長(zhǎng)鏈非編碼RNA 在結(jié)直腸癌發(fā)生發(fā)展中的研究現(xiàn)狀

汪 桐 王金格 賈 晨 黃晶晶 霍曉燕 孟慶輝 梁德森 潘華洋

1.哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院普外科，黑龍江哈爾濱 150001；2.哈爾濱醫(yī)科大學(xué)護(hù)理學(xué)院，黑龍江哈爾濱 150086；3.哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院護(hù)理教研室，黑龍江哈爾濱 150086；4.哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院兒科，黑龍江哈爾濱 150001

結(jié)直腸癌（colorectal cancer，CRC）是一種常見的消化道惡性腫瘤，近年來我國(guó)CRC 的發(fā)病率大幅增加，2018 年在我國(guó)所有惡性腫瘤中，CRC 的發(fā)病率排第3 位，死亡率排第5 位[1]。CRC 已嚴(yán)重威脅人類健康，所以尋找新的CRC 診斷標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)是至關(guān)重要的。大量研究發(fā)現(xiàn)，異常表達(dá)的長(zhǎng)鏈非編碼RNA（long non-coding RNA，lncRNA）與CRC 的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)[2]。本文針對(duì)lncRNA 在CRC 中的既往研究進(jìn)行綜述，旨在為尋找CRC 診斷標(biāo)志物和治療方案提供新的思路。

1 lncRNA 概述

lncRNA 是由RNA 聚合酶Ⅱ轉(zhuǎn)錄，長(zhǎng)度＞200 個(gè)核苷酸的RNA 分子，廣泛存在于細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中[3]。lncRNA 在廣義上（相對(duì)于蛋白編碼基因）可以分為5 類：正義lncRNA、反義lncRNA、基因間lncRNA、內(nèi)含子lncRNA、雙向lncRNA[4]。lncRNA 缺乏開放閱讀框而不能編碼蛋白質(zhì)，所以對(duì)lncRNA 的研究在過去很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)進(jìn)展緩慢。隨著被發(fā)現(xiàn)的特征性lncRNA數(shù)量的增加，已經(jīng)證實(shí)lncRNA 可以通過表觀遺傳調(diào)控、剪接調(diào)控、轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后調(diào)控等多維度發(fā)揮抑癌或致癌的作用[5]。目前研究顯示，lncRNA 主要通過以下方面調(diào)節(jié)靶基因的表達(dá)：①lncRNA 在不同的功能步驟上調(diào)控染色質(zhì)結(jié)構(gòu)，如組蛋白修飾、DNA甲基化和染色質(zhì)重塑；②與信使RNA（mRNA）形成雙鏈RNA 復(fù)合物，指導(dǎo)mRNA 選擇性剪切；③Dicer 酶作用于lncRNA 和mRNA 形成的互補(bǔ)雙鏈，產(chǎn)生內(nèi)源小干擾RNA（siRNA）；④與特定蛋白結(jié)合，改變蛋白質(zhì)的細(xì)胞定位和活性；⑤直接與蛋白結(jié)合形成蛋白復(fù)合體，改變其功能；⑥與微RNA（miRNA）相互作用（海綿化）來調(diào)控靶基因表達(dá)；⑦編碼蛋白基因上游啟動(dòng)子區(qū)轉(zhuǎn)錄，調(diào)節(jié)下游基因的表達(dá)[6-8]。

2 CRC 診斷相關(guān)的lncRNA

2.1 lncRNA CCAT

CCAT1 和CCAT2 是在人類染色體8q24 被轉(zhuǎn)錄的lncRNA。Nissan 等[9]首次發(fā)現(xiàn)CCAT1 在CRC 和癌前病變組織中明顯高表達(dá)。Chen 等[10]在對(duì)27 對(duì)CRC的癌及癌旁組織RNA 進(jìn)行RT-qPCR 檢測(cè)證實(shí)了上述結(jié)果，且CCAT1 通過靶向miR-181b-5p 上調(diào)腫瘤抑制候選基因3 的表達(dá)，從而促進(jìn)CRC 的發(fā)生。也有研究發(fā)現(xiàn)CCAT1 通過下調(diào)miR-185-3p、上調(diào)肌球蛋白輕鏈激酶的表達(dá)，促進(jìn)炎癥性腸病向CRC 轉(zhuǎn)變[11]。Ling 等[12]首次研究發(fā)現(xiàn)，CCAT2 通過與轉(zhuǎn)錄因子TCF7L2 直接結(jié)合增強(qiáng)了對(duì)Wnt 信號(hào)通路的反應(yīng)，此外CCAT2 與CCAT1 聯(lián)合檢測(cè)可以更有效地診斷早期CRC。

2.2 lncRNA 91H

91H 是H19 反義lncRNA，位于H19/IGF2 位點(diǎn)。91H在CRC 血清外泌體中過度表達(dá)，通過與異質(zhì)性核糖核蛋白K（heterogeneous nuclear ribonucleoprotein K，HNRNPK）相互作用，調(diào)控大腸癌的發(fā)生[13]。Liu 等[14]在早期CRC 患者血漿外泌體中發(fā)現(xiàn)91H 表達(dá)明顯上調(diào)，其敏感度和特異度分別是84.48%和80.36%。此外，91H 通過與IGFBP2 結(jié)合導(dǎo)致胰島素樣生長(zhǎng)因子2高表達(dá)，從而激活PI3K/Akt 和mTOR 通路并促進(jìn)腸癌發(fā)展。鑒于91H 具有較強(qiáng)的腸癌特異性，而且在早期CRC 血漿中陽性率高，因此其有望成為CRC 早期非侵入性診斷的生物標(biāo)志物。

2.3 lncRNA APC1

APC1 是位于人類染色體19p12 上的一種腫瘤抑制因子，其低表達(dá)與腫瘤較高TNM 分期和預(yù)后不良有關(guān)。Wang 等[15]發(fā)現(xiàn)APC1 直接與Rab5b 直接結(jié)合，從而抑制了內(nèi)皮細(xì)胞中MAPK 通路的過度激活，進(jìn)而抑制血管生成。此外，APC1 可能通過非經(jīng)典Wnt 通路的APC 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)參與CRC 的發(fā)生發(fā)展，顛覆了對(duì)經(jīng)典Wnt 通路的認(rèn)知，這為尋找潛在的CRC 診斷標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)提供了新的思路。

3 CRC 治療相關(guān)的lncRNA

3.1 lncRNA MEG3

MEG3 是在人類染色體14q32.3 上被轉(zhuǎn)錄的lncRNA，是研究最多的抑癌分子之一。Zhu 等[16]研究顯示維生素D 通過調(diào)控VDR 與MEG3 啟動(dòng)子結(jié)合來激活MEG3 轉(zhuǎn)錄，進(jìn)一步下調(diào)MEG3 與調(diào)控因子聚集素的結(jié)合來抑制CRC 增殖和侵襲。另有研究顯示，通過外源性轉(zhuǎn)染導(dǎo)入MEG3 可調(diào)控miR-141/PDCD4軸增強(qiáng)CRC 細(xì)胞對(duì)奧沙利鉑（L-OHP）的敏感性來增強(qiáng)化療效果，這揭示了MEG3 的表達(dá)干預(yù)有望成為CRC 治療的新靶點(diǎn)[17]。

3.2 lncRNA H19 和lncRNA UCA1

H19 是第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的與惡性腫瘤發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)的lncRNA。Ding 等[18]發(fā)現(xiàn)H19 海綿化miR-29b-3p，導(dǎo)致顆粒蛋白前體高表達(dá)，從而誘導(dǎo)上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化過程。此外，Wang 等[19]發(fā)現(xiàn)H19 海綿化吸附miR-194-5p，逆轉(zhuǎn)了miR-194-5p 對(duì)信息調(diào)節(jié)因子2 相關(guān)酶類1 的抑制，因此增加了對(duì)5-FU 的耐藥性。UCA1 發(fā)揮促癌作用機(jī)制與H19 類似。UCA1/miR-143/MYO6 軸抑制CRC 細(xì)胞凋亡及G2/M 期阻滯，降低CRC 細(xì)胞對(duì)放療的敏感性[20]。

3.3 lncRNA CRART16

Zhang 等[21]研究發(fā)現(xiàn)CRART16 在抗西妥昔單抗治療的CRC 細(xì)胞中表達(dá)上調(diào)，過表達(dá)的CRART16 海綿化miR-371a-5p 進(jìn)而增加下游靶點(diǎn)ERBB3 基因的表達(dá)，反過來抑制西妥昔單抗引起的G0/G1期阻滯，此外過表達(dá)的CRART16 也可以促進(jìn)腫瘤細(xì)胞干性轉(zhuǎn)化。因此CRART16 可作為西妥昔單抗耐藥的CRC 患者的敏感治療靶點(diǎn)。

3.4 lncRNA MIR17HG

MIR17HG 是一種與免疫調(diào)控相關(guān)的lncRNA，它在癌旁組織、腺癌組織和CRC 組織中的表達(dá)逐漸升高。Xu 等[22]研究發(fā)現(xiàn)，MIR17HG 可以與程序性死亡配體-1（programmed death-ligand 1，PD-L1）直接結(jié)合并上調(diào)PD-L1 的表達(dá)，通過特異性敲除MIR17HG，PD-L1 的表達(dá)下調(diào)，證實(shí)MIR17HG 可以在蛋白水平上調(diào)節(jié)PD-L1 的表達(dá)。眾所周知PD-L1 是阻礙T 細(xì)胞活化的關(guān)鍵因素，因此干擾MIR17HG 表達(dá)可能對(duì)CRC 免疫治療產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)[23]。

4 CRC 轉(zhuǎn)移及預(yù)后相關(guān)的lncRNA

4.1 lncRNA MALAT1

MALAT1 在多種腫瘤中具有促癌的作用。Sun 等[24]研究發(fā)現(xiàn)YAP1 蛋白通過增強(qiáng)MALAT1 海綿化miR-126-5p 來增促進(jìn)CRC 細(xì)胞增殖、侵襲和血管生成。此外敲低MALAT1 可以降低維持腫瘤干細(xì)胞性的重要蛋白Oct4 的表達(dá)，從而抑制CRC 干細(xì)胞的自我更新和細(xì)胞代謝[25]。但是隨著研究的逐漸深入，Chen 等[26]發(fā)現(xiàn)MALAT1 在CRC 和乳腺癌組織中的表達(dá)均下調(diào)，MALAT1 通過與轉(zhuǎn)錄因子TEAD 結(jié)合而起到抑癌的作用，這可能源于MALAT1 在不同腫瘤中作用的異質(zhì)性。

4.2 lncRNA HOTAIR

近年來，研究表明HOTAIR 在多種癌癥中明顯過度表達(dá)，尤以CRC 合并肝轉(zhuǎn)移的患者血液中表達(dá)量為高[27]。Pan 等[28]研究發(fā)現(xiàn)，HOTAIR 直接包含miR-326 結(jié)合位點(diǎn)并調(diào)控FUT6（一種特定的巖藻糖基轉(zhuǎn)移酶）的表達(dá)，從而觸發(fā)了PI3K/Akt/mTOR 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，導(dǎo)致腸癌肝轉(zhuǎn)移。因此HOTAIR 可以作為預(yù)測(cè)CRC 患者預(yù)后和監(jiān)測(cè)復(fù)發(fā)情況的有效工具。

4.3 結(jié)直腸癌糖酵解相關(guān)的lncRNA

腸癌中有關(guān)糖酵解的研究尚在起步階段，但已經(jīng)引起了廣大學(xué)者的關(guān)注。Tang 等[29]發(fā)現(xiàn)葡萄糖饑餓條件下，過表達(dá)的GLCC1 與HSP90 直接結(jié)合，從而抑制MYC 的泛素化降解，并進(jìn)一步促進(jìn)MYC 靶基因LDHA 的表達(dá)，激活糖酵解代謝的過程。Feng 等[30]發(fā)現(xiàn)高表達(dá)的LINC00504 也可以與MYC 直接結(jié)合形成復(fù)合物，在不改變MYC 穩(wěn)定性的前提下，增加了MYC 的聚集，增強(qiáng)了MYC 的反式激活效力；此外，兩者的過表達(dá)還可產(chǎn)生協(xié)同作用，進(jìn)一步促進(jìn)CRC 細(xì)胞的有氧糖酵解。而LINRIS 通過泛素化-自噬途徑阻斷IGF2BP2 的降解，最終下調(diào)MYC 介導(dǎo)的糖酵解代謝，抑制了體外和體內(nèi)CRC 細(xì)胞的增殖。由此可見，與腫瘤細(xì)胞糖酵解代謝有關(guān)的lncRNA 可以作為預(yù)測(cè)腸癌預(yù)后的潛在生物學(xué)標(biāo)志物[31]。

4.4 lncRNA XIST 和lncRNA CRNDE

幾乎所有與CRC 相關(guān)的lncRNA 都在表觀遺傳學(xué)水平上受到影響，進(jìn)而參與惡性腫瘤相關(guān)生物活性的調(diào)節(jié)。甲基轉(zhuǎn)移酶樣蛋白14 可以促進(jìn)XIST 的m6A甲基化，最終被“閱讀器”蛋白YTHDF2 識(shí)別和結(jié)合，才能完成整個(gè)表觀遺傳沉默過程[32]。CRNDE 通過結(jié)合EZH2 來抑制DUSP5，從而激活MAPK 信號(hào)通路并誘導(dǎo)CRC 細(xì)胞中H3K27 甲基化，并導(dǎo)致腫瘤抑制因子在表觀遺傳學(xué)層面被沉默[33]。這些研究成果加深了我們通過表觀遺傳學(xué)調(diào)控CRC 進(jìn)展對(duì)lncRNA 的認(rèn)識(shí)，為進(jìn)一步探究CRC 發(fā)生發(fā)展的機(jī)制提供了方向。

5 小結(jié)

生物基因組學(xué)時(shí)代最令人欣喜的是lncRNA—這一重要非編碼RNA 的發(fā)現(xiàn)，隨著RNA 測(cè)序和生物信息學(xué)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的lncRNA 逐漸被發(fā)現(xiàn)，失調(diào)的lncRNA 通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄、翻譯和翻譯后水平的基因表達(dá)和功能來調(diào)控CRC 的發(fā)生發(fā)展。但lncRNA在結(jié)直腸癌中作用機(jī)制的研究仍處于初期階段，只有少數(shù)的lncRNA 的具體作用機(jī)制被詳細(xì)闡明。且某些lncRNA 如MALAT1 在結(jié)直腸癌中的功能仍存在爭(zhēng)議，當(dāng)前關(guān)于lncRNA 在CRC 微環(huán)境及代謝中的重要作用逐漸成為研究熱點(diǎn)。因此進(jìn)一步研究lncRNA 在CRC 發(fā)生發(fā)展過程中的確切功能及互相調(diào)控干擾機(jī)制至關(guān)重要，這將為突破CRC 現(xiàn)有的診斷和治療方法提供新的思路和方向。