长链非编码RNA与乳腺癌耐药研究

王月月 杨清玲 陈昌杰★

长链非编码RNA与乳腺癌耐药研究

王月月1杨清玲2陈昌杰2★

长链非编码RNA（long non⁃coding RNA，lncRNA）是一类转录本长度超过200个核苷酸功能性的RNA分子，本身不具有编码蛋白质的能力，在表观遗传学水平、转录水平、转录后水平上发挥重要的调控作用。以往研究者们对lncRNA与肿瘤发生发展的关系进行了大量的研究。目前，学者们聚焦于lncRNA与肿瘤耐药机制的研究，本文结合近几年国内外最新报道，对lncRNA诱导乳腺癌耐药机制进行汇总，旨在为乳腺癌治疗寻找新的靶标和诊疗思路。

长链非编码RNA；乳腺癌；耐药

癌症是世界范围内导致死亡的最常见原因，也是我国居民病死率较高的疾病之一。随着医疗水平的不断提升，人们迫切地希望肿瘤能够被早期发现、早期诊断、早期治疗。但在肿瘤治疗过程当中，耐药的出现为其医治增添了难度。长链非编码RNA（long non⁃coding RNA，lncRNA）的发现为缓解耐药找到了新的切入点，它是一类转录本长度超过200个核苷酸且自身不具有编码蛋白质功能的RNA分子，在表观遗传学、转录水平与转录后水平上发挥重要的调控作用［1］。多种长链非编码RNA参与肿瘤生长、浸润、转移、复发和耐药等过程［2⁃3］。在本综述中，我们着重强调长链非编码RNA与肿瘤耐药特别是乳腺癌耐药的相关关系及潜在机制，并讨论其作为诊断、预后标志物和治疗靶标的潜在临床价值。

1 lncRNA与肿瘤相关研究进展

当今社会肿瘤严重危害着人类的健康，其发病率和死亡率逐年上升，人们迫切需要在分子水平上找到肿瘤治疗的新靶点来提高治疗效果，降低发病率和死亡率。lncRNA由Okazaki等人首次在小鼠的DNA转录产物中发现，它是一类转录本长度超过200个核苷酸的RNA分子，其本身不具有开放阅读框架，不能被翻译成相应的蛋白产物，过去被认为是无功能的“转录噪声”［4⁃5］。尽管它不是人类转录组件中的重要组成部分，但是其在肿瘤细胞的发生、发展中发挥着重要的调控作用。

Mei等［6］研究表明 lncRNAGAS5通过抑制非 小细胞肺癌（non⁃small cell lung carcinoma，NSCLC）中miR⁃23a的表达而抑制肿瘤的发生。他们注意到GAS5在NSCLC细胞中表达下调且与miR⁃23a的表达呈负相关。荧光素酶报告实验分析表明GAS5与miR⁃23a直接发生相互作用并反向调控其表达。miR⁃23a的过表达明显促进NSCLC细胞的增殖和侵袭，而过表达GAS5则抑制NSCLC细胞的增值和侵袭能力并促进肿瘤细胞的凋亡。此外，异体裸鼠成瘤实验进一步证实上调的GAS5会通过损害裸鼠移植肿瘤细胞的miR⁃23a的表达而抑制其生长。Bao等人［7］证明lncRNA作为一种潜在的生物标记物可用于预测膀胱移形细胞癌患者的生存期。多因素COX回归分析显示lncRNA的预后预测能力独立于其他临床变量，提示AC005682.5、CTD⁃2231H16.1、CTB⁃92J24.2、RP11⁃727F15.13这4种lncRNA可能参与了膀胱移形细胞癌相关信号通路的调控。Zhao等人［8］证明lncRNATUG1通过抑制MCF⁃7乳腺癌细胞中的miR⁃9进而促进细胞增殖，下调TUG1的表达则抑制细胞周期进程，促进细胞凋亡。Zhang等人［9］运用基因表达数据分析了3种不同时期的神经胶质瘤中lncRNAHOTAIR在预后和分子亚型方面的作用，以探讨其与肿瘤之间的关系。他们的研究数据阐明HOTAIR作为一种重要的lncRNA分子，参与神经胶质瘤患者的预后，同时也是识别神经胶质瘤亚基的一种生物标记物，在细胞周期进程中发挥着重要的调控作用。此外，HOTAIR过表达也与乳腺癌细胞的转移和侵袭有关［10］，可作为诊断癌症患者生存期的预测因子。这些研究表明HOTAIR在肿瘤发生的分子机制中占有重要的地位，并且它也可能成为肿瘤治疗的新靶点。目前，尚有许多lncRNA可作为新型的生物标记物，辅助诊断各类癌症，为今后的肿瘤治疗寻找新的靶点提供方向。

此外，沈素朋等人［11］应用逆转录⁃聚合酶链式反应（reverse transcription⁃polymerase chain reac⁃tion，RT⁃PCR）甲基化特异性聚合酶链反应等检测DNA甲基化转移酶抑制剂5⁃氮杂⁃2’⁃脱氧胞苷处理前后食管鳞状细胞癌（esophageal squamous cell carcinom，ESCC）细胞系以及ESCC组织及相应癌旁正常组织中XLOC_008370的表达情况，结果提示XLOC_008370基因在ESCC组织中的低表达与启动子区甲基化在ESCC的发生发展中具有重要作用，且XLOC_008370启动子区高甲基化可能是导致该基因在ESCC组织中表达下降的主要机制之一。梁佳等人［12］的研究进一步阐明了导致XLOC_002319基因在ESCC中表达下降的表观遗传学机制。XLOC_002319基因在组织中的表达明显低于食管上皮内瘤变及癌旁正常组织，且启动子区甲基化可能是导致该基因在ESCC组织中表达下降的重要机制之一。以上研究结果说明lncRNAXLOC有望在肿瘤的诊断和预后中成为新的分子靶标。

2 lncRNA与肿瘤耐药相关研究进展

目前，肿瘤治疗的手段主要有外科手术治疗、放疗、化疗、生物疗法等，其中，化学药物治疗一直是肿瘤治疗的重中之重。但是在肿瘤化疗过程中常常产生耐药性。耐药的产生明显降低了化疗的疗效，最终可能导致化疗失败。从非编码基因方向研究肿瘤耐药的形成机制或许将成为攻克肿瘤耐药的一个崭新的突破点。

在胃癌的相关研究中，张哲等［13⁃14］通过实时定量聚合酶链式反应（quantitative real time poly⁃merase chain reaction，qRT⁃PCR）、3⁃（4，5⁃二甲基噻唑⁃2）⁃2，5⁃二苯基四氮唑溴盐（3⁃（4，5⁃di⁃methyl⁃2⁃thiazolyl）⁃2，5⁃diphenyl⁃2⁃H⁃tetrazolium bromide，MTT）法、Western blot等技术发现 ln⁃cRNAUCA1在胃癌耐药细胞表达显著升高，干扰UCA1表达可明显逆转胃癌耐药，因此UCA1可作为治疗胃癌耐药的重要分子靶标。随后该课题组筛选了一批在胃癌耐药细胞高表达的lncRNA分子，探讨了UCA1在胃癌细胞中的表达情况及对胃癌多药耐药的影响。通过分析发现UCA1通过结合let⁃7，降低了let⁃7对耐药相关基因HMGA2的抑制作用，间接导致了HMGA2表达上升，促进胃癌细胞产生多药耐药的情况。该研究从非编码基因相互作用的角度阐明了lncRNA与胃癌耐药的机制，可以此为作用靶点逆转肿瘤耐药。王颖等人［15］通过高通量lncRNA芯片技术首次发现ln⁃cRNADMTF1v4通过促进细胞膜P⁃糖蛋白的表达致使P⁃糖蛋白相关化疗药物外排增多从而产生耐药。从转录水平上揭示了胃癌耐药细胞系P⁃糖蛋白表达上调的新机制，为逆转胃癌细胞耐药提供了新的靶点。此外在肾癌的相关研究中，曲乐［16］提出lncRNAARSR既可作为治疗肾癌药物舒尼替尼耐药的潜在靶点，也可作为预测肾癌患者对舒尼替尼敏感性的标志物，为肾癌个性化靶向治疗提供了新的思路和视角。在卵巢癌的治疗中，顺铂是其当今主要的化疗药物，杨丽娜等人［17］研究发现顺铂对细胞的选择压力迫使细胞lncRNA表达水平上升，降低了Bax/bcl⁃2的比率，抑制癌细胞凋亡，促进癌细胞存活并诱导顺铂耐药的发生。另一方面，通过siRNA降低了lncRNA的表达，Bax/bcl⁃2比率上调，使得顺铂耐药在一定程度上得到缓解，这种机制为今后逆转顺铂耐药提供了新的解决途径。在神经胶质瘤相关研究中，刘彦廷等人［18］在裸鼠皮下成瘤动物模型中发现，将lncRNARP11⁃838N2.4过表达的神经胶质瘤细胞接种于裸鼠皮下，其生长速度变缓，瘤体重量变轻。这些结果提示lncRNARP11⁃838N在治疗神经胶质瘤的过程中具有潜在的应用价值。lncRNAMEG3作为一种抑癌基因，在肺腺癌中呈现低表达状态。Liu等［19］经过微阵列和qRT⁃PCR等技术分析表明MEG3过表达启动P53和Bcl⁃X诱导的线粒体凋亡途径在体内或体外增强癌细胞对化疗的敏感性，进而抑制癌细胞增值，促进其凋亡。

3 lncRNA与乳腺癌耐药相关研究进展

乳腺癌是女性常见恶性肿瘤，发病率和死亡率呈逐年上升的趋势［20］。获得性耐药是治疗乳腺癌过程中的一大阻碍［21］。近几年来，长链非编码RNA在乳腺癌研究中占据越来越重要的地位，但其与乳腺癌耐药的机制研究尚不完全清楚。以下主要介绍几种与lncRNA相关的乳腺癌耐药情况。

3.1 lncRNA与他莫昔芬耐药

约70%雌激素受体阳性的乳腺癌患者对激素疗法敏感，他莫昔芬目前是一种良好的抗雌激素受体的药物。尽管该药的使用提高了患者的整体生存率，但他莫昔芬耐药的出现使复发率和死亡率逐年上升。Meijer等人［22］通过基因功能性筛查发现lncRNABCAR4表达上调与雌激素受体阳性乳腺癌发生密切相关。由ERBB2/ERBB3信号介导［23］的lncRNABCAR4异常表达诱导他莫昔芬耐药，促进乳腺癌细胞生长。Cai等［24］人发现下调lncRNACCAT2的表达可促进耐他莫昔芬细胞株对他莫昔芬的敏感性，抑制癌细胞增殖，诱导其凋亡，此研究可为临床提供一种新的治疗方法。蔡加琴等人［25］进一步发现lncRNAH19在他莫昔芬耐药乳腺癌细胞中高表达，而下调其表达可减弱耐他莫昔芬乳腺癌细胞的侵袭能力，因此H19将可能成为未来治疗耐他莫昔芬乳腺癌转移的药物靶点。此外，lncRNAH19的高表达与乳腺癌细胞耐紫杉醇密切相关。

3.2 lncRNA与紫杉醇耐药

紫杉醇是从红豆杉树皮中提取的植物性抗肿瘤药物，通过影响细胞的有丝分裂，导致细胞死亡，对乳腺癌有着较好的治疗效果［26］，是乳腺癌一线化疗药物，但耐药的发生常致使化疗失败。Si等人［27］的实验数据表明紫杉醇治疗雌激素受体阳性乳腺癌时，lncRNAH19通过抑制前凋亡基因BIK和NOXA的转录而抑制癌细胞凋亡，故ERα⁃H19⁃BIK信号网络在乳腺癌耐药机制中发挥了重要的调控作用。因此，通过改变ERα而改变ln⁃cRNAH19的水平来调节耐药癌细胞的凋亡这一途径可能作为逆转紫杉醇耐药的切入点。此外，有研究发现［28］与细胞周期密切相关的 lncRNAAK124454和参与代谢通路的lncRNAHIF1A⁃AS2可促进三阴性乳腺癌细胞增殖并可能导致紫杉醇耐药，而mRNA⁃lncRNA调控网络可有望成为治疗三阴性乳腺癌耐药的理想靶点并实现个体化治疗。

3.3 lncRNA与5⁃氟尿嘧啶耐药

5⁃氟尿嘧啶被广泛用于治疗乳腺癌，但癌细胞通常产生5⁃氟尿嘧啶耐药。lncRNANEAT1作为乳腺癌的不良预后因子，在乳腺癌细胞中通过miR⁃129/ZEB2诱发上皮间质转化和5⁃氟尿嘧啶耐药［29］。若下调lncRNANEAT1可促进癌细胞对化疗的敏感性，因此它可能成为新型肿瘤诊断标记物和治疗靶点。此外，Redis等［30］人研究发现下调lncRNACCAT2会降低乳腺癌细胞对5⁃氟尿嘧啶的敏感性，但具体的调控机制尚不完全清楚。

4 小结与展望

本文总结了lncRNA与肿瘤及肿瘤耐药尤其是乳腺癌耐药发生发展的关系。lncRNA作为一种潜在的靶标基因，受许多基因表达的调控，影响肿瘤治疗效果引发耐药。随着转录组序列分析技术和生物信息技术的迅速发展，大量lncRNA与肿瘤耐药机制相继被发现。当然，lncRNA的空间结构与功能尚不完全清楚，这就为乳腺癌治疗设计出靶向lncRNA分子带来了新的挑战。尽管早期阶段乳腺癌耐药令人束手无策，目前也无大量方法可以彻底解决这一难题，但随着研究者对lncRNA调控耐药机制的逐步探索，相信逆转乳腺癌耐药将指日可待。

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Study on long non⁃coding RNA and breast cancer drug resistance

WANG Yueyue1，YANG Qingling2，CHEN Changjie2★
（1.Clinical Testing and Diagnose Experimental Center，Bengbu Medical College，Bengbu，Anhui，China，233000；2.Department of Biochemistryamp;Molecular Biology；Bengbu Medical College，Bengbu，Anhui，China，233000）

Long non⁃coding RNA(lncRNA)is a class of functional RNA molecules with a length of more than 200 nucleotides,which does not have the ability to encode proteins.IncRNA plays an important role in the regulation of epigenetic,transcriptional and post transcriptional levels.Previously,researches have investigated the relationship between lncRNA and tumorigenesis.Recently,most of studies focus on the mechanisms of lncRNA and tumor resistance.In this review,the mechanisms of lncRNA inducing breast cancer resistance were summarized and discussed,in order to find a new target or strategy for the diagnosis and treatment of breast cancer.

Long non⁃coding RNA;Breast cancer;Drug resistance

安徽省教育厅自然科学重大项目（KJ2015ZD29，KJ2016SD37）；安徽省自然科学基金（1508085MH159）；安徽省高校学科(专业)拔尖人才学术资助重点项目（gxbjZD2016069）；安徽省蚌埠市科技计划项目（20150309）。

1.蚌埠医学院临床检验诊断学实验中心，安徽，蚌埠233000

2.蚌埠医学院生物化学与分子生物学教研室，安徽，蚌埠233000

★通讯作者：陈昌杰，E⁃mail：tochenchangjie@163.com