長鏈非編碼RNA對骨肉瘤影響的研究進展

田記超，徐寧，劉昊陽，楊衛(wèi)良

(哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院骨科二科，哈爾濱 150001)

骨肉瘤是青少年最常見的具有高度侵襲性的骨惡性腫瘤，病變來源于間充質(zhì)細(xì)胞[1]，病死率很高[2]，以產(chǎn)生骨樣組織的惡性梭形基質(zhì)細(xì)胞為特征，多發(fā)于四肢長骨干骺端，以股骨遠(yuǎn)端最常見[3]。目前臨床骨肉瘤治療已取得巨大進步，治療方法主要包括傳統(tǒng)手術(shù)切除、新輔助化療和放療，但患者預(yù)后未見明顯改善。目前我國骨肉瘤患者的5年生存率為37.5%～77.6%，治療后復(fù)發(fā)及肺部轉(zhuǎn)移患者的平均生存時間一般不超過1年，生存率常低于20%[4]。因此，提高骨肉瘤患者的早期篩查率、改善確診患者的生活質(zhì)量及預(yù)后、探究骨肉瘤發(fā)生發(fā)展的分子機制、尋找新的早期篩查和晚期治療分子標(biāo)志物及治療靶點十分重要。長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA，lncRNA)在骨肉瘤中起重要作用，可以顯著調(diào)節(jié)骨肉瘤的病理生理特性和表型[5]，該作用涉及多種過程，主要包括基因表達(dá)、染色質(zhì)重塑及轉(zhuǎn)錄[6]。研究表明，lncRNA是很好的競爭性內(nèi)源性RNA即“分子誘餌”，可以調(diào)節(jié)微RNA(microRNA，miRNA)的表達(dá)，并參與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)移[7]。隨著研究的不斷深入，多種lncRNA可作為骨肉瘤潛在的預(yù)后指標(biāo)、生物標(biāo)志物及治療靶點?，F(xiàn)就lncRNA分子影響骨肉瘤發(fā)生發(fā)展的研究進展予以綜述，以期為骨肉瘤的早期診斷、治療提供新思路。

1 lncRNA概述

lncRNA是一種長度大于200個核苷酸的RNA小分子，具有多種功能，可調(diào)節(jié)細(xì)胞核中的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)和基因表達(dá)，并控制信使RNA加工、轉(zhuǎn)錄后調(diào)控、細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)以及細(xì)胞質(zhì)中的蛋白質(zhì)活性[8]，但lncRNA并不具備編碼蛋白質(zhì)的功能，其表達(dá)多樣性與細(xì)胞的生長分裂高度相關(guān)[9]。研究證實，lncRNA在干細(xì)胞的維持和分化、細(xì)胞自噬和凋亡、胚胎發(fā)育調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用，可作為內(nèi)源性RNA通過海綿機制調(diào)控miRNA的功能[10]。在分子結(jié)構(gòu)上，lncRNA通常較長，具有信使RNA樣結(jié)構(gòu)，經(jīng)過剪接之后，具有polyA尾巴與啟動子結(jié)構(gòu)，分化過程中呈動態(tài)表達(dá)，且具有不同的剪接方式。lncRNA與包括不同類型惡性腫瘤以及心血管疾病在內(nèi)的多種疾病有關(guān)[11-12]。

2 lncRNA在骨肉瘤發(fā)生發(fā)展中的作用

2.1lncRNA分子對骨肉瘤發(fā)生、發(fā)展的促進作用 近年來，骨肉瘤的相關(guān)基因研究發(fā)展較為迅速，關(guān)于lncRNA的機制大體可分為3個方面：①lncRNA作用于靶向miRNA；②lncRNA作用于相關(guān)信號通路；③lncRNA作用于相關(guān)細(xì)胞因子或基因。在骨肉瘤中發(fā)揮促進作用的基因明顯多于抑制作用的基因，其與lncRNA易突變性的關(guān)系尚未明確，現(xiàn)就已明確的在骨肉瘤發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移起促進作用的lncRNA作以說明。

2.1.1作用于miRNA起促進作用的lncRNA lncRNA在機體中的作用機制復(fù)雜，有研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA-myoslide可抑制miR-1286的表達(dá)，而miR-1286直接靶向作用于RAB13并抑制其表達(dá)，RAB13是多種癌癥的致癌基因，故lncRNA-myoslide可通過抑制miR-1286間接促進RAB13的表達(dá)，從而促進腫瘤的惡性進展?？梢姡琹ncRNA-myoslide可能成為骨肉瘤的潛在腫瘤標(biāo)志物[13]，其在骨肉瘤發(fā)生發(fā)展中的作用值得進一步探討。Jin等[14]發(fā)現(xiàn)，lncRNA SND1-IT1(lncRNA staphylococcal nuclease domain-containing 1-intron transcript 1)通過作用于miR-665促進骨肉瘤的增殖和侵襲，故認(rèn)為lncRNA SND1-IT1是治療骨肉瘤的潛在靶點之一。另有研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA胸腺生成素反義RNA1通過與miR-199a-5p競爭性結(jié)合介導(dǎo)WNT7B表達(dá)，進而促進骨肉瘤進展，但其在骨肉瘤中的具體作用機制仍需進一步探索[15]。近年來，lncRNA嗅覺受體3家族A亞家族成員4被認(rèn)為是許多腫瘤的致癌基因，為惡性腫瘤的研究提供了新思路。lncRNA嗅覺受體3家族A亞家族成員4在胃癌及乳腺癌中均異常表達(dá)，并作為致癌基因促進腫瘤的發(fā)生、轉(zhuǎn)移和血管生成[16]?；谝陨涎芯?，Yang等[17]發(fā)現(xiàn)，lncRNA嗅覺受體3家族A亞家族成員4通過靶向miR-1227-5p促進骨肉瘤細(xì)胞的增殖和侵襲。lncRNA核仁小RNA宿主基因16在多種腫瘤進展中起關(guān)鍵作用，有研究證實，lncRNA核仁小RNA宿主基因16通過miR-340在骨肉瘤細(xì)胞中作為致癌的lncRNA發(fā)揮作用，參與骨肉瘤細(xì)胞的遷移和侵襲[18]，有望成為骨肉瘤早期診斷的腫瘤學(xué)標(biāo)志物。另外，近年研究表明，lncRNA細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑2B反義轉(zhuǎn)錄子1(lncRNA cyclin-dependent kinase inhibitor 2B antisense RNA 1，lncRNA CDKN2B-AS1)在多種惡性腫瘤中起重要作用，有學(xué)者發(fā)現(xiàn)lncRNA CDKN2B-AS1在骨肉瘤組織和細(xì)胞中表達(dá)顯著上調(diào)，并通過miR-4458正調(diào)控MAP3K3的表達(dá)，從而促進骨肉瘤的發(fā)生；此外，敲除lncRNA CDKN2B-AS1基因可明顯抑制上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化，從而減少細(xì)胞的增殖、遷移和轉(zhuǎn)移[19]。因此，lncRNA CDKN2B-AS1有望成為治療骨肉瘤的潛在靶點之一。

2.1.2作用于信號通路起促進作用的lncRNA 信號通路在機體中起至關(guān)重要的作用。Xie等[20]證實，lncRNA?；撬嵘险{(diào)基因1通過miR-212-3p/叉頭框蛋白A1軸促進骨肉瘤細(xì)胞增殖，通過減少lncRNA?；撬嵘险{(diào)基因1表達(dá)治療骨肉瘤。lncRNA鋅指結(jié)構(gòu)反義轉(zhuǎn)錄本1(lncRNA zinc finger antisense 1，lncRNA ZFAS1)是新近發(fā)現(xiàn)的一種lncRNA分子，其異常調(diào)控存在于骨肉瘤等腫瘤中，有研究表明，lncRNA ZFAS1在骨肉瘤細(xì)胞中表達(dá)上調(diào)，lncRNA ZFAS1過表達(dá)通過激活促分裂原活化的蛋白激酶信號通路提高骨肉瘤細(xì)胞的集落形成、遷移和侵襲能力，故認(rèn)為lncRNA ZFAS1是骨肉瘤的癌基因之一，能夠促進骨肉瘤的發(fā)生發(fā)展[21]，提示lncRNA ZFAS1有望成為骨肉瘤預(yù)后評估及治療的新型生物學(xué)標(biāo)志物。

lncRNA前列腺癌相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子6(lncRNA prostate cancer associated transcript 6，lncRNA PCAT6)參與了多種人類腫瘤的發(fā)生發(fā)展，在多種惡性腫瘤中表達(dá)異常，如結(jié)直腸癌、胃癌和肝癌[22]；此外，lncRNA PCAT6通過miR-185-5p-轉(zhuǎn)化生長因子-β受體1/2-轉(zhuǎn)化生長因子-β信號軸促進骨肉瘤細(xì)胞的增殖與轉(zhuǎn)移[23]。由此可見，lncRNA PCAT6可作為治療骨肉瘤的潛在靶點。Wu等[24]研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA PCAT6通過miR-204激活高遷移率族蛋白A2/磷脂酰肌醇-3-激酶信號促進大腸癌細(xì)胞的化療耐藥性，但其在骨肉瘤化療耐藥中的作用仍需進一步研究。lncRNA分化拮抗非編碼RNA可增加肝細(xì)胞癌的干細(xì)胞返祖特征，并與結(jié)直腸癌的腫瘤進展和不良預(yù)后相關(guān)[25]。有研究顯示，分化拮抗非編碼RNA通過介導(dǎo)腫瘤干細(xì)胞的特性促進骨肉瘤進展，通過靶向作用miR-33a-5p/Axl軸促進骨肉瘤細(xì)胞的生長和轉(zhuǎn)移[26]。

2.1.3作用于細(xì)胞起促進作用的lncRNA 部分lncRNA通過影響細(xì)胞直接作用于骨肉瘤。骨肉瘤組織中l(wèi)ncRNA叉頭框轉(zhuǎn)錄因子D2反義型1的表達(dá)增加可促進骨肉瘤細(xì)胞增殖，并抑制其凋亡，從而延長生命周期[27]，與患者的不良預(yù)后密切相關(guān)。lncRNA AWPPH是一種新的骨肉瘤癌基因，也是一種lncRNA，lncRNA AWPPH表達(dá)增加能夠促進骨肉瘤細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲，但相關(guān)機制尚未明確[28]。對lncRNA AWPPH與骨肉瘤關(guān)系的不斷深入研究可能為治療骨肉瘤帶來新希望。近年研究指出，睪丸相關(guān)的高度保守的致癌lncRNA(testis-associated highly-conserved oncogenic long non-coding RNA，lncRNA THOR)可能促進肝癌和胃癌中腫瘤干細(xì)胞的增殖，通過直接結(jié)合SOX9 30非編碼區(qū)的中間區(qū)域增強SOX9信使RNA的穩(wěn)定性，增加其表達(dá)，從而促進骨肉瘤細(xì)胞的分化和遷移[29]，表明lncRNA THOR促進腫瘤的作用不具有特異性，其能否作為腫瘤發(fā)生的可能預(yù)測因子，仍需進一步研究。Wang等[30]研究發(fā)現(xiàn)，第1號染色體上高水平局域擴增的lncRNA(focally amplified lncRNA on chromosome 1，lncRNA FAL1)是一種陰性的預(yù)后生物標(biāo)志物，在骨肉瘤中具有致癌作用，并有助于骨肉瘤細(xì)胞的侵襲、遷移和增殖，證實lncRNA FAL1對骨肉瘤的進展具有重要的促癌作用，有望成為骨肉瘤潛在的治療靶點。此外，也可能是骨肉瘤治療的潛在靶點。Yang等[31]證實，lncRNA胃高表達(dá)轉(zhuǎn)錄本1 在骨肉瘤組織和細(xì)胞系中表達(dá)上調(diào)，并通過影響上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化抑制細(xì)胞凋亡，促進細(xì)胞增殖、侵襲和遷移，參與體內(nèi)腫瘤生長和轉(zhuǎn)移。

多種lncRNA在骨肉瘤中發(fā)揮促癌作用，參與骨肉瘤的發(fā)生發(fā)展及轉(zhuǎn)移，與骨肉瘤的不良預(yù)后高度相關(guān)，未來可能成為治療骨肉瘤的潛在靶點和生物標(biāo)志物，為骨肉瘤的早期診斷、早期治療及預(yù)后評估提供檢測依據(jù)，在分子機制上早期抑制某些lncRNA，進而干預(yù)骨肉瘤進展，有望為骨肉瘤的臨床治療帶來新思路。

2.2lncRNA分子對骨肉瘤發(fā)生、發(fā)展的抑制作用 除促進骨肉瘤的發(fā)生、發(fā)展外，lncRNA還可經(jīng)由多種途徑抑制腫瘤細(xì)胞的發(fā)生發(fā)展，但起抑制腫瘤作用的lncRNA相對較少，其原因尚不明確，且其具體抑制作用機制仍需進一步研究。有研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA CCAAT增強子結(jié)合蛋白A基因反義轉(zhuǎn)錄本1的過表達(dá)通過抑制Notch信號通路抑制骨肉瘤細(xì)胞的增殖和遷移，并可促進骨肉瘤細(xì)胞凋亡，從而抑制骨肉瘤的發(fā)生發(fā)展及轉(zhuǎn)移[32]，這為骨肉瘤的治療提供分子層面的幫助。Huang等[33]發(fā)現(xiàn)，lncRNA FTX(five prime to Xist)通過抑制miR-320a/硫氧還蛋白還原酶1抑制骨肉瘤的增殖和遷移，這為治療骨肉瘤提供了科學(xué)依據(jù)，提示lncRNA FTX可能成為臨床骨肉瘤的檢測指標(biāo)之一。研究證實，過表達(dá)lncRNA生長抑制特異性基因5可通過靶向吸附miR-221抑制骨肉瘤細(xì)胞的增殖、侵襲和遷移能力，在骨肉瘤發(fā)生、發(fā)展中起腫瘤抑制作用[34]，但能否通過lncRNA生長抑制特異性基因5過表達(dá)抑制骨肉瘤的增殖、侵襲、遷移與轉(zhuǎn)移，仍需要進一步探索。

lncRNA應(yīng)激誘導(dǎo)長鏈非編碼轉(zhuǎn)錄本5通過調(diào)節(jié)miR-20a-5p/X染色體連鎖凋亡抑制蛋白抑制骨肉瘤細(xì)胞的生長和轉(zhuǎn)移[35]，這對骨肉瘤治療有積極影響。相關(guān)研究表明，在骨肉瘤小鼠移植瘤模型中，lncRNA SERTAD2-3通過競爭性結(jié)合miR-29c抑制骨肉瘤的增殖、遷移、生長[36]，提示miR-29c可能是骨肉瘤的促進物質(zhì)，且lncRNA SERTAD2-3可能成為骨肉瘤的潛在治療靶點。lncRNA表觀遺傳誘發(fā)lncRNA1通過促進肌細(xì)胞增強因子2D泛素化來抑制骨肉瘤細(xì)胞的活力和侵襲[37]，為未來骨肉瘤的分子治療提供了有益支持。有研究證實，miR-425-5p表達(dá)恢復(fù)抑制了骨肉瘤細(xì)胞的體外增殖、侵襲、遷移以及體內(nèi)腫瘤的生長，提示miR-425-5p可能是骨肉瘤的腫瘤抑制因子[38]。因此miR-425-5p與骨肉瘤關(guān)系研究的不斷深入，為miR-425-5p作為治療靶點提供新的理論依據(jù)。lncRNA Fer-1樣蛋白4(lncRNA Fer-1-like protein 4，lncRNA FER1L4)最先發(fā)現(xiàn)于胃癌，據(jù)報道，lncRNA FER1L4基因敲除促進了肝細(xì)胞癌的增殖、遷移和侵襲，抑制了細(xì)胞凋亡[39]。隨后研究證實，lncRNA FER1L4過表達(dá)通過下調(diào)miR-18a-5p促進細(xì)胞因子信號轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制因子5，進而促進骨肉瘤細(xì)胞凋亡[40]，其有望成為骨肉瘤預(yù)后的診斷指標(biāo)之一。近年lncRNA生長停滯特異性蛋白6-反義RNA 1在各種癌癥中的重要作用逐漸被發(fā)現(xiàn)，Zhang等[41]研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA生長停滯特異性蛋白6-反義RNA 1通過靶向miR-641/HOXA9信號通路來抑制骨肉瘤細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移?？梢?，通過基因敲除或應(yīng)用基因抑制劑可抑制某些表達(dá)異常的骨肉瘤lncRNA分子，進而延緩腫瘤的惡性進展，表明lncRNA相關(guān)研究在骨肉瘤診斷、治療及預(yù)后評估方面具有臨床應(yīng)用前景。

3 lncRNA與骨肉瘤化療敏感性

由于骨肉瘤發(fā)病機制較復(fù)雜、早期易轉(zhuǎn)移、發(fā)病率相對較低、目前臨床檢查技術(shù)局限等因素，多數(shù)患者確診時已是中、晚期，且化療易發(fā)生耐藥，導(dǎo)致臨床治療效果不佳，預(yù)后不良。目前，骨肉瘤的臨床治療采用以手術(shù)和化療為主的綜合治療，化療作為最重要的骨肉瘤輔助治療[42]，與患者的生存及預(yù)后密切相關(guān)。雖然參與骨肉瘤發(fā)生發(fā)展的基因具有多樣性，導(dǎo)致化療易出現(xiàn)耐藥，但基因的多樣性也為骨肉瘤的治療提供了更多的可能性。研究相關(guān)熱點基因在骨肉瘤中的作用及機制，對逆轉(zhuǎn)化療耐藥尤為重要。有研究表明，lncRNA中部分基因?qū)侨饬龌颊邔熕幬锏哪褪苄院兔舾行杂杏绊慬43]。

骨肉瘤的化療耐藥是骨肉瘤臨床治療的巨大障礙，尤其是順鉑耐藥[44]，導(dǎo)致骨肉瘤治療難度增加。細(xì)胞通過表達(dá)不同蛋白質(zhì)在化療中獲得生存能力[45]。lncRNA MIR17HG(又稱miR-17-92，miR-17-92a-1簇的宿主基因)是人類癌癥中的癌基因[46]。lncRNA MIR17HG可通過海綿miR-130a-3p/特異性β1糖蛋白軸調(diào)節(jié)骨肉瘤增殖和順鉑耐藥[47]。lncRNA KCNQ1重疊轉(zhuǎn)錄物1的高表達(dá)可誘導(dǎo)保護性自噬和化療耐藥，其高表達(dá)與結(jié)腸癌不良預(yù)后相關(guān)，提示lncRNA KCNQ1重疊轉(zhuǎn)錄物1過表達(dá)患者的化療效果可能降低[48]。因此，lncRNA MIR17HG、lncRNA KCNQ1重疊轉(zhuǎn)錄物1在預(yù)防骨肉瘤化療耐藥中的作用仍需進一步探究。

INK4位點反義lncRNA(antisense lncRNA in the INK4 locus，lncRNA ANRIL)參與骨肉瘤細(xì)胞的生長和轉(zhuǎn)移，敲除lncRNA ANRIL基因的骨肉瘤細(xì)胞對順鉑誘導(dǎo)的細(xì)胞毒性敏感，提示lncRNA ANRIL是骨肉瘤化療的治療靶點[49]。有研究證實，miR-765的表達(dá)與骨肉瘤對順鉑的敏感性和良好的預(yù)后均呈正相關(guān)，且miR-765高表達(dá)可能有利于骨肉瘤患者的生存[50]。但通過誘導(dǎo)miR-765高表達(dá)降低化療耐藥的研究結(jié)果尚不明確。目前，骨肉瘤的臨床治療方法以傳統(tǒng)手術(shù)切除+化療輔助治療為主，但由于化療耐藥的發(fā)生，患者的5年生存率較低[51]。目前關(guān)于骨肉瘤化療敏感性與lncRNA相關(guān)性的研究較少，通過降低與骨肉瘤化療耐藥相關(guān)細(xì)胞的lncRNA表達(dá)水平有助于提高骨肉瘤細(xì)胞對順鉑的敏感性，從而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，抑制骨肉瘤細(xì)胞的發(fā)展與轉(zhuǎn)移。

4 lncRNA表達(dá)水平與骨肉瘤患者預(yù)后的關(guān)系

骨肉瘤患者起病隱匿，早期無特異性臨床表現(xiàn)，但病程進展迅速，疾病晚期出現(xiàn)局部腫脹劇烈疼痛、體重減輕、發(fā)熱以及面色蒼白等全身惡病質(zhì)表現(xiàn)。骨肉瘤細(xì)胞的高轉(zhuǎn)移率導(dǎo)致骨肉瘤的快速進展，并最終導(dǎo)致死亡[28]。lncRNA被認(rèn)為是不同惡性腫瘤的癌基因或抑癌基因，其表達(dá)水平可影響骨肉瘤患者的預(yù)后。此外，對細(xì)胞凋亡的抵抗可能是腫瘤增殖的因素之一。研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA ANRIL高表達(dá)骨肉瘤患者的腫瘤體積明顯增大，且lncRNA ANRIL高表達(dá)與骨肉瘤患者的低生存率和預(yù)后不良有關(guān)；進一步敲除骨肉瘤細(xì)胞系中的lncRNA ANRIL發(fā)現(xiàn)，骨肉瘤細(xì)胞增殖水平顯著下降，骨肉瘤的侵襲受到抑制；裸鼠的體內(nèi)實驗發(fā)現(xiàn)，lncRNA ANRIL基因敲除細(xì)胞生成的瘤體體積明顯減小，驗證了lncRNA ANRIL在骨肉瘤發(fā)生發(fā)展及轉(zhuǎn)移中的作用[52]。

目前骨肉瘤的治療主要為新輔助化療及傳統(tǒng)手術(shù)切除，治療后轉(zhuǎn)移率、復(fù)發(fā)率相對較高，5年生存率僅為50%～70%[53]。近年來，骨肉瘤的治療取得了很大進展，但仍缺乏早期診斷和判斷手術(shù)切除后轉(zhuǎn)移的生物標(biāo)志物。lncRNA作為骨肉瘤重要的生物標(biāo)志物，是骨肉瘤治療的重要檢測指標(biāo)之一，積極、有效、科學(xué)的骨肉瘤干預(yù)、治療方法將為臨床骨肉瘤治療提供重要依據(jù)。

5 小 結(jié)

骨肉瘤惡性程度較高、進展迅速、早期缺乏特異性，中晚期確診時常表現(xiàn)為惡病質(zhì)。未來是否可以根據(jù)lncRNA分子的促進或抑制作用來制訂靶向治療，值得期待。目前缺乏骨肉瘤早期篩查的生物標(biāo)志物，未來骨肉瘤早期篩查及診斷標(biāo)本的確定將為骨肉瘤的早期診斷提供有利幫助?；熌退幨枪侨饬鲋委煹碾y點之一，隨著對lncRNA分子影響順鉑耐藥機制的不斷研究，降低化療耐藥、提高骨肉瘤細(xì)胞對順鉑的敏感性成為研究熱點。未來，lncRNA在骨肉瘤診斷與治療中的應(yīng)用將更加深入。