長(zhǎng)非編碼RNA在乳腺癌中的研究進(jìn)展

賈巖 綜述 佟仲生 審校

乳腺癌是女性常見(jiàn)的惡性腫瘤，也是腫瘤相關(guān)死亡的主要原因之一[1]。2019年國(guó)家癌癥中心數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)每年乳腺癌新發(fā)病約30.4 萬(wàn)例，其中3%～10%確診時(shí)已發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移。除手術(shù)和放療外，內(nèi)科主要的治療手段為化療、內(nèi)分泌、靶向和免疫治療。隨著醫(yī)療水平的進(jìn)步，乳腺癌的診治能力大幅提高，然而仍有部分患者病情進(jìn)展迅速，預(yù)后較差。目前需要明確乳腺癌發(fā)生和進(jìn)展的分子機(jī)制以挽救更多患者生命。研究表明，長(zhǎng)非編碼RNA（long non-coding RNA，lncRNA）在乳腺癌中發(fā)揮著重要作用，影響腫瘤的分子調(diào)控、癌細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移、腫瘤代謝和自噬等[2]。本文對(duì)lncRNA 的作用進(jìn)行綜述，為乳腺癌的早期診斷、進(jìn)展監(jiān)測(cè)、評(píng)估療效和預(yù)后的新型分子標(biāo)志物及分子治療靶點(diǎn)提供新的思路。

1 lncRNA 概述

lncRNA 是一類長(zhǎng)度超過(guò)200 個(gè)核苷酸的非編碼蛋白的RNA 分子，可被RNA 聚合酶Ⅱ轉(zhuǎn)錄，并依賴轉(zhuǎn)錄后修飾，如加帽、剪切和聚腺苷酸化，可分為基因間、內(nèi)含子、增強(qiáng)子、有義、反義和雙向lncRNA。主要作用有：1）形成互補(bǔ)雙鏈RNA 影響mRNA 切割；2）直接結(jié)合影響蛋白活性或胞質(zhì)定位；3）抑制RNA聚合酶II，調(diào)控染色質(zhì)重塑和組蛋白修飾，或啟動(dòng)編碼基因轉(zhuǎn)錄影響基因表達(dá)；4）與轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物形成雙鏈RNA 并產(chǎn)生內(nèi)源性siRNA；5）作為小RNA（如miRNA或piRNA）前體等[3]。此外，lncRNA 可提供結(jié)合位點(diǎn)供與DNA、RNA 結(jié)合，并可形成復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)作用于蛋白質(zhì)，并參與X 染色體沉寂、基因組印跡、和表觀遺傳學(xué)調(diào)控（如組蛋白修飾）和翻譯后修飾（如磷酸化和泛素化）等[4]，因此lncRNA 在生命過(guò)程中具有重要的作用。

2 lncRNA 在乳腺癌中的作用

lncRNA 參與細(xì)胞的發(fā)育分化，也調(diào)控腫瘤的發(fā)生和進(jìn)展。在多種惡性腫瘤中，如乳腺癌和前列腺癌等，lncRNA 異常調(diào)控并表現(xiàn)出“癌基因”或“抑癌基因”特性。lncRNA 與microRNA、mRNA、蛋白質(zhì)和基因組DNA 相互作用，參與腫瘤的相關(guān)信號(hào)通路，如Wnt、PI3K/AKT/mTOR 等[5]。因此，lncRNA 可能具備成為腫瘤診斷、預(yù)后評(píng)估和靶向治療標(biāo)志物的潛力。

2.1 影響乳腺癌的增殖和轉(zhuǎn)移

腫瘤轉(zhuǎn)移的動(dòng)態(tài)過(guò)程涉及腫瘤微環(huán)境改變、上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化、缺氧和血管生成等多方面。乳腺癌中l(wèi)ncRNA LINC00504 上調(diào)，敲除后抑制癌細(xì)胞增殖、遷移和侵襲，并促進(jìn)細(xì)胞凋亡。LINC00504 作為競(jìng)爭(zhēng)性內(nèi)源RNA（competing endogenous RNA，ceRNA）吸附miR-876-3p 引起HMGB3 表達(dá)上調(diào)。當(dāng)miR-876-3p 下調(diào)或HMGB3 上調(diào)后有效逆轉(zhuǎn)LINC00504 缺失對(duì)癌細(xì)胞的抑制作用，因此LINC00504/miR-876-3p/HMGB3軸參與調(diào)控乳腺癌的生物學(xué)行為[2]。研究顯示，乳腺癌中l(wèi)ncRNA SNHG3 表達(dá)增高，引起ZEB1 表達(dá)上調(diào)，SNHG3 通過(guò)調(diào)控miR-186-5p/ZEB1 軸誘導(dǎo)上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化，促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲[6]。

研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA HNF1A-AS1 在三陰性乳腺癌（triple-negative breast cancer，TNBC）中高表達(dá)，敲除后抑制癌細(xì)胞增殖并促進(jìn)凋亡。RNF38 是miR-32-5p 的靶分子，HNF1A-AS1 作為RNF38 的ceRNA 吸附miR-32-5p，上調(diào)RNF38 可逆轉(zhuǎn)沉寂HNF1A-AS1后對(duì)TNBC 細(xì)胞的抑制作用。該研究還發(fā)現(xiàn)GATA1激活HNF1A-AS1 轉(zhuǎn)錄，并通過(guò)miR-32-5p/RNF38 軸促進(jìn)TNBC 進(jìn)展[7]。在乳腺癌中LINC00483 表達(dá)增加，而在轉(zhuǎn)移、分期偏晚患者的表達(dá)更高，IGF2BP1與LINC00483 結(jié)合，上調(diào)IGF2BP1 后顯著地促進(jìn)LINC00483 表達(dá)，LINC00483 促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖并受到IGF2BP1 調(diào)控[8]。TNBC 中較高的LINC00173 提示患者預(yù)后較差，沉寂LINC00173 抑制腫瘤集落形成、增殖和侵襲能力[9]。

在乳腺癌中l(wèi)ncRNA TINCR 表達(dá)增加，TINCR結(jié)合STAU1 引導(dǎo)STAU1 調(diào)控OAS1 的穩(wěn)定性，低水平OAS1 促進(jìn)腫瘤增殖和遷移；TINCR 下調(diào)誘導(dǎo)細(xì)胞周期阻滯并促進(jìn)凋亡[10]。TINCR 作為miR-761的分子海綿，對(duì)其具有正向調(diào)節(jié)作用。TINCR 吸附miR-761，并在早期TNBC 患者血清中增高，下調(diào)TINCR 或miR-761 抑制TNBC 細(xì)胞的侵襲、遷移和上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化[11]。

在乳腺癌中l(wèi)ncRNA MALAT1 表達(dá)上調(diào)，尤其在轉(zhuǎn)移性TNBC 和曲妥珠單抗耐藥的人表皮生長(zhǎng)因子受體-2（HER-2）過(guò)表達(dá)的乳腺癌中MALAT1 表達(dá)升高，通過(guò)激活PI3K/AKT 信號(hào)通路誘導(dǎo)細(xì)胞侵襲性增加[12]。然而Kim 等[13]研究發(fā)現(xiàn)，MALAT1 是乳腺癌轉(zhuǎn)移抑制性lncRNA，通過(guò)結(jié)合并失活促轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)錄因子TEAD 抑制癌細(xì)胞遷移和侵襲。敲除MALAT1 增加miR-145 表達(dá)，降低癌細(xì)胞VEGF 表達(dá)抑制增殖和遷移，體內(nèi)研究可抑制小鼠移植瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移，但MALAT1 的功能和機(jī)制尚需進(jìn)一步研究。

2.2 對(duì)抗腫瘤治療敏感性的影響

研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA 影響蒽環(huán)類和紫杉類藥物的治療敏感性。lncRNA H19 通過(guò)調(diào)節(jié)MDR1 和MRP4影響蒽環(huán)類和紫杉類藥物耐藥性，同敏感細(xì)胞相比，H19 在多柔比星或紫杉醇耐藥的乳腺癌中表達(dá)升高，敲降H19 后癌細(xì)胞增殖降低并促進(jìn)細(xì)胞凋亡，對(duì)多柔比星和紫杉醇治療的敏感性增強(qiáng)。同時(shí)，在耐藥細(xì)胞中l(wèi)ncRNA H19 與miR-340-3p 結(jié)合介導(dǎo)YWHAZ 對(duì)Wnt/β-catenin 信號(hào)通路的調(diào)控參與腫瘤轉(zhuǎn)移和侵襲[14-15]。另有研究發(fā)現(xiàn)，他莫昔芬耐藥的乳腺癌中H19 表達(dá)上調(diào)，H19 過(guò)表達(dá)促進(jìn)自噬，減弱雌激素受體陽(yáng)性乳腺癌對(duì)他莫昔芬的敏感性，敲降H19 后Beclin1 甲基化增加，DNMT3B 與Beclin1 啟動(dòng)子區(qū)結(jié)合增強(qiáng)，恢復(fù)對(duì)他莫昔芬治療的敏感性[16]。該研究還發(fā)現(xiàn)，H19 通過(guò)影響H19/SAHH/DNMT3B 軸的甲基化調(diào)控激活自噬，引起他莫昔芬耐藥。

Han 等[17]研究發(fā)現(xiàn)，曲妥珠單抗耐藥細(xì)胞中的lncRNA ZNF649-AS1 表達(dá)增高，與治療耐藥和生存期縮短有關(guān)。該研究還發(fā)現(xiàn)，抗HER-2 治療中的組蛋白H3K27ac 乙?；揎梈NF649-AS1 表達(dá)上調(diào)，與PTBP1 相互作用促進(jìn)ATG5 轉(zhuǎn)錄引起自噬和曲妥珠單抗耐藥，敲降ZNF649-AS1 后通過(guò)調(diào)控ATG5 表達(dá)和自噬逆轉(zhuǎn)曲妥珠單抗治療耐藥。因此，調(diào)控lncRNA有望改善乳腺癌的治療耐藥。

2.3 對(duì)細(xì)胞自噬的影響

異常的細(xì)胞自噬可激活腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)并引起治療耐藥。通過(guò)分析自噬相關(guān)lncRNA 發(fā)現(xiàn)，lncRNA MAPT-AS1、LINC01871、AL122010.1、AC090912.1和AC061992.1 與患者的預(yù)后有關(guān)[18]。Zhang 等[19]研究發(fā)現(xiàn)，乳腺癌中自噬相關(guān)的lncRNA 分子特征為lncRNA USP30-AS1、TFAP2A-AS1、MAPT-AS1 和LINC 01087 表達(dá)上調(diào)，HOXB-AS1 表達(dá)下調(diào)，提示乳腺癌較好的預(yù)后與lncRNAUSP30-AS1、ST7-AS1、VPS9D1-AS1、TFAP2A-AS1、HOXB-AS1、LINC01087和MAPT-AS1 相關(guān)，而lncRNA KMT2E-AS1 和OTU B6DB-AS1 與不良預(yù)后有關(guān)。同時(shí)，USP30-AS1、ST 7-AS1、VPS9D1-AS1、OTUB6DB-AS1、LINC01087 和MAPT-AS1 與患者的總生存相關(guān)。因此基于lncRNA分子特征的預(yù)后模型有望為乳腺癌的預(yù)測(cè)提供新的思路。

2.4 對(duì)細(xì)胞代謝的影響

lncRNA 調(diào)控腫瘤代謝，乳腺癌中LINC00538 調(diào)節(jié)PFK2 細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶CDK6 磷酸化，催化6-磷酸葡萄糖生成2，6-雙磷酸果糖/-1，6-雙磷酸果糖，促進(jìn)癌細(xì)胞糖酵解，影響細(xì)胞增殖和腫瘤生長(zhǎng)[20]。研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA HIFAL 募集脯氨酸羥化酶3（PHD3）到丙酮酸激酶2（PKM2），誘導(dǎo)脯氨酸羥化，通過(guò)與hnRNPF 結(jié)合將PKM2/PHD3 復(fù)合物引入細(xì)胞核內(nèi)增強(qiáng)HIF-1α 的反式激活；HIF-1α 誘導(dǎo)HIFAL 轉(zhuǎn)錄，形成正向前饋循環(huán)[21]。該研究還發(fā)現(xiàn)，HIFAL 表達(dá)增加促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)，與乳腺癌的侵襲性表型和不良預(yù)后有關(guān)。

研究顯示，在TNBC 中，lncRNA BCAR4 為YAP的轉(zhuǎn)錄靶點(diǎn)，通過(guò)GLI2 依賴性Hedgehog 信號(hào)途徑促進(jìn)YAP 糖酵解，BCAR4 促進(jìn)糖酵解激活因子HK2和PFKFB3 的轉(zhuǎn)錄。當(dāng)BCAR4 和GLI2 單獨(dú)或同時(shí)上調(diào)，導(dǎo)致葡萄糖攝取和乳酸生成增加。此外，YAP和BCAR4 表達(dá)增加均與TNBC 較差的無(wú)復(fù)發(fā)生存相關(guān)。乳腺癌中的LINC00346 表達(dá)增加，敲降LINC00346后上調(diào)miR-148a/b 誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡并抑制癌細(xì)胞增殖，通過(guò)降低GLUT1 表達(dá)抑制乳腺癌細(xì)胞的糖酵解[22]。因此，通過(guò)調(diào)控lncRNA 對(duì)腫瘤細(xì)胞糖酵解的影響，有望為分子治療提供新的方向。

2.5 參與表觀遺傳學(xué)調(diào)控

lncRNA 作為乳腺癌的致癌或抑制因子，在表觀遺傳學(xué)調(diào)控中也顯示出潛力。MLL1 是組蛋白賴氨酸4（H3K4）的甲基轉(zhuǎn)移酶，MLL1 重排導(dǎo)致無(wú)H3K4甲基化活性的融合蛋白表達(dá)。Hu 等[23]研究發(fā)現(xiàn)，乳腺癌中的lncRNA ROR 表達(dá)增加，通過(guò)招募MLL1促進(jìn)H3K4me3 誘導(dǎo)的TIMP3 轉(zhuǎn)錄。ROR 沉寂后抑制癌細(xì)胞增殖和侵襲，促進(jìn)細(xì)胞凋亡，并抑制乳腺癌進(jìn)展。

研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA LINC00472 參與甲基化調(diào)控發(fā)揮抑癌作用，在TNBC 中，LINC00472 表達(dá)較低，恢復(fù)LINC00472 表達(dá)后抑制癌細(xì)胞的增殖、侵襲和遷移。LINC00472 通過(guò)招募DNA 甲基轉(zhuǎn)移酶進(jìn)入MCM6 的啟動(dòng)子區(qū)，誘導(dǎo)位點(diǎn)特異性DNA 甲基化，進(jìn)而降低MCM6 表達(dá)[24]。該研究還發(fā)現(xiàn)，LINC00472通過(guò)抑制MCM6 表達(dá)發(fā)揮其抑癌作用，主要包括抑制TNBC 細(xì)胞增殖和肺轉(zhuǎn)移。

N6-甲基腺苷（N6-methyladenosine，m6A）甲基化修飾是真核生物中最為豐富的mRNA 修飾之一。乳腺癌中METTL3 作為m6A 的甲基轉(zhuǎn)移酶，其表達(dá)上調(diào)并作用于Bcl-2 調(diào)控細(xì)胞凋亡和腫瘤生長(zhǎng)。Rong等[25]研究發(fā)現(xiàn)，在乳腺癌中LINC00958 表達(dá)較高，METTL3 促進(jìn)LINC00958 的RNA 轉(zhuǎn)錄穩(wěn)定性，引起LINC00958 上調(diào)，上調(diào)后促進(jìn)腫瘤進(jìn)展，與不良預(yù)后有關(guān)。該研究還發(fā)現(xiàn)，沉寂METTL3 后m6A 甲基化修飾的LINC00958 減低。同時(shí)LINC00958 作為miR-378a-3p 的ceRNA，在乳腺癌中靶向于miR-378a-3p，作用于下游YY1，使其受到LINC00958/miR-378a-3p 軸的共同調(diào)控。因此，lncRNA 也受到RNA 甲基化修飾的調(diào)控并在乳腺癌進(jìn)展中發(fā)揮作用。

3 結(jié)語(yǔ)

lncRNA 缺乏蛋白編碼能力，但在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和調(diào)控中發(fā)揮著重要作用，在乳腺癌中影響癌細(xì)胞的增殖轉(zhuǎn)移潛能、治療敏感性、自噬、代謝和表觀遺傳學(xué)修飾等。目前，在乳腺癌中l(wèi)ncRNA 研究主要集中在表達(dá)和功能方面，今后需要對(duì)lncRNA 調(diào)控腫瘤發(fā)生、發(fā)展的模式及機(jī)制進(jìn)行更加深入研究，以期更好地理解乳腺癌的分子機(jī)制，為乳腺癌的早期診斷、進(jìn)展監(jiān)測(cè)、療效評(píng)估、預(yù)后判斷和分子靶向治療等提供新的策略。