28]。雖然HPV疫苗的應用可以預防宮頸癌，使宮頸癌的發(fā)病率在過去10年中有所下降，但患者的5年生存率仍然很低。因此，迫切需要尋找早期診斷的生物標志物，尋找新的研究靶點來提高宮頸癌的生存率。LncRNAs是宮頸癌診斷與預后的重要生物標志物，自噬失調(diào)也促進宮頸癌的發(fā)展。然而，目前針對LncRNAs調(diào)控自噬促進宮頸癌發(fā)展的研究還甚少，還需要進一步的探索，這對于發(fā)現(xiàn)新的宮頸癌診斷生物標志物是非常必要的。