五種長鏈非編碼RNA在常見女性惡性腫瘤中的分子機制研究進展*

李 娜 綜述，熊皓君，汪思敏，張翠薇 審校

(1.西南醫科大學臨床醫學院，四川 瀘州 646000；2.西南醫科大學附屬醫院病理科，四川 瀘州 646000)

近年來，非編碼RNA(ncRNA)在各種疾病中的功能及分子機制越來越受到關注。ncRNA這個詞最早由DJEBALI等[1]提出，其通過二代基因測序發現人類至少有75%的基因組被主動轉錄為RNA，但這些轉錄本中只有不到2%被翻譯為蛋白質，于是將這類不編碼蛋白質的RNA稱為ncRNA。長鏈非編碼RNA(lncRNA)是一類轉錄本長度超過200 nt的RNA分子，雖不編碼蛋白，但可明確的是，lncRNA參與了選擇性剪接、蛋白質活性調節和表觀遺傳控制(DNA甲基化、染色質重塑、組蛋白修飾和基因沉默)等多種生物學進程[2]，進而調控腫瘤細胞增殖、凋亡、侵襲和遷移。但目前對lncRNA功能的認識仍非常有限，特別是lncRNA對女性系統惡性腫瘤的作用及其機制尚未明了，其中最為關注的lncRNA有HOX轉錄反義RNA(HOTAIR)、轉移相關的肺腺癌轉錄本1(MALAT-1)、H19、結腸癌相關轉錄本2(CCAT2)、生長停滯特異性轉錄本5(GAS5)等?，F將這幾種lncRNA在女性惡性腫瘤中的研究進展綜述如下。

1 lncRNA

HOTAIR是一個反式的、剪接的和聚腺苷酸化的lncRNA，長2.2 kb，位于12q13.13染色體上，被認為是一種致癌基因。MALAT-1是一類最早與肺癌相關的lncRNA之一，位于染色體11q13上，其長度超過8 kb，后來發現其在包括乳腺癌在內的多種惡性腫瘤中異常表達，表達量與腫瘤細胞增殖能力和腫瘤組織大小均呈正相關，與腫瘤轉移呈負相關，因此，可用作預測腫瘤的生物標志物之一。H19是最早發現與乳腺癌有關的lncRNA之一，位于胰島素樣生長因子2基因下游200 kb內的11p15.5區域，被RNA聚合酶Ⅱ轉錄，并編碼2.3 kb的lncRNA。CCAT2是位于8q24染色體上的1 752個核苷酸序列，在微衛星穩定的結直腸癌中高表達，已有眾多研究表明，CCAT2也是乳腺癌、宮頸癌、卵巢癌等女性惡性腫瘤預后不良的生物標志物。GAS5基因位于1q25.1染色體上，包括12個外顯子，可選擇性剪接成2個可能的成熟lncRNA，后來發現其不僅在乳腺癌細胞中低表達，且在宮頸癌、子宮內膜癌、卵巢癌等組織中也表現出抑癌作用，是一個值得深入研究的與治療相關的lncRNA。當然除以上這幾種lncRNA外，還有更多與女性惡性腫瘤相關的lncRNA，其功能作用還在進一步探索中。

2 lncRNA與乳腺癌

乳腺癌是女性發病率最高、最常見的惡性腫瘤。大量研究表明，lncRNA參與了乳腺癌表觀遺傳學、轉錄水平、轉錄后水平等多個不同層面的基因表達調控，與乳腺癌細胞浸潤和轉移密切相關。VAN等[3]鑒定出乳腺癌組織中異常表達的215個lncRNA，其中HOTAIR、H19、CCAT2、GAS5、MALAT-1均為較受關注的幾個lncRNA。目前，對HOTAIR在乳腺癌中的作用有比較一致的觀點。DENG等[4]報道了HOTAIR在乳腺癌細胞系MCF-7和MB-231中高表達，過表達的HOTAIR通過維持乳腺癌干樣細胞促進上皮細胞-間質轉化(EMT)，有助于乳腺癌的進展。與HOTAIR相同的是，與正常乳腺組織比較，乳腺癌中H19的表達也明顯增加，且可作為競爭內源性RNA作用于微小RNA-675(miR-675)，增強乳腺癌細胞的增殖、遷移、侵襲，以及體內腫瘤的生長和轉移[5]。此外，其確定了H19和癌基因--MYC表達之間存在顯著相關性，在乳腺癌的發生、發展中具有重要作用。同樣，CCAT2在乳腺癌轉移中也高表達[6]。高表達的CCAT2既可通過上調轉化生長因子-β信號通路中的轉化生長因子-β、Smad2和α-平滑肌肌動蛋白的蛋白表達水平，又可通過調節Wnt信號通路進而上調效應分子β-聯蛋白，進而促進乳腺癌的生長、侵襲和轉移。相反，GAS5是一個抑癌基因。2009年MOURTADA-MAARABOUNI 等[7]報道了乳腺癌組織中GAS5表達下調，之后有研究表明，GAS5抑制乳腺癌細胞增殖和(或)促進細胞凋亡，敲除GAS5可促進癌細胞增殖和腫瘤生長，低表達GAS5與乳腺癌組織學等級和TNM分期相關[8]。

與HOTAIR、H19、CCAT2、GAS5均不同的是，MALAT-1在乳腺癌中的作用尚存在爭議。據文獻報道，MALAT-1在人乳腺癌組織中的表達增加[9]。與非癌細胞系比較，乳腺癌細胞MALAT-1的表達量也明顯增加。但XU等[10]發現，MALAT-1在乳腺癌細胞系和腫瘤組織中的表達均低于正常對照組，表達下調的MALAT-1與乳腺癌細胞的侵襲和轉移有關。目前普遍認為，MALAT-1可通過誘導乳腺癌的EMT，從而影響乳腺癌的侵襲和轉移，在指導乳腺癌的治療和預后等方面具有重要意義。總之，可明確MALAT1是一個與乳腺癌發生、發展密切相關的lncRNA，但其在乳腺癌中的確切作用尚需進一步探索。

3 lncRNA與宮頸癌

在女性惡性腫瘤中宮頸癌發病率僅次于乳腺癌。宮頸癌患者血清HOTAIR水平和宮頸癌組織HOTAIR的表達量均明顯升高，且與腫瘤大小、淋巴血管間隙浸潤、淋巴結轉移、生存期降低顯著相關[11]。在宮頸癌中HOTAIR可調控miR-143-3p/B細胞淋巴瘤/白血病基因2和miR-23b/絲裂原活化蛋白激酶1軸促進癌細胞增殖、侵襲和轉移[12]。此外，過表達HOTAIR還可引起血管內皮生長因子、基質金屬蛋白酶9和EMT相關基因上調，促進宮頸癌的腫瘤侵襲性[12]。表明HOTAIR未來可能成為一種新型的生物標志物和治療靶標。MALAT-1在宮頸癌中的研究相對較少，有限的研究結果顯示，MALAT-1可充當miR-126-5p的內源性RNA調節卷曲蛋白2表達，從而激活Wnt信號通路，促進宮頸癌細胞生長、增殖和轉移[13]。

CCAT2是在宮頸癌組織中同樣被檢測出存在高表達的lncRNA之一。目前，已知CCAT2在宮頸癌細胞株HeLa、CaSki和SiHa中及宮頸癌組織中被上調，且CCAT2高表達與腫瘤浸潤深度、分期、淋巴結轉移和生存期減少有關[14]。

與以上幾種lncRNA不同，GAS5在宮頸癌組織中的表達較正常組織明顯降低，且其水平與腫瘤大小、臨床分期、5年生存率呈顯著負相關。一旦GAS5表達受抑，宮頸癌細胞就顯示出高增殖、高遷移和高侵襲活性，進一步證實GAS5在宮頸癌進展中的抑癌作用[12]。在宮頸癌治療方面，GAS5可充當miR-106b的分子海綿，導致早期應答基因表達上調，進而增強了宮頸癌細胞的放療敏感性[15]。目前，在宮頸癌組織中lncRNA的表達量變化已基本清晰，但其影響宮頸癌惡性生物學行為的具體分子機制仍未闡明。而H19在宮頸癌中的作用還存在爭議，有研究表明，H19表達在宮頸癌細胞系中升高并促進癌細胞增殖[16]，但另一項統計結果卻顯示，低表達H19通過抑制miRNA let-7家族、miR-195和miR-138-5p表達促進宮頸癌細胞的增殖和遷移。總之，H19對宮頸癌可能除具有致癌作用外，也可能具有潛在的腫瘤抑制作用[12]。

4 lncRNA與子宮內膜癌

SMOLLE等[17]發現，MALAT1在Ⅰ型子宮內膜癌中呈低表達，在Ⅱ型子宮內膜癌中呈高表達，但也有研究表明，MALAT1在子宮內膜癌中呈高表達，且這種高表達依賴于Wnt效應子轉錄因子與MALAT1啟動子區域的相互作用引起的Wnt/β-聯蛋白途徑的異常激活有關[18]。同時，過表達MALAT1誘導沉默信息調節因子1的去乙酰化活性，并降低P53乙?；剑瑥亩岣咦訉m內膜癌細胞增殖率[19]。由此可見，MALAT1在子宮內膜癌中的作用及機制尚未研究明確。

H19在整個子宮內膜上皮腫瘤發生、發展過程中表現為高表達，且隨著惡性程度增加表達量有增高的趨勢，即在正常上皮中較低，在增生性子宮內膜中較高，在子宮內膜癌中非常高，在未分化的腫瘤組織中更高[20]。此現象的發生與H19抑制了相關基因表達導致整合素下降，從而導致腫瘤細胞的高侵襲性有關。有研究發現，H19還可作為競爭性內源RNA，通過與miR-612競爭調節其靶基因同源盒基因-A10的表達，從而進一步促進子宮內膜癌的發展[21]。同樣地，高表達的lncRNA還有HOTAIR，HOTAIR高表達是通過與PTEN結合激活磷酸肌醇-3激酶/蛋白激酶B途徑實現的，從而促進細胞增殖并抑制細胞凋亡導致子宮內膜癌的發生[22]。

CCAT2也是一種致癌基因，與非癌性子宮內膜組織比較，CCAT2在子宮內膜癌組織中高表達。CCAT2通過競爭結合miR-216b而解除其對子宮內膜癌細胞生長的抑制作用，敲除CCAT2后可抑制子宮內膜癌細胞生存、遷移和入侵能力，并誘發其凋亡[23]。而GAS5作為一個腫瘤抑制基因，在子宮內膜癌組織中表達量相對降低，低表達GAS5通過抑制miR-103誘導PTEN表達而誘導子宮內膜癌細胞凋亡，抑制癌細胞發生長和侵襲[24]。推測通過增加GAS5表達量可有望成為子宮內膜癌臨床治療的新方向。

總之，關于lncRNA與子宮內膜癌的研究還相對較少，很多lncRNA與子宮內膜癌的關系和機制尚未明了，將是未來研究的方向。

5 lncRNA與卵巢癌

卵巢癌發病率雖然不及乳腺癌和宮頸癌，但卵巢癌發病年齡更趨于年輕化，需引起重視。TANOS等[25]研究了H19在上皮性卵巢癌中的表達，結果顯示，在大多數良性、交界性和浸潤性漿液性癌中均存在H19的高表達，但在黏液性腫瘤細胞中未見H19表達增多。最新研究中，YU等[26]發現，H19表達水平與腫瘤分化、臨床分期、淋巴結轉移和遠處轉移時間呈正相關，而與患者年齡，性別、腫瘤大小無關，其機制可能與H19促進促轉移基因的表達有關，導致腫瘤細胞侵襲性增加。

眾多研究者還進行了一系列關于HOTAIR在卵巢癌中作用的研究，現已明確HOTAIR在漿液性卵巢癌中表達增多，其表達量與臨床分期、腫瘤組織學分級、淋巴結轉移呈正相關。MALAT-1在卵巢癌中也呈現高表達。高表達MALAT-1通過上調基質金屬蛋白酶13、下調基質金屬蛋白酶19和1型血小板反應蛋白而促進卵巢癌的發生，通過激活磷酸肌醇-3激酶/蛋白激酶B信號通路促進卵巢癌細胞增殖，通過結合miR-22促進卵巢癌的生長和轉移[27]。此外，CCTA2在卵巢癌組織中的表達水平高于正常卵巢組織，且CCTA2高表達患者預后較低表達者差得多。有趣的是，如沉默CCAT2則卵巢癌細胞增殖、遷移和侵襲均受到顯著抑制[28]。提示CCAT2可能作為判斷卵巢癌患者預后的一個關鍵性新指標。

關于GAS5在卵巢癌中的作用研究較少，有限的研究結果顯示，GAS5可通過促進卵巢癌細胞凋亡而抑制腫瘤進展，可通過抑制miR-21表達和上調Sprouty同源物2表達而抑制卵巢癌細胞生長[29]。但GAS5參與卵巢癌浸潤和轉移的分子機制仍不得而知?？傊?，目前，lncRNA在卵巢癌中的作用機制尚未明確，相關研究還在繼續。

6 小 結

在過去10年間，女性惡性腫瘤患者5年生存率得到顯著提高，但對其的診治仍面臨巨大挑戰。在任何情況下更有效的治療策略或可靠的生物學標志物對改善女性惡性腫瘤的診治均是必不可少的。對女性惡性腫瘤而言，根據一些臨床表現和有效的篩查手段，乳腺癌、子宮內膜癌和宮頸癌很可能在早期得到診斷。但對卵巢癌而言，由于此疾病在早期無癥狀及對現有化學治療藥物的耐藥性給診治帶來了很大的困難，且5年生存率遠不及其他女性惡性腫瘤。

盡管最近幾年對腫瘤與lncRNA的研究越來越多，但在女性惡性腫瘤中仍處于起步階段。已報道了多種lncRNA與女性惡性腫瘤患者臨床癥狀存在顯著相關性，lncRNA的靶向治療可能成為女性惡性腫瘤未來治療的新途徑，不過在此之前，需對其功能和機制展開更全面的研究。隨著研究的進展逐漸發現某些lncRNA在多種惡性腫瘤中發揮的作用幾乎是相同的，甚至其作用機制也基本一致，如GAS5在所涉及的多種女性惡性腫瘤中均扮演了一個抑癌基因的角色。反之，MALAT1在乳腺癌、卵巢癌、子宮內膜癌、宮頸癌中均呈高表達，并促進腫瘤細胞增殖、遷移和侵襲。且子宮內膜癌中過表達MALAT1可通過沉默原鈣黏蛋白10促進其惡性生物學行為，在宮頸癌中同樣是如此。在大多數情況下lncRNA發揮作用均需依賴于其他伙伴，包括蛋白質復合物和miRNA。如前文所述，H19可通過下調miR-7，還可依賴于對miR-675的作用促進乳腺癌的進展。某些lncRNA在惡性腫瘤發生、發展的不同階段通過與不同miRNA結合而發揮作用，如HOTAIR可改變miR-143-3p/B細胞淋巴瘤/白血病基因2軸促進子宮頸癌細胞的生長，通過調控miR-23b/絲裂原活化蛋白激酶1軸促進癌細胞增殖和轉移。lncRNA在女性惡性腫瘤中的作用及作用機制是相當復雜的，對其進行深入地研究或許能基于miRNA或蛋白發現新的治療靶點。

目前，雖然無法通過RNA干擾直接靶向lncRNA，但一旦確定了lncRNA的作用途徑和蛋白質就可使用特定藥物(甚至可能已經存在的藥物)將其作為靶標代替直接靶向lncRNA，為新藥研發與臨床治療提供新思路。鑒于此，使用lncRNA作為惡性腫瘤的生物標記物在科學界引起了極大的關注。可以預料在未來幾年中一些lncRNA可能會在臨床診斷、腫瘤分級、靶向用藥、患者預后等方面提供關鍵信息，從而實現個性化精準治療。

總之，lncRNA在乳腺癌、宮頸癌、子宮內膜癌、卵巢癌細胞增殖、凋亡、浸潤、轉移過程中均扮演者至關重要的角色，但其功能作用和作用機制尚未完全明了。對lncRNA與女性惡性腫瘤的研究還在繼續，值得進一步研究和完善，這將為女性惡性腫瘤的診治探尋潛在的生物標志物和關鍵靶點。