長鏈非編碼RNA PVT1誘導自噬在疾病中的作用研究進展

何奕成，鄔恒淼，董哲斌，梁超

長鏈非編碼RNA（lncRNA）是一類長度＞200 nt，且沒有蛋白編碼功能的RNA。研究表明，lncRNA是細胞自噬的一種重要的調控方式，可以通過多種機制調節自噬，進而影響疾病的發生、發展。自噬是一種涉及蛋白質和細胞器降解的細胞途徑，在人類疾病中發揮著不同的作用。PVT1是一種自噬相關的lncRNA，由PVT1基因編碼的lncRNA最早在小鼠漿細胞腫瘤中發現，位于染色體8Q24.21上，PVT1可通過miRNA及ATG等誘導自噬，本文就lncRNAPVT1在疾病中調控自噬水平及其機制研究作一綜述。

1 LncRNA的功能

lncRNA是一種轉錄本＞200個核苷酸不編碼功能蛋白質的RNA。一般來說，只有2%的轉錄本可以編碼蛋白質，而且大部分轉錄本都是非編碼RNA[1]。這些主要包括由RNA聚合酶II（Pol II）轉錄的lncRNA，沒有明顯的開放閱讀框架，也包括其他RNA聚合酶轉錄的lncRNA[2]。lncRNA可以折疊成復雜的二級和高階結構，為蛋白質和靶標識別,發揮功能的多樣性[3]。正常情況下，lncRNA在不同物種之間往往不太保守，通常表現出低表達水平和高組織特異性[4]。

LncRNA主要通過以下機制發揮作用：（1）lncRNA通過堿基互補，競爭性吸附miRNA作為競爭內源RNA（ceRNAs），導致miRNA功能喪失或降低，控制miRNAs對靶基因的調控。（2）lncRNA通過結合某些表觀遺傳相關蛋白來激活或抑制某些細胞活動，從而改變轉錄后特定蛋白的翻譯。（3）lncRNA通過直接結合染色體DNA抑制基因轉錄，或通過招募轉錄因子促進基因轉錄。（4）lncRNA是miRNAs的前體[5]。LncRNA也可根據定位可以發揮不同的功能，并有不同的相互作用位點，如MALAT1、Terra和H19在細胞外，LncRNA Lassie通過與PECAM-1結合來穩定內皮黏附連接。與編碼基因相比，lncRNA可以從人類基因組的任一位點轉錄，并且可以以不同的方向轉錄[6]。

lncRNA是幾乎每個細胞過程的調節器。lncRNA在生理和病理過程中起關鍵作用，包括胚胎發育、器官形成和人類疾病[7]。LncRNA與人的疾病相關[8]，其小范圍和大規模的突變以及表達變異會對疾病產生影響。參與調節機體的各種病理過程，如癌癥、炎癥、糖尿病、免疫病、生殖系統疾病及神經系統疾病等。在腫瘤細胞中，通過上皮-間充質轉化、細胞侵襲、細胞生長等多個細胞過程發揮作用[9]。

2 ncRNA PVT1

PVT1是由PVT1基因編碼的lncRNA，位于染色體8Q24.21上和原癌基因C-Myc下游[10],在多種癌癥中存在的癌基因。在腫瘤細胞中，染色體8q24區域是DNA擴增的最高易感靶點[11]。PVT1在這些腫瘤中的高表達提示預后不良。PVT1有3種主要的作用機制，參與DNA重組、編碼microRNAs及與MYC相互作用。自噬抑制劑3-MA能夠顯著下調PVT1的水平，是一種自噬相關的lncRNA。PVT1可通過調節自噬影響腫瘤細胞的侵襲能力，參與腫瘤的侵襲和轉移。各種研究表明，PVT1在腫瘤發生和化療耐藥中起重要作用[12]。在糖尿病模型小鼠中，PVT1介導的自噬可以保護海馬神經元免受突觸可塑性和凋亡的損傷，改善認知障礙[13]。PVT1過表達通過上調ATG7和Beclin1的表達誘導腦膠質瘤保護性自噬，PVT1可作為競爭內源性RNA促進肝細胞癌的發生和轉移，PVT1基因的多態已被報道與胰腺癌的發生有關[14]。

3 細胞自噬的作用

細胞自噬是一種分解代謝過程，在這個過程中，負責微生物（病毒、細菌、真菌和原生動物）、受損或無用的蛋白質或其他細胞質成分通過溶酶體系統降解，這些蛋白質不能被蛋白酶體降解。總的來說，是細胞內的成分被運送到溶酶體進行降解和循環的復合分子途徑。自噬-溶酶體由胞內膜、蛋白質復合體和溶酶體組成，致力于降解和細胞成分更新[15]。

自噬被定義為一種適應性途徑，對維持細胞內環境平衡至關重要，是細胞內穩態和適應應激變化的生理調節過程，伴隨著雙面效應，導致不同的病理狀態，包括腫瘤的發生[16]。在過去的幾十年里，越來越多的證據表明，lncRNA通過調節自噬相關基因（Atgs）的轉錄和轉錄后調控而參與自噬調控網絡[17]。大量研究發現，lncRNA與自噬和疾病密切相關。HOTAIR可通過提高ATG3和ATG7的表達水平來增加自噬。MEG3上調ATG3活性可誘導自噬抑制進展，UCA1可以通過miR-582-5p調節ATG的表達[18]，PVT1可以通過上調ATG3的表達來增加自噬水平，APF通過靶向miR-188-3p/ATG7途徑調控自噬程序和自噬細胞死亡[19]。

許多研究表明，lncRNA和自噬之間存在顯著的相關性。據報道，lncRNA是細胞自噬調控的新型調節因子，具體機制可以分為3類：lncRNA充當競爭性內源RNA（ceRNA）結合miRNA以調節miRNA表達，從而影響自噬進程[20]；lncRNA也可以順式或反式影響ATG基因的表達；lncRNA通過信號通路調節自噬，如AKT/mTOR[21]。lncRNA在調節自噬中發揮了作用，從而進一步促進了癌癥的發生和發展。

4 LncRNAPVT1在各疾病中自噬的調節作用及其機制

LncRNA PVT1可通過多種形式參與調節生物體的生理病理過程，見表1。（1）在腫瘤細胞中，PVT1在非小細胞肺癌順鉑敏感性的研究中，證明了PVT1基因敲除抑制了A549/DDP細胞的自噬，而PVT1過表達促進了A549細胞的自噬。進一步研究表明，PVT1可能通過作為Beclin-1的競爭內源RNA（ceRNA）與miR-216B結合，PVT1的積聚促進了非小細胞肺癌細胞的自噬和體內腫瘤的生長。PVT1可能通過miR-216B/Beclin-1途徑調節細胞凋亡和自噬，作為miR-216B競爭的內源性RNA抑制非小細胞肺癌對順鉑的敏感性，為提高非小細胞肺癌的化療療效提供了新的靶點[22]。（2）缺氧誘導的自噬依賴于肝星狀細胞中PVT1和miR-152的表達,PVT1可以結合miR-152，并通過PVT1-miR-152-ATG14信號通路誘導的自噬有助于在低氧條件下激活肝星狀細胞[23]。（3）Zhou等[5]發現，PVT1在對吉西他濱耐藥的胰腺癌細胞系中表達上調。pvt1上調了PYGO2和ATG14的表達，從而調節了Wnt/-catenin信號轉導和自噬活性，進而通過海綿miR-6195p克服了吉西他濱的耐藥性。PVT1與ATG14相互作用，從而促進自噬特異性復合體I（PtdIns3K-C1）的組裝和ATG14依賴的III類PtdIns3K活性。（4）Yang等[14]研究發現，在肝癌細胞中PVT1可以促進肝癌細胞的自噬,證實PVT1促進自噬的作用依賴于調節ATG3的表達，并進一步發現PVT1可以作為抑制ATG3蛋白的基因miR-365的內源性海綿，通過靶向ATG3基因的3’端非編碼區來上調ATG3的表達。PVT1通過海綿包裹miRNA-365促進肝細胞癌中ceRNA靶向ATG3的自噬。（5）在耐順鉑的胃癌血清和細胞中，外體CIRC-PVT1表達上調。Yao等[24]實驗結果表明，隨著時間的推移，DDP處理提高了HGC-27和AGS細胞中LC3-II/I的水平（原自噬指示物），抑制了p62蛋白的表達，這意味著DDP處理誘導了自噬。此外，CIRC-PVT1基因的敲除抑制了HGC-27/DDP和AGS/DDP細胞中Lc3-II/I的水平，但促進了p62的水平，表明PVT1誘導了自噬，并且通過miR-30a-5p/YAP1軸調節胃癌細胞的自噬、侵襲和凋亡，從而參與順鉑耐藥。（6）在生殖疾病中，YY1是一種調節細胞骨架相關蛋白表達的轉錄因子，具有轉錄抑制和激活雙重功能。其在PVT1啟動子區域有3個結合位點。染色質免疫沉淀實驗和凝膠遷移率改變分析證實，YY1可以直接與PVT1啟動子結合，在體外，PVT1基因敲除可顯著降低HTR-8/SVneo細胞的黏附、侵襲、自噬和mTOR表達，并顯著增加細胞的凋亡率，mTOR可以調節細胞中的自噬水平并激活ULK1復合體，siRNA-PVT1細胞的自噬小體數量低于si-NC細胞。在本研究中[25]，首次發現PVT1可以調節滋養層細胞的自噬。（7）在心血管疾病中，Ouyang等[26]證實，PVT1在缺氧/復氧（H/R）的AC16心肌細胞中作為miR-186的ceRNA，PVT1基因敲除也減少了H/R處理的AC16細胞的過度自噬，可阻斷H/R損傷，表明PVT1可以在AC16心肌細胞中起自噬作用。（8）在炎癥疾病中，Hu等[27]發現，lncRNA-PVT1在受損的腺泡細胞的細胞質中也顯著上調。胰腺腺泡細胞中過度激活的自噬增加了重癥急性胰腺炎（SAP）的風險，PVT1通過miR-30a-5p/Beclin-1軸促進自噬加重胰腺炎。（9）在內分泌疾病中，Li等[28]發現，實驗中3-MA顯著降低了糖尿病患者PVT1的表達，PVT1介導的自噬可能保護海馬神經元免受突觸可塑性和細胞凋亡的損害。（10）在免疫相關的疾病中，PVT1在調節性T細胞中的表達降低，并且與miR-146a的表達呈負相關。在調節性T細胞中，PVT1的高表達與高自噬相關。此外，高度自噬的調節性T細胞在體外對CD4+T細胞有更強的抑制作用，延長了同種異體移植物的存活時間，減輕了體內的排斥反應。Lu等[29]研究表明，靶向miR-146a的lncRNAPVT1調節調節性T細胞自噬抑制小鼠心臟移植排斥反應。（11）PVT1在膠質瘤血管內皮細胞中高表達。Ma等[30]研究表明，PVT1通過靶向miR-186發揮作用，PVT1通過負性調節miR-186影響膠質瘤微血管內皮細胞生長。

表1 PVT1發揮自噬特性在疾病中作用

5 小結與展望

自噬是維持細胞和生物動態平衡的核心途徑。在很多的實驗中，損害自噬反應的藥物和遺傳干預促進或加重了疾病，自噬相關過程中的突變會導致嚴重的人類疾病。越來越多的lncRNA的自噬被發現與疾病的發生有關，LncRNA在自噬調節中的作用機制是多樣化的，各個靶向通路之間相互作用。關于PVT1在腫瘤中自噬的機制研究有待進一步探索。

利益沖突 所有作者聲明無利益沖突