LncRNA在乳腺癌發(fā)生、發(fā)展中的相關作用機制研究進展*

弭苗苗，魏曉楠，姜慧慧，張貴麗，王 娜，辛 鈺 綜述,孫成銘△ 審校

1.青島大學,山東青島 266000；2.青島大學附屬煙臺毓璜頂醫(yī)院檢驗中心,山東煙臺 264000；3.濱州醫(yī)學院,山東煙臺 264000

乳腺癌作為一種高度異質性的惡性腫瘤，已成為女性健康的最大威脅之一。腫瘤的遠處轉移和治療的耐藥性是導致腫瘤死亡和復發(fā)的主要原因。長鏈非編碼RNA(LncRNA)參與細胞內多種過程的調控，與多種腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關。LncRNA被認為是治療乳腺癌遠處轉移的新靶點，其在乳腺癌預后中的作用具有較好的研究前景，但目前研究仍處于起步階段，未來還需要更多的關注和探索。本文對LncRNA是如何調節(jié)乳腺癌細胞的侵襲、遷移和轉移，在乳腺癌發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮作用的相關機制進行了綜述。

1 LncRNA概述

LncRNA是非編碼RNA家族的重要成員之一，其長度超過200個核苷酸，是RNA轉錄本的一種亞型，由于未知的生物學功能，其曾被認為是遺傳的副產物[1]。隨著生物技術及高通量測序的發(fā)展，RNA結構，以及RNA與RNA、RNA與DNA、RNA與蛋白質之間的相互作用逐漸被揭示。近年來，研究人員發(fā)現(xiàn)大量LncRNA在各種生物學過程中發(fā)揮了重要作用，尤其是在惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展中?；贚ncRNA與蛋白編碼轉錄本的關系，其可分為5類：正義長鏈非編碼RNA、反義長鏈非編碼RNA、雙向長鏈非編碼RNA、內含子長鏈非編碼RNA及基因間長鏈非編碼RNA。LncRNA與肝癌、胃癌、肺癌、膀胱癌等多種惡性腫瘤有關，且在原發(fā)性腫瘤的進展中發(fā)揮著不可或缺的作用。

據報道，很多LncRNA都與乳腺癌的發(fā)展密切相關，可大致分為促癌型及抑癌型兩類[1]，其作用機制為影響乳腺癌細胞的增殖、侵襲、遠處轉移、凋亡和耐藥等。目前，乳腺癌的遠處轉移是導致乳腺癌患者死亡的主要原因，且鑒于LncRNA在乳腺癌轉移中的重要作用，可將其作為預后的預測因子及治療的新靶點。

2 增強乳腺癌細胞侵襲性的LncRNA

2.1促進乳腺癌細胞增殖及遷移的LncRNA

2.1.1H19 LncRNA H19已被證實在多種腫瘤中參與多項生物學過程，如腫瘤細胞增殖、侵襲及凋亡等。在乳腺癌中，H19的異常表達可能與腫瘤表皮生長因子受體2(HER2)陽性有關。在體外實驗模型中，H19可刺激乳腺癌細胞增殖，抑制凋亡[2]。DNA的高甲基化參與了乳腺癌細胞的癌變過程，其啟動機制是DNA甲基轉移酶(DNMT)的異常表達，如DNMT1、DNMT3a、DNMT3b的異常表達。有研究表明，H19在乳腺癌中的表達異常上調，并通過微小RNA-152(miR-152)/DNMT1軸來促進乳腺癌細胞的侵襲，而miR-152過表達和敲除DNMT1可對上述現(xiàn)象產生逆轉作用[2]。此外，有研究在H19/胰島素樣生長因子2(IGF2)位點發(fā)現(xiàn)了H19基因的一個新的保守反義LncRNA H91，H91通過一種名為Pm的新啟動子來促進IGF2基因表達[3]。

2.1.2同源盒轉錄反義RNA(HOTAIR) HOTAIR被證實與乳腺癌的大小、進展和轉移程度密切相關。有研究者推測HOTAIR可能通過上調血管內皮生長因子、基質金屬蛋白酶和上皮-間質轉化(EMT)相關基因來增加腫瘤的侵襲性[4]。敲除HOTARI可通過p53/Akt/JNK信號通路和雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信號通路來抑制乳腺癌細胞的遷移和侵襲。目前，基于LncRNA與微小RNA(miRNA)之間的雙向作用，研究人員正試圖探索更多涉及miRNA的信號網絡。HOTAIR可以作為微小RNA-20a-5p(miR-20a-5p)的海綿體，通過HOTAIR/miR-20a-5p/高遷移率族AT Hook蛋白2(HMGA2)軸顯著影響乳腺癌的遷移和侵襲[5]。

2.1.3分化拮抗非蛋白編碼RNA(DANCR) LncRNA中的DANCR與包括乳腺癌在內的多種腫瘤相關，尤其是三陰乳腺癌。下調DANCR的表達可抑制乳腺癌細胞的侵襲和遷移，從機制上看，DANCR的下調可能和組蛋白甲基轉移酶Zeste同源物增強子2(EZH2)與CD44、ATP結合匣式轉運子G2(ABCG2)啟動子的結合增加有關[6]。EZH2是起始復合體2 (PRC2)的一部分，其通過組蛋白3的第27位賴氨酸(H3K27)殘基的三甲基化來促進靶基因的沉默。而生物信息學分析另一種可能機制與三陰乳腺癌細胞中DANCR/微小RNA-216a-5p(miR-216a-5p)軸相關，當敲除DANCR時，轉錄因子性別決定區(qū)域Y-box2(SOX2)及八聚體結合轉錄因子4(OCT4)表達降低，從而使細胞侵襲受到抑制[7]。

除了以上提及的3種LncRNA外，LINC00152、LINC00461、LINC01857等也被證明與乳腺癌細胞的增殖及遷移相關。LINC000152可通過DNA甲基轉移酶滅活BRCA1、PTEN基因，從而誘導乳腺癌的發(fā)生[8]。LINC00461通過微小RNA-30a-5p(miR-30a-5p)/整合素β3軸加速乳腺癌細胞的遷移和侵襲[9]。LncRNA HOXA11-AS的高表達可通過影響EMT促進乳腺癌的侵襲、轉移，而干擾其表達可誘導癌細胞凋亡，使細胞周期于G1/G0期停止。干擾LncRNA HOXA11-AS可通過影響EMT相關分子標志物(E-cadherin、N-cadherin、Vimentin)的表達，從而抑制乳腺癌細胞的侵襲和遷移[10]。

2.2促進乳腺癌細胞遠處轉移的LncRNA

2.2.1轉移相關肺腺癌轉錄物1(MALAT1) MALAT1首次在非小細胞肺癌患者中被發(fā)現(xiàn)，作為一種預后因子，其過表達可用于預測肺癌、骨源性肉瘤、結直腸癌等一系列腫瘤的發(fā)生，還提示非小細胞肺癌患者存在遠處轉移的風險[11]。有研究者發(fā)現(xiàn)高表達MALAT1可促進脂多糖(LPS)誘導的人和小鼠乳腺癌細胞的侵襲和轉移[12]。MALAT1在乳腺癌細胞中的具體調控機制可能與缺氧有關，缺氧可能會引起乳腺癌細胞中特定的染色質相互作用，明顯增加MALAT1及其反義鏈TALAM1的表達。有研究者證實，通過MALAT1/微小RNA-129-5p(miR-129-5p)軸可抑制三陰乳腺癌的遠處轉移[13]。

2.2.2長鏈非編碼RNA-ROR(LincRNA-ROR) LincRNA-ROR可通過EMT有效促進乳腺癌的侵襲和遠處轉移。HOU等[14]首次發(fā)現(xiàn)，LincRNA-ROR在乳腺癌中表達上調，并且其在人類乳腺上皮細胞中的異位過表達誘導了EMT的發(fā)生。LincRNA-ROR與微小RNA核糖核蛋白復合物(miRNPs)相關，是一種與微小RNA-205(miR-205)競爭的內源性RNA。LincRNA-ROR的過表達可阻止miR-205靶基因在乳腺癌細胞中的降解。LincRNA-ROR是EMT的重要調控因子，通過調控miRNA促進乳腺癌的進展和遠處轉移，而沉默其表達可抑制體內乳腺癌的生長和肺轉移[14]。

2.2.3與腦轉移相關的LncRNA(Lnc-BM) Lnc-BM已被證明是乳腺癌患者腦轉移進展的一個預后因素。在小鼠實驗中，Lnc-BM的表達上調促進了乳腺癌腦轉移的發(fā)生，而Lnc-BM表達下調則有效減輕了小鼠模型的腦轉移[15]。在乳腺癌細胞中，Lnc-BM可增加酪氨酸激酶2(JAK2)活性，參與抑癌蛋白M和白細胞介素-6(IL-6)介導的信號傳導與轉錄激活因子3(STAT3)磷酸化。在乳腺癌細胞中，Lnc-BM促進了細胞間黏附分子-1(ICAM1)和單核細胞趨化蛋白-1(MCP-1)的STAT3依賴性表達，分別介導了腦內巨噬細胞的血管共選擇和募集，招募的巨噬細胞反過來產生抑癌蛋白M和IL-6，從而進一步激活Lnc-BM/JAK2/STAT3通路，促進乳腺癌腦轉移的發(fā)生[15]。

3 減弱乳腺癌細胞侵襲性的LncRNA

3.1抑制乳腺癌細胞增殖及遷移的LncRNA

3.1.1金屬硫蛋白1J(MT1JP) MT1JP位于16號染色體的1個簇中，該簇由金屬硫蛋白家族中的幾個同源蛋白編碼基因組成。MT1JP是1種調節(jié)p53蛋白表達水平的抑癌基因，參與調控p53相關的信號通路[16]。最近1項研究首次證明了MT1JP過表達可顯著抑制乳腺癌細胞的侵襲，增強其順鉑治療敏感性。MT1JP可競爭性結合微小RNA-24-3p(miR-24-3p)，抑制Wnt/β-catenin信號通路。此外，在乳腺癌患者中MT1JP表達下調與腫瘤進展和不良預后有關[17]。

3.1.2鋅指結構反義轉錄本1(ZFAS1) 在乳腺癌細胞中，微小RNA-589(miR-589)被證實是ZFAS1的靶點。ZFAS1過表達可抑制乳腺癌細胞的增殖、集落形成、侵襲和遷移，而miR-589過表達可以逆轉這些變化。ZHANG等[18]發(fā)現(xiàn)，ZFAS1過表達主要通過激活PTEN基因來抑制PI3K/AKT信號通路，靶向miR-589，從而抑制乳腺癌細胞的增殖、侵襲和遷移。

3.1.3FGF13-AS1 FGF13-AS1可通過抑制糖酵解和下調干細胞特性來抑制乳腺癌細胞的增殖、遷移和侵襲。從機制上看，F(xiàn)GF13-AS1通過結合RNA結合蛋白、胰島素樣生長因子2 mRNA結合蛋白(IGF2BPs)，阻斷IGF2BPs與Myc mRNA的相互作用，縮短了Myc mRNA的半衰期。此外，Myc mRNA轉錄抑制FGF13-AS1，在該信號通路中形成反饋回路。FGF13-AS1/IGF2BPs/Myc反饋環(huán)可能成為乳腺癌患者新的治療靶點[19]。

3.2抑制乳腺癌細胞遠處轉移的LncRNA

3.2.1母系表達基因3(MEG3) MEG3被證實參與了乳腺癌的發(fā)生、發(fā)展，其機制與DNMT有關，而微小RNA-506(miR-506)可以靶向DNMT1和DNMT3b，延緩腫瘤發(fā)展，控制腫瘤轉移。下調miR-506可增加人乳腺癌細胞系中MEG3啟動子的甲基化水平，通過miR-506/SP3/SP1/DNMT1/MEG3軸來抑制MEG3的表達，從而減弱MCF-7和MDA-MB-231細胞的遠處轉移[20-21]。因此，可以推測miR-506和MEG3在乳腺癌中都有抑癌作用。

3.2.2X非活性特異性轉錄物(XIST) XIST是一種潛在的腫瘤抑制因子。熒光素酶實驗證實，過表達XIST可通過微小RNA-155(miR-155)/CDX1靶向軸顯著抑制乳腺癌細胞的遷移和侵襲[22]。基于基因集富集分析(GSEA)的途徑篩選發(fā)現(xiàn)XIST通過激活X染色體上的膜突蛋白(MSN)激活c-Met信號通路。MSN是ERM蛋白家族的成員，通過肌動蛋白細胞骨架與質膜的交聯(lián)參與細胞功能，參與上皮完整性的維持[23]。而c-Met的缺失降低了乳腺癌細胞的轉運能力，抑制了乳腺癌細胞向腦轉移。XIST下調的乳腺癌細胞可以分泌外泌體微小RNA-503(miR-503)，將小膠質細胞從M1表型(腫瘤抑制型)轉化為M2表型(腫瘤促進型)，從而導致局部免疫抑制。因此，XIST可通過影響腫瘤細胞和腫瘤微環(huán)境，在乳腺癌腦轉移中發(fā)揮重要作用。

4 與乳腺癌化療耐藥相關的LncRNA

目前，乳腺癌患者的臨床治療方法包括手術、術后化療、靶向治療或放療，合理選擇化療方案至關重要。不同類型的乳腺癌對不同的方案和特定的藥物有不同的反應，例如瑞博西尼聯(lián)合氟維司群適用于激素受體與HER2陽性的患者[24];曲妥珠單抗、奈拉替尼和拉帕替尼適用于HER2陽性的患者[25]。化療藥物協(xié)同作用可在最初的治療階段清除大多數(shù)乳腺癌細胞。然而，頻繁發(fā)生的耐藥性仍然是乳腺癌治療的主要障礙，治療后乳腺癌復發(fā)率為10%～41%[26]，因此需要深入了解導致治療耐藥，特別是化療耐藥的分子機制。LncRNA作為調節(jié)腫瘤進展的重要分子，被認為與多種耐藥機制有關，如改變藥物外流、干擾DNA損傷修復、觸發(fā)細胞凋亡、誘導藥物靶點突變等。EMT不僅與腫瘤轉移有關，而且與傳統(tǒng)治療的抗腫瘤能力有關。使用化療藥物(如奧沙利鉑、5-氟尿嘧啶)治療產生的化療耐藥細胞可發(fā)生EMT，經單克隆抗體(如曲妥珠單抗)治療也可產生耐藥細胞。

4.1終末分化誘導非蛋白編碼RNA(TINCR) TINCR在表皮細胞分化中具有重要作用，可促進表皮形成，TINCR缺乏時則表現(xiàn)為表皮形成障礙。研究發(fā)現(xiàn)，TINCR在乳腺癌中表達異常[27]。與敏感細胞相比，對曲妥珠單抗耐藥的腫瘤細胞中TINCR表達水平明顯升高，下調TINCR的表達水平可逆轉這些細胞對曲妥珠單抗的耐藥性。此外，Snail-1是微小RNA-125b(miR-125b)的靶基因，過表達Snail-1可以逆轉TINCR上調導致的乳腺癌細胞遷移、侵襲和EMT抑制。乳腺癌中TINCR上調的原因是TINCR啟動子區(qū)cAMP效應元件結合蛋白(CBP)介導的H3K27乙酰化。臨床上HER2陽性乳腺癌患者TINCR表達水平升高，曲妥珠單抗治療效果差，生存時間短。因此，TINCR可能是乳腺癌潛在的預后指標，同時也是提高曲妥珠單抗療效的研究靶點[28]。

4.2LINC00968 LINC00968是一種新發(fā)現(xiàn)的LncRNA，具有抑制腫瘤進展的作用。LINC00968能減弱MCF-7/ADM和KPL-4/ADM細胞對阿霉素、紫杉醇和長春新堿的耐藥性。從機制上看,LINC00968可能通過HEY1靶向負調控Wnt2。過表達LINC00968或抑制Wnt2/β-catenin信號通路的激活可降低細胞集落形成能力，抑制乳腺癌細胞的遷移和侵襲，誘導細胞凋亡，從而減少耐藥性[29]。

5 小 結

LncRNA和腫瘤之間的關系，特別是LncRNA在腫瘤轉移中的作用機制是目前研究的熱點[30]。對LncRNA進行系統(tǒng)分析，對于闡明其作用機制，提高臨床個性化治療水平具有重要意義。筆者在本文中對部分參與乳腺癌發(fā)生、發(fā)展的LncRNA進行了綜述，大多數(shù)LncRNA在乳腺癌細胞的增殖、遷移、EMT或遠處轉移過程中起到了啟動子的作用，而少部分LncRNA在乳腺癌的轉移過程中起到了相反的作用。LncRNA可在不同水平調節(jié)乳腺癌的發(fā)生、發(fā)展，如轉錄水平或轉錄后水平。不同的LncRNA參與途徑可能是未來乳腺癌治療的新靶點。然而，關于大多數(shù)LncRNA對乳腺癌調節(jié)的潛在機制目前仍不明確。

近年來，盡管乳腺癌的篩查、診斷和治療取得了進展，但仍有近12%的乳腺癌患者最終發(fā)生了轉移，而轉移性乳腺癌目前尚無明確的治愈方法。筆者在文中對LncRNA與乳腺癌肺轉移、腦轉移的相關內容進行了闡述，其中MEG3與XIST被證明能夠抑制乳腺癌的遠處轉移，其將可能成為臨床治療乳腺癌遠處轉移的新靶點。

在乳腺癌治療方面，筆者回顧了一些能夠調節(jié)化療敏感性的LncRNA，并對相關分子機制進行了簡要闡述。了解乳腺癌相關LncRNA、靶miRNA和基因之間的相互作用網絡，對開展乳腺癌早期診斷和治療的研究是非常有用的。