卵巢癌與非編碼RNA研究進展

揭嘉慧 張穎

摘要：卵巢癌是全球女性因癌癥死亡的第5大病因，盡早明確診斷并積極治療是改善預后的有效方法。隨著測序技術的不斷發展，人們發現了大量的種類豐富的非編碼RNA。ncRNAs在細菌、真菌和哺乳動物等多種生物體的活動中可作為致癌驅動因子和腫瘤抑制因子，對腫瘤的發生、發展起到調控作用，ncRNA有望成為腫瘤診治的新型生物標志物和治療靶點。探索ncRNA可為卵巢癌的研究提供一些系統性新思路。現將卵巢癌相關ncRNA最新研究進展進行綜述，并著重討論微小RNA（miRNA）、長鏈非編碼RNA（lncRNA）及環狀RNA（circRNA）在卵巢癌中的作用。

關鍵詞：卵巢癌;非編碼RNA;ncRNAs;腫瘤抑制因子

中圖分類號：R737.31? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2019.05.014

文章編號：1006-1959（2019）05-0039-04

Abstract：Ovarian cancer is the fifth leading cause of female cancer death in the world. Early diagnosis and active treatment are effective methods to improve prognosis. With the development of sequencing technology， it has been discovered that a large number of non-coding RNA.ncRNAs can be used as carcinogenic driver and tumor suppressor in the activities of bacteria， fungi and mammals. NcRNA is expected to be a new biomarker and therapeutic target for tumor diagnosis and treatment. Exploring ncRNA may provide some systematic new ideas for the study of ovarian cancer. In this paper， the latest research progress of ovarian cancer-related ncRNA is reviewed， and the role of micro-RNA （miRNA）， long-chain non-coding RNA （lncRNA）and cyclic RNA （circRNA）in ovarian cancer is emphatically discussed.

Key words：Ovarian cancer;Non-coding RNA;ncRNAs;Tumor suppressor

卵巢癌（ovarian cancer，OvCa）是女性生殖系統最常見的惡性腫瘤之一，據統計每年約有22萬名女性被診斷患有OvCa，約有14萬人死于OvCa，占所有癌癥死亡人數的2.3%[1]。晚期OvCa患者的生存率預后極差，但早期發現仍有治愈的機會[2]。目前對于卵巢腫瘤鑒別診斷常見方法包括婦科檢查、婦科B超、血清腫瘤標志物如CA125、CA199、盆腔磁共振等。其中CA125、婦科B超在鑒別診斷上具有重要的意義，但其對于發現早期OvCa的特異性不高，需與多種良性卵巢腫瘤、其他系統腫瘤和炎癥鑒別，不利于臨床診療[3]。故臨床上迫切需要尋找一種新的臨床診斷生物標志物。

隨著業內學者對OvCa分子機制的研究逐步拓展，人們對癌癥的發生機制有了進一步的認識。新近的證據表明，非編碼RNA（non-coding RNA，ncRNA）已經被鑒定為每種主要癌癥類型中的癌基因或抑癌基因[4]。ncRNA領域內的miRNA、lncRNA、circRNA各自有著獨特的作用。miRNA相關的致癌基因和腫瘤抑制基因的失調在癌癥發生中起到關鍵作用[5]。LncRNAs可利用多種作用模式來調節基因表達，并廣泛參與細胞過程[6]。circRNA可能會成為在癌癥發病機制中影響癌癥的幾個標志物[7]。由于這些原因，ncRNA已成為近來的癌癥基礎研究和臨床醫務工作者關注的熱點。本文綜述OvCa與ncRNA的最新研究現狀，分析miRNA、lncRNA和circRNA在OvCa中的相關過程，如增殖，侵襲和轉移，并強調其功能作用，以期尋找一種更為高效精準且簡易快速的腫瘤靶向標志物檢查方式，優化當前OvCa的診療。

1非編碼RNA與腫瘤

在哺乳動物基因組中，約70%以上的序列可以被轉錄，而只有不到2%的序列可編碼蛋白質，那些不編碼蛋白質的RNA序列，稱為非編碼RNA[8]。細胞內存在數千種獨特的ncRNA序列，基于RNA的核苷酸（nt）大小，ncRNA通常可分為片段長度是18～200 nt的小ncRNA（short non-coding，sncRNA），如miRNA。小干擾RNA（siRNA）和與PIWI蛋白相互作用的RNA （PIWI-interacting RNA，piRNA），超過200 nt的lncRNA，以及最近新研究的circRNA[9]。ncRNA存在人體細胞各處，參與細胞生理調節過程，如細胞凋亡、增殖和轉移發展，從而成為廣泛的生物活動和人類疾病的重要監管者。Dhahbi JM等[10]使用來自健康受試者和乳腺癌患者的血清進行深度RNA測序，獲得對應于各種類型的sncRNA的閱讀長度分布，并鑒定與乳腺惡性腫瘤相關的變異。Venkatesh T等[11]進一步總結了ncRNA在內分泌相關癌癥中的功能及應用，分析包括乳腺癌、卵巢癌、前列腺癌、睪丸癌和子宮內膜癌，及可能成為潛在的癌癥生物標志物。Braicu C等[12]認為癌癥的發生和發展受復雜的多步驟過程控制，其中連續的突變可在多個蛋白質編碼和非編碼基因中積累，治療抵抗仍然是目前癌癥治療的主要挑戰。因此，ncRNA聯合治療有可能作為癌癥的未來治療方案。

過去十年的工作改變了我們對ncRNAs從“垃圾”轉錄產物到介導細胞過程的功能調節分子的看法，包括染色質重塑、轉錄、轉錄后修飾和信號轉導。ncRNA參與的網絡可以影響許多分子靶標，以驅動特定的細胞生物反應和通路。因此，更深入地了解ncRNA將為設計更好的腫瘤治療方案提供難得的機會。

2 miRNA與OvCa

miRNA是一類內源性非編碼小的RNA分子，長度為20～25個核苷酸，可作為致癌基因或腫瘤抑制基因，因此在致癌過程中起著至關重要作用[13， 14]。Bagnoli M等[15]通過分析上皮性卵巢癌樣本的miRNA表達譜，開發一種miRNA風險評分模型，以預測上皮性卵巢癌的早期復發或進展。同時，Cramer DW等[16]總結了該模型預測的上皮性卵巢癌（epithelial ovarian cancer，EOC）預后相關miRNA特征，盡管存在局限性，但該研究顯示了這一重要類別的miRNA在OvCa進展中的潛在作用，不僅可用于預測OvCa預后，還可用于預測通路。

在認識到此類miRNA可影響OvCa的發展后，學者們開始一系列從細胞功能通路到旁通路的研究。Mak CS等[17]的數據證明在增強失巢凋亡抗性方面的新信號軸miR-141/KLF12/Sp1/survivin，miR-141可能作為轉移性OvCa的潛在治療靶點。Barbier J等[18]通過構建裸鼠模型發現NF90過表達減少OvCa細胞的增殖并顯著減少腫瘤大小和轉移，而miR-3173的過表達以NF90和DICER依賴性的方式顯著增加OvCa細胞轉移。由此推測miRNA在機體的作用是復雜而多變，形成交互影響的作用通路。

近年來血清中的循環miRNA也得到學者們的重視。Elias KM等[19]實驗表明血清中循環miRNA有可能用于開發OvCa的非侵入性診斷檢測。另外，最常用于高級別漿液性卵巢癌（High-grade serous ovarian cancer，HGSOC）臨床治療的方法是手術，其次是鉑類和紫杉烷類化療。手術結束時殘留的肉眼可見的疾病程度是決定疾病無進展和總體生存的關鍵預后因素。尋求開發一種非侵入性檢測方法，以幫助外科醫生確定手術完全切除的可能性。Shah JS等[20]通過分析HGSOC患者和健康志愿者的血清miRNA，同時測量相同樣品中的血清CA-125水平，結合術前血清miRNA和CA-125作為HGSOC患者術后的預后指標，再根據術后診斷對HGSOC進行進一步分類，Logistic回歸分析用于鑒定預測標志物，學者們鑒定出miR-375和CA-125的組合可作為健康者與HGSOC患者血清的最強鑒別因子。因此，結合循環miRNA的分子檢測技術以預測HGSOC患者術中病灶切除的完整性，可能有助于規劃最佳患者管理方案，最終改善患者預后。

3 lncRNA與OvCa

lncRNA被定義為長度至少為200個 nt 的RNA，它們是獨立轉錄的，并且在分子上與mRNAs類似，但沒有編碼功能蛋白的潛力。近年跨物種全基因分析不斷受到學者關注，它有助于理解lncRNA功能，并為驗證lncRNA基因功能提供實際考慮[21]。隨著對lncRNA研究的逐步深入，人們發現某些lncRNAs在OvCa的各個分子水平存在明顯有且特異性表達，影響OvCa細胞后續的功能水平。lncRNA在OvCa的機制研究仍屬于起步階段。

大多數OvCa患者就診時已出現腹腔轉移，此時上皮細胞-間充質轉化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）在腫瘤細胞轉移中起著關鍵作用。Mitra R等[22]對4個OvCa患者的>700個OvCa分子譜的進行綜合分析，其鑒定了lncRNA DNM3OS、MEG3和MIAT過度表達以及它們在OvCa EMT中的可再現基因調節，其中DNM30S的過度表達，與患者整體較差存活率顯著相關。基因干擾實驗證明敲低DNM30S可導致EMT連鎖基因/途徑改變，間充質至上皮細胞轉變，以及細胞遷移和侵襲減少。進一步選擇性蛋白質轉錄組學表征實驗證實了DNM30S和OvCa EMT的相關性。這說明，DNM30S可特異性地促使OvCa中EMT的形成。Liang H等[23]使用生信分析構建了一個lncRNA介導的間充質OvCa競爭性內源RNA（ceRNA）網絡，并鑒定了PTAR（pro-transition associated RNA）。在與數據集比對中發現間充質亞型樣品中PTAR顯著上調。通過樣本檢測發現，PTAR表達與間充質OvCa樣本中ZEB1的表達水平正相關。同時，過表達miR-101可調節ZEB1，進而抑制OvCa細胞中的EMT和細胞遷移。進一步選擇性證實了通過miR-101的調節，PTAR的過表達可促進OvCa的EMT和轉移，而干擾PTAR表達可出現TGF-β1誘導的OvCa細胞致腫瘤性減弱。作者提出了OvCa的PTAR-miR-101-ZEB1軸，為預防OvCa轉移提供了新策略。

lncRNA只有約200 nt，小片段的身份讓lncRNA的其它功能受到質疑，近年有研究報道lncRNA可作為OvCa的生物標志物和在癌細胞進展中發揮作用。Teschendorff AE等[24]分析了134例原發性OvCa病例中的HOTAIR和相關的替代DNA甲基化（DNAme）的表達（63例接受卡鉑，55例接受順鉑，16例未接受化療），并在5個多中心數據集的946個OvCa樣本中驗證，發現表達HOTAIR或其替代DNAme標記預測的所有卡鉑治療的OvCa患者預后不佳，而HOTAIR表達者使用順鉑更適合。因此，HOTAIR或其更穩定的DNAme替代物可能存在一種賦予OvCa細胞卡鉑抗性的能力，并可作為個性化治療的標志物和克服卡鉑抗性的新靶點。Chen Y等[25]發現PVT1在OvCa細胞中表達升高與OvCa患者預后不良相關，敲低PVT1可減弱 SKOV3細胞增殖、遷移和侵襲的能力，同時PVT1可通過EMT調節促進OvCa的發展，說明PVT1可作為卵巢癌的新型診斷標志物和治療靶點。

一直以來學者們都積極尋找OvCa更豐富的影響機制，但是其具體的方向尚未不明確。近來有學者表示OvCa細胞對Kreb循環和氧化磷酸化的依賴性增加，并伴有一些相關的上調蛋白。SNHG3通過調節miRNA和EIF4AⅢ與能量代謝相關，并且這些分子在糖酵解、Kreb循環和氧化磷酸化途徑中具有PKM、PDHB、IDH2和UQCRH的靶位點。這就說癌細胞主要依賴于糖酵解和氧化磷酸化來產生能量。此外，這種整合的lncRNA-miRNA-mRNA和lncRNA結合蛋白-mRNA特征可能對OvCa卵巢癌的分子機制和臨床意義具有重要的價值[26]。

4 circRNA與OvCa

隨著circRNA研究成果不斷呈現，其在OvCa方面的研究空白逐漸由學者們來開拓。有研究表明，無論卵巢細胞是病變的或是正常的，增殖較快的卵巢細胞的circRNA指數都低于前者，表明增殖是驅使circRNA豐度降低的因素;circRNA與增殖的指數呈負相關，提示這可能是人體組織內circRNA的一種基本表現模式[27]。Ahmed I等[28]指出需要改進不易發生腫瘤異質性的標志物和治療靶點，以使卵巢癌患者獲得更好的預后和治療效果。

近年來學者們一直在積極尋找有差異的circRNA，但是關于circRNA在OvCa細胞的具體作用方式和機制的研究鮮見報端。最近Liu N等[29]將卵巢上皮細胞系與鄰近的正常組織相比，circHIPK3在EOC細胞和組織中表達更高。circHIPK3高表達與淋巴結轉移、FIGO分期和較差的患者無病生存期和總生存期相關。此外，多變量Cox分析顯示，circHIPK3高表達是EOC患者無病生存期和總生存期的獨立預測因子。因此，circHIPK3可能是預測EOC預后的新型生物標志物。癌細胞中的circRNA可能成為一種新的診斷和治療癌癥的靶標。雖然目前沒有關于其用途的臨床報告靶向治療，但其低分子量的特性以及穩定性、保守性和它們在腫瘤細胞活動中發揮的調節作用使得circRNA成為可能是一種治療癌癥的分子藥物或靶點。

5總結

過去十年出現的新類型ncRNA，如miRNA、lncRNA或circRNA，已被證明在腫瘤及其表達調節中發揮作用。但是目前的研究ncRNA在癌癥中的作用仍處于起步階段。隨著應用高通量篩選技術，OvCa中更多失調的ncRNAs將會出現發現，其強大功能和獨特性質將成為科學和臨床研究的重點，揭示有關ncRNAs的信息將擴展我們對RNA復雜世界的理解。雖然目前ncRNA的臨床價值正逐漸被人們所了解，但其對癌癥的發生發展造成的影響尚未完全闡明，其調控的眾多機制仍然未知，這意味著需要更多的證據來證明具體的ncRNA與癌癥之間的相關性。現有研究發現的ncRNA大都不是通過共同的機制起作用，而是有著不同的分子作用機制。因此，ncRNA通用領域的研究進展將是揭示它們在癌癥中潛在作用的關鍵。

迄今為止，OvCa在治療應用的標志物選擇上缺乏高度靈敏性和特異性的新方法，而ncRNA的功能特性及已報道的部分作用機制使其成為選擇標志物方面的一眾新星。當然，諸多研究難題仍尚待探索解答，ncRNA能否明確成為OvCa在預防、早期診斷及預后等的生物標志物，能否根據患者的遺傳信息定制的個體化治療策略以及能否作為腫瘤新型靶向治療的有效靶標等，個性化的治療將為醫生和患者提供互利共贏的醫療結果。除了繼續尋找與OvCa相關的 ncRNA 以外，還需探索ncRNA通過哪些通路相互調節OvCa的發生發展，以及ncRNA基因之間完整調控網絡等。因此，有必要進一步研究ncRNAs，以提供新的途徑用于OvCa生物標志物和治療劑的開發。

當下miRNA和lncRNA的檢測方法已不斷充實完善，它們在OvCa中作用的研究成果日趨豐富且系統化，而在cirRNA方面仍然缺乏簡便、有效的檢測cirRNA的方法。通過RNA-Seq、微陣列等技術測序和生物信息學預測，已發現數以萬計的circRNA。學者們已經建立了各種類型的cirRNA數據，為腫瘤相關研究提供了便利的資源。現仍需不斷補充并擴大現有的各類數據庫，包括涉及不同物種、各種人體器官circRNA的分布以及不同作用通路的關系構建等，改善現有靜態命名circRNA的方式，建立統一和動態的circRNA命名體系，綜合性的分析可為進一步研究提便利。因此，ncRNA在OvCa的研究領域仍有廣大的探索空間。

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收稿日期：2019-1-4;修回日期：2019-1-15

編輯/肖婷婷