长链非编码RNA与妇科恶性肿瘤的相关性研究

尚春亮，姚书忠

·综述·

长链非编码RNA与妇科恶性肿瘤的相关性研究

尚春亮，姚书忠△

近年来，曾经被认为是基因组转录“噪音”的长链非编码RNA（long non-coding RNA，lncRNA）得到了学者们的广泛关注。lncRNA是一类长度超过200个核苷酸（nt）的RNA，其本身并不编码蛋白，但其与生物信息学功能有着密切的联系，涉及表观遗传调控、细胞周期调控、mRNA降解、肿瘤耐药等多个方面，对肿瘤的发生、侵袭、转移、诊断及预后均起着至关重要的作用。同时，其在与激素以及P53信号通路的作用机制之间也有着一定的关系。学者们借助多种分子生物学研究方法，不断地对lncRNA功能及其分子调控机制进行解析，发现肿瘤细胞与正常组织来源细胞间lncRNA表达谱存在明显差异。而且，lncRNA的异常表达与多种恶性疾病的发生息息相关。lncRNA与妇科肿瘤相关性的研究为妇科恶性肿瘤的诊断和治疗提供了一个新思路。

RNA；宫颈肿瘤；卵巢肿瘤；子宫内膜肿瘤；后成说，遗传；基因，p53Corresponding author：YAO Shu-zhong，E-mail：yszlfy@163.com

【Abstract】In recent years，the long non-coding RNA （lncRNA）were thought to be the"noise"of genome transcription obtained the widespread attention.lncRNAs are broadly defined as RNA molecules greater than 200 nt in length and do not encode proteins by themselves.But they have a close connection with the bioinformatics function，involving in epigenetic regulation，cell cycle，mRNA degradation，tumour drug resistance and other aspects.They play a critical role in the formation，development，erosion and metastasis of tumor，as well as diagnosis and prognosis of disease.At the same time，lncRNAs have certain connections with the hormones and the P53 signaling pathway.With the aid of various molecular biology methods，we continue to parse the function and molecular regulation mechanism of lncRNAs，and significant differences of lncRNA expression have been found between tumor cells and the corresponding normal tissue.Moreover，abnormal expression of lncRNA is closely related to a variety of malignant disease.The correlation between lncRNA and gynecological tumors provides a new perspective for the diagnosis and treatment of gynecological malignant tumor.

【Keywords】RNA；Uterine cervical neoplasms；Ovarian neoplasms；Endometrial neoplasms；Epigenesis，genetic；Genes，p53

（J Int Obstet Gynecol，2015，42：79-82）

长链非编码RNA（longnon-codingRNA，lncRNA）是长度大于200个核苷酸（nt）的非编码RNA。许多已标识的lncRNA通过RNA聚合酶Ⅱ转录而来并经多聚腺苷酸化，但其缺乏重要的开放阅读框，不能编码蛋白质［1］。与其他非编码RNA相比较，lncRNA具有“三多”的特点，即类型多、作用模式多和数量多。其保守性相对较差，极易受到进化压力的影响。lncRNA是一个宽泛的定义，包括不同类型的RNA转录物、enhancer RNAs、核仁小分子RNA（snoRNA）、长链基因间非编码RNA（large intergenic non-codingRNA，lincRNA）、反义长链非编码RNA。根据lncRNA的分子功能可将其分为信号分子（signal molecule）、诱饵分子 （decoy molecule）、引导分子（guide molecule）和骨架分子（scaffold molecule）4类［2］。研究表明，lncRNA的功能涉及基因调控的各个方面，包括剂量补偿效应（dosage compensation effect）、基因印迹、表观遗传调控、核质转运、转录调控、mRNA的剪切和翻译。借此，lncRNA参与到细胞增殖、凋亡、分化、保持多能性等一系列广泛的生物进程中。在此过程中，其既可以抑制蛋白编码基因的表达，亦可活化某些蛋白编码基因表达［3-4］。目前，越来越多的证据证明lncRNA、微小RNA（miRNA）、mRNA之间存在相互作用关系。这种基因网络的建立也帮助我们更深入研究lncRNA的功能及作用通路开辟新的视角。

大量研究表明，lncRNA具有不同的亚细胞定位，所起作用各不相同。通常lncRNA可以定位在核内或细胞质中，有些lncRNA表现出独特的定位模式，并因此分类出新的亚细胞区室，同时也有很多lncRNA仅在组织分化发育的特定阶段表达，并具有明显的组织细胞特异性［5］。随着全基因组分析技术的发展，越来越多的证据揭示了lncRNA的各种生物学调控功能，一些异常表达的lncRNA也与妇科恶性肿瘤产生了密切的联系并且多以lncRNA上调为主。现就lncRNA在妇科相关肿瘤发生、发展过程中的作用进行综述。

1　lncRNA在子宫颈癌中的表达

子宫颈癌的发生是一个由癌前病变发展至浸润癌的多步骤癌变过程。然而，宫颈上皮内瘤变（CIN）进展为宫颈癌的机制现在仍不清楚。研究表明，在CIN组织中发现有许多差异性表达的lncRNA。Gibb等［6］利用由宫颈组织样本建立起来的长序列基因表达分析（long serial analyses of gene expression，LSAGE）系统，提供了第一个宫颈组织lncRNA表达谱。他们通过对研究数据的分析认为，CIN不同分级的区别可能由差异性表达的lncRNA调控，并且有部分lncRNA在CIN中具有相同的功能，可以通过对这些差异性表达lncRNA的筛选以及分子功能的研究，进一步明确癌变进程的发展。在近期的一份研究中，Feigenberg等［7］将视点放在了H19基因的表达及其作用机制上，并在体外实验中取得了较为欣喜的结果。H19基因的编码产物是目前公认的lncRNA，在多种癌症中发挥重要作用。Feigenberg等［7］通过对CINⅢ的研究发现，H19基因仅在病变区域的宫颈上皮内表达，同时对宫颈癌组织进行的逆转录聚合酶链反应（RT-PCR）也表明有H19基因的表达。另外，他们还进行了体外实验并发现，利用H19-白喉毒素A（DTA）表达载体转染的所有癌变细胞株的生长都受到了抑制。这一结果提示了一个针对体外宫颈癌细胞选择性杀灭的有效的新方法。

Guo等［8］经RNA干扰途径对哺乳动物的转移相关肺腺癌转录本 1（metastasis associated lung adenocarcinoma transcript 1，MALAT1）在人宫颈癌细胞株CaSki中的作用进行了研究。最初发现MALAT1在非小细胞肺癌中有高表达并可促进癌细胞转移，为长约7 kb的非编码RNA。Guo等［8］发现抑制MALAT1的表达后，Bcl-2和Bcl-xl的表达下降而Bax的表达增加，并借此调控CaSki细胞的增殖和侵袭。进一步研究表明，MALAT1表达抑制可致细胞周期停滞于G0/G1期，从而使得细胞活力下降。

近期的一项研究发现，lincRNA通过与核不均一核糖核蛋白相互作用，抑制P53信号通路下游基因的表达。而P53作为抑癌基因，在各种应激情况下调控细胞周期进程和细胞凋亡过程［9-10］。也有学者发现，包括lincRNA-p21在内的许多lncRNAs，例如HOX转录反义RNA（HOTAIR）、MALAT1、生长停滞特异性转录本5（GAS5）、母系印迹基因3（MEG3）、INK4位点反义非编码RNA（ANRIL）和细胞周期素D1（CCND1）在DNA损伤诱导的子宫颈癌HeLa细胞凋亡中存在差异性表达［11］。经博来霉素处理过的HeLa细胞中，HOTAIR表达下降了约50％，MALAT1下降了约62.5％。而lincRNA-p21、ncRNA-CCND1 和MEG3的表达则显著上调。同时还发现ANRIL和GAS5只在经射线处理的HeLa细胞中明显上调。此项研究为进一步阐明lncRNA在宫颈癌细胞凋亡中的功能机制奠定了基础，并有利于学者们对肿瘤发生、发展过程中的各种通路机制进行合理的网络联系构建。

MEG3作为肿瘤抑制基因的代表，是一种可在许多正常组织中表达的lncRNA。Qin等［12］对18例子宫颈癌及其邻近无瘤组织样本进行分析，发现无瘤组织中MEG3具有较高表达水平而在癌组织中则明显降低。体外实验表明，MEG3的异位表达可抑制子宫颈癌细胞株HeLa和C-33A的增殖，同时MEG3的敲除促进了高分化宫颈癌HCC94细胞株的生长。进一步研究证实，MEG3的高表达可导致细胞周期G2/M停滞及细胞凋亡。因此，MEG3也有望应用于宫颈癌的临床治疗之中。

从宫颈癌的病因学角度看，人乳头瘤病毒（HPV）感染是已明确的因素，然而lncRNA与HPV之间的作用机制尚未可知。最近的一些研究表明，病毒利用lncRNA调节宿主和（或）病毒基因表达，达到维持利于病毒潜伏或复制的目的［13］。一些lncRNA在病毒感染过程中帮助病毒逃避抗病毒免疫监视，辅助病毒成功复制，而这些都可作为新型抗病毒药物的潜在靶标，也为进一步研究HPV提供了方向。

2　lncRNA在卵巢癌中的表达

随着lncRNA研究成果的不断出现，其在卵巢癌中的作用机制也逐渐进入了学者们的视野。Liu等［14］对具有不同转移潜能的人上皮性卵巢癌中差异表达的lncRNA进行了识别鉴定，并选用同源SKOV3和SKOV3.ip1两种细胞株进行研究，其中后者具有较高的转移浸润能力。该研究通过基因芯片技术检测到4 956种lncRNAs，并发现相较SKOV3细胞株，具有高转移能力的SKOV3.ip1细胞株有约583种lncRNAs表达增加，578种lncRNAs表达下降。进一步的选择性证实研究表明，H19和MALAT1等lncRNAs在高转移能力的SKOV3.ip1细胞株中表达显著下降。这说明，H19和MALAT1对卵巢癌的转移侵袭可能具有抑制性作用。早在20世纪90年代，Tanos等［15］对不同分期级别的浆液性卵巢癌、黏液性卵巢癌中的H19表达情况进行检测。有研究借助原位杂交技术发现，H19在不同分级的大部分浆液性卵巢癌中的表达呈阳性，而在黏液性卵巢癌中的表达仅局限于基质。因此，H19可用于卵巢癌的分类和分级，并有可能成为辅助诊断的肿瘤标记物。

HOTAIR来源于HOXC基因座，是首个被发现具有反式转录调控作用的lncRNA，具有调节基因表观遗传学沉默的作用。崔玲等［16］借助RT-PCR方法检测到HOTAIR在卵巢癌组织中的表达，并提示HOTAIR mRNA在低度分化的卵巢癌组织中的表达明显高于低-中度分化、中-高度分化及高度分化的卵巢癌组织。这一结果表明HOTAIR可能与卵巢癌的发生、转移及预后密切相关。因此，HOTAIR有望成为卵巢癌基因治疗的靶点。

一直以来学者们都认为雌激素（E2）信号通路参与了上皮性卵巢癌（epithelial ovarian cancer，EOC）的发生、发展过程，但是其具体的作用机制并不明确。鉴于此，Qiu等［17］结合lncRNA的研究背景发现，lncRNA在EOC进展的雌激素调节中具有潜在作用。其研究结果表明，在雌激素受体α（ER-α）阳性的EOC SKOV3细胞株中，有115种lncRNAs显著性特异表达。经体外实验证实，所选取lncRNAs中的TC0101441的高表达与淋巴结转移具有相关性，并进一步揭示了TC0101441敲除后，通过对基质金属蛋白酶2（MMP-2）和MMP-3的调节，在一定程度上破坏了雌激素介导的EOC细胞的转移和浸润。这一研究也为设计靶向药物提供了方向。

应激诱导长链非编码转录物5（longstress-induced non-coding transcript 5，LSINCT5）是长约2.6 kb的应激反应性lncRNA。Silva等［18］研究发现其在卵巢癌和乳腺癌中表达显著升高。敲除卵巢癌细胞株OVCAR5中的LSINCT5可导致细胞增殖能力下降，同时lncRNA——核副斑点包装转录本1（nuclear paraspeckle assembly transcript 1，NEAT1）和趋化因子受体4（CXCR4）基因的表达也随之明显下调。研究证实，CXCR4可作为癌症转移和浸润相关的标记物，但LSINCT5在卵巢癌中的具体作用机制还有待进一步摸索。

类固醇受体RNA激活物（steroid receptor RNA activator，SRA）可共激活多种人类性激素受体，是长约0.87 kb的lncRNA。Hussein-Fikret等［19］选取卵巢黏液性囊腺瘤、浆液性囊腺瘤、卵巢颗粒细胞瘤以及正常卵巢组织样本进行SRA表达分析，发现卵巢浆液性囊腺瘤中SRA的表达水平较其他肿瘤类型及正常组织显著增加。同时他们进一步推测SRA的高表达对卵巢浆液性囊腺瘤发病机制的探索十分重要，并提出雌激素特异性受体拮抗剂可能对这一类肿瘤不太有效，因为SRA的高表达可能提供一种拮抗激动剂。

X染色体失活特异转录子（inactiveXchromosomespecific transcripts，XIST）是一类介导表观遗传学中X染色体失活的经典lncRNA。Huang等［20］发现XIST在复发性卵巢癌中的表达水平较原发性卵巢癌有显著下调，并证实其表达水平和卵巢癌细胞株对紫杉醇的敏感性之间具有显著相关性。进一步对21例卵巢癌术后化疗患者的复发和XIST的表达情况间的对比分析显示，XIST的表达与化疗敏感度呈正相关。这一研究结果提示，XIST的表达可能成为卵巢癌患者化疗反应的潜在标记物。

3　lncRNA在子宫内膜癌中的表达

近年来，子宫内膜癌的发病率呈现逐年增高的趋势，但其病因仍不明确。对lncRNA在子宫内膜癌中的研究也相对较少。有研究表明，正常的子宫内膜上皮中H19基因不表达，然而在其间质细胞、不典型增生的子宫内膜以及子宫内膜癌中均有H19基因的表达，并且与子宫内膜癌的组织学分级相关［21-22］。该研究还发现H19基因的表达水平与肿瘤转移、子宫肌层浸润显著相关，并可能受雌孕激素浓度、局部微环境、子宫内膜上皮分泌因子等因素的影响，但无论上皮细胞的P53是野生型还是突变型，H19基因都不受P53调控。这些研究发现有可能帮助学者们找到新型子宫内膜癌病理学标记物，并表明不典型增生的子宫内膜中H19基因的表达量可能是其进展为子宫内膜癌的预测指标。

人第10号染色体缺失的磷酸酶及张力蛋白同源的基因（phosphatase and tensin homologue deleted on chromosome ten，PTEN） 与其非编码假基因PTENP1在其他类型癌症中的相互调控机制已有报道，发现PTENP1可以通过与PTEN mRNA竞争结合miRNAs从而调控PTEN mRNA的功能，进而在一定程度上发挥抑制癌细胞生长的作用［23］。Ioffe等［24］证实，在正常子宫内膜和子宫内膜癌样本中均可检测到PTEN和PTENP1的表达，且两样本中PTENP1的表达水平与PTEN呈正相关。但由于子宫内膜癌组织样本量（61例）相对较小，PTENP1阳性组与PTENP1阴性组之间的PTEN基因表达差异并没有统计学意义。因此，PTENP1在子宫内膜癌中的功能机制还需要更深层次的研究。

4　总结与展望

借助新一代测序技术及生物信息学技术的发展，学者们对lncRNA的探索取得了初步成果，但针对发挥重要生物学作用的lncRNA高级结构的研究仍存在技术瓶颈。目前，妇科恶性肿瘤在预防、诊断、治疗以及特异性标记物的选择方面均缺乏专一、有效且具有较好临床意义的新方法、新手段，而lncRNA的功能及其部分作用机制的发现为妇科恶性肿瘤研究带来了新突破。当然，除了继续寻找与妇科恶性肿瘤相关的lncRNA以外，其通过哪些通路调节妇科肿瘤的发生以及与mRNA、microRNA等之间基因调控网络的建构关系等尚待进一步研究和阐明。同时，lncRNA是否参与体内HPV等致癌病毒DNA的转录及其与宿主DNA的整合过程都是期待解决的问题。lncRNA的神秘面纱终究会随着技术的进步和深层研究的不断开展而逐层揭开。

［1］Wu Q，Kim YC，Lu J，et al.Poly A-transcripts expressed in HeLa cells［J］.PLoS One，2008，3（7）：e2803.

［2］Wang KC，Chang HY.Molecular mechanisms of long noncoding RNAs［J］.Mol Cell，2011，43（6）：904-914.

［3］Maruyama R，Suzuki H.Long noncoding RNA involvement in cancer［J］.BMB Rep，2012，45（11）：604-611.

［4］Nagano T，Fraser P.No-nonsense functions for long noncoding RNAs［J］.Cell，2011，145（2）：178-181.

［5］祁磊，苗俊英.长非编码RNA［J］.生命的化学，2011，31（3）：378-384.

［6］Gibb EA，Becker-Santos DD，Enfield KS，et al.Aberrant expression of long noncoding RNAs in cervical intraepithelial neoplasia［J］.Int J Gynecol Cancer，2012，22（9）：1557-1563.

［7］Feigenberg T，Gofrit ON，Pizov G，et al.Expression of the h19 oncofetal gene in premalignant lesions of cervical cancer:a potential targeting approach for development of nonsurgical treatment of highrisk lesions［J］.ISRN Obstet Gynecol，2013，2013：137509.

［8］Guo F，Li Y，Liu Y，et al.Inhibition of metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1 in CaSki human cervical cancer cells suppresses cell proliferation and invasion［J］.Acta Biochim Biophys Sin（Shanghai），2010，42（3）：224-229.

［9］Huarte M，Guttman M，Feldser D，et al.A large intergenic noncoding RNA induced by p53 mediates global gene repression in the p53 response［J］.Cell，2010，142（3）：409-419.

［10］Zhang A，Zhou N，Huang J，et al.The human long non-coding RNARoR is a p53 repressor in response to DNA damage［J］.Cell Res，2013，23（3）：340-350.

［11］Özgür E，Mert U，Isin M，et al.Differential expression of long noncoding RNAs during genotoxic stress-induced apoptosis in HeLa and MCF-7 cells［J］.Clin Exp Med，2013，13（2）：119-126.

［12］Qin R，Chen Z，Ding Y，et al.Long non-coding RNA MEG3 inhibits the proliferation of cervical carcinoma cells through the induction of cellcyclearrestandapoptosis［J］.Neoplasma，2013，60（5）：486-492.

［13］Sullivan CS.New roles for large and small viral RNAs in evading host defences［J］.Nat Rev Genet，2008，9（7）：503-507.

［14］Liu SP，Yang JX，Cao DY，et al.Identification of differentially expressed long non-coding RNAs in human ovarian cancer cells with different metastatic potentials［J］.Cancer Biol Med，2013，10（3）：138-141.

［15］Tanos V，Prus D，Ayesh S，et al.Expression of the imprinted H19 oncofetal RNA in epithelial ovarian cancer［J］.Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol，1999，85（1）：7-11.

［16］崔玲，谢晓砚，王和，等.长链非编码RNA HOTAIR mRNA在卵巢癌中的表达［J］.四川大学学报（医学版），2013，44（1）：57-59.

［17］Qiu J，Ye L，Ding J，et al.Effects of oestrogen on long noncoding RNA expression in oestrogen receptor alpha-positive ovarian cancer cells［J］.J Steroid Biochem Mol Biol，2014，141:60-70.

［18］Silva JM，Boczek NJ，Berres MW，et al.LSINCT5 is over expressed in breast and ovarian cancer and affects cellular proliferation［J］.RNA Biol，2011，8（3）：496-505.

［19］Hussein-Fikret S，Fuller PJ.Expression of nuclear receptor coregulators in ovarian stromal and epithelial tumours［J］.Mol Cell Endocrinol，2005，229（1/2）：149-160.

［20］Huang KC，Rao PH，Lau CC，et al.Relationship of XIST expression and responses of ovarian cancer to chemotherapy［J］.Mol Cancer Ther，2002，1（10）：769-776.

［21］Tanos V，Ariel I，Prus D，et al.H19 and IGF2 gene expression in human normal，hyperplastic，and malignant endometrium［J］.Int J Gynecol Cancer，2004，14（3）：521-525.

［22］Lottin S，Adriaenssens E，Berteaux N，et al.The human H19 gene is frequentlyoverexpressedinmyometriumandstromaduring pathological endometrial proliferative events［J］.Eur J Cancer，2005，41（1）：168-177.

［23］Poliseno L，Salmena L，Zhang J，et al.A coding-independent function of gene and pseudogene mRNAs regulates tumour biology［J］.Nature，2010，465（7301）：1033-1038.

［24］Ioffe YJ，Chiappinelli KB，Mutch DG，et al.Phosphatase and tensin homolog（PTEN）pseudogene expression in endometrial cancer:a conserved regulatory mechanism important in tumorigenesis？［J］.Gynecol Oncol，2012，124（2）：340-346.

Correlation Study between Long Non-Coding RNA and Gynecological Malignant Tumor

SHANG Chun-liang，YAO Shuzhong.
Department of Obstetrics and Gynecology，The First Affiliated Hospital of Sun Yat-sen University，Guangzhou 510080，China

2014-06-18）

［本文编辑王昕］

中山大学5010研究计划项目（2007010）

510080中山大学附属第一医院妇产科

姚书忠，E-mail：YAO Shu-zhong，E-mail：yszlfy@163.com

△审校者