長非編碼RNA在兒童急性白血病中的研究進展

陳靜，宋麗萍

（桂林醫學院，廣西 桂林）

0 引言

白血病是一類造血干細胞惡性克隆性疾病。表現為正常細胞增殖、分化、凋亡等機制受阻，白血病細胞大量增殖累積在骨髓和其他造血組織中，從而抑制正常造血功能。兒童和青少年中最常見的兩種急性白血病類型是急性淋巴性白血病（acute lymphoblastic leukemia,ALL）和急性骨髓性白血病（acute myeloid leukemia,AML）。ALL在兒童白血病中約占80%左右，AML在兒童中占比較少[1]。白血病居中國人群所有死亡順位第7位，居兒童及35歲以下人群腫瘤發生及死亡首位，給社會和家庭造成了沉重的經濟負擔[2]。針對這一問題，越來越多人開始對其治療展開深入的研究和探討。最近的研究表明LncRNA可以用作兒童AL的診斷、治療反應及預后的生物標志物。本文就對不同LncRNA在兒童AL發生發展中的作用及意義進行綜述，為今后的研究提供有用信息。

1 LncRNA概述

LncRNA是一類數量遠低于編碼基因，無蛋白表達功能的長度大于200nt的非編碼RNA[3]。到目前為止，人類LncRNA的數量在10000個轉錄物的范圍內，并且已經確定其中一些參與了基因表達的重要調節過程[4]。長的非編碼RNA通過與DNA、RNA或蛋白質在多種生物過程中結合而發揮關鍵作用,正常長的非編碼 RNA在體內參與紅細胞生成和炎癥反應以及各種代謝途徑等[5]，特異性的表達于機體組織。研究發現，高水平表達的LncRNA與腫瘤細胞持續增殖、抑癌基因失活、細胞永生化、侵襲及轉移、血管形成及細胞凋亡抑制的特點相關[6]。因此，如果在血細胞發育過程中參與基因表達調控的LncRNA失調，可能會導致癌癥的發生和進展。近年來許多研究表明，失調的LncRNA通過參與疾病的表觀遺傳調控、轉錄調控等過程來調節腫瘤細胞的存活、增殖、侵襲和轉移，從而促進腫瘤的發生和發展[7,8]。自被發現以來，LncRNA逐漸在許多惡性腫瘤的診斷、治療和評估預后的方面發揮重要作用，目前新發現的和兒童急性白血病相關的LncRNA主要有RNUOR、HOTAIRM1、GAS5、IUR等。

2 LncRNA與兒童ALL

兒童急性淋巴細胞白血病（acute lymphoblastic leukemia，ALL）是由前體B、T或成熟B淋巴細胞發生克隆性異常增生所致。LncRNA GAS5是近些年新發現的具有抑制腫瘤作用的LncRNA，許多研究表明GAS5在乳腺癌、肝細胞癌、非小細胞肺癌等多種癌癥中異常表達，通過參與細胞增殖、凋亡等來調控癌癥的進展。在Gao[9]的實驗研究結果顯示，低表達的GAS5可作為預測多種癌癥預后的新型生物標志物。Jing[10]發現GAS5通過抑制miR-222來調節B-LL的發生和轉移。使用實時熒光定量PCR分別檢查了30例急性B淋巴細胞白血病患者和健康對照白細胞中LncRNA GAS5和miR-222的水平，結果顯示實驗組GAS5的水平比健康對照組顯著降低，而miR-222剛好相反。這表明GAS5和miR-222與B淋巴細胞白血病的發生發展相關。通過細胞培養實驗發現GAS5過表達降低了B淋巴細胞白血病細胞的增殖，促進其凋亡、抑制其細胞周期和侵襲。

Tan等[11]的實驗證明LncRNA ARIEL在T-ALL中作為一種增強RNA與ARID5B相互調節發揮致癌作用，通過數據集分析顯示ARIEL顯著高表達，且與ARID5B表達的適度正相關。通過芯片序列分析觀察到TAL1陽性T-ALL細胞ARIEL出現高水平信號，ARID5B蛋白可以自行結合增強因子并積極調節其活性。PCR驗證顯示ARIEL和ARID5B具有相互調節功能。ARIEL基因敲除后的細胞ARID5B顯著下調，同時下調的還有TAL1、GATA3、RUNX1和MYB，這表明ARIEL可以通過調節ARID5B影響TAL1誘導的轉錄程序，抑制T-ALL細胞的生長和存活，并阻止疾病的進展。Li[12]通過基因芯片表達譜分析發現，兒童ALL患者血液和骨髓中LncRNA NONHSAT027612.2和NONHSAT134556.2的表達水平明顯升高，并可能通過調節免疫應答相關途徑在兒童 ALL的發病過程中發揮重要作用。

Trimarchi[13]指出在T-ALL中，LncRNA LUNAR1通過增強胰島素樣生長因子1受體( insulin-like growth factor1 receptor,IGF1 R)的表達促進T-ALL細胞的增殖。IGF1R屬于受體型酪氨酸激酶，廣泛表達于在淋巴瘤和急性粒細胞白血病細胞中。Wang[14]的實驗數據指出在兒童期T-ALL中，LncRNA通過直接與胰島素信號通路相關蛋白胰島素受體（insulin receptor，INSR）綁定，Lnc-INSR阻斷了INSR的泛素化位點，導致了 INSR的異常激活以及磷脂酰肌醇3激酶/AKT信號通路，結果表明，Lnc-INSR可能通過增強細胞分化來促進免疫抑制，并在免疫抑制腫瘤微環境中作為有價值的治療靶標。Yildirim[15]指出當LncRNA Xist丟失后會導致X染色體重新激活和隨之而來的全基因組變化，從而導致癌癥的發生，由此推斷LncRNA Xist可以抑制體內癌癥的進展。Fernando等[16]在進行B-ALL治療實驗時，使用潑尼松龍會抑制BALR-2，而敲低BALR-2基因后，該基因表達分析可見低BALR-2激活了一些B細胞上與糖皮質激素受體反應相關的基因。最后低表達的LncRNA BARN-2在B-ALL細胞系中表現出對潑尼松龍治療的抗性，這表明BALR-2高表達與患者對潑尼松的不良反應以及較差的總體生存率相關。

3 LncRNA與兒童AML

急性骨髓性白血病（AML）是一種以骨髓與外周血中原始和幼稚髓性細胞異常增生為主要特征的惡性克隆性疾病。HOTAIRM1是一類對成熟的髓細胞具有高度特異性的在人類HOXA基因簇中編碼的長非編碼RNA。HOXA是同源盒基因（homeobox gene，HOX）表達于白血病細胞最常見的一簇，其促進造血祖細胞增殖并抑制分化，與AML的發生緊密相關。Zhang[17]的研究表明LncRNA HOTAIRM1對染色質狀態和結構的相互調節以助于HOXA基因激活，從而促進AML的進展。通過敲除HOTAIRM1，顯示其降低了粒細胞的成熟、減輕ATRA誘導的CD11c和CD49d表達水平。表明了HOTAIRM1通過在基因表達水平上調節整合素控制的細胞周期進程，在AML中起到重要作用。對兩種細胞進行誘導HOXA及敲除HOTAIRM1處理，發現HOTAIRM1通過改變簇的染色質組織激活基因，實時熒光定量PCR顯示HOTAIRM1介導相反的HOXA調控，由此推斷LncRNA HOTAIRM1激活HOXA以促進腫瘤的進展。

Wang等確定了與RUNX1啟動子相互作用的新型基因內非編碼RNA RNUOR，該LncRNA可能是參與造血系統惡性腫瘤染色體易位的新標志。已知RUNX1是Runt相關轉錄因子(runt-related transcriptionfactor，RUNX)家族中的一員，在造血系統疾病特別是急性髓系白血病的發病及進展中具有重要作用。通過PCR，檢測到RUNXOR是獨特的長非編碼RNA，可從上游啟動子轉錄并與RUNX1基因的所有外顯子和內子重疊。使用鏈特異性RT-PCR（SSRT）方法確定了RUNXOR與RUNX1按相同的方向轉錄，RUNXOR通過參與染色體內環的形成，還可以與H3-K27甲基化酶 EZH2和RUNX1蛋白相互作用。Ellis指出LncRNA CRNDE在AML中尤其是在M2型AML和M3型AML呈現中高度水平升高，由此推斷LncRNA CRND可作為AML發生的介質促進AML細胞生長并抑制細胞凋亡。

Chen等[18]根據實驗發現LncRNA CCDC26參與了對AML細胞多途徑的調控。通過GEO數據集篩選出差異基因，用93名AML患者骨髓進行實時熒光定量PCR驗證發現LncRNA CCDC26表達上調，這與表達譜分析結果相一致。通過對差異基因KEGG通路、PPI共表達網絡及Kaplan-Meier生存分析，顯示LncRNA CCDC26參與了對AML的發病、進展以及預后的多途徑的調控。Hirano等發現表達水平上調的LncRNA CCDC26在AML的發病、進展中起著重要作用。通過定量PCR發現LncRNA CCDC26在急性髓系白血病和急性單核細胞白血病中高表達。根據DNA芯片表達譜發現有117個共同的差異表達基因，定量PCR分析顯示絡氨酸激酶受體KIT處于中心位置且上調明顯。而許多研究已經證實KIT在許多AML患者中均過表達而起調節作用。這說明了LncRNA CCDC26可通過調節KIT來影響AML細胞的生長，由此可以把絡氨酸激酶受體KIT作為AML治療上的新靶點。

CASC15是與蛋白質編碼基因相鄰的一種保守LncRNAs。近年來研究表明其與肺癌、卵巢癌等惡性腫瘤相關[19]。Fernando等的實驗說明CASC15的過表達增強SOX4(Sry-like high-mobility groupbox 4)的表達并在體內抑制細胞增殖并促進髓樣偏向，從而促進兒童AML細胞的增殖。該實驗通過實時熒光定量PCR發現CASC15在三種B-ALL亞型中均有差異表達，同時檢測到CASC15在AML中4個不同易位。通過對兩個GEO數據集分析得出，ETV6-RUNX1易位的ALL患者的CASC15升高，RUNX1-RUNX1T1易位的AML患者CASC15上調。對小鼠進行骨髓轉染實驗，結果顯示CASC15在骨髓中過度表達，CASC15過表達的髓樣細胞百分比上調。分析骨髓B細胞的發育途徑表明CASC15在體內促凋亡并減少B細胞發育及造血。敲除CASC15后發現其相鄰的基因SOX4表達下調。SOX4基因是參與生長發育的重要因素，具有抑制細胞增殖和分化作用。因此可推斷CASC15正向調節SOX4基因，促進兒童AML的發生發展。

4 小結

綜上可知，LncRNA在兒童急性白血病的研究中已經取得了一定的成果，不同的 LncRNA在基因調控以及在兒童急性白血病的發生進展中起著非常重要的作用，同時對兒童急性白血病的臨床診斷和治療中具有潛在的應用。盡管目前已經報道了一些長非編碼RNA的功能，但仍有許多挑戰有待解決。深入研究與兒童急性白血病相關聯的長非編碼RNA的作用機制，并將其作為抗腫瘤靶點進行識別，可為兒童急性白血病后續的研究提供新的方向。