長非編碼RNA在兒童急性白血病中的研究進(jìn)展

陳靜，宋麗萍

（桂林醫(yī)學(xué)院，廣西 桂林）

0 引言

白血病是一類造血干細(xì)胞惡性克隆性疾病。表現(xiàn)為正常細(xì)胞增殖、分化、凋亡等機制受阻，白血病細(xì)胞大量增殖累積在骨髓和其他造血組織中，從而抑制正常造血功能。兒童和青少年中最常見的兩種急性白血病類型是急性淋巴性白血?。╝cute lymphoblastic leukemia,ALL）和急性骨髓性白血病（acute myeloid leukemia,AML）。ALL在兒童白血病中約占80%左右，AML在兒童中占比較少[1]。白血病居中國人群所有死亡順位第7位，居兒童及35歲以下人群腫瘤發(fā)生及死亡首位，給社會和家庭造成了沉重的經(jīng)濟負(fù)擔(dān)[2]。針對這一問題，越來越多人開始對其治療展開深入的研究和探討。最近的研究表明LncRNA可以用作兒童AL的診斷、治療反應(yīng)及預(yù)后的生物標(biāo)志物。本文就對不同LncRNA在兒童AL發(fā)生發(fā)展中的作用及意義進(jìn)行綜述，為今后的研究提供有用信息。

1 LncRNA概述

LncRNA是一類數(shù)量遠(yuǎn)低于編碼基因，無蛋白表達(dá)功能的長度大于200nt的非編碼RNA[3]。到目前為止，人類LncRNA的數(shù)量在10000個轉(zhuǎn)錄物的范圍內(nèi)，并且已經(jīng)確定其中一些參與了基因表達(dá)的重要調(diào)節(jié)過程[4]。長的非編碼RNA通過與DNA、RNA或蛋白質(zhì)在多種生物過程中結(jié)合而發(fā)揮關(guān)鍵作用,正常長的非編碼 RNA在體內(nèi)參與紅細(xì)胞生成和炎癥反應(yīng)以及各種代謝途徑等[5]，特異性的表達(dá)于機體組織。研究發(fā)現(xiàn)，高水平表達(dá)的LncRNA與腫瘤細(xì)胞持續(xù)增殖、抑癌基因失活、細(xì)胞永生化、侵襲及轉(zhuǎn)移、血管形成及細(xì)胞凋亡抑制的特點相關(guān)[6]。因此，如果在血細(xì)胞發(fā)育過程中參與基因表達(dá)調(diào)控的LncRNA失調(diào)，可能會導(dǎo)致癌癥的發(fā)生和進(jìn)展。近年來許多研究表明，失調(diào)的LncRNA通過參與疾病的表觀遺傳調(diào)控、轉(zhuǎn)錄調(diào)控等過程來調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞的存活、增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移，從而促進(jìn)腫瘤的發(fā)生和發(fā)展[7,8]。自被發(fā)現(xiàn)以來，LncRNA逐漸在許多惡性腫瘤的診斷、治療和評估預(yù)后的方面發(fā)揮重要作用，目前新發(fā)現(xiàn)的和兒童急性白血病相關(guān)的LncRNA主要有RNUOR、HOTAIRM1、GAS5、IUR等。

2 LncRNA與兒童ALL

兒童急性淋巴細(xì)胞白血病（acute lymphoblastic leukemia，ALL）是由前體B、T或成熟B淋巴細(xì)胞發(fā)生克隆性異常增生所致。LncRNA GAS5是近些年新發(fā)現(xiàn)的具有抑制腫瘤作用的LncRNA，許多研究表明GAS5在乳腺癌、肝細(xì)胞癌、非小細(xì)胞肺癌等多種癌癥中異常表達(dá)，通過參與細(xì)胞增殖、凋亡等來調(diào)控癌癥的進(jìn)展。在Gao[9]的實驗研究結(jié)果顯示，低表達(dá)的GAS5可作為預(yù)測多種癌癥預(yù)后的新型生物標(biāo)志物。Jing[10]發(fā)現(xiàn)GAS5通過抑制miR-222來調(diào)節(jié)B-LL的發(fā)生和轉(zhuǎn)移。使用實時熒光定量PCR分別檢查了30例急性B淋巴細(xì)胞白血病患者和健康對照白細(xì)胞中LncRNA GAS5和miR-222的水平，結(jié)果顯示實驗組GAS5的水平比健康對照組顯著降低，而miR-222剛好相反。這表明GAS5和miR-222與B淋巴細(xì)胞白血病的發(fā)生發(fā)展相關(guān)。通過細(xì)胞培養(yǎng)實驗發(fā)現(xiàn)GAS5過表達(dá)降低了B淋巴細(xì)胞白血病細(xì)胞的增殖，促進(jìn)其凋亡、抑制其細(xì)胞周期和侵襲。

Tan等[11]的實驗證明LncRNA ARIEL在T-ALL中作為一種增強RNA與ARID5B相互調(diào)節(jié)發(fā)揮致癌作用，通過數(shù)據(jù)集分析顯示ARIEL顯著高表達(dá)，且與ARID5B表達(dá)的適度正相關(guān)。通過芯片序列分析觀察到TAL1陽性T-ALL細(xì)胞ARIEL出現(xiàn)高水平信號，ARID5B蛋白可以自行結(jié)合增強因子并積極調(diào)節(jié)其活性。PCR驗證顯示ARIEL和ARID5B具有相互調(diào)節(jié)功能。ARIEL基因敲除后的細(xì)胞ARID5B顯著下調(diào)，同時下調(diào)的還有TAL1、GATA3、RUNX1和MYB，這表明ARIEL可以通過調(diào)節(jié)ARID5B影響TAL1誘導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄程序，抑制T-ALL細(xì)胞的生長和存活，并阻止疾病的進(jìn)展。Li[12]通過基因芯片表達(dá)譜分析發(fā)現(xiàn)，兒童ALL患者血液和骨髓中LncRNA NONHSAT027612.2和NONHSAT134556.2的表達(dá)水平明顯升高，并可能通過調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答相關(guān)途徑在兒童 ALL的發(fā)病過程中發(fā)揮重要作用。

Trimarchi[13]指出在T-ALL中，LncRNA LUNAR1通過增強胰島素樣生長因子1受體( insulin-like growth factor1 receptor,IGF1 R)的表達(dá)促進(jìn)T-ALL細(xì)胞的增殖。IGF1R屬于受體型酪氨酸激酶，廣泛表達(dá)于在淋巴瘤和急性粒細(xì)胞白血病細(xì)胞中。Wang[14]的實驗數(shù)據(jù)指出在兒童期T-ALL中，LncRNA通過直接與胰島素信號通路相關(guān)蛋白胰島素受體（insulin receptor，INSR）綁定，Lnc-INSR阻斷了INSR的泛素化位點，導(dǎo)致了 INSR的異常激活以及磷脂酰肌醇3激酶/AKT信號通路，結(jié)果表明，Lnc-INSR可能通過增強細(xì)胞分化來促進(jìn)免疫抑制，并在免疫抑制腫瘤微環(huán)境中作為有價值的治療靶標(biāo)。Yildirim[15]指出當(dāng)LncRNA Xist丟失后會導(dǎo)致X染色體重新激活和隨之而來的全基因組變化，從而導(dǎo)致癌癥的發(fā)生，由此推斷LncRNA Xist可以抑制體內(nèi)癌癥的進(jìn)展。Fernando等[16]在進(jìn)行B-ALL治療實驗時，使用潑尼松龍會抑制BALR-2，而敲低BALR-2基因后，該基因表達(dá)分析可見低BALR-2激活了一些B細(xì)胞上與糖皮質(zhì)激素受體反應(yīng)相關(guān)的基因。最后低表達(dá)的LncRNA BARN-2在B-ALL細(xì)胞系中表現(xiàn)出對潑尼松龍治療的抗性，這表明BALR-2高表達(dá)與患者對潑尼松的不良反應(yīng)以及較差的總體生存率相關(guān)。

3 LncRNA與兒童AML

急性骨髓性白血病（AML）是一種以骨髓與外周血中原始和幼稚髓性細(xì)胞異常增生為主要特征的惡性克隆性疾病。HOTAIRM1是一類對成熟的髓細(xì)胞具有高度特異性的在人類HOXA基因簇中編碼的長非編碼RNA。HOXA是同源盒基因（homeobox gene，HOX）表達(dá)于白血病細(xì)胞最常見的一簇，其促進(jìn)造血祖細(xì)胞增殖并抑制分化，與AML的發(fā)生緊密相關(guān)。Zhang[17]的研究表明LncRNA HOTAIRM1對染色質(zhì)狀態(tài)和結(jié)構(gòu)的相互調(diào)節(jié)以助于HOXA基因激活，從而促進(jìn)AML的進(jìn)展。通過敲除HOTAIRM1，顯示其降低了粒細(xì)胞的成熟、減輕ATRA誘導(dǎo)的CD11c和CD49d表達(dá)水平。表明了HOTAIRM1通過在基因表達(dá)水平上調(diào)節(jié)整合素控制的細(xì)胞周期進(jìn)程，在AML中起到重要作用。對兩種細(xì)胞進(jìn)行誘導(dǎo)HOXA及敲除HOTAIRM1處理，發(fā)現(xiàn)HOTAIRM1通過改變簇的染色質(zhì)組織激活基因，實時熒光定量PCR顯示HOTAIRM1介導(dǎo)相反的HOXA調(diào)控，由此推斷LncRNA HOTAIRM1激活HOXA以促進(jìn)腫瘤的進(jìn)展。

Wang等確定了與RUNX1啟動子相互作用的新型基因內(nèi)非編碼RNA RNUOR，該LncRNA可能是參與造血系統(tǒng)惡性腫瘤染色體易位的新標(biāo)志。已知RUNX1是Runt相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子(runt-related transcriptionfactor，RUNX)家族中的一員，在造血系統(tǒng)疾病特別是急性髓系白血病的發(fā)病及進(jìn)展中具有重要作用。通過PCR，檢測到RUNXOR是獨特的長非編碼RNA，可從上游啟動子轉(zhuǎn)錄并與RUNX1基因的所有外顯子和內(nèi)子重疊。使用鏈特異性RT-PCR（SSRT）方法確定了RUNXOR與RUNX1按相同的方向轉(zhuǎn)錄，RUNXOR通過參與染色體內(nèi)環(huán)的形成，還可以與H3-K27甲基化酶 EZH2和RUNX1蛋白相互作用。Ellis指出LncRNA CRNDE在AML中尤其是在M2型AML和M3型AML呈現(xiàn)中高度水平升高，由此推斷LncRNA CRND可作為AML發(fā)生的介質(zhì)促進(jìn)AML細(xì)胞生長并抑制細(xì)胞凋亡。

Chen等[18]根據(jù)實驗發(fā)現(xiàn)LncRNA CCDC26參與了對AML細(xì)胞多途徑的調(diào)控。通過GEO數(shù)據(jù)集篩選出差異基因，用93名AML患者骨髓進(jìn)行實時熒光定量PCR驗證發(fā)現(xiàn)LncRNA CCDC26表達(dá)上調(diào)，這與表達(dá)譜分析結(jié)果相一致。通過對差異基因KEGG通路、PPI共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)及Kaplan-Meier生存分析，顯示LncRNA CCDC26參與了對AML的發(fā)病、進(jìn)展以及預(yù)后的多途徑的調(diào)控。Hirano等發(fā)現(xiàn)表達(dá)水平上調(diào)的LncRNA CCDC26在AML的發(fā)病、進(jìn)展中起著重要作用。通過定量PCR發(fā)現(xiàn)LncRNA CCDC26在急性髓系白血病和急性單核細(xì)胞白血病中高表達(dá)。根據(jù)DNA芯片表達(dá)譜發(fā)現(xiàn)有117個共同的差異表達(dá)基因，定量PCR分析顯示絡(luò)氨酸激酶受體KIT處于中心位置且上調(diào)明顯。而許多研究已經(jīng)證實KIT在許多AML患者中均過表達(dá)而起調(diào)節(jié)作用。這說明了LncRNA CCDC26可通過調(diào)節(jié)KIT來影響AML細(xì)胞的生長，由此可以把絡(luò)氨酸激酶受體KIT作為AML治療上的新靶點。

CASC15是與蛋白質(zhì)編碼基因相鄰的一種保守LncRNAs。近年來研究表明其與肺癌、卵巢癌等惡性腫瘤相關(guān)[19]。Fernando等的實驗說明CASC15的過表達(dá)增強SOX4(Sry-like high-mobility groupbox 4)的表達(dá)并在體內(nèi)抑制細(xì)胞增殖并促進(jìn)髓樣偏向，從而促進(jìn)兒童AML細(xì)胞的增殖。該實驗通過實時熒光定量PCR發(fā)現(xiàn)CASC15在三種B-ALL亞型中均有差異表達(dá)，同時檢測到CASC15在AML中4個不同易位。通過對兩個GEO數(shù)據(jù)集分析得出，ETV6-RUNX1易位的ALL患者的CASC15升高，RUNX1-RUNX1T1易位的AML患者CASC15上調(diào)。對小鼠進(jìn)行骨髓轉(zhuǎn)染實驗，結(jié)果顯示CASC15在骨髓中過度表達(dá)，CASC15過表達(dá)的髓樣細(xì)胞百分比上調(diào)。分析骨髓B細(xì)胞的發(fā)育途徑表明CASC15在體內(nèi)促凋亡并減少B細(xì)胞發(fā)育及造血。敲除CASC15后發(fā)現(xiàn)其相鄰的基因SOX4表達(dá)下調(diào)。SOX4基因是參與生長發(fā)育的重要因素，具有抑制細(xì)胞增殖和分化作用。因此可推斷CASC15正向調(diào)節(jié)SOX4基因，促進(jìn)兒童AML的發(fā)生發(fā)展。

4 小結(jié)

綜上可知，LncRNA在兒童急性白血病的研究中已經(jīng)取得了一定的成果，不同的 LncRNA在基因調(diào)控以及在兒童急性白血病的發(fā)生進(jìn)展中起著非常重要的作用，同時對兒童急性白血病的臨床診斷和治療中具有潛在的應(yīng)用。盡管目前已經(jīng)報道了一些長非編碼RNA的功能，但仍有許多挑戰(zhàn)有待解決。深入研究與兒童急性白血病相關(guān)聯(lián)的長非編碼RNA的作用機制，并將其作為抗腫瘤靶點進(jìn)行識別，可為兒童急性白血病后續(xù)的研究提供新的方向。