五種長鏈非編碼RNA在常見女性惡性腫瘤中的分子機(jī)制研究進(jìn)展*

李 娜 綜述，熊皓君，汪思敏，張翠薇 審校

(1.西南醫(yī)科大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院，四川 瀘州 646000；2.西南醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院病理科，四川 瀘州 646000)

近年來，非編碼RNA(ncRNA)在各種疾病中的功能及分子機(jī)制越來越受到關(guān)注。ncRNA這個(gè)詞最早由DJEBALI等[1]提出，其通過二代基因測序發(fā)現(xiàn)人類至少有75%的基因組被主動(dòng)轉(zhuǎn)錄為RNA，但這些轉(zhuǎn)錄本中只有不到2%被翻譯為蛋白質(zhì)，于是將這類不編碼蛋白質(zhì)的RNA稱為ncRNA。長鏈非編碼RNA(lncRNA)是一類轉(zhuǎn)錄本長度超過200 nt的RNA分子，雖不編碼蛋白，但可明確的是，lncRNA參與了選擇性剪接、蛋白質(zhì)活性調(diào)節(jié)和表觀遺傳控制(DNA甲基化、染色質(zhì)重塑、組蛋白修飾和基因沉默)等多種生物學(xué)進(jìn)程[2]，進(jìn)而調(diào)控腫瘤細(xì)胞增殖、凋亡、侵襲和遷移。但目前對lncRNA功能的認(rèn)識仍非常有限，特別是lncRNA對女性系統(tǒng)惡性腫瘤的作用及其機(jī)制尚未明了，其中最為關(guān)注的lncRNA有HOX轉(zhuǎn)錄反義RNA(HOTAIR)、轉(zhuǎn)移相關(guān)的肺腺癌轉(zhuǎn)錄本1(MALAT-1)、H19、結(jié)腸癌相關(guān)轉(zhuǎn)錄本2(CCAT2)、生長停滯特異性轉(zhuǎn)錄本5(GAS5)等?，F(xiàn)將這幾種lncRNA在女性惡性腫瘤中的研究進(jìn)展綜述如下。

1 lncRNA

HOTAIR是一個(gè)反式的、剪接的和聚腺苷酸化的lncRNA，長2.2 kb，位于12q13.13染色體上，被認(rèn)為是一種致癌基因。MALAT-1是一類最早與肺癌相關(guān)的lncRNA之一，位于染色體11q13上，其長度超過8 kb，后來發(fā)現(xiàn)其在包括乳腺癌在內(nèi)的多種惡性腫瘤中異常表達(dá)，表達(dá)量與腫瘤細(xì)胞增殖能力和腫瘤組織大小均呈正相關(guān)，與腫瘤轉(zhuǎn)移呈負(fù)相關(guān)，因此，可用作預(yù)測腫瘤的生物標(biāo)志物之一。H19是最早發(fā)現(xiàn)與乳腺癌有關(guān)的lncRNA之一，位于胰島素樣生長因子2基因下游200 kb內(nèi)的11p15.5區(qū)域，被RNA聚合酶Ⅱ轉(zhuǎn)錄，并編碼2.3 kb的lncRNA。CCAT2是位于8q24染色體上的1 752個(gè)核苷酸序列，在微衛(wèi)星穩(wěn)定的結(jié)直腸癌中高表達(dá)，已有眾多研究表明，CCAT2也是乳腺癌、宮頸癌、卵巢癌等女性惡性腫瘤預(yù)后不良的生物標(biāo)志物。GAS5基因位于1q25.1染色體上，包括12個(gè)外顯子，可選擇性剪接成2個(gè)可能的成熟lncRNA，后來發(fā)現(xiàn)其不僅在乳腺癌細(xì)胞中低表達(dá)，且在宮頸癌、子宮內(nèi)膜癌、卵巢癌等組織中也表現(xiàn)出抑癌作用，是一個(gè)值得深入研究的與治療相關(guān)的lncRNA。當(dāng)然除以上這幾種lncRNA外，還有更多與女性惡性腫瘤相關(guān)的lncRNA，其功能作用還在進(jìn)一步探索中。

2 lncRNA與乳腺癌

乳腺癌是女性發(fā)病率最高、最常見的惡性腫瘤。大量研究表明，lncRNA參與了乳腺癌表觀遺傳學(xué)、轉(zhuǎn)錄水平、轉(zhuǎn)錄后水平等多個(gè)不同層面的基因表達(dá)調(diào)控，與乳腺癌細(xì)胞浸潤和轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。VAN等[3]鑒定出乳腺癌組織中異常表達(dá)的215個(gè)lncRNA，其中HOTAIR、H19、CCAT2、GAS5、MALAT-1均為較受關(guān)注的幾個(gè)lncRNA。目前，對HOTAIR在乳腺癌中的作用有比較一致的觀點(diǎn)。DENG等[4]報(bào)道了HOTAIR在乳腺癌細(xì)胞系MCF-7和MB-231中高表達(dá)，過表達(dá)的HOTAIR通過維持乳腺癌干樣細(xì)胞促進(jìn)上皮細(xì)胞-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)，有助于乳腺癌的進(jìn)展。與HOTAIR相同的是，與正常乳腺組織比較，乳腺癌中H19的表達(dá)也明顯增加，且可作為競爭內(nèi)源性RNA作用于微小RNA-675(miR-675)，增強(qiáng)乳腺癌細(xì)胞的增殖、遷移、侵襲，以及體內(nèi)腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移[5]。此外，其確定了H19和癌基因--MYC表達(dá)之間存在顯著相關(guān)性，在乳腺癌的發(fā)生、發(fā)展中具有重要作用。同樣，CCAT2在乳腺癌轉(zhuǎn)移中也高表達(dá)[6]。高表達(dá)的CCAT2既可通過上調(diào)轉(zhuǎn)化生長因子-β信號通路中的轉(zhuǎn)化生長因子-β、Smad2和α-平滑肌肌動(dòng)蛋白的蛋白表達(dá)水平，又可通過調(diào)節(jié)Wnt信號通路進(jìn)而上調(diào)效應(yīng)分子β-聯(lián)蛋白，進(jìn)而促進(jìn)乳腺癌的生長、侵襲和轉(zhuǎn)移。相反，GAS5是一個(gè)抑癌基因。2009年MOURTADA-MAARABOUNI 等[7]報(bào)道了乳腺癌組織中GAS5表達(dá)下調(diào)，之后有研究表明，GAS5抑制乳腺癌細(xì)胞增殖和(或)促進(jìn)細(xì)胞凋亡，敲除GAS5可促進(jìn)癌細(xì)胞增殖和腫瘤生長，低表達(dá)GAS5與乳腺癌組織學(xué)等級和TNM分期相關(guān)[8]。

與HOTAIR、H19、CCAT2、GAS5均不同的是，MALAT-1在乳腺癌中的作用尚存在爭議。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，MALAT-1在人乳腺癌組織中的表達(dá)增加[9]。與非癌細(xì)胞系比較，乳腺癌細(xì)胞MALAT-1的表達(dá)量也明顯增加。但XU等[10]發(fā)現(xiàn)，MALAT-1在乳腺癌細(xì)胞系和腫瘤組織中的表達(dá)均低于正常對照組，表達(dá)下調(diào)的MALAT-1與乳腺癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移有關(guān)。目前普遍認(rèn)為，MALAT-1可通過誘導(dǎo)乳腺癌的EMT，從而影響乳腺癌的侵襲和轉(zhuǎn)移，在指導(dǎo)乳腺癌的治療和預(yù)后等方面具有重要意義?？傊?，可明確MALAT1是一個(gè)與乳腺癌發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)的lncRNA，但其在乳腺癌中的確切作用尚需進(jìn)一步探索。

3 lncRNA與宮頸癌

在女性惡性腫瘤中宮頸癌發(fā)病率僅次于乳腺癌。宮頸癌患者血清HOTAIR水平和宮頸癌組織HOTAIR的表達(dá)量均明顯升高，且與腫瘤大小、淋巴血管間隙浸潤、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、生存期降低顯著相關(guān)[11]。在宮頸癌中HOTAIR可調(diào)控miR-143-3p/B細(xì)胞淋巴瘤/白血病基因2和miR-23b/絲裂原活化蛋白激酶1軸促進(jìn)癌細(xì)胞增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移[12]。此外，過表達(dá)HOTAIR還可引起血管內(nèi)皮生長因子、基質(zhì)金屬蛋白酶9和EMT相關(guān)基因上調(diào)，促進(jìn)宮頸癌的腫瘤侵襲性[12]。表明HOTAIR未來可能成為一種新型的生物標(biāo)志物和治療靶標(biāo)。MALAT-1在宮頸癌中的研究相對較少，有限的研究結(jié)果顯示，MALAT-1可充當(dāng)miR-126-5p的內(nèi)源性RNA調(diào)節(jié)卷曲蛋白2表達(dá)，從而激活Wnt信號通路，促進(jìn)宮頸癌細(xì)胞生長、增殖和轉(zhuǎn)移[13]。

CCAT2是在宮頸癌組織中同樣被檢測出存在高表達(dá)的lncRNA之一。目前，已知CCAT2在宮頸癌細(xì)胞株HeLa、CaSki和SiHa中及宮頸癌組織中被上調(diào)，且CCAT2高表達(dá)與腫瘤浸潤深度、分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和生存期減少有關(guān)[14]。

與以上幾種lncRNA不同，GAS5在宮頸癌組織中的表達(dá)較正常組織明顯降低，且其水平與腫瘤大小、臨床分期、5年生存率呈顯著負(fù)相關(guān)。一旦GAS5表達(dá)受抑，宮頸癌細(xì)胞就顯示出高增殖、高遷移和高侵襲活性，進(jìn)一步證實(shí)GAS5在宮頸癌進(jìn)展中的抑癌作用[12]。在宮頸癌治療方面，GAS5可充當(dāng)miR-106b的分子海綿，導(dǎo)致早期應(yīng)答基因表達(dá)上調(diào)，進(jìn)而增強(qiáng)了宮頸癌細(xì)胞的放療敏感性[15]。目前，在宮頸癌組織中l(wèi)ncRNA的表達(dá)量變化已基本清晰，但其影響宮頸癌惡性生物學(xué)行為的具體分子機(jī)制仍未闡明。而H19在宮頸癌中的作用還存在爭議，有研究表明，H19表達(dá)在宮頸癌細(xì)胞系中升高并促進(jìn)癌細(xì)胞增殖[16]，但另一項(xiàng)統(tǒng)計(jì)結(jié)果卻顯示，低表達(dá)H19通過抑制miRNA let-7家族、miR-195和miR-138-5p表達(dá)促進(jìn)宮頸癌細(xì)胞的增殖和遷移?？傊?，H19對宮頸癌可能除具有致癌作用外，也可能具有潛在的腫瘤抑制作用[12]。

4 lncRNA與子宮內(nèi)膜癌

SMOLLE等[17]發(fā)現(xiàn)，MALAT1在Ⅰ型子宮內(nèi)膜癌中呈低表達(dá)，在Ⅱ型子宮內(nèi)膜癌中呈高表達(dá)，但也有研究表明，MALAT1在子宮內(nèi)膜癌中呈高表達(dá)，且這種高表達(dá)依賴于Wnt效應(yīng)子轉(zhuǎn)錄因子與MALAT1啟動(dòng)子區(qū)域的相互作用引起的Wnt/β-聯(lián)蛋白途徑的異常激活有關(guān)[18]。同時(shí)，過表達(dá)MALAT1誘導(dǎo)沉默信息調(diào)節(jié)因子1的去乙?；钚?，并降低P53乙酰化水平，從而提高子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞增殖率[19]。由此可見，MALAT1在子宮內(nèi)膜癌中的作用及機(jī)制尚未研究明確。

H19在整個(gè)子宮內(nèi)膜上皮腫瘤發(fā)生、發(fā)展過程中表現(xiàn)為高表達(dá)，且隨著惡性程度增加表達(dá)量有增高的趨勢，即在正常上皮中較低，在增生性子宮內(nèi)膜中較高，在子宮內(nèi)膜癌中非常高，在未分化的腫瘤組織中更高[20]。此現(xiàn)象的發(fā)生與H19抑制了相關(guān)基因表達(dá)導(dǎo)致整合素下降，從而導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞的高侵襲性有關(guān)。有研究發(fā)現(xiàn)，H19還可作為競爭性內(nèi)源RNA，通過與miR-612競爭調(diào)節(jié)其靶基因同源盒基因-A10的表達(dá)，從而進(jìn)一步促進(jìn)子宮內(nèi)膜癌的發(fā)展[21]。同樣地，高表達(dá)的lncRNA還有HOTAIR，HOTAIR高表達(dá)是通過與PTEN結(jié)合激活磷酸肌醇-3激酶/蛋白激酶B途徑實(shí)現(xiàn)的，從而促進(jìn)細(xì)胞增殖并抑制細(xì)胞凋亡導(dǎo)致子宮內(nèi)膜癌的發(fā)生[22]。

CCAT2也是一種致癌基因，與非癌性子宮內(nèi)膜組織比較，CCAT2在子宮內(nèi)膜癌組織中高表達(dá)。CCAT2通過競爭結(jié)合miR-216b而解除其對子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞生長的抑制作用，敲除CCAT2后可抑制子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞生存、遷移和入侵能力，并誘發(fā)其凋亡[23]。而GAS5作為一個(gè)腫瘤抑制基因，在子宮內(nèi)膜癌組織中表達(dá)量相對降低，低表達(dá)GAS5通過抑制miR-103誘導(dǎo)PTEN表達(dá)而誘導(dǎo)子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞凋亡，抑制癌細(xì)胞發(fā)生長和侵襲[24]。推測通過增加GAS5表達(dá)量可有望成為子宮內(nèi)膜癌臨床治療的新方向。

總之，關(guān)于lncRNA與子宮內(nèi)膜癌的研究還相對較少，很多l(xiāng)ncRNA與子宮內(nèi)膜癌的關(guān)系和機(jī)制尚未明了，將是未來研究的方向。

5 lncRNA與卵巢癌

卵巢癌發(fā)病率雖然不及乳腺癌和宮頸癌，但卵巢癌發(fā)病年齡更趨于年輕化，需引起重視。TANOS等[25]研究了H19在上皮性卵巢癌中的表達(dá)，結(jié)果顯示，在大多數(shù)良性、交界性和浸潤性漿液性癌中均存在H19的高表達(dá)，但在黏液性腫瘤細(xì)胞中未見H19表達(dá)增多。最新研究中，YU等[26]發(fā)現(xiàn)，H19表達(dá)水平與腫瘤分化、臨床分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移時(shí)間呈正相關(guān)，而與患者年齡，性別、腫瘤大小無關(guān)，其機(jī)制可能與H19促進(jìn)促轉(zhuǎn)移基因的表達(dá)有關(guān)，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞侵襲性增加。

眾多研究者還進(jìn)行了一系列關(guān)于HOTAIR在卵巢癌中作用的研究，現(xiàn)已明確HOTAIR在漿液性卵巢癌中表達(dá)增多，其表達(dá)量與臨床分期、腫瘤組織學(xué)分級、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移呈正相關(guān)。MALAT-1在卵巢癌中也呈現(xiàn)高表達(dá)。高表達(dá)MALAT-1通過上調(diào)基質(zhì)金屬蛋白酶13、下調(diào)基質(zhì)金屬蛋白酶19和1型血小板反應(yīng)蛋白而促進(jìn)卵巢癌的發(fā)生，通過激活磷酸肌醇-3激酶/蛋白激酶B信號通路促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞增殖，通過結(jié)合miR-22促進(jìn)卵巢癌的生長和轉(zhuǎn)移[27]。此外，CCTA2在卵巢癌組織中的表達(dá)水平高于正常卵巢組織，且CCTA2高表達(dá)患者預(yù)后較低表達(dá)者差得多。有趣的是，如沉默CCAT2則卵巢癌細(xì)胞增殖、遷移和侵襲均受到顯著抑制[28]。提示CCAT2可能作為判斷卵巢癌患者預(yù)后的一個(gè)關(guān)鍵性新指標(biāo)。

關(guān)于GAS5在卵巢癌中的作用研究較少，有限的研究結(jié)果顯示，GAS5可通過促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞凋亡而抑制腫瘤進(jìn)展，可通過抑制miR-21表達(dá)和上調(diào)Sprouty同源物2表達(dá)而抑制卵巢癌細(xì)胞生長[29]。但GAS5參與卵巢癌浸潤和轉(zhuǎn)移的分子機(jī)制仍不得而知?？傊?，目前，lncRNA在卵巢癌中的作用機(jī)制尚未明確，相關(guān)研究還在繼續(xù)。

6 小 結(jié)

在過去10年間，女性惡性腫瘤患者5年生存率得到顯著提高，但對其的診治仍面臨巨大挑戰(zhàn)。在任何情況下更有效的治療策略或可靠的生物學(xué)標(biāo)志物對改善女性惡性腫瘤的診治均是必不可少的。對女性惡性腫瘤而言，根據(jù)一些臨床表現(xiàn)和有效的篩查手段，乳腺癌、子宮內(nèi)膜癌和宮頸癌很可能在早期得到診斷。但對卵巢癌而言，由于此疾病在早期無癥狀及對現(xiàn)有化學(xué)治療藥物的耐藥性給診治帶來了很大的困難，且5年生存率遠(yuǎn)不及其他女性惡性腫瘤。

盡管最近幾年對腫瘤與lncRNA的研究越來越多，但在女性惡性腫瘤中仍處于起步階段。已報(bào)道了多種lncRNA與女性惡性腫瘤患者臨床癥狀存在顯著相關(guān)性，lncRNA的靶向治療可能成為女性惡性腫瘤未來治療的新途徑，不過在此之前，需對其功能和機(jī)制展開更全面的研究。隨著研究的進(jìn)展逐漸發(fā)現(xiàn)某些lncRNA在多種惡性腫瘤中發(fā)揮的作用幾乎是相同的，甚至其作用機(jī)制也基本一致，如GAS5在所涉及的多種女性惡性腫瘤中均扮演了一個(gè)抑癌基因的角色。反之，MALAT1在乳腺癌、卵巢癌、子宮內(nèi)膜癌、宮頸癌中均呈高表達(dá)，并促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖、遷移和侵襲。且子宮內(nèi)膜癌中過表達(dá)MALAT1可通過沉默原鈣黏蛋白10促進(jìn)其惡性生物學(xué)行為，在宮頸癌中同樣是如此。在大多數(shù)情況下lncRNA發(fā)揮作用均需依賴于其他伙伴，包括蛋白質(zhì)復(fù)合物和miRNA。如前文所述，H19可通過下調(diào)miR-7，還可依賴于對miR-675的作用促進(jìn)乳腺癌的進(jìn)展。某些lncRNA在惡性腫瘤發(fā)生、發(fā)展的不同階段通過與不同miRNA結(jié)合而發(fā)揮作用，如HOTAIR可改變miR-143-3p/B細(xì)胞淋巴瘤/白血病基因2軸促進(jìn)子宮頸癌細(xì)胞的生長，通過調(diào)控miR-23b/絲裂原活化蛋白激酶1軸促進(jìn)癌細(xì)胞增殖和轉(zhuǎn)移。lncRNA在女性惡性腫瘤中的作用及作用機(jī)制是相當(dāng)復(fù)雜的，對其進(jìn)行深入地研究或許能基于miRNA或蛋白發(fā)現(xiàn)新的治療靶點(diǎn)。

目前，雖然無法通過RNA干擾直接靶向lncRNA，但一旦確定了lncRNA的作用途徑和蛋白質(zhì)就可使用特定藥物(甚至可能已經(jīng)存在的藥物)將其作為靶標(biāo)代替直接靶向lncRNA，為新藥研發(fā)與臨床治療提供新思路。鑒于此，使用lncRNA作為惡性腫瘤的生物標(biāo)記物在科學(xué)界引起了極大的關(guān)注。可以預(yù)料在未來幾年中一些lncRNA可能會(huì)在臨床診斷、腫瘤分級、靶向用藥、患者預(yù)后等方面提供關(guān)鍵信息，從而實(shí)現(xiàn)個(gè)性化精準(zhǔn)治療。

總之，lncRNA在乳腺癌、宮頸癌、子宮內(nèi)膜癌、卵巢癌細(xì)胞增殖、凋亡、浸潤、轉(zhuǎn)移過程中均扮演者至關(guān)重要的角色，但其功能作用和作用機(jī)制尚未完全明了。對lncRNA與女性惡性腫瘤的研究還在繼續(xù)，值得進(jìn)一步研究和完善，這將為女性惡性腫瘤的診治探尋潛在的生物標(biāo)志物和關(guān)鍵靶點(diǎn)。