非編碼RNA調(diào)控口腔鱗癌增殖機(jī)制研究進(jìn)展

江玉鳳 徐新立 曹曉花

（1.濟(jì)寧市第一人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)科，山東 濟(jì)寧，272100；2.濟(jì)寧市第一人民醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科，山東 濟(jì)寧，272100）

非編碼RNA（non-coding RNA，ncRNA）是指不能編碼蛋白質(zhì)的一類RNA，根據(jù)ncRNA的長(zhǎng)度，可以分為短鏈非編碼RNA（miRNA、siRNA、piRNA）和長(zhǎng)鏈非編碼RNA（lncRNAs）[1]。非編碼RNA不具有蛋白編碼潛能的基因組序列，長(zhǎng)度大于200 nt為長(zhǎng)鏈非編碼RNA，長(zhǎng)度小于50 nt為短鏈非編碼RNA。非編碼RNA在真核生物中廣泛存在，非編碼RNA的異常調(diào)節(jié)參與了多種疾病的重要過(guò)程，尤其是腫瘤形成、轉(zhuǎn)移與代謝[2]。

口腔鱗癌（oral squamous cell carcinoma，OSCC）是口腔頜面部最常見(jiàn)的惡性腫瘤之一，嚴(yán)重威脅著人類的生命安全[3]。OSCC是由口腔黏膜異常改變而引起，易于侵襲和轉(zhuǎn)移，且發(fā)病率逐年增加，患者5年生存率低于50%[4]。已有研究顯示，OSCC發(fā)病誘因主要包括咀嚼檳榔、吸煙、酗酒等[5]。咀嚼檳榔過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生的亞硝胺，可導(dǎo)致上皮細(xì)胞DNA斷裂，破壞細(xì)胞膜的穩(wěn)定性，增加OSCC發(fā)病率。吸煙和酗酒會(huì)導(dǎo)致機(jī)體氧化應(yīng)激水平提升，DNA氧化損傷，進(jìn)而誘導(dǎo)OSCC發(fā)生發(fā)展[6]。同時(shí)，越來(lái)越多研究顯示，人類乳頭狀瘤病毒（human papillomavirus，HPV）可能促使OSCC抑制因子失活，進(jìn)而在OSCC發(fā)生發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮著重要的調(diào)控作用[7]。此外，目前治療OSCC主要為手術(shù)切除、放療、化療，但預(yù)后差，易于發(fā)生嚴(yán)重不良反應(yīng)，因此，臨床亟需尋找OSCC新的治療靶點(diǎn)[8]。越來(lái)越多的研究結(jié)果表明，非編碼RNA在OSCC增殖過(guò)程中發(fā)揮著重要的調(diào)控作用，且其已經(jīng)成為研究熱點(diǎn)[9]。故本文對(duì)非編碼RNA調(diào)控OSCC增殖機(jī)制進(jìn)行綜述，以期對(duì)臨床OSCC診斷及治療提供理論基礎(chǔ)。

1 非編碼RNA生物學(xué)功能

1.1 MiRNA生物學(xué)功能

上世紀(jì)90年代，首次證實(shí)在人類、動(dòng)物、植物和病毒內(nèi)存在多種miRNA。MiRNA是指由21～25個(gè)堿基組成的單鏈非編碼RNA，通過(guò)轉(zhuǎn)錄、前體加工、甲基化和miRNA誘導(dǎo)的組裝等步驟過(guò)程產(chǎn)生，在細(xì)胞分化、增殖及凋亡等過(guò)程中發(fā)揮著重要的調(diào)控作用[10]。已有研究顯示，miRNA的生物合成始于RNA聚合酶合成初始RNA，初始RNA經(jīng)過(guò)Drosha酶加工，產(chǎn)生較短前體miRNA，前體miRNA輸入到細(xì)胞質(zhì)中并被Dicer酶處理，產(chǎn)生22 nt的miRNA雙鏈，最后，miRNA雙鏈解離，形成含有RISC復(fù)合體的單鏈miRNA[11]。MiRNA為一類轉(zhuǎn)錄后水平負(fù)調(diào)控基因表達(dá)的RNA分子，其可以通過(guò)完全互補(bǔ)與不完全互補(bǔ)的互作方式抑制mRNA翻譯過(guò)程調(diào)控基因表達(dá)。此外，miRNA還可以與功能蛋白結(jié)合，直接激活TLR受體蛋白、提高蛋白質(zhì)表達(dá)水平、靶向線粒體相關(guān)基因等非經(jīng)典生物學(xué)功能[12]。

1.2 LncRNA生物學(xué)功能

人類基因組序列中，僅有2%左右核酸序列可用于編碼蛋白質(zhì)，其余大多數(shù)被轉(zhuǎn)錄成長(zhǎng)度大于200 nt的長(zhǎng)鏈非編碼RNA[13]。近年來(lái)越來(lái)越多研究證實(shí)，長(zhǎng)鏈非編碼RNA在細(xì)胞代謝等活動(dòng)中發(fā)揮著重要的調(diào)控作用[13]。根據(jù)長(zhǎng)鏈非編碼RNA在基因組位置，可將其分為位于基因間區(qū)的長(zhǎng)鏈非編碼RNA、天然反義長(zhǎng)鏈非編碼RNA、內(nèi)含子長(zhǎng)鏈非編碼RNA[13]。研究表明，有關(guān)疾病單核苷酸，43%以上均位于非蛋白編碼基因區(qū)域，具有較強(qiáng)的組織和細(xì)胞表達(dá)特異性，且在腫瘤細(xì)胞增殖、侵襲、耐藥等過(guò)程中發(fā)揮著重要的調(diào)控作用[14]。研究顯示，lncRNAs參與各種細(xì)胞調(diào)控過(guò)程，如lncRNAs能夠修飾組蛋白，改變?nèi)旧|(zhì)活性，調(diào)控基因表達(dá)；lncRNAs能夠特異調(diào)控DNA位點(diǎn)上染色質(zhì)重塑復(fù)合物的結(jié)合，調(diào)節(jié)DNA甲基化；lncRNAs的產(chǎn)物可以作為轉(zhuǎn)錄干擾的標(biāo)志物，調(diào)控基因表達(dá)，參與細(xì)胞轉(zhuǎn)錄。LncRNAs可以競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合miRNA，進(jìn)而抑制靶基因表達(dá)[15]。LncRNAs可以通過(guò)編碼miRNA，進(jìn)而調(diào)控細(xì)胞分化功能。此外，lncRNAs還可以屏蔽miRNA結(jié)合位點(diǎn)，進(jìn)而調(diào)控miRNA沉默靶基因功能[16]。已有相關(guān)報(bào)道顯示，lncRNAs在肺結(jié)核、結(jié)直腸癌、肺腺癌、急性心肌梗死、高血壓、腹主動(dòng)脈瘤、白血病、乳腺癌及OSCC等疾病中發(fā)揮著重要的調(diào)控作用[17]。

1.3 CircRNA生物學(xué)功能

CircRNA作為一種新型RNA分子，已成為學(xué)術(shù)界研究熱點(diǎn)。研究顯示，circRNA里通過(guò)共價(jià)鍵形成具有獨(dú)特環(huán)狀結(jié)構(gòu)不編碼蛋白的一類RNA，在組織與細(xì)胞中不易被RNA酶降解，具有較高的保守性及耐受性[18]。CircRNA廣泛存在于哺乳動(dòng)物中，主要位于細(xì)胞質(zhì)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、組織特異性強(qiáng)，調(diào)控基因表達(dá)，參與多種生理和病理過(guò)程。CircRNA主要包括外顯子circRNA、內(nèi)含子circRNA、外顯子-內(nèi)含子circRNA[19]。研究表明，circRNA主要通過(guò)與啟動(dòng)子結(jié)合來(lái)激活轉(zhuǎn)錄基因表達(dá)，其中，circRNA中環(huán)狀PAIP2和環(huán)狀EIF3J能夠與核糖體蛋白質(zhì)結(jié)合，進(jìn)而促進(jìn)基因的轉(zhuǎn)錄，對(duì)腫瘤、神經(jīng)系統(tǒng)疾病等發(fā)揮著重要的調(diào)控作用[20]。已有研究表明[21]，circRNA可以競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合調(diào)控基因表達(dá)，與剪接因子之間能夠產(chǎn)生緊密結(jié)合的復(fù)合體，進(jìn)而調(diào)控基因表達(dá)。CircRNA可以直接與內(nèi)部核糖體位點(diǎn)結(jié)合，調(diào)控蛋白質(zhì)的編碼；CircRNA可以與堿基互補(bǔ)作用于信使RNA，參與腫瘤的增殖、凋亡、抗藥性和侵襲等過(guò)程；免疫因子中的RNA結(jié)構(gòu)域?yàn)閏ircRNA關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，可調(diào)控circRNA合成，在感染免疫調(diào)控作用中發(fā)揮著重要的調(diào)控作用；circRNA可以調(diào)控剪切因子、RNA聚合酶等基因線性mRNAs轉(zhuǎn)錄水平，進(jìn)而影響基因表達(dá)[21]。circRNA可以與核糖體結(jié)合，發(fā)揮蛋白質(zhì)的翻譯功能[22]。此外，研究還發(fā)現(xiàn)circRNA可以與蛋白質(zhì)結(jié)合，形成circRNA-蛋白質(zhì)復(fù)合物，進(jìn)而影響蛋白質(zhì)活性[23]。

2 非編碼RNA調(diào)控OSCC增殖

2.1 miRNA調(diào)控OSCC增殖

MiRNA在OSCC中表達(dá)水平發(fā)生一定變化，且其對(duì)OSCC增殖具有重要的調(diào)控作用[24]。研究顯示，miR-16在OSCC組織和細(xì)胞系SCC9中均呈現(xiàn)低表達(dá)水平，且過(guò)表達(dá)miR-16能 下 調(diào)AKT3和BCL2L2表 達(dá)水平，抑制OSCC增殖[25]。MiR-495在OSCC組織和細(xì)胞系中呈現(xiàn)低表達(dá)水平，且miR-495能靶向Notch1，抑制OSCC增殖[26]。此外，miR-211在OSCC組織和SCC6、SCC9、SCC25、HN4及HN6細(xì)胞系中均呈現(xiàn)高表達(dá)水平，且高表達(dá)的miR-211能夠靶向BIN1，激活EGFR/MAPK通路，進(jìn)而促進(jìn)OSCC增殖[27]。目前，有關(guān)miRNA調(diào)控OSCC增殖機(jī)制雖已有較多報(bào)道，但其主要集中于miRNA抑制靶基因表達(dá)，而有關(guān)miRNA非經(jīng)典生物學(xué)調(diào)控機(jī)制與OSCC增殖的機(jī)制鮮有報(bào)道，后續(xù)應(yīng)對(duì)其進(jìn)行深入研究。

2.2 LncRNA調(diào)控OSCC增殖

LncRNA在OSCC發(fā)生發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮著重要的調(diào)控作用。已有研究顯示，LncRNA在OSCC和癌旁組織中呈現(xiàn)一定的差異性，且其在OSCC增殖過(guò)程中發(fā)揮著重要的調(diào)控作用。肺腺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)轉(zhuǎn)錄物1（metas-tasis-associated lung adenocarcinoma transcrpt 1，MALAT-1）位于人類第11號(hào)染色體長(zhǎng)臂，與腫瘤復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移相關(guān)，且MALAT-1在口腔鱗癌組織標(biāo)本中表達(dá)水平明顯上調(diào)，其表達(dá)水平與腫瘤分化程度、T分級(jí)、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移存在一定相關(guān)性[28]。MALAT-1沉默能夠顯著抑制喉癌細(xì)胞的生長(zhǎng)，并加速細(xì)胞凋亡，其可能成為治療口腔鱗癌新的靶點(diǎn)[28]。同源框轉(zhuǎn)錄反義RNA（HOTAIR）的表達(dá)水平與乳腺癌、肝癌、結(jié)直腸癌、宮頸癌等腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移有關(guān)。研究顯示，同源框轉(zhuǎn)錄反義RNA能夠與多梳蛋白抑制復(fù)合物結(jié)合，封閉染色體，抑制靶基因。同源框轉(zhuǎn)錄反義RNA在口腔鱗癌組織中高表達(dá)，且與組織病理類型及臨床分期有關(guān)[29]。lncRNA PLAC2在OSCC組織中表達(dá)量顯著上調(diào)，且可以通過(guò)Wnt/β-catenin軸促進(jìn)OSCC增殖[30]。此外，一部分低表達(dá)lncRNAs在OSCC增殖過(guò)程也發(fā)揮著重要的調(diào)控作用。研究顯示，lncRNA CASC2 在OSCC組織和細(xì)胞系中表達(dá)量呈現(xiàn)顯著降低，而過(guò)表達(dá)的lncRNA CASC2能通過(guò)miR-21/PDCD4軸 抑 制OSCC增 殖[31]。lncRNA LUCAT1在OSCC中表達(dá)量顯著降低，且lncRNA LUCAT1敲除掉后，可以通過(guò)下調(diào)PCNA，進(jìn)而抑制OSCC增殖[32]。因此，lncRNAs通過(guò)在OSCC中低表達(dá)或者高表達(dá)的方式，對(duì)OSCC增殖過(guò)程發(fā)揮著重要的調(diào)控作用。但部分lncRNAs調(diào)控OSCC增殖機(jī)制尚未完全明了，進(jìn)一步挖掘lncRNAs調(diào)控OSCC增殖機(jī)制，是今后工作的難點(diǎn)與熱點(diǎn)。

2.3 CircRNA調(diào)控OSCC增殖

目前，CircRNA可通過(guò)轉(zhuǎn)錄調(diào)控、編碼蛋白、吸附等過(guò)程對(duì)腫瘤的發(fā)生發(fā)展過(guò)程發(fā)揮著重要的調(diào)控作用。研究顯示，hsa_circ_0072387表達(dá)水平在OSCC組織中呈現(xiàn)顯著降低趨勢(shì)，且生物信息學(xué)軟件預(yù)測(cè)顯示hsa-miR-129-3p、hsa-miR-141-3p及hsa-miR-29-3p可能為hsa_circ_0072387靶基因[33]。CircRNA hsa_circ_0007059在OSCC中表達(dá)量顯著降低，且過(guò)表達(dá)circRNA hsa_circ_0007059可以通過(guò)AKT/mTOR通路抑制OSCC增殖[34]。同時(shí)，CircRNA hsa_circ_0005379在OSCC中表達(dá)量顯著降低，且過(guò)表達(dá)circRNA hsa_circ_0005379能夠顯著抑制OSCC增殖過(guò)程[35]。此外，研究報(bào)道顯示，hsa_circ_0055538在不同OSCC患者組織中的表達(dá)水平存在一定的差異性[36]。該現(xiàn)象表明，circRNA的表達(dá)水平及調(diào)控機(jī)制與OSCC分化程度可能存在一定關(guān)系，circRNA可能為OSCC治療的新靶點(diǎn)。此外，circRNA在OSCC發(fā)生發(fā)展過(guò)程中的研究仍處于起步階段，尤其對(duì)OSCC增殖調(diào)控機(jī)制尚未完全揭示，后續(xù)應(yīng)充分結(jié)合高通量測(cè)序和生物信息學(xué)分析技術(shù)，深入挖掘circRNA調(diào)控OSCC增殖機(jī)制。

3 總結(jié)與展望

OSCC為常見(jiàn)的頭頸部惡性腫瘤，具有較高的發(fā)病率、患病率和致死率。雖目前治療手段不斷提升，但近30年患者的5年生存率仍未明顯提升，對(duì)患者的生命和健康具有重大的威脅[6-8]。非編碼RNA是近些年新發(fā)現(xiàn)的一類極為重要的細(xì)胞調(diào)控因子，其與腫瘤增殖、轉(zhuǎn)移和預(yù)后的聯(lián)系已經(jīng)成為研究熱點(diǎn)[37-38]。目前，雖然已經(jīng)證實(shí)非編碼RNA在OSCC和癌旁組織中存在一定的差異性，且非編碼RNA在OSCC增殖過(guò)程中發(fā)揮著重要調(diào)控作用。但是非編碼RNA調(diào)控OSCC增殖的分子機(jī)制尚未完全揭示，仍存在以下急需解決的問(wèn)題：①一部分非編碼RNA形成及調(diào)控機(jī)制尚未完全揭示，尤其circRNA研究起步較晚，急需對(duì)其進(jìn)行深入研究。②不同的OSCC增殖階段，OSCC的非編碼RNA調(diào)控機(jī)制具有多樣性，且不同類型非編碼RNA存在相互調(diào)控作用，故建立大樣本數(shù)據(jù)中心，將有助于揭示非編碼RNA相互調(diào)控機(jī)制。