HOX轉錄反義RNA在卵巢癌中的研究進展

甘 露，鄭 洪

2020年全球約31萬例女性被診斷為卵巢癌，約21萬例患者死亡，5年生存率僅45%[1]。卵巢癌生長迅速、侵襲性強、易發生遠處轉移，超過70%的卵巢癌患者確診時已為晚期[2]。由于治療手段的局限性、疾病的快速進展以及癌癥轉移和復發的頻繁發生，患者預后較差[3]。因此，尋找卵巢癌新的檢測靶點和治療靶點，探索更多的卵巢癌機制具有重要意義。長鏈非編碼RNA(lncRNA)影響腫瘤的生物學行為及腫瘤化療抵抗是目前的研究熱點，HOTAIR作為研究最多的lncRNA，其表達與多種腫瘤的發生、發展密切相關，并在卵巢癌的發生、進展以及耐藥中起關鍵作用，故探索兩者之間的關系，有利于為卵巢癌的臨床診斷、治療及預后提供依據。

1 HOATIR的概述

HOTAIR屬于典型的反義lncRNA，最早在人成纖維細胞中被發現[4]，定位于人類染色體12q13.13區域，是HOX基因家族HOXC11基因的反義鏈，調節HOXD基因簇，并強制沉默目的基因的表達[5]。HOTAIR是調節染色質狀態和沉默基因轉錄的重要調控因子，HOTAIR的5′端通過與EZH2亞基直接作用與多梳抑制性復合物(polycomb repressive complex 2, PRC2)結合，EZH2是PRC2復合體中組蛋白H3第27位賴氨酸三甲基化(histone H3 tri-methylated at lysine 27, H3K27me3)的主要催化因子。另外，HOTAIR的3′端和組蛋白去甲基化酶LSD1/CoREST/REST復合物結合，形成一種催化組蛋白H3第4位賴氨酸二(H3K4me2)甲基化的去甲基化酶。HOTAIR通過與這兩個復合物協調橋接，繼而使該染色體區段處于封閉狀態，這些表觀遺傳學變化導致目的基因沉默，與癌癥發展和進展有關的各種下游基因失調，最終表現出促進腫瘤生長和轉移的作用[5]。近年研究發現，HOTAIR在多種癌癥中表達增高，且與腫瘤生長、侵襲等有關，還可抑制抑癌基因、影響腫瘤化療的敏感性。

2 HOTAIR的基因多態性和卵巢癌的易感性

有文獻報道[6-7]HOTAIR基因中的特定基因變異可能增加人群的卵巢癌易感性。Qiu等[8]發現HOTAIR rs920778的TT基因型和T等位基因與卵巢癌風險增加相關，與腫瘤晚期分期和淋巴結轉移相關。rs920778位點位于HOTAIR的內含子增強子區域，rs920778的多態性可以改變該增強子的活性，導致HOTAIR過表達。因此，HOTAIR rs920778的狀態可以用于預測卵巢癌患者預后，以及正常女性人群中卵巢癌風險評估的標志物。

3 HOATIR與卵巢癌臨床病理特征的關系

近年研究證實HOTAIR作為原癌基因與多種癌癥的轉移有關，如子宮內膜癌[9]、胰腺癌[10]、肝細胞癌[11]。Qiu等[12]采用qRT-PCR技術檢測HOTAIR的表達，發現HOTAIR在人漿液性卵巢癌組織中的表達水平明顯高于正常組織，HOTAIR高表達促進卵巢癌增殖、遷移和侵襲，且與FIGO晚期和高組織學分級、不良預后相關[13-14]。此外，有研究發現復發性卵巢癌組織中HOTAIR表達較原發癌增加，與化療敏感卵巢癌細胞和組織相比，耐藥卵巢癌細胞HOTAIR表達明顯升高[15]。但是，HOTAIR在不同臨床病理分型卵巢癌中的表達還有待進一步探究。

4 HOTAIR參與卵巢癌發生、發展及耐藥

4.1 HOTAIR作為miRNA的ceRNA參與卵巢癌發生、發展及耐藥目前，lncRNA-miRNA-mRNA調控網絡被廣泛認可，在該網絡中lncRNA充當ceRNA，從而降低miRNA靶點的表達，影響轉錄后調控。多項研究表明HOTAIR可作為miRNA的ceRNA參與卵巢癌發生、發展及耐藥。

4.1.1HOTAIR與Rab22 Rab22屬于小GTPase，屬于Rab家族內吞通路，其通過招募Rabex-5，與Rabex-5和Rab5相互作用，進而通過整合素介導的信號通路調控癌細胞增殖。研究表明過表達miR-373可降低Rab22a的表達水平，且顯著抑制卵巢癌細胞的增殖，而HOTAIR與miR-373的表達水平呈負相關。因此，HOTAIR可能作為miR-373的ceRNA，競爭性結合miR-373，正向調控Rab22a的表達促進卵巢癌細胞增殖[16]。

4.1.2HOTAIR-miR-206-CCND1/CCND2通路 CCND1和CCND2屬于d型細胞周期蛋白家族，通常被認為是人類癌癥啟動子，其上調與腫瘤進展和轉移相關，在卵巢癌組織中高表達。miR-206可以抑制卵巢癌細胞的遷移和侵襲，導致細胞周期阻滯在G0/G1期，Chang等[17]通過熒光素酶報告實驗發現miR-206可直接靶向CCND1和CCND2的3′UTR，抑制CCND1和CCND2的表達。研究結果證實HOTAIR可通過ceRNA調控網絡負向調控miR-206，從而增強CCND1和CCND2的表達，促進卵巢癌細胞增殖、遷移和侵襲。一種新的HOTAIR-miR-206-CCND1/CCND2通路調控軸被揭示參與促進卵巢癌的發生，但還需要進一步體內實驗來證實其在卵巢癌中的作用。

4.1.3HOTAIR與卵巢癌干細胞干性維持 越來越多的證據表明，腫瘤干細胞是導致化療耐藥和腫瘤復發的主要原因，其具有自我更新、耐藥和上皮-間質表型等獨特特性[18]。卵巢癌干細胞有助于腫瘤的啟動，以及腫瘤免疫耐受、轉移和化療耐藥[19]，因此，清除卵巢癌干細胞對改善卵巢癌患者預后至關重要。Zhang等[20]研究發現HOTAIR可作為miR-206的ceRNA，維持卵巢癌干細胞的干性。證明HOTAIR可作為miR-206的ceRNA，通過上調T-box轉錄因子3(T-box transcription factor 3, TBX3)的表達促進卵巢癌干細胞的干性，HOTAIR缺失導致球體形成能力下降，順鉑耐藥性降低，體內致瘤性降低。

4.2 HOTAIR通過其他途徑參與卵巢癌的發生、發展及耐藥

4.2.1HOTAIR與DNA損傷 細胞的DNA損傷反應(DNA damage response, DDR)可通過lncRNAs在轉錄后水平進行調控[21]。CHEK1已被證明可以抑制細胞周期M期的開始，以應對DNA損傷，然后允許DNA修復，導致細胞生存和化療抗性。Jiang等[22]認為HOTAIR可能通過抑制CHEK1蛋白降解或維持蛋白在結構和功能上的穩定性促進卵巢癌對紫杉醇的耐藥，但具體機制有待進一步探究。核因子κB[23](nuclear factor kappa B, NF-κB)信號介導的DDR激活可恢復基因組完整性，增加癌細胞活性，并在鉑類癌癥治療的耐藥性發展中發揮作用。研究顯示[24]HOTAIR與染色體IκBα(NF-κB抑制劑)附近的區域結合，支持HOTAIR可能調控NF-κB活性。?ze等[25]發現在鉑處理卵巢癌細胞后，HOTAIR的表達導致DDR持續激活，包括增加Chk1磷酸化、γ-H2AX灶形成和Caspase裂解，以抑制細胞周期進程。隨后持續激活NF-κB表達、IL-6分泌和CHK1-p53-p21通路，并建立衰老、化療耐藥的癌癥表型。HOTAIR通過抑制IκBα激活NF-κB和NF-κB靶基因。在DDR過程中，IκBα的下調可誘導NF-κB-HOTAIR信號的正反饋回路級聯，并進一步誘導HOTAIR介導的p65-NF-κB和NF-κB靶基因IL-6和MMP-9的表達，HOTAIR-NF-κB-DDR正反饋回路導致卵巢癌中持續的DNA損傷和基因組完整性降低。?ze等[26]描述了一種肽核酸(peptide nucleic acids, PNA)的方法靶向HOTAIR RNA單鏈區域有效阻斷與EZH2相互作用的能力，抑制卵巢癌細胞侵襲，并在體外通過活化NF-κB和分泌IL-6對化療重新敏感，為卵巢癌提出新的癌癥治療方法。

4.2.2HOTAIR與HOXA7的相互作用 同源盒蛋白HOXA7是各種人類癌癥中一致過表達的HOX基因之一，HOXA7蛋白在正常卵巢表面上皮細胞中不存在，但在卵巢癌化生區域出現，與發育中的卵泡增殖活性密切相關[27]。Liu等[28]研究證明HOXA7的敲除可通過下調HOTAIR實現，而在耐藥卵巢癌細胞中可通過下調HOTAIR來下調HOXA7，促進細胞凋亡、抑制耐藥卵巢癌細胞的增殖、遷移和侵襲，有效提高卵巢癌細胞的化療敏感性。但HOTAIR表達不受HOXA7的影響。

4.2.3HOTAIR與自噬 自噬缺陷可導致腫瘤發生，部分癌細胞可能通過自噬增強[29]產生耐藥性或促進腫瘤生長。Yu等[30]研究發現自噬可導致卵巢癌細胞對順鉑耐藥，抑制自噬可增加卵巢癌細胞對順鉑的敏感性。HOTAIR通過激活自噬相關基因7(autophagy related genes 7, ATG7)誘導細胞自噬并增加順鉑耐藥性，干擾HOTAIR可抑制自噬相關蛋白Atg7和LC3Ⅱ/Ⅰ的表達，順鉑誘導的細胞自噬受到顯著抑制，提高順鉑對卵巢癌的治療效果。

4.2.4HOTAIR與MAPK1的相互作用 MAPK通路包括一些在腫瘤發生中發揮作用的關鍵信號成分和磷酸化事件，調節細胞生長、分化、增殖、凋亡和遷移。MAPK通路參與了卵巢癌的惡性特征，包括增殖、遷移和侵襲，Tang等[31]研究發現沉默HOTAIR時，MAPK1蛋白和mRNA水平降低，沉默MAPK1后HOTAIR mRNA水平降低，并發現HOTAIR與MAPK1相互作用可通過miR-1、miR-214-3p和miR30-5p調控，沉默HOTAIR或MAPK1后，卵巢癌細胞的增殖、遷移和侵襲受抑制。

4.2.5HOTAIR與PI3K/AKT/mTOR通路 PI3K/AKT/mTOR通路在人類腫瘤的惡性轉化和生長、增殖和轉移過程中發揮關鍵作用，Dong等[32]研究發現PIK3R3和HOTAIR均在卵巢癌細胞中高表達，且HOTAIR與PIK3R3的抑制呈強相關，HOTAIR與PIK3R3相互作用可通過miR-214和miR-217的調節來影響卵巢癌細胞的增殖、遷移和侵襲。

4.2.6HOTAIR與Wnt/β-catenin通路 Li等[33]研究發現，在卵巢癌中HOTAIR高表達能夠促進細胞周期相關蛋白Cyclin D1和CDK4的表達、Wnt/β-catenin通路的關鍵調控因子β-catenin顯著上調；敲除HOTAIR基因顯著降低β-catenin、Cyclin D1和CDK4的表達。HOTAIR可能通過Wnt/β-catenin通路調控細胞周期。同時發現Wnt/β-catenin抑制劑XAV939可部分逆轉HOTAIR過表達增加的耐藥性，因此認為HOTAIR通過激活Wnt/β-catenin通路誘導卵巢癌化療耐藥。

5 小結與展望

HOTAIR是表觀遺傳修飾調控染色質狀態和沉默基因轉錄的調控因子。研究發現，其通過促進增殖、遷移、減少細胞凋亡和觸發自噬、化療耐藥性與卵巢癌的發展密切相關。敲除HOTAIR可以逆轉這些致癌作用，并阻止腫瘤的進一步進展。HOTAIR表達可以被多種分子抑制，具有降低腫瘤細胞惡性生物學行為的潛能。由于其多方面的作用，HOTAIR被認為是一種很有前途的藥物靶點。雖然目前有大量的研究來闡明HOTAIR和卵巢癌進展之間的關系，但對HOTAIR本身和HOTAIR調控網絡的認識仍然不足。未來能否將HOTAIR運用到卵巢癌治療的新策略中，還需深入研究。