長鏈非編碼RNA 動力蛋白3 反鏈/反義RNA 在腫瘤中的研究進展

梁志儒，鄭媛，張勇剛

1 內蒙古醫科大學研究生院，呼和浩特 010110

2 北京大學腫瘤醫院內蒙古醫院/內蒙古醫科大學附屬腫瘤醫院腹部外科B 區，呼和浩特010000

腫瘤是威脅人類生命健康的重大公共衛生問題[1]。盡管手術治療、放療、化療、靶向治療及免疫治療取得了突破性的進展，但腫瘤患者的生存率仍然較低。因此，尋找新的腫瘤標志物和治療靶點十分必要。表觀遺傳學是研究基因表達調控的一門學科，近年來在腫瘤領域引起了廣泛關注。表觀遺傳學主要涉及DNA 甲基化、組蛋白修飾和非編碼RNA 的調節機制。長鏈非編碼RNA（long noncoding RNA，lncRNA）是一類不編碼蛋白質但在多個層面對基因表達進行調控的RNA 分子，其調控方式包括外源性沉默、剪切調控、與微小RNA（microRNA，miRNA）或蛋白質的相互作用等。本文對lncRNA動力蛋白3 反鏈/反義RNA（dynamin 3 opposite strand/antisense RNA，DNM3OS）在腫瘤中的研究進展進行綜述。

1 lncRNA DNM3OS 概述

lncRNA 是長度大于200 個核苷酸的DNA 轉錄產物，其特點是沒有顯著的蛋白質編碼能力[2-3]。研究表明，lncRNA 在多種腫瘤（乳腺癌、肺癌、肝癌等）的發生和發展過程中起關鍵作用[4-6]。lncRNA 不僅參與基因調控后的翻譯過程，而且充當海綿與miRNA 結合來調控信使RNA（messenger RNA，mRNA）的表達，還可以作為mRNA 和miRNA 的分子海綿發揮其調控作用，如終末分化誘導的非編碼RNA（terminal differentiation-induced non-coding RNA，TINCR）通過與一系列分化mRNA 的相互作用來控制體細胞組織分化[7]。lncRNA 盡管被稱為非編碼RNA，但是少數lncRNA 已被證明可以編碼肽。例如，lncRNA 同源盒B 簇反義RNA3（homeobox B cluster antisense RNA 3，HOXB-AS3）已被證明可以編碼一種肽，能夠抑制丙酮酸激酶M（pyruvate kinase M，PKM）剪接和代謝重編程，最終抑制結腸腫瘤的生長[8]。許多lncRNA 顯示出與蛋白質相互作用并直接調節蛋白質功能或蛋白質-蛋白質相互作用的潛力。lncRNA 參與了眾多生物學過程，包括基因表達、翻譯、表觀遺傳修飾和轉錄后調控等[9-10]。lncRNA 通過調節細胞增殖、遷移、侵襲、凋亡及干細胞維持和代謝來參與腫瘤的發展，在多種常見疾病（腫瘤、心血管疾病、神經系統疾病等）中發揮重要的調控作用[11-13]。有研究表明，至少90%的基因組主動轉錄成非編碼RNA（包括miRNA和lncRNA），在正常發育和致病過程中起重要作用[14]。lncRNA 可以作為競爭性內源RNA（competing endogenous RNA，ceRNA），與miRNA 競爭性結合靶mRNA，從而調節miRNA 對靶mRNA 的作用[15-16]。DNM3OS 是一個獨立轉錄單位所編碼的lncRNA，位于1 號染色體上，嵌合在DNM3基因內含子中[17-19]。DNM3OS 參與多種生物學過程[20]。例如，DNM3OS 通過調節食管鱗狀細胞癌中的DNA 損傷反應來增強放射抗性；DNM3OS通過調節miRNA-204-5p/亨廷頓相互作用蛋白1（huntingtin interacting protein 1，HIP1）信號通路來促進腫瘤細胞的生長和轉移[21-24]。

2 lncRNA DNM3OS 與腫瘤的關系

2.1 lncRNA DNM3OS 與卵巢癌

卵巢癌是一種常見的婦科腫瘤，也是女性腫瘤相關死亡的主要原因之一。lncRNA 是卵巢癌發展過程中必不可少的調控因子。長基因間非編碼RNA339（long intergenic non-protein coding RNA 339，LINC00339）、lncRNA 尿路上皮癌相關1（urothelial cancer associated 1，UCA1）、lncRNA 生長阻滯特異性轉錄本5（growth arrest-special transcript 5，GAS5）均在卵巢癌中異常表達，參與細胞增殖、分化、凋亡等生物學過程[25-26]。有研究表明，lncRNA DNM3OS 高表達與卵巢癌患者的總生存期縮短顯著相關[24]。另有研究表明，DNM3OS 高表達預示著卵巢癌患者預后不良；敲低DNM3OS 導致上皮-間充質轉化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）相關基因/通路改變，并減少了卵巢癌細胞的遷移和侵襲；DNM3OS 過表達促進了卵巢癌細胞的增殖、遷移和侵襲[27]。總的來說，DNM3OS 作為卵巢癌的致癌lncRNA，有望成為診斷卵巢癌的生物標志物和治療靶點。

2.2 lncRNA DNM3OS 與肝癌

肝癌是常見的惡性腫瘤之一，即使在手術切除后也經常復發和轉移，預后較差[28]。因此，研究導致肝癌轉移的關鍵因素至關重要。lncRNA 在多種腫瘤細胞中普遍表達，并參與腫瘤進展（細胞增殖和侵襲、新生血管生成和免疫逃逸等）的許多方面[29]。許多與肝癌發展、轉移相關的lncRNA 已被描述，例如，有研究發現了一種同時受乙型肝炎病毒X 蛋白（hepatitis B virus X protein，HBx）和含SET 和MYND 結構域蛋白3（SET and MYND domain containing 3，SMYD3）調控的新型lncRNA，并將其命名為HBx 芯片與SMYD3 芯片之間的lncRNA 交 集（lncRNA intersection between HBx microarray and SMYD3 microarray，lncIHS）；lncIHS 過表達降低了肝癌患者的生存率；敲低lncIHS 可抑制肝癌細胞的增殖、遷移、侵襲[30-31]。DNM3OS 具有促進肝癌細胞增殖、侵襲的功能，敲低DNM3OS可以抑制肝癌細胞的增殖、遷移和侵襲[32]。賴氨酸脫甲基酶6B（lysine demethylase 6B，KDM6B）是組蛋白去甲基化酶家族成員之一[33]。一項機制研究表明，DNM3OS 介導的肝癌細胞的侵襲依賴于DNM3OS 和KDM6B 之間的物理相互作用；通過RNA 下拉和RNA 結合蛋白免疫沉淀（RNA binding protein immunoprecipitation，RIP）實驗發現，KDM6B 可以與DNM3OS 結合，尤其是在第2001～4000 個核苷酸區域；核定位對于KDM6B 的去甲基化活性至關重要[34]。DNM3OS 與KDM6B 相互作用能促進T 淋巴瘤侵襲轉移誘導蛋白1（Tlymphoma invasion and metastasis-inducing protein 1，TIAM1）在肝癌中的表達，并且TIAM1 已被證明在肝癌中過表達可預測不良預后[35]。TIAM1 過表達會促進細胞轉移并增強肝癌細胞的致瘤性，表明TIAM1在肝癌中是致癌基因。在肝癌細胞中，TIAM1 與間充質干細胞（mesenchymal stem cell，MSC）共培養通過影響DNM3OS 的表達促進肝癌細胞的侵襲[36]。肝癌中，DNM3OS 介導的侵襲性表型與TIAM1 的誘導存在因果關系；DNM3OS 是肝癌細胞侵襲和轉移的驅動因素；腫瘤相關的MSC 能夠促進DNM3OS 的表達；DNM3OS 過表達與肝癌患者的預后不良密切相關[37]。這表明了腫瘤相關MSC 與肝癌細胞的調控機制有關。因此，DNM3OS 可能成為肝癌的潛在治療靶點。

2.3 lncRNA DNM3OS 與口腔癌

口腔癌是指發生在唇部、舌部等口腔部位的惡性腫瘤[38]。目前，口腔癌的主要治療方式包括手術、放療和化療。這些治療方式不僅對晚期/轉移性口腔癌患者的治療效果有限，還會引起嚴重的并發癥及不良反應[39]。因此，對口腔癌發生、發展的分子機制進行深入研究十分必要，有助于發現新的治療靶點。目前，已有針對lncRNA 在口腔癌和良性口腔黏膜病中表達差異的研究[40]。口腔癌細胞中，敲低DNM3OS 可以抑制miRNA-204-5p的上調，從而促進HIP1 的表達，然而，這種敲低對HIP1 表達的影響可以通過抑制miRNA-204-5p 來實現逆轉，表明DNM3OS 結合miRNA-204-5p 會影響HIP1 的表達，同樣，抑制miRNA-204-5p，DNM3OS 在口腔癌細胞活力和遷移能力中的作用也被顯著逆轉，表明DNM3OS 作為ceRNA 可以減少對miRNA-204-5p 誘導的HIP1 表達的抑制，從而調節口腔癌細胞的活力和遷移能力[22]。但是，關于此通路在臨床上的應用還需要進一步的研究。

2.4 lncRNA DNM3OS 與胃癌

胃癌是一種常見的惡性腫瘤，也是腫瘤性死亡的主要原因之一[41]。胃癌具有顯著的區域性差異，在東亞地區的發病率最高[42-43]。大多數胃癌患者確診時已進展為晚期，甚至發生遠處轉移[44]。盡管手術和藥物治療取得了較大進步，但晚期胃癌患者的預后情況仍較差[45-46]。因此，尋找新的診斷標志物和治療靶點十分必要。lncRNA 在多種腫瘤生物學過程中發揮重要作用，主要包括細胞增殖、侵襲、轉移、凋亡以及對化療藥物的耐藥性等[47]。據報道，lncRNA 的功能失調會促進多種類型腫瘤的發生和進展，其中包括胃癌[48-50]。研究發現，DNM3OS 在胃癌組織中的表達上調，DNM3OS的高表達與胃癌患者的腫瘤浸潤深度、淋巴結轉移情況、TNM 分期、總生存期相關[51-52]。SNAIL 是一類轉錄因子，它可以結合編碼E-鈣黏蛋白（Ecadherin）的鈣黏蛋白1（cadherin 1，CDH1）的啟動子，從而抑制其轉錄。DNM3OS 在胃癌組織中表達上調，敲低DNM3OS 可以抑制胃癌細胞的增殖和侵襲，DNM3OS 可以通過調節SNAIL 來促進胃癌細胞的EMT[53]。因此，DNM3OS 可能是胃癌的預后生物標志物和治療靶點。但是，DNM3OS 與SNAIL 相互作用影響EMT 過程的直接分子機制需要進一步研究證實。

3 小結與展望

lncRNA DNM3OS 在多種類型的惡性腫瘤中具有調節重要分子途徑和細胞功能的作用。敲低DNM3OS 可以抑制腫瘤細胞的增殖、遷移和侵襲。然而，仍需要進一步的研究來闡明DNM3OS的精確作用模式，這對于合理設計干擾DNM3OS 功能的治療策略至關重要。總之，lncRNA DNM3OS 及其同源miRNA 與許多疾病密切相關，它們在關鍵性的腫瘤基因調控中發揮重要作用，有可能被應用于基因治療。