长链非编码RNA与乳腺癌侵袭转移相关性研究进展

苏薇，张瑾

综述

长链非编码RNA与乳腺癌侵袭转移相关性研究进展

苏薇，张瑾△

长链非编码RNA（lncRNA）是一类长度大于200 nt，不具备编码蛋白质能力的功能性RNA分子。研究发现，lncRNA的异常表达与乳腺癌的进展关系密切，部分lncRNA参与调控乳腺癌侵袭转移的过程。本文对乳腺癌中异常表达的lncRNA及其与乳腺癌侵袭转移的相关性进行综述，以期为乳腺癌的诊疗提供新的思路。

长链非编码RNA；乳腺癌；肿瘤侵润；肿瘤转移；分子标志物；综述

据《2013中国肿瘤登记年报》的最新统计显示，中国乳腺癌每年新发病例约21万，位居女性恶性肿瘤第一位。研究发现，在人类基因组中，蛋白质编码序列仅占人类基因组序列总长度的1.5%，而在不编码蛋白质的序列中，多数序列可被转录成为RNA，这些RNA分子统称为非编码RNA （ncRNA）［1］。依据ncRNA所含碱基数量的多少，分为短链非编码RNA（sncRNA）、中链非编码RNA（mncRNA）及长链非编码 RNA（lncRNA）。到目前为止，已经发现 8 000多种lncRNA，部分lncRNA在人体内的异常表达与包括乳腺癌在内的多种恶性肿瘤的发生、发展关系密切［2］。了解并研究lncRNA与乳腺癌侵袭转移的关系，将有望以其作为治疗靶点及生物标志物，控制乳腺癌转移，提高患者生存质量，具有良好的临床应用前景。

1 lncRNA概述

lncRNA是一类长度大于200 nt的不具备编码蛋白质能力的功能性RNA分子，参与调控细胞内多种生物学过程，在20世纪90年代，XIST及H19等经典的lncRNA即被发现［3］。lncRNA可能的来源包括：（1）蛋白质编码基因的结构中断。（2）染色质重组。（3）非编码基因通过逆转录转座子进行复制的产物。（4）非编码RNA发生相邻的串联复制。（5）基因组中转座因子的插入产生功能性非编码RNA［4-5］。根据lncRNA在基因组中相对于蛋白质编码基因的位置，将其分为5类：正义型（sense lncRNA）、反义型（antisense lncRNA）、双向型（bidirectional lncRNA）、基因内型（intronic lncRNA）、基因间型（intergenic lncRNA）［4］。现有的研究结果显示，lncRNA的主要功能包括：（1）转录干扰。（2）染色体重排及组蛋白修饰。（3）选择性剪接序列的修饰。（4）改变蛋白质功能及调节活性。（5）调节蛋白亚细胞定位。（6）小RNA的构建［6］。现已有上千种lncRNA参与调控哺乳动物基因表达，在多种恶性肿瘤中均有lncRNA异常表达的报道，其对人类疾病进程的影响越来越突出。

2 乳腺癌中异常表达的lncRNA

目前已在乳腺癌细胞及组织中发现多种异常表达的lncRNA，它们在乳腺癌细胞增殖、凋亡、侵袭、转移及药物敏感性等方面发挥重要作用。乳腺癌中常见的异常表达lncRNA及其主要作用，见表1。

3 乳腺癌侵袭转移相关的lncRNA

恶性肿瘤发生侵袭及转移的过程涉及多个步骤，包括多种基因调节的异常改变。与乳腺癌原发瘤相比，转移灶中多种lncRNA的含量往往发生显著改变，且表达水平的改变与发生转移的情况及患者预后常具有相关性。lncRNA通过表观修饰调节、转录及转录后水平调节、翻译水平调节等多种途径调控肿瘤侵袭转移的过程，可影响肿瘤生长、血管形成、细胞黏附等生物学过程。以下介绍几种目前研究较为明确的与乳腺癌侵袭转移相关的lncRNA。

3.1 HOTAIR HOX转录反义基因间RNA（HOTAIR），由12号染色体HOXC基因座转录。其在乳腺癌原发灶及转移灶中表达均异常升高，增强乳腺癌细胞的侵袭能力，与乳腺癌疾病进展关系密切［11］。HOTAIR含有2个主要功能域：5′端功能域与多梳蛋白复合物2（PRC2）结合，3′端功能域与LSD1/CoREST/REST H3K4复合物结合，桥接两种复合物继而导致基因沉默［25］。异常表达的HOTAIR诱导基因组对PRC2重新定位，引起H3组蛋白的第27位赖氨酸（H3K27）甲基化改变；同时导致一些基因异常表达，如连接黏附分子2（JAM2）、细胞黏附分子原钙黏素（PCDH）、肝配蛋白受体1 （EPHA1）等，从而通过影响细胞间黏附、肿瘤血管生成等增加肿瘤细胞侵袭转移的能力，其在乳腺癌原发瘤中的表达水平是最终发生转移和死亡的有力预测指标［11］。Sorensen等［26］在对164例原发乳腺癌患者的回顾性研究中发现，HOTAIR在发生转移与未发生转移患者组织中存在差异表达，且高表达HOTAIR的原发乳腺癌患者预后不良；但在雌激素受体（ER）阴性的肿瘤组织中，未能检测到对预后有价值的HOTAIR表达。可见HOTAIR为乳腺癌ER阳性的独立预后因素，高表达提示高转移风险及不良预后。

3.2 H19 H19基因全长2.5 kb，含有5个外显子和4个内含子，是最早被鉴定的印迹基因，仅由母系等位基因表达。在多种实体瘤中可观察到H19的异常表达，且具有抑癌与促癌的双重作用。多数乳腺癌组织较正常组织高表达H19，且发现其与ER及孕激素受体（PR）存在关联性，参与乳腺肿瘤形成的过程受到缺氧诱导因子（HIF）-1α、p53、E2F1等因素调节，影响乳腺癌细胞增殖、侵袭等过程［12］。Matouk等［13］在人类子宫内膜癌、胆管癌、乳腺癌等恶性肿瘤原发灶及转移灶检测中发现，H19在肿瘤常见的转移部位（如肺、肝、脑、骨等）均有较高表达，而与原发瘤起源无关；在小鼠模型中H19的表达水平与乳腺癌细胞的转移潜能显著相关。

Tab.1 The common abnormally expressed lncRNAs in breast cancer表1 乳腺癌中常见的异常表达lncRNAs

3.3 lincRNA-ROR lincRNA-ROR在诱导性多能干细胞（iPSCs）中首次发现［19］。基因全长2.6 kb，位于18号染色体，包含4个外显子。有研究表明，lincRNA-ROR在乳腺癌组织中表达异常升高，其通过阻止miR-205靶基因ZEB2的下调，诱导上皮-间质转化（EMT）发生，使乳腺癌细胞获得干细胞潜能，增加细胞迁移和侵袭能力；同时，体内实验表明，沉默ROR可有效抑制乳腺肿瘤生长及肺转移［19］。Zhang等［20］发现，LincRNA-ROR可通过与人异质性胞核核糖核蛋白I （hnRNP I）相互作用，抑制抑癌基因p53，从而影响DNA损伤修复、细胞周期进程、分化、细胞生长、衰老及凋亡等过程，成为p53介导的肿瘤抑制网络中的重要部分。

3.4 BCYRN1（BC200） 脑胞质RNA1（BCYRN1），长度为200 nt。其在浸润性乳腺癌中高表达，而在正常乳腺组织及良性病变组织中无显著表达，且经敏感性与特异性数据分析证实BC200可作为浸润性乳腺癌具有诊断能力的分子标志物；此外，在浸润性导管癌中BC200高表达与高核分级相关，表明BC200的存在可能成为肿瘤进展的预后指标［7］。

3.5 MALAT-1 肺腺癌转移相关转录本-1（MALAT-1），可与mRNA前体剪接体相互作用，其异常表达可影响细胞周期及凋亡［17］。MALAT-1在多种肿瘤细胞，包括乳腺癌细胞中高表达。Zhao等［27］发现高浓度17β-雌二醇（E2）在ER阳性及ER阴性乳腺癌细胞中均可影响细胞增殖、侵袭及转移，因其降低了下游靶点MALAT-1的表达水平，从而抑制MALAT-1对乳腺癌细胞增殖及侵袭转移的影响。

3.6 LOC554202 Augoff等［28］发现一种新型 lncRNA，即LOC554202，是miR-31的宿主基因。miR-31及LOC554202在三阴型乳腺癌中受到启动子高甲基化调节，引起基因表达异常，影响癌细胞的侵袭转移。Shi等［15］发现LOC554202在乳腺癌组织中表达显著升高，且与肿瘤大小及临床分期具有相关性；此外，LOC554202还可影响细胞周期及细胞凋亡，促进细胞增殖，增加细胞侵袭迁移能力；小鼠模型实验表明其对于肿瘤生长具有明显促进作用。

3.7 类固醇受体RNA激活因子（SRA） 起初认为，SRA是以非编码RNA形式存在并激活类固醇激素受体，后来发现也存在编码的SRA-RNA，通过转录获得类固醇激素受体共激活蛋白质（SRAP）发挥作用，SRA的2种作用形式之间存在某种平衡，这种平衡的调节可以改变乳腺癌细胞的生长，描述特定肿瘤表型，同时也可调节特定基因的表达，参与乳腺癌肿瘤形成与转移进展的过程［29］。SRA非编码RNA分子长度875 nt，可激活多种人类激素受体，其在乳腺癌中高表达，与ER受体及PR受体关系密切，参与乳腺癌细胞浸润及转移的过程，干扰其表达可降低细胞侵袭能力；同时，SRA还与其他多种生物学功能相关，包括细胞增殖、凋亡、类固醇生成、肌细胞生成及骨骼肌分化等［21，30］。

4 结语

随着分子生物学技术的不断进步，越来越多lncRNA被发现，其对肿瘤的调控作用逐渐明确。lncRNA功能涉及许多重要的抑癌与促癌通路，包括与经典的抑癌基因RB基因及TP53基因的相互作用，从细胞增殖、凋亡、转移、耐药等途径调控肿瘤的形成与进展。HOTAIR等在乳腺癌中可作为独立预后因素的lncRNA的发现，使其具有成为新的乳腺肿瘤标志物的潜在价值。乳腺癌发生侵袭转移的过程涉及EMT、血管形成等多个步骤，但目前多数lncRNA调控乳腺癌侵袭转移的作用机制尚不明确，且在乳腺癌中的表达缺乏特异性，进一步明确lncRNA对乳腺癌侵袭转移的调控机制，寻找敏感性高、特异性强的分子标志物，将有望使lncRNA检测应用于乳腺癌诊断、预后及治疗。

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（2014-10-11收稿 2014-11-09修回）

（本文编辑 胡小宁）

Progress in correlation of long non-coding RNA with breast cancer invasion and metastasis

SU Wei，ZHANG Jin△
The 3rd Department of Breast Cancer Tianjin Medical University Cancer Institute and Hospital；National Clinical Research Center of Cancer，Tianjin 300060，China；Tianjin Breast Cancer Prevention，Treatment and Research Center；Key laboratory of breast cancer prevention and therapy；Key Laboratory of Breast Cancer Prevention and Therapy，Tianjin Medical University，Ministry of Education，Tianjin 30060，China
△Reviser E-mail:zhangjin@tjmuch.com

Long non-coding RNA（lncRNA）is a group of functional RNA molecules，which is more than 200 nucleotides in length and lacks ability of encoding protein.The current study indicates that the abnormal expression of lncRNA is closely related with breast cancer progression.Some lncRNA takes part in regulating the process of breast cancer invasion and metastasis.This article reviews the abnormal expression of lncRNA in breast cancer and the relevance with breast cancer invasion and metastasis，which is expected to provide new strategy for breast cancer diagnosis and treatment.

lncRNA；breast cancer；neoplasm invasiveness；neoplasm metastasis；molecular marker；review

R737.9

A DOI：10.11958/j.issn.0253-9896.2015.05.030

天津市重大科技专项（工程）项目资助（12ZCDZSY15700）

天津医科大学肿瘤医院乳腺肿瘤三科（邮编300060）；国家肿瘤临床医学研究中心；天津市乳腺癌防治研究中心；天津市肿瘤防治重点实验室；乳腺癌防治教育部重点实验室

苏薇（1988），女，硕士在读，主要从事乳腺肿瘤研究

△审校者 E-mail:zhangjin@tjmuch.com