腫瘤及其他疾病中長鏈非編碼RNA HNF1A-AS1表達特點和關鍵作用

陳 妍，唐潤華，俞菁蕾，莊一麥 綜述，鄭凱迪 審校

(溫州醫(yī)科大學基礎醫(yī)學院，浙江 溫州 325035)

LncRNA肝細胞核因子(HNF)1A-AS1，定位于人12號染色體長臂2區(qū)4帶3亞帶1次亞帶 (12q24.31),NCBI數(shù)據(jù)庫中公布的HNF1A-AS1全長為2 455個核苷酸，目前發(fā)現(xiàn)其含有2 785個核苷酸。現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)，LncRNA HNF1A-AS1在食管癌、肺腺癌、胃癌(GC)等多種人體惡性腫瘤中呈現(xiàn)異常上調(diào)表達,高表達的HNF1A-AS1與細胞增殖、侵襲轉移、抗凋亡、自噬等多種腫瘤惡性生物學行為相關。同時腫瘤組織中LncRNA HNF1A-AS1的表達水平與患者的病理生理學特征間存在明顯的相關性,并且其可以作為腫瘤患者預后的獨立判斷因素。除腫瘤外，LncRNA HNF1A-AS1在其他疾病如瘢痕中也發(fā)揮著作用。本文就其在這些疾病中作用的相關研究作一綜述。

1 LncRNA HNF1A-AS1與腫瘤

1.1食管癌 食管鱗狀細胞癌(ESCC)是世界上最常見的惡性腫瘤之一，其特征在于吞咽困難和體重減輕，會給患者帶來極大的痛苦[1]。有研究顯示，ESCC患者血漿HNF1A-AS1水平明顯高于正常對照組[2]。與正常組織和細胞系相比，在ESCC組織和4種人類ESCC細胞系(KYSE70、KYSE450、EC109和EC970)中檢測到HNF1A-AS1表達水平上調(diào)。除此之外，YANG等[3]研究發(fā)現(xiàn)，LncRNA HNF1A-AS1在人類原發(fā)性食管腺癌(EAC)中表達相對于其相應的正常食管組織明顯上調(diào)。HNF1A-AS1通過對細胞增殖、細胞周期、細胞遷移和侵襲的調(diào)控促進食管中腫瘤的發(fā)生。與癌癥密切相關的IncRNA H19可能是HNF1A-AS1的下游效應分子，從而建立了兩個與癌癥相關的IncRNA之間相互調(diào)控的例子。HNF1A-AS1可能成為檢測具有高侵襲轉移性食管腺癌的新型生物標志物，是阻斷或逆轉食管癌發(fā)展的分子療法的潛在靶向標志物。

在EAC中的lncRNA HNF1A-AS1明顯上調(diào)，HNF1A-AS1敲低顯著抑制細胞進入S期，從而抑制細胞增殖，并抑制了細胞遷移和侵襲。在EAC中，HNF1A-AS1與H19表達存在顯著正相關。HNF1A-AS1敲低會優(yōu)先影響與染色質(zhì)和核小體組裝相關的基因，這是細胞周期進程必不可少的機制，可能是通過H19誘導來介導的[3]。

1.2肺癌 HEIKKIL等[4]研究發(fā)現(xiàn)，HNF1A-AS1的SNP rs7953249與肺癌發(fā)生風險相關。非小細胞肺癌(NSCLC)約占所有肺癌的85%。HNF1A-AS1在NSCLC患者組織和細胞系中均相對上調(diào)[5]，是一種新的“致癌基因”。高表達HNF1A-AS1的NSCLC患者淋巴結轉移率更高，TNM分期更晚，整體生存時間更短[6]。敲低HNF1A-AS1可以抑制NSCLC疾病進程。進一步研究發(fā)現(xiàn)，HNF1A-AS1通過與miR-149-5p相互作用增加了細胞周期蛋白依賴性激酶6(Cdk6)的表達從而促進NSCLC細胞的增殖、遷移和侵襲[6]。ZHANG 等[7]提出HNF1A-AS1表達降低可以抑制NSCLC細胞增殖，侵襲并增加細胞凋亡率，LncRNA HNF1A-AS1通過調(diào)節(jié)miR-17-5p促進肺癌細胞的增殖和侵襲。

對40例肺腺癌組織的定量檢測結果也顯示，LncRNA HNF1A-AS1 呈明顯的異常上調(diào)表達，同時，HNF1A-AS1的表達水平與腫瘤大小、TNM分期、淋巴結轉移密切相關，并且高表達 HNF1A-AS1組患者的整體生存時間更短。進一步證明HNF1A-AS1通過調(diào)節(jié)細胞周期蛋白D1，使N-鈣粘著蛋白和β-連環(huán)蛋白的表達在體內(nèi)外促進腫瘤增殖和轉移[8]。

1.3GC GC是第四大最常見的癌癥，是癌癥相關死亡的全球第三大原因。HNF1A-AS1在GC組織中表達上調(diào)[9]，并促進了GC的惡性表型。早期生長反應蛋白1(EGR1)上調(diào)HNF1A-AS1表達，HNF1A-AS1可充當ceRNA，通過競爭性結合miR-661以增強CDC34的表達，競爭性結合miR-30b-3p促進PI3K / AKT信號通路介導的GC轉移[10]。此外，HNF1A-AS1通過細胞周期蛋白依賴性激酶2(CDK2)、CDK4和細胞周期蛋白E1促進GC細胞增殖和細胞周期進程，并通過CDC34介導的泛素化誘導P21蛋白失調(diào)，以促進GC的發(fā)展。而與此相反，DANG 等[11]對胃癌組織進行 LncRNA芯片檢測，結果顯示 LncRNA HNF1A-AS1呈下調(diào)表達，實時熒光定量聚合酶鏈反應(qRT-PCR)檢測 161 例胃癌患者的腫瘤組織3種胃癌腫瘤細胞 (AGS、BGC-823、MKN-45) 均得到同樣的結果。此外，DANG 等[11]還提出HNF1A-AS1在胃癌組織內(nèi)的表達與血清腫瘤標志物 CEA 和 CA199，以及腫瘤免疫組織化學標志物 RRM1顯著相關，HNF1A-AS1可能參與GC的發(fā)生和發(fā)展的抑制。

1.4結腸癌 結腸癌是惡性腫瘤中第三大流行類型，占所有癌癥相關死亡的十分之一。據(jù)報道，HNF1A-AS1在結腸癌組織中上調(diào)，并與不良預后 和腫瘤的淋巴結轉移顯著相關[12-13]。HNF1A-AS1的上調(diào)在體外和體內(nèi)均可促進結腸癌細胞的活力，使其遷移和侵襲。此外，HNF1A-AS1在結腸癌轉移中起癌基因的作用，可能原因是其通過競爭性內(nèi)源RNA來調(diào)節(jié)miRNA-34a表達，隨后抑制miR-34a/SIRT1/p53反饋環(huán)并激活Wnt信號通路。ZHANG等[14]研究結果表明，與鄰近的非腫瘤組織相比，在早發(fā)型結直腸癌(CRC)組織中HNF1A-AS1表達明顯上調(diào)。敲除HNF1A-AS1顯著限制了CRC細胞增殖和集落形成，細胞周期被阻滯在 G0/G1期[15]，顯著降低CRC細胞的遷移和侵襲能力[16]。HNF1A-AS1可以激活CRC中的Wnt/β-catenin信號級聯(lián)，還可以通過調(diào)節(jié)CRC細胞中的miR-124/MYO6途徑來調(diào)節(jié)細胞遷移、侵襲和糖酵解[17]。HNF1A-AS1還可以通過與轉錄因子PBX3結合來增加OTX1表達以激活ERK / MAPK途徑，從而促進結腸癌中的血管生成[15]?？傊?，HNF1A-AS1是一種促進結腸癌的RNA，可作為結腸癌治療的潛在治療靶向標志物。

1.5肝癌(HCC) 在HepaRG細胞中，HNF1-AS1參與P450的表達調(diào)控。敲低HNF1-AS1改變了乙酰氨基酚(APAP)誘導的細胞毒性，增加細胞活力并減少乳酸脫氫酶釋放，使CYP1A2、2E1和3A4的mRNA表達均顯著降低，HNF1-AS1主要通過改變HepaRG細胞中P450介導的APAP生物轉化而影響APAP引起的肝損傷[16]。

在肝腫瘤細胞內(nèi)，LncRNA HNF1A-AS1呈上調(diào)表達，HNF1A-AS1可以通過抑制NKD1和p21表達來促進HCC細胞增殖，而HNF1A-AS1敲低抑制HCC細胞中周期相關蛋白cyclin-D1和增殖細胞核抗原的表達[18]。沉默 HNF1A-AS1表達能夠顯著降低 LC3BII/LC3BI 的比例并促進p62的表達，自噬體和自噬泡的形成受到明顯抑制[19]。此外，該研究團隊還發(fā)現(xiàn)，HNF1A-AS1 可以作為內(nèi)源性海綿吸附 miR-30b上調(diào)其下游自噬相關基因B淋巴細胞瘤-2(Bcl-2)和 ATG5的表達，進而調(diào)控HCC腫瘤細胞發(fā)生自噬[19]。

與以上報道的癌基因作用不同，DING等[20]報道HNF1A-AS1的表達水平與HCC中的HNF1α水平顯著相關。HNF1α通過直接與其啟動子區(qū)域結合來激活HNF1A-AS1的轉錄。HNF1A-AS1在體外和體內(nèi)均抑制HCC細胞的生長和轉移，敲低HNF1A-AS1逆轉了HNF1α對HCC細胞遷移和侵襲的抑制作用。此外，HNF1A-AS1以高結合親和力直接結合到蛋白酪氨酸磷酸酶1(SHP-1)的C末端，并增加了SHP-1的磷酸酶活性。阻斷SHP-1活性可逆轉HNF1α和HNF1A-AS1的抗HCC作用。

對人肝組織和HCC Huh7細胞研究發(fā)現(xiàn)HNF1-AS1與CYP2C8、2C9，2C19、2D6、2E1，3A4及孕烷X受體(PXR)和組成型雄烷烴受體(CAR)的mRNA表達呈正相關，并且，HNF1-AS1調(diào)節(jié)PXR和大多數(shù)P450的表達，利福平誘導的P450表達也受到HNF1-AS1的影響[21]。

1.6骨肉瘤(OS) 在OS組織和腫瘤細胞內(nèi) LncRNA HNF1A-AS1 呈異常高表達，并且其表達水平與腫瘤的遠處轉移、 化療情況、低生存率及腫瘤分期呈顯著正相關[22]。OS中 HNF1A-AS1通過調(diào)控 EMT 相關蛋白 N-cadherin、Vimentin、N-cadherin 及 β-鏈蛋白(β-catenin)的表達促進腫瘤細胞的侵襲轉移能力。敲低HNF1A-AS1表達可顯著抑制OS細胞中的β-catenin，cyclin D1和c-myc表達。LiCl(Wnt/β-catenin途徑激活劑)可以逆轉敲低HNF1A-AS1 的OS細胞表達的抗癌作用[23]。

1.7膀胱癌(BC) 臨床BC組織和培養(yǎng)的BC細胞中HNFA-AS1被上調(diào)[24]。用細胞活力測定法發(fā)現(xiàn)敲低HNF1A-AS1抑制了T24和5637細胞的細胞活力和集落形成，敲低HNF1A-AS1顯著地積聚G 0 / G 1期的T24和5637細胞，阻止細胞周期發(fā)展。類似的，ZHAN等[25]證實下調(diào)HNF1A-AS1以ceRNA依賴性方式增加了miR-30b-5p的表達，并隨后抑制了Bcl-2的表達進而調(diào)控細胞凋亡。

膀胱尿路上皮癌(UCB)組織和UCB細胞中LncRNA HNF1A-AS1也呈異常高表達[26]，高HNF1A-AS1表達患者的總生存時間明顯縮短。此外，多變量分析證實相對HNF1A-AS1表達是UCB患者總體生存的獨立預測因子。

1.8乳腺癌 HNF1A-AS的表達水平與乳腺癌癌癥分期顯著相關[27]，而且，HNF1A-AS1在乳腺癌腫瘤和細胞系(MDA-MB-231和MCF-7)中均高表達[28]，并且miR-20a-5p和TRIM32是乳腺癌中HNF1A-AS1的下游靶標，HNF1A-AS1可能是乳腺癌的有前途的治療目標。

1.9口腔鱗狀細胞癌(OSCC) 實時定量分析HNF1A-AS1在OSCC組織和細胞中高表達[29]。HNF1A-AS1的表達水平與淋巴結轉移和分化密切相關，但與年齡，性別和其他因素無關，是OSCC患者的關鍵預后因素。敲低HNF1A-AS1通過誘導細胞凋亡并導致細胞周期停滯在G0 / G1期來抑制OSCC細胞增殖，信號轉導和轉錄激活因子3(STAT3)與HNF1A-AS1啟動子區(qū)域有高的親和力。有文獻報道，Notch信號在基因表達中的調(diào)節(jié)功能通常會促進腫瘤形成[30]。在OSCC細胞中HNF1A-AS1和Notch信號均被上調(diào)，沉默HNF1A-AS1可以使Notch信號失活，這暗示HNF1A-AS1可能在OSCC細胞中正調(diào)控Notch信號。通過Notch信號激活劑逆轉了si-HNF1A-AS1對細胞增殖，遷移和EMT進展的抑制作用。因此，STAT3誘導的HNF1A-AS1上調(diào)通過激活Notch信號通路加速了OSCC的發(fā)展進程[30]。

1.10子宮頸癌(CC) 檢測正常宮頸上皮細胞、順鉑(DDP)敏感細胞系(HeLa / S)和DDP耐藥細胞系(HeLa / DDP)細胞中HNF1A-AS1的表達，發(fā)現(xiàn)HNF1A-AS1在抗DDP的細胞系中上調(diào)[31]。沉默HNF1A-AS1抑制CC細胞增殖并促進其凋亡。將外泌體和CC敏感細胞系一起培養(yǎng)，外泌體可以穿梭進入CC細胞使LncRNA HNF1A-AS1作為ceRNA吸附miR-34b并上調(diào)TUFT1表達，從而促進CC細胞的增殖和耐藥性并抑制其凋亡[32]。

2 HNF1α-AS1與其他疾病

瘢痕是創(chuàng)傷后皮膚瘢痕組織的增生反應，由成纖維細胞的過度增殖及膠原蛋白纖維和細胞外基質(zhì)(ECM)的沉積組成[33]。瘢痕中LncRNA HNF1α-AS1表達顯著下調(diào)，而其靶基因HNF1α的表達上調(diào)[34]。通過使用Arraystar LncRNA數(shù)據(jù)庫的預測調(diào)控發(fā)現(xiàn)LncRNA HNF1α-AS1可以在轉錄或轉錄后水平上負調(diào)控其鄰近靶基因HNF1α的表達，從而影響瘢痕的生長。

一項研究中，HNF1A-AS1的表達在多發(fā)性硬化癥(MS)患者中顯著降低，HNF1A-AS1區(qū)分MS疾病狀態(tài)的診斷功效值是0.744[35]。但是，HNF1A-AS1的SNP rs7953249在任何遺傳模型中均與MS發(fā)生風險無關[36]。

在代謝綜合征中，HNF1A-AS1的SNP rs7953249與血漿C反應蛋白水平之間存在顯著關聯(lián)[37]。在另一病例對照分析中發(fā)現(xiàn)rs7953249的G等位基因與缺血性卒中小血管疾病亞型相關[38]。

3 小 結

近年來，LncRNA 在腫瘤領域的研究得到了越來越多的重視，作者發(fā)現(xiàn)HNF1A-AS1異常表達并不只對應一種腫瘤，而且也不僅僅是針對腫瘤這一種疾病。作者認為，雖然目前對 HNF1A-AS1已經(jīng)有了一些認識，但這只是冰山一角，仍然存在許多難題需要攻克，HNF1A-AS1在癌癥的發(fā)生和發(fā)展中的確切作用還有待進一步挖掘，調(diào)控HNF1A-AS1表達的機制還有待進一步深入闡述，HNF1α-AS1作為一個lncRNA，其在基因表達調(diào)控中的作用也需要進一步揭示。而且在除腫瘤外的其他疾病中，LncRNA HNF1A-AS1的研究仍然較少。作者相信，通過研究的不斷深入，LncRNA 有望成為腫瘤診治新的標志物，為腫瘤精準治療提供新的靶點。