長鏈非編碼RNA 在結直腸癌發生發展中的研究現狀

汪 桐 王金格 賈 晨 黃晶晶 霍曉燕 孟慶輝 梁德森 潘華洋

1.哈爾濱醫科大學附屬第一醫院普外科，黑龍江哈爾濱 150001；2.哈爾濱醫科大學護理學院，黑龍江哈爾濱 150086；3.哈爾濱醫科大學附屬第二醫院護理教研室，黑龍江哈爾濱 150086；4.哈爾濱醫科大學附屬第一醫院兒科，黑龍江哈爾濱 150001

結直腸癌（colorectal cancer，CRC）是一種常見的消化道惡性腫瘤，近年來我國CRC 的發病率大幅增加，2018 年在我國所有惡性腫瘤中，CRC 的發病率排第3 位，死亡率排第5 位[1]。CRC 已嚴重威脅人類健康，所以尋找新的CRC 診斷標志物和治療靶點是至關重要的。大量研究發現，異常表達的長鏈非編碼RNA（long non-coding RNA，lncRNA）與CRC 的發生發展密切相關[2]。本文針對lncRNA 在CRC 中的既往研究進行綜述，旨在為尋找CRC 診斷標志物和治療方案提供新的思路。

1 lncRNA 概述

lncRNA 是由RNA 聚合酶Ⅱ轉錄，長度＞200 個核苷酸的RNA 分子，廣泛存在于細胞核和細胞質中[3]。lncRNA 在廣義上（相對于蛋白編碼基因）可以分為5 類：正義lncRNA、反義lncRNA、基因間lncRNA、內含子lncRNA、雙向lncRNA[4]。lncRNA 缺乏開放閱讀框而不能編碼蛋白質，所以對lncRNA 的研究在過去很長一段時間內進展緩慢。隨著被發現的特征性lncRNA數量的增加，已經證實lncRNA 可以通過表觀遺傳調控、剪接調控、轉錄和轉錄后調控等多維度發揮抑癌或致癌的作用[5]。目前研究顯示，lncRNA 主要通過以下方面調節靶基因的表達：①lncRNA 在不同的功能步驟上調控染色質結構，如組蛋白修飾、DNA甲基化和染色質重塑；②與信使RNA（mRNA）形成雙鏈RNA 復合物，指導mRNA 選擇性剪切；③Dicer 酶作用于lncRNA 和mRNA 形成的互補雙鏈，產生內源小干擾RNA（siRNA）；④與特定蛋白結合，改變蛋白質的細胞定位和活性；⑤直接與蛋白結合形成蛋白復合體，改變其功能；⑥與微RNA（miRNA）相互作用（海綿化）來調控靶基因表達；⑦編碼蛋白基因上游啟動子區轉錄，調節下游基因的表達[6-8]。

2 CRC 診斷相關的lncRNA

2.1 lncRNA CCAT

CCAT1 和CCAT2 是在人類染色體8q24 被轉錄的lncRNA。Nissan 等[9]首次發現CCAT1 在CRC 和癌前病變組織中明顯高表達。Chen 等[10]在對27 對CRC的癌及癌旁組織RNA 進行RT-qPCR 檢測證實了上述結果，且CCAT1 通過靶向miR-181b-5p 上調腫瘤抑制候選基因3 的表達，從而促進CRC 的發生。也有研究發現CCAT1 通過下調miR-185-3p、上調肌球蛋白輕鏈激酶的表達，促進炎癥性腸病向CRC 轉變[11]。Ling 等[12]首次研究發現，CCAT2 通過與轉錄因子TCF7L2 直接結合增強了對Wnt 信號通路的反應，此外CCAT2 與CCAT1 聯合檢測可以更有效地診斷早期CRC。

2.2 lncRNA 91H

91H 是H19 反義lncRNA，位于H19/IGF2 位點。91H在CRC 血清外泌體中過度表達，通過與異質性核糖核蛋白K（heterogeneous nuclear ribonucleoprotein K，HNRNPK）相互作用，調控大腸癌的發生[13]。Liu 等[14]在早期CRC 患者血漿外泌體中發現91H 表達明顯上調，其敏感度和特異度分別是84.48%和80.36%。此外，91H 通過與IGFBP2 結合導致胰島素樣生長因子2高表達，從而激活PI3K/Akt 和mTOR 通路并促進腸癌發展。鑒于91H 具有較強的腸癌特異性，而且在早期CRC 血漿中陽性率高，因此其有望成為CRC 早期非侵入性診斷的生物標志物。

2.3 lncRNA APC1

APC1 是位于人類染色體19p12 上的一種腫瘤抑制因子，其低表達與腫瘤較高TNM 分期和預后不良有關。Wang 等[15]發現APC1 直接與Rab5b 直接結合，從而抑制了內皮細胞中MAPK 通路的過度激活，進而抑制血管生成。此外，APC1 可能通過非經典Wnt 通路的APC 信號轉導參與CRC 的發生發展，顛覆了對經典Wnt 通路的認知，這為尋找潛在的CRC 診斷標志物和治療靶點提供了新的思路。

3 CRC 治療相關的lncRNA

3.1 lncRNA MEG3

MEG3 是在人類染色體14q32.3 上被轉錄的lncRNA，是研究最多的抑癌分子之一。Zhu 等[16]研究顯示維生素D 通過調控VDR 與MEG3 啟動子結合來激活MEG3 轉錄，進一步下調MEG3 與調控因子聚集素的結合來抑制CRC 增殖和侵襲。另有研究顯示，通過外源性轉染導入MEG3 可調控miR-141/PDCD4軸增強CRC 細胞對奧沙利鉑（L-OHP）的敏感性來增強化療效果，這揭示了MEG3 的表達干預有望成為CRC 治療的新靶點[17]。

3.2 lncRNA H19 和lncRNA UCA1

H19 是第一個被發現的與惡性腫瘤發生發展密切相關的lncRNA。Ding 等[18]發現H19 海綿化miR-29b-3p，導致顆粒蛋白前體高表達，從而誘導上皮-間質轉化過程。此外，Wang 等[19]發現H19 海綿化吸附miR-194-5p，逆轉了miR-194-5p 對信息調節因子2 相關酶類1 的抑制，因此增加了對5-FU 的耐藥性。UCA1 發揮促癌作用機制與H19 類似。UCA1/miR-143/MYO6 軸抑制CRC 細胞凋亡及G2/M 期阻滯，降低CRC 細胞對放療的敏感性[20]。

3.3 lncRNA CRART16

Zhang 等[21]研究發現CRART16 在抗西妥昔單抗治療的CRC 細胞中表達上調，過表達的CRART16 海綿化miR-371a-5p 進而增加下游靶點ERBB3 基因的表達，反過來抑制西妥昔單抗引起的G0/G1期阻滯，此外過表達的CRART16 也可以促進腫瘤細胞干性轉化。因此CRART16 可作為西妥昔單抗耐藥的CRC 患者的敏感治療靶點。

3.4 lncRNA MIR17HG

MIR17HG 是一種與免疫調控相關的lncRNA，它在癌旁組織、腺癌組織和CRC 組織中的表達逐漸升高。Xu 等[22]研究發現，MIR17HG 可以與程序性死亡配體-1（programmed death-ligand 1，PD-L1）直接結合并上調PD-L1 的表達，通過特異性敲除MIR17HG，PD-L1 的表達下調，證實MIR17HG 可以在蛋白水平上調節PD-L1 的表達。眾所周知PD-L1 是阻礙T 細胞活化的關鍵因素，因此干擾MIR17HG 表達可能對CRC 免疫治療產生協同效應[23]。

4 CRC 轉移及預后相關的lncRNA

4.1 lncRNA MALAT1

MALAT1 在多種腫瘤中具有促癌的作用。Sun 等[24]研究發現YAP1 蛋白通過增強MALAT1 海綿化miR-126-5p 來增促進CRC 細胞增殖、侵襲和血管生成。此外敲低MALAT1 可以降低維持腫瘤干細胞性的重要蛋白Oct4 的表達，從而抑制CRC 干細胞的自我更新和細胞代謝[25]。但是隨著研究的逐漸深入，Chen 等[26]發現MALAT1 在CRC 和乳腺癌組織中的表達均下調，MALAT1 通過與轉錄因子TEAD 結合而起到抑癌的作用，這可能源于MALAT1 在不同腫瘤中作用的異質性。

4.2 lncRNA HOTAIR

近年來，研究表明HOTAIR 在多種癌癥中明顯過度表達，尤以CRC 合并肝轉移的患者血液中表達量為高[27]。Pan 等[28]研究發現，HOTAIR 直接包含miR-326 結合位點并調控FUT6（一種特定的巖藻糖基轉移酶）的表達，從而觸發了PI3K/Akt/mTOR 信號轉導通路，導致腸癌肝轉移。因此HOTAIR 可以作為預測CRC 患者預后和監測復發情況的有效工具。

4.3 結直腸癌糖酵解相關的lncRNA

腸癌中有關糖酵解的研究尚在起步階段，但已經引起了廣大學者的關注。Tang 等[29]發現葡萄糖饑餓條件下，過表達的GLCC1 與HSP90 直接結合，從而抑制MYC 的泛素化降解，并進一步促進MYC 靶基因LDHA 的表達，激活糖酵解代謝的過程。Feng 等[30]發現高表達的LINC00504 也可以與MYC 直接結合形成復合物，在不改變MYC 穩定性的前提下，增加了MYC 的聚集，增強了MYC 的反式激活效力；此外，兩者的過表達還可產生協同作用，進一步促進CRC 細胞的有氧糖酵解。而LINRIS 通過泛素化-自噬途徑阻斷IGF2BP2 的降解，最終下調MYC 介導的糖酵解代謝，抑制了體外和體內CRC 細胞的增殖。由此可見，與腫瘤細胞糖酵解代謝有關的lncRNA 可以作為預測腸癌預后的潛在生物學標志物[31]。

4.4 lncRNA XIST 和lncRNA CRNDE

幾乎所有與CRC 相關的lncRNA 都在表觀遺傳學水平上受到影響，進而參與惡性腫瘤相關生物活性的調節。甲基轉移酶樣蛋白14 可以促進XIST 的m6A甲基化，最終被“閱讀器”蛋白YTHDF2 識別和結合，才能完成整個表觀遺傳沉默過程[32]。CRNDE 通過結合EZH2 來抑制DUSP5，從而激活MAPK 信號通路并誘導CRC 細胞中H3K27 甲基化，并導致腫瘤抑制因子在表觀遺傳學層面被沉默[33]。這些研究成果加深了我們通過表觀遺傳學調控CRC 進展對lncRNA 的認識，為進一步探究CRC 發生發展的機制提供了方向。

5 小結

生物基因組學時代最令人欣喜的是lncRNA—這一重要非編碼RNA 的發現，隨著RNA 測序和生物信息學技術的發展，越來越多的lncRNA 逐漸被發現，失調的lncRNA 通過調節轉錄、翻譯和翻譯后水平的基因表達和功能來調控CRC 的發生發展。但lncRNA在結直腸癌中作用機制的研究仍處于初期階段，只有少數的lncRNA 的具體作用機制被詳細闡明。且某些lncRNA 如MALAT1 在結直腸癌中的功能仍存在爭議，當前關于lncRNA 在CRC 微環境及代謝中的重要作用逐漸成為研究熱點。因此進一步研究lncRNA 在CRC 發生發展過程中的確切功能及互相調控干擾機制至關重要，這將為突破CRC 現有的診斷和治療方法提供新的思路和方向。