長(zhǎng)非編碼 RNA 作為競(jìng)爭(zhēng)性內(nèi)源性 RNA 在骨肉瘤中的作用

姚金輝 白銳

骨肉瘤 (osteosarcoma，OS) 是常好發(fā)于青少年長(zhǎng)骨干骺端的惡性骨腫瘤，是青少年癌癥相關(guān)死亡的最主要原因，也是世界范圍內(nèi)最主要的骨原發(fā)惡性腫瘤[1]。OS 的特點(diǎn)是惡性類骨質(zhì)的產(chǎn)生并對(duì)常規(guī)的治療手段產(chǎn)生抵抗。盡管化療結(jié)合手術(shù)治療的方法使非轉(zhuǎn)移性 OS 患者 5 年生存率大幅提高，但確診時(shí)存在轉(zhuǎn)移或復(fù)發(fā)的患者 10 年總生存率仍不到 20%[2]。雖然對(duì) OS 的發(fā)病機(jī)制進(jìn)行了大量的探索，但對(duì) OS 發(fā)生的分子機(jī)制的了解卻十分有限。OS 的治療如手術(shù)切除、放療、化療等不斷取得進(jìn)展，但 OS 患者，特別是復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移患者的總生存率仍不盡如人意[3]。因此，探究 OS 的分子機(jī)制，找尋 OS 的基因靶點(diǎn)及生物標(biāo)志物，對(duì)于攻克 OS 治療瓶頸有著至關(guān)重要的作用。

非編碼 RNA (non-coding RNA，ncRNA) 是指不被翻譯成蛋白質(zhì)的 RNA，主要包括微小 RNA (microRNA，miRNA)、長(zhǎng)鏈非編碼 RNA (long non-coding RNA，LncRNA)、環(huán)狀 RNA (circular RNA，circRNA) 等。它們的共同特點(diǎn)是能從基因組上轉(zhuǎn)錄而來，但是不翻譯成蛋白，并在 RNA 水平發(fā)揮各自的生物學(xué)功能。人類轉(zhuǎn)錄組中98% 是由 ncRNA 組成[4]。隨著基因測(cè)序技術(shù)的迅猛發(fā)展，ncRNA 被證實(shí)在細(xì)胞的多種生理和病理過程中發(fā)揮重要作用。ncRNA 越來越被人們重視，并在生物學(xué)中的地位有了很大的提升[5]。其中 LncRNAs 參與多種過程：從組蛋白修飾、染色質(zhì)重塑到轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后過程的調(diào)節(jié)。其可作為增強(qiáng)劑、支架或通過海綿作用與其它 RNA 競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合位點(diǎn)，也可以作為某些 miRNAs 的前體。LncRNAs 的異常表達(dá)，特別是致癌的 LncRNAs，解除了細(xì)胞信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)的調(diào)控，從而影響細(xì)胞增殖，促進(jìn)腫瘤的進(jìn)展和轉(zhuǎn)移[6]。

競(jìng)爭(zhēng)內(nèi)源性 RNA (competing endogenous RNA，ceRNA)學(xué)說是近年來興起的一種嶄新的基因表達(dá)調(diào)控學(xué)說[5]。ceRNA 是一種 RNA 轉(zhuǎn)錄體，通過降低 miRNA 的靶向濃度與其它具有共同 miRNA 響應(yīng)元件 (MREs) 的信使 RNA(mRNA) 的去抑制性來實(shí)現(xiàn)相互溝通，從而在轉(zhuǎn)錄后水平控制基因表達(dá)[7]。在 2007 年，ceRNA 就被人們發(fā)現(xiàn)并加以研究，Brown 等[8]在研究小鼠血友病 B 中發(fā)現(xiàn)了通過介導(dǎo) miR-142-3p 的靶序列標(biāo)記 hF.IX 轉(zhuǎn)基因，可以在免疫功能正常的 B 型血友病小鼠中進(jìn)行長(zhǎng)期 LV 介導(dǎo)的遞送，為血友病 B 提供了一種全新的治療方法。隨后 Ebert 等[9]報(bào)道了一種導(dǎo)入哺乳動(dòng)物細(xì)胞的 miRNA 抑制劑，它具有像海綿一樣的功能，可以像吸水一樣吸附 miRNA，從而隔斷 miRNA 對(duì)靶序列標(biāo)記物產(chǎn)生的生物學(xué)功能，因此被稱為“miRNA 海綿”。并于 2010 年，由 Bartel 等[10]，將此理論進(jìn)行了進(jìn)一步的完善，發(fā)現(xiàn)有些蛋白編碼基因及其假基因在 3’ 非翻譯區(qū) (3’UTR) 中包含相同的 miRNA 結(jié)合位點(diǎn)，可以通過競(jìng)爭(zhēng) miRNA 結(jié)合進(jìn)而調(diào)控各自的表達(dá)水平。

ceRNA 學(xué)說自 2011 年提出至今雖然才短短 11 年，但已經(jīng)成為 RNA 領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一，并已被證實(shí)在肝癌、結(jié)直腸癌、乳腺癌、黑色素瘤等常見惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展中起重要調(diào)控作用[11-14]。近年來，越來越多關(guān)于ceRNA 與 OS 的研究揭示了其在 OS 復(fù)雜分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中的作用。目前，OS 中 ceRNA 的研究主要集中在 LncRNA上，對(duì) circRNA 或 mRNA 的研究相對(duì)較少。并且越來越多的數(shù)據(jù)表明，LncRNAs 通過 LncRNA-miRNA-mRNA 的機(jī)制參與 OS 的發(fā)病機(jī)制。

因此，LncRNA 作為 ceRNA，并在 OS 發(fā)生發(fā)展機(jī)制中的相互作用，揭示了 OS 復(fù)雜的分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，為 OS的基礎(chǔ)研究及臨床治療方案指出新的方向，改善 OS 的臨床治療預(yù)后，提高患者生存率。

一、OS 的信號(hào)傳導(dǎo)途徑

Notch 信號(hào)通路調(diào)節(jié)成骨細(xì)胞的分化和干細(xì)胞的維持，在 OS 的發(fā)展中起著重要作用[15]。Notch 途徑促進(jìn)細(xì)胞遷移和侵襲，刺激 OS 細(xì)胞增殖。Notch 信號(hào)通路還增加了對(duì)化療的抵抗力，同時(shí)抑制 Notch 信號(hào)通路減少了腫瘤體積并防止了轉(zhuǎn)移[16-17]。

據(jù)推測(cè) OS 細(xì)胞是從成骨細(xì)胞或其更具有多種功能的祖先細(xì)胞分化而來，這說明 OS 細(xì)胞依賴于在細(xì)胞增殖和分化中發(fā)揮核心作用的 Wnt 信號(hào)通路。Wnt 信號(hào)通路與增殖刺激癌基因 c-Myc 和 CCND1 的激活有關(guān)[18]。該途徑可被 FOXO1 抑制，F(xiàn)OXO1 促進(jìn)成骨細(xì)胞譜系中早期前體細(xì)胞的維持和分化，并且能夠抑制前體細(xì)胞的增殖，因此FOXO1 抑制 OS 的發(fā)展[19]。而 FOXO 通路又通過 PI3K (磷脂酰肌醇-3-激酶) / AKT (絲氨酸 / 蘇氨酸蛋白激酶) 信號(hào)通路被抑制[20]。典型的 Wnt / β-連環(huán)蛋白級(jí)聯(lián)刺激 OS 發(fā)生發(fā)展。 Wnt / β-catenin 級(jí)聯(lián)的一個(gè)重要部分是 β-catenin受 TCF-1 轉(zhuǎn)錄因子和 LEF 淋巴增強(qiáng)結(jié)合因子的調(diào)節(jié)[21]。蛋白 P53 和熱休克蛋白 90 (HSP90) 參與 TCF-1 抑制和 OS細(xì)胞隨后的凋亡；因此，其作用是抗癌的[21]。此外，P53通過抑制骨祖細(xì)胞在成骨初期所需的轉(zhuǎn)錄因子 Osterix 和Runx2[22]，對(duì)成骨細(xì)胞的形成起負(fù)調(diào)控作用[23-24]。因此有研究發(fā)現(xiàn)，P53 通路在抑制 OS 的發(fā)展中發(fā)揮關(guān)鍵作用，其與 DNA 損傷、細(xì)胞周期停滯、細(xì)胞凋亡和腫瘤抑制有關(guān)。MDM2 是 P53 的負(fù)調(diào)控因子，在 OS 細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)其表達(dá)通常增高，并且約 10% 的 OS 患者缺乏 MDM2 抑制劑CDKN2A，這可能是 OS 發(fā)生發(fā)展的作用機(jī)制之一[25]。

有研究表明 OS 患者基因檢測(cè)中，有 20%～40% 的患者檢測(cè)到 Rb1 突變。Rb 是一種腫瘤抑制蛋白，是細(xì)胞周期的負(fù)調(diào)控因子。但是通過間接作用激活 Rb 的 CDKN2A在 OS 細(xì)胞中經(jīng)常缺失，而 RB 的負(fù)調(diào)節(jié)因子 CDK4 和CCND1 在一些侵襲性 OS 腫瘤中過表達(dá)[25]。

JNK 是一種參與調(diào)節(jié)級(jí)聯(lián)反應(yīng)的蛋白激酶，是一種在成骨細(xì)胞增殖、分化和凋亡中起關(guān)鍵作用的“主要蛋白激酶”。相應(yīng)信號(hào)通路的抑制劑可以抑制 OS 細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移。核轉(zhuǎn)錄因子 NF-κB 途徑 (核因子 κB) 可調(diào)節(jié)多種基因的轉(zhuǎn)錄活性，以應(yīng)對(duì)損傷因子和細(xì)胞因子的作用，促進(jìn)細(xì)胞增殖，抑制細(xì)胞凋亡，這一信號(hào)通路通?？梢酝ㄟ^不同的機(jī)制抑制 OS 的發(fā)生發(fā)展[26]。各種信號(hào)通路的激活(尤其是 PI3K / AKT 和 MAPK)，并通過生長(zhǎng)因子 (如IGF、TGF、CTGF 等) 影響細(xì)胞周期及細(xì)胞凋亡，這些機(jī)制參與了[27]OS 的發(fā)病。對(duì) OS 生長(zhǎng)至關(guān)重要的血管生成也與這些因素有關(guān)，其過程決定于 HIF-1 途徑和促血管生成因子 VEGF 的激活，它與 ERK / NF-κB 和 PI3K / AKT 途徑一起促進(jìn)了抗凋亡蛋白 Bcl-2 和 survivin 的激活。VEGF的表達(dá)依賴于轉(zhuǎn)錄激活劑 STAT3，它在 OS 中的過度表達(dá)與 OS 患者的預(yù)后不良相關(guān)[27]。

二、OS 細(xì)胞中具有 ceRNA 活性的致癌基因

有研究發(fā)現(xiàn)，在包括 OS 在內(nèi)的腫瘤中，表現(xiàn)出致癌特性的 LncRNAs 的數(shù)量顯著高于腫瘤抑制基因 LncRNAs的數(shù)量，這些 LncRNAs 在 OS 的發(fā)生發(fā)展中起著促進(jìn)的作用。

SNHGs (small nucleolar RNA host genes) 家族的成員：在 OS 細(xì)胞中，LncRNA 通過 LncRNA-miRNA-mRNA 發(fā)揮作用，這對(duì)于 SNHGs 家族中的許多成員都適用。例如 SNHG1 就被多篇文獻(xiàn)報(bào)道通過海綿作用 miRNA，發(fā)揮調(diào)控作用。在 OS 細(xì)胞中 LncRNA SNHG1 的表達(dá)增加而 miR-577 的表達(dá)降低，并且 LncRNA SNHG1 通過海綿miR-577，與其競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合 WNT2B，從而上調(diào) WNT2B[28]。同樣 LncRNA SNHG1 還參與 SNHG1 / miR-326 / NOB1 軸[29]和 SNHG1 / miR101-3p / ROCK1 軸，并參與上皮 - 間質(zhì)轉(zhuǎn)化 (EMT) 的激活和 PI3K / AKT 途徑的失活[30]。發(fā)揮同樣作用的 SNHG 家族成員還有很多。

例如：LncRNA SNHG3 通過 SNHG3 / miRNA-151a-3p /RAB22A 軸調(diào)控 RAB22A 的表達(dá)，進(jìn)而激活 OS 細(xì)胞的遷移和侵襲[31]。此外，OS 組織中 LncRNA SNHG3 的表達(dá)升高，還可以通過 SNHG3 / miR-196a-5p / HOXC8 軸促進(jìn)mRNA HOXC8 的合成，mRNA HOXC8 的合成增多是患者預(yù)后不利的標(biāo)志[32]。

LncRNA SNHG5 分別海綿作用 miR-212-3p 及miR-26a，并通過 SNHG5 / miR-212-3p / SGK3 軸[33]及SNHG5 / ROCK1 軸[34]在 OS 細(xì)胞中發(fā)揮致癌作用。

LncRNA SNHG7 在體內(nèi)外都有促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)的作用。研究發(fā)現(xiàn)其通過海綿結(jié)合 miR-34a 并降低其水平，增加了 SMAD4[35]的表達(dá)水平和增殖相關(guān)的 Notch1、凋亡相關(guān)的 BCL-2、與細(xì)胞周期調(diào)節(jié)相關(guān)的 CDK6 以及 EMT 的表達(dá)水平。

與此相同的還有 LncRNA SNHG20，在 OS 中同樣表現(xiàn)為致癌基因，并通過 SNHG20 / miR-139 / RUNX2 軸來促進(jìn)OS 細(xì)胞的增殖和侵襲[36]。

LncRNA SNHG16 作為致癌因子，在 OS 細(xì)胞中作為 ceRNA 海綿結(jié)合多種 miRNA，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)其與 miR-205結(jié)合作用于 mRNA ZEB1，與 miR-1301 結(jié)合作用于mRNA BCL9，通過 SNHG16 / miR-205 / ZEB1 和 SNHG16 /miR-1301 / BCL9，促進(jìn) OS 的進(jìn)展[37-38]。還發(fā)現(xiàn)海綿作用miR-1285-3p，增高前 Caspase-3 和 Bcl-2 蛋白表達(dá)，抑制OS 細(xì)胞凋亡[39]。

LncRNA SNHG12 通過 SNHG12 / miR-195-5p / Notch2軸促成 OS 細(xì)胞的遷移和侵襲。另外 LncRNA SNHG12 還可以結(jié)合 miR-195-5p 靶點(diǎn) mRNA IGF1R，通過 SNHG12 /miR-195-5p / IGF1R 途徑刺激 OS 細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移[40]。

以上 SNHGs (Small Nucleolar RNA Host Genes) 家族的成員在 OS 中作為 ceRNA 并影響 OS 發(fā)生發(fā)展，起到促進(jìn)OS 細(xì)胞遷移及侵襲的作用 (圖1)。

圖1 SNHGs 家族在 OS 中涉及的調(diào)控軸Fig.1 The control axis involved in the OS of the SNHGs family

1.LncRNA NEAT1 (nuclear enriched abundant transcript 1) 在 OS 組織和細(xì)胞中同樣有致癌特性。有文獻(xiàn)報(bào)道發(fā)現(xiàn)，其作用通過 NEAT1 / miR-34c / bcl2 (CCND)軸[41]及 NEAT1 / miR-339-5p / TGF-β1[42]軸發(fā)揮，并促進(jìn)OS 發(fā)生發(fā)展。

2.LncRNA APTR (alu-mediated p21 transcriptional regulator) 通過 APTR / miR-132-3p / YAP1 軸參與 OS 的進(jìn)展[43]。

3.LncRNA MIR31HG [ (miR-31)-host gene ]在 OS 細(xì)胞、晚期疾病和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移患者的腫瘤組織中高度表達(dá)。MIR31HG 在體外和體內(nèi)的表達(dá)升高，通過 MIR31HG /miR361 / VEGF (FOXM1，Twist) 軸，抑制 miR-361，增強(qiáng)VEGF、FOXM1 和 Twist 的表達(dá)，刺激 OS 細(xì)胞的生長(zhǎng)[44]。

4.LncRNA DLEU1 (deleted in lymphocytic leukemia 1)在 OS 腫瘤組織和細(xì)胞中高表達(dá)；作為一個(gè)癌基因，它通過 DLEU1 / miR-671-5p / DDX5 軸與 miR-671-5p 直接競(jìng)爭(zhēng)，激活 DDX5[45]。

5.LncRNA SND1-IT1 (SND1 intronic transcript 1) 通過SND1IT1 / miRNA-665 / POU2F1 軸直接與 miRNA-665 結(jié)合，激活 POU2F1 基因從而增強(qiáng) OS 細(xì)胞的增殖和遷移[46]基因間 LncRNA LINC00858 通過 LINC00858 / miR-139 /CDK14 軸參與 OS 的發(fā)病[47]?；蜷g LncRNA LINC00511通過 LINC00511 / miR-618 / MAEL 軸的直接相互作用，激活 MAEL 原癌基因而刺激 OS 的進(jìn)展[48]。

反義 LncRNA 是 LncRNA 中具有代表性的一大類非編碼 RNA 分子，廣泛參與細(xì)胞內(nèi)生理和病理的調(diào)控，在研究 OS 的分子機(jī)制過程中，有幾個(gè)反義 LncRNA 被發(fā)現(xiàn)對(duì)OS 的發(fā)生發(fā)展過程起著促進(jìn)的作用，并且通過 LncRNA-miRNA-mRNA 的機(jī)制參與 OS 的發(fā)病機(jī)制。例如，反義 LncRNA OIP5-AS1 (opa-interacting protein 5 antisense transcript 1) 在 OS 細(xì)胞中表達(dá)增加，且與 miR-200b-3p 競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合并抑制其在 OS 細(xì)胞中的表達(dá)，通過 OIP5-AS1 /miR-223 / CDK14 軸促進(jìn) CDK14 的表達(dá)，這與 OS 細(xì)胞的凋亡抑制和增殖激活有關(guān)[49]；反義 LncRNA HOXA11-AS (homeobox a11 antisense) 通過幾個(gè)信號(hào)軸參與 OS 的發(fā)生和發(fā)展；目前，發(fā)現(xiàn)的兩個(gè)信號(hào)軸是 HOXA11AS /miR-124-3p / ROCK1[50]和 HOXA11-AS / miR125a-5p /Rab3D[51]；反義 LncRNA TP73-AS1 (tumor protein P73 antisense RNA 1) 也是原癌基因，它通過 TP73-AS1 /miR-142 / rac1 軸[52]促進(jìn) OS 進(jìn)展；反義 LncRNA FEZF1-AS(antisense LncRNA of the FEZ zinc finger-1 gene) 通過FEZF1AS1 / miR-4443 / NUPR1 (核蛋白 1，轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子)途徑在體內(nèi)外刺激 OS 細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲[53]；反義 LncRNA KCNQ1OT1 (KCNQ1 opposite strand / antisense transcript 1) 在 KCNQ1OT1 / miR-4458 / CCND2 軸中通過miR-4458 激活 CCND2，這也與 OS 進(jìn)展有關(guān)[54]。反義LncRNA ILF3-AS1 (interleukin enhancer binding factor 3，Antisense RNA 1) 由 SP1 轉(zhuǎn)錄因子誘導(dǎo)。它通過 SP1-ILF3-AS1 / miR-212 / SOX5 軸與 miR-212 結(jié)合，激活轉(zhuǎn)錄因子SOX5，從而促進(jìn) OS 的進(jìn)展[55]。反義 LncRNA ASMTLAS1 (ASMTL antisense RNA 1) 可以作為 miR-342-3p 的ceRNA，抑制其在 OS 細(xì)胞中的活性，從而導(dǎo)致 ADAM9水平的增加。抑制 miR-342-3p 或上調(diào) ADAM9 可減弱 OS細(xì)胞中 ASMTL-AS1 誘導(dǎo)的抗腫瘤活性，以 ASMTL-AS1 /miR-342-3p / ADAM9 軸來實(shí)現(xiàn)對(duì) OS 進(jìn)展的正向調(diào)控[56]。

LncRNA TUG1 (taurine upregulated 1) 在 OS 細(xì)胞中，與眾多 miRNA 發(fā)生海綿作用。目前研究發(fā)現(xiàn)，其通過 LncRNA-miRNA-mRNA 機(jī)制參與 OS 的發(fā)生發(fā)展的共有 9 個(gè)軸，分別為 TUG1 / miR9-5p / POU2F1[57]，TUG1 /miRNA144-3p / EZH2[58]，TUG1 / miR-3355p / ROCK1[59]，TUG1 / miR-132-3p / Sox4[60]，TUG1 / miR-212-3p / FOXA1[61]，TUG1 / miR-143-5p / HIF-1α[62]，TUG1 / miR-425-5p /CTNNB1[63]和 TUG1 / miR-140-5p / PFN2[64]，TUG1 / miR-377-3p / Ezrin[65](圖2)。

圖2 OS 細(xì)胞中涉及 LncRNA TUG1 的 9 個(gè)軸Fig.2 Nine axes involving LncRNA TUG1 in OS cells

同樣擁有多條調(diào)控軸的 LncRNA XIST (X inactivespecific transcript) 通過與不同的 miRNA 及其靶點(diǎn)的直接相互作用，參與了影響 OS 進(jìn)展的 7 個(gè)軸。圖3 為 XIST的六個(gè)促進(jìn) OS 細(xì)胞活性的軸。分別為 XIST / miR-320b /RAP2B[66]，XIST / miR-193a-3p / RSF1[67]，XIST / miR-195-5p / YAP[68]，XIST / miR-375-3p / ATK / mTOR[69]，XIST /miR137 / MMP2，MMP9[70]以及 XITS / miR-153 / SNAI1[71]。其中有一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，與 XIST 調(diào)控的其它軸的促進(jìn)作用相比，LncRNA XIST 通過 XIST / miR-21-5p / PDCD4 軸，可以提高 PDCD4 腫瘤抑制因子的水平，并對(duì) OS 的進(jìn)展和轉(zhuǎn)移起到抑制的作用 (圖3) 產(chǎn)生相反的效果[72]。

圖3 骨肉瘤細(xì)胞中涉及致癌基因 LncRNA XIST 的調(diào)節(jié)軸Fig.3 Regulatory axis involving the oncogene LncRNA XIST in osteosarcoma cells

研究最充分的致癌 LncRNA 是 MALAT1 (metastasisassociated lung adenocarcinoma transcript 1) 被發(fā)現(xiàn)參與OS 細(xì)胞中 ceRNA 類型的基因調(diào)控軸的數(shù)量最多 (超過10 個(gè))，根據(jù) ceRNA 模型，這些研究中有關(guān) MALAT1 參與 OS 的基因調(diào)控的數(shù)據(jù)見表1。

表1 MALAT1 參與 OS 的基因調(diào)控軸Tab.1 MALAT1 participation in the gene regulatory axis of OS

表1 中可見，miR-142-3p 和 miR-129-5p 有共同的mRNA HMGB1[73]，此外 MALAT1 還與 miR-129-5p 作用激活了原癌基因 RET，增強(qiáng)了 OS 細(xì)胞的干細(xì)胞樣特性，并激活了 PI3K / AKT 途徑[74]。MALAT1 所發(fā)揮的功能多樣性還反映在 miR-34a / c-5p 和 miR449a / b 擁有共同的靶基因 c-Met 和 SOX4[78]。LncRNA MALAT1 與 miR-34a 結(jié)合，激活了 CCND1[80]。

有些文獻(xiàn)提出 LncRNAs 通過一組 miRNAs 參與多個(gè)軸，并表明這些分子具有不同 miRNAs 的幾個(gè)結(jié)合位點(diǎn)。因此，此類 LncRNA 具有多功能性。一些研究確定了介導(dǎo) LncRNA 和 mRNA 之間調(diào)控的特定 miRNA 反應(yīng)元件。例如，miR-144-3p 的 5’ 端有 7 個(gè)核苷酸與 MALAT1和 mRNA ROCK1 的 3’ 非翻譯區(qū) (3’-UTR) 中相同的7-nt 片段互補(bǔ)[74]。在 miR-140-5p 和 LncRNA MALAT1 和mRNA HDAC4 的 3’-UTR 中也發(fā)現(xiàn) miRNA 反應(yīng)元件[82]。LncRNA MALAT1 在 OS 細(xì)胞中過量表達(dá)與增殖、遷移、侵襲、EMT 和轉(zhuǎn)移的增強(qiáng)有關(guān)。許多研究表明，LncRNA MALAT1 可能是 OS 患者疾病預(yù)后和治療的一個(gè)有希望的基因靶點(diǎn)。總之，有文獻(xiàn)證實(shí) LncRNA MALAT1 在調(diào)節(jié) OS細(xì)胞過程中涉及增殖、細(xì)胞周期、運(yùn)動(dòng)性、干性和轉(zhuǎn)移的基因表達(dá)。最近又有研究發(fā)現(xiàn)了幾個(gè)通過 LncRNA-miRNA-mRNA 軸對(duì) OS 進(jìn)展起到促進(jìn)作用的 LncRNAs (表2)。

表2 最近發(fā)現(xiàn)的利用 ceRNA 機(jī)制促進(jìn) OS 生長(zhǎng)和進(jìn)展的 9 個(gè)致癌性 LncRNAs 軸Tab.1 Recently-discovered 9 carcinogenic LncRNAs axes that utilize ceRNA mechanisms to promote OS growth and progression

綜上所述，上面討論的所有 LncRNAs 都是通過涉及miRNAs 和 mRNAs 的 ceRNA 機(jī)制起作用，這些 LncRNA對(duì) OS 的生長(zhǎng)和進(jìn)展主要是促進(jìn)作用。

三、OS 細(xì)胞中具有 ceRNA 活性的抑癌基因

在 OS 細(xì)胞中，除了一些高表達(dá)促進(jìn) OS 細(xì)胞增殖和侵襲的 LncRNA 作為的 ceRNA 發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)之外，有研究還發(fā)現(xiàn)一些 LncRNA 在 OS 中低表達(dá)可以抑制 OS 細(xì)胞增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移。這些 LncRNA 通過在 LncRNA /miRNA / mRNA 軸的直接結(jié)合機(jī)制對(duì) OS 細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲產(chǎn)生影響并抑制其活性。在這些情況下，低水平的 LncRNA 通常會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)的 miRNA 水平上升，從而導(dǎo)致靶 mRNA 的抑制。

有研究證明，LncRNA GAS5 (growth arrest-specific transcript 5) 可以控制非小細(xì)胞肺癌[94]、乳腺癌[95]和胃癌[96]在內(nèi)的多種癌癥的細(xì)胞增殖、細(xì)胞周期和凋亡，從而發(fā)揮抑癌作用。Ye 等[97]于 2017 年發(fā)現(xiàn)在 OS 細(xì)胞中GAS5 作為 miR-221 的 ceRNA 通過負(fù)調(diào)控使 miR-221 顯著促進(jìn) ARHI 的表達(dá)，從而抑制 OS 細(xì)胞生長(zhǎng)和上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化，并在體內(nèi)和體外都顯示出了抗癌活性。最近 Liu 等[98]發(fā)現(xiàn) GAS5 在 OS 中作為競(jìng)爭(zhēng)性內(nèi)源性 RNA，通過海綿作用 miR-23a-3p，調(diào)節(jié) PI3K / AKT 通路促進(jìn) PTEN 表達(dá)，抑制細(xì)胞生長(zhǎng)和侵襲。Yao 等[99]還發(fā)現(xiàn) GAS5 還可以通過海綿化 miR-663a 抑制 RHOB 來抑制 OS 細(xì)胞的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移。

此外在 OS 細(xì)胞系和臨床標(biāo)本中，LncRNA CASC2(cancer susceptibility candidate 2) 的表達(dá)減少，且 CASC2低表達(dá)抑制了 OS 細(xì)胞的增殖、克隆形成和侵襲[100]。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，CASC2 在 OS 細(xì)胞中的低表達(dá)抑制了 miR-181a的表達(dá)，并且增強(qiáng)了 RASSF6、PTEN 和 ATM Ser / Thr 蛋白激酶的表達(dá)。RASSF6、PTEN 和 ATM mRNAs 被證實(shí)為 miR-181a 的直接靶基因。進(jìn)而證明 RASSF6 為 LncRNA CASC2 的下游效應(yīng)器，這也進(jìn)一步證實(shí)了 CASC2 通過CASC2 / miR-181a / RASSF6 軸，對(duì) OS 有負(fù)面調(diào)控作用。

1.LncRNA NBAT1 (neuroblastoma associated transcript 1)在包括 OS 在內(nèi)的不同類型的惡性腫瘤中發(fā)揮抑制作用，是一種腫瘤因子。LncRNA NBAT1 通過直接結(jié)合 miR-21抑制體內(nèi)和體外的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致其靶基因 PTEN、PDCD4、TPM1 和 RECK 的表達(dá)增加。所有這些轉(zhuǎn)錄出的蛋白質(zhì)都顯示出腫瘤抑制特性[101]。RECK 是 MMP9 的負(fù)調(diào)控因子，被認(rèn)為是腫瘤轉(zhuǎn)移的抑制因子。這些相互作用包括在 NBAT1 / miR-21 / PTEN (PDCD4、TPM1 和RECK) 軸。

2.LncRNA-p21 在 OS 組織中的表達(dá)降低，PTEN 是AKT 信號(hào)通路的一個(gè)眾所周知的抑制劑，體外實(shí)驗(yàn)表明該 LncRNA 通過與 miR-130b 結(jié)合，即通過 LncRNA-p21 /miR-130b / PTEN 軸[102]，提高 PTEN 的水平，以抑制 OS細(xì)胞系的增殖。

3.LncRNA FER1L4 (fer-1-like protein 4) 通過 FER1L4 /miR-18a-5p / SOCS5 軸抑制 OS 細(xì)胞進(jìn)展，LncRNA FER1L4直接結(jié)合并抑制 miR-18a-5p，并激活 SOCS5，從而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，并抑制 EMT 標(biāo)志物和 PI3K / AKT 信號(hào)的表達(dá)[103]。

有文獻(xiàn)證明 LncRNA LINC00588 可以抑制 OS 細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲，但不能抑制細(xì)胞凋亡。LINC00588 作為 ceRNA 抑制 miR-1972，通過 LINC00588 / miR-1972 /P53 鏈激活 miR1972 的直接靶點(diǎn) mRNA P53。雖然 LncRNA LINC00588 在 OS 中表達(dá)減少，但在肺轉(zhuǎn)移瘤中表達(dá)增加[104]。這反映了 LncRNA 在 OS 細(xì)胞發(fā)生的過程的影響的多樣性。

Liu 等[105]還發(fā)現(xiàn) OS 細(xì)胞中 LncRNA NR-136400 表達(dá)下調(diào)，并且證明 LncRNA NR_136400 通過海綿作用與miR-8081 競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合，進(jìn)而上調(diào)抑癌基因 TUSC5 的表達(dá)，通過 miR-8081 / TUSC5Z 軸，抑制 OS 細(xì)胞的增殖和侵襲。

到目前為止，發(fā)現(xiàn)了大約 100 000 個(gè) LncRNA 分子，它們發(fā)揮著不同的功能，主要功能表現(xiàn)為調(diào)節(jié)作用，這些LncRNA 參與了對(duì)基因表達(dá)的微調(diào)，它們被賦予了細(xì)胞信號(hào)級(jí)聯(lián)的“主調(diào)節(jié)器 ”的角色。據(jù)推測(cè)，miRNAs 可以調(diào)節(jié)多達(dá) 50% 的蛋白編碼基因的表達(dá)，并可以調(diào)節(jié)細(xì)胞功能的許多方面，尤其與腫瘤細(xì)胞極其相關(guān)的增殖、分化、凋亡、黏附、EMT 和轉(zhuǎn)移。在近幾年中，這些 LncRNA 成為研究人員關(guān)注的焦點(diǎn)。

LncRNAs 作為 ceRNA 與 miRNAs 結(jié)合，并且與編碼蛋白質(zhì)的 mRNAs 競(jìng)爭(zhēng)的機(jī)制日益被廣泛接受，并已在包括 OS 在內(nèi)的不同來源的腫瘤中得到了相當(dāng)令人信服的成果。在 OS 細(xì)胞中，一些 LncRNA 的表達(dá)升高導(dǎo)致具有致癌潛力的蛋白質(zhì)被激活并促進(jìn)腫瘤進(jìn)展。目前，在 OS 中發(fā)現(xiàn)，呈高表達(dá)且具有致癌作用的 LncRNA 的數(shù)目要比抑癌作用的 LncRNA 的數(shù)量高幾倍。就當(dāng)前研究進(jìn)展而言，無法確定這是否為 LncRNAs 的特性，抑或是研究人員的研究偏好，更側(cè)重于致癌基因的研究。

目前，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)大量的 LncRNAs，其中值得注意的是它們能在多大程度上通過競(jìng)爭(zhēng)性相互作用影響細(xì)胞過程的可逆性和動(dòng)態(tài)性。眾所周知，miRNAs 的影響是模糊的，根據(jù)細(xì)胞環(huán)境，它們可能同時(shí)表現(xiàn)出致癌和抑癌的特性。在一些 LncRNA 身上，如 XIST、MEG3 和 LINC00588，也觀察到了行為的模糊性。這擴(kuò)大了對(duì)細(xì)胞過程影響的可逆性和動(dòng)態(tài)性特征的概念。在 OS 的研究中，發(fā)現(xiàn)了一些 LncRNAs (MALAT1、PVT1、SNHG 家族成員、TUG1、XIST、NEAT1、HOXA11-AS 等) 參與了眾多的調(diào)控軸，這證實(shí)了這些 LncRNAs 具有與各種 miRNAs 結(jié)合的位點(diǎn)，這一現(xiàn)象解釋了 LncRNA 在 OS 中功能的多樣性。

研究發(fā)現(xiàn) OS 細(xì)胞中 LncRNA-miRNA-mRNA 調(diào)控軸涉及參與染色質(zhì)重塑、細(xì)胞骨架轉(zhuǎn)化、細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)相互作用的轉(zhuǎn)錄因子、蛋白的 mRNA 以及包括細(xì)胞周期在內(nèi)的多個(gè)過程的主要調(diào)控因子，這表明這些 LncRNA 在 OS發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮著核心作用。

OS 是青少年中最常見和最具侵略性的骨惡性腫瘤，因此 LncRNA 的研究和鑒定以及對(duì)其在基因表達(dá)調(diào)控中功能的研究發(fā)現(xiàn)，為 OS 的發(fā)病和進(jìn)展提供新的見解?，F(xiàn)有發(fā)現(xiàn)的 LncRNA 已經(jīng)為 OS 的診斷及診療提出新的思路與想法。這些 LncRNA 都可能成為治療 OS 的新靶點(diǎn)，這為今后的 OS 治療提供了新機(jī)制、新思路。

各種內(nèi)源性 RNA，包括 mRNAs、miRNAs 和LncRNAs 之間的競(jìng)爭(zhēng)性相互作用代表了一種新的基因調(diào)控形式，在 OS 的發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮著重要作用。