长链非编码RNA在肿瘤微环境中的调控作用

申美莹 综述 庞 达 审校

肿瘤生长可诱发局部产生炎症反应，帮助机体激活肿瘤免疫应答。然而持续的慢性炎症反应可诱导肿瘤的发生和发展。肿瘤微环境是肿瘤的特征之一，其中浸润的免疫细胞与炎性细胞因子或趋化因子共同构成肿瘤周围免疫微环境。免疫微环境与肿瘤细胞相互作用产生抗肿瘤免疫应答抑制肿瘤生长，同时也能导致肿瘤免疫逃逸促进肿瘤生长。

长链非编码RNAs(Long non-coding RNA，LncRNAs)是转录本长度大于200个核苷酸的一类不编码蛋白质的RNA，其突变或表达异常与恶性肿瘤的发生密切相关[1]。结构上，LncRNAs缺乏显著开放阅读框，具有与mRNAs相似的结构特征，包括5′端帽子、3′端多聚腺苷酸尾、外显子、内含子和剪接位点等序列特征。LncRNAs通过染色质重塑、组蛋白修饰和RNA代谢等多种生物学过程在表观遗传水平、转录水平和转录后水平调控基因的表达。近年来的研究表明，LncRNAs可通过调控肿瘤相关免疫细胞的发育和分化，影响机体抗肿瘤免疫应答；同时也通过调控免疫细胞功能调控免疫相关细胞因子的表达及相关通路，从而影响肿瘤相关免疫微环境。本文就LncRNAs在肿瘤相关免疫微环境中的调控作用进行简要综述。

1 肿瘤免疫微环境

持续的慢性炎症刺激可以诱导基因突变及DNA的损伤，增加了基因组的不稳定性，使机体癌症的发病风险增加[2]。机体首先通过基因修复、老化和细胞凋亡等途径内源性抑制肿瘤发生。同时凋亡细胞释放的危险信号和肿瘤细胞表达的抗原刺激固有免疫和适应性免疫应答，募集和活化NK细胞、巨噬细胞、树突状细胞(Dendritic cell，DC)和T淋巴细胞释放γ干扰素(Interferon-γ，IFN-γ)、肿瘤坏死因子α(Tumor necrosis factor，TNF-α)、白介素(Interleukin，IL)-12和穿孔素等细胞因子外源性抑制肿瘤发生。在炎性环境下残存的肿瘤细胞与适应性免疫细胞相互作用将经历一个平衡期，而后肿瘤细胞与免疫细胞相互作用诱导效应T细胞表达免疫抑制分子PD-1或CTLA-4；诱导免疫调节细胞(Regulatory T cell，Treg)并释放抑制性细胞因子转化生长因子β(Transforming growth factor，TGF-β)和IL10；诱导抗肿瘤作用的I型巨噬细胞(M1)向II型巨噬细胞(M2)极化；募集骨髓来源的抑制性细胞(Myeloid-derived suppressor cell，MDSC)，产生免疫逃逸环境促进肿瘤细胞生长和发展[3]。但是肿瘤微环境中肿瘤细胞与免疫微环境的作用机制尚有待深入研究。

2 LncRNA与肿瘤相关免疫细胞

大量研究已经证明LncRNAs通过影响肿瘤细胞增殖凋亡、肿瘤细胞耐药和肿瘤转移等多种生物学过程，调控肿瘤细胞的发生发展[4]。最近文献报道LncRNAs的异常表达也影响免疫细胞的分化、发育和功能。

2.1 LncRNAs与固有免疫细胞

巨噬细胞可通过分泌TNF-α等细胞因子杀伤或抑制肿瘤细胞。THRIL是TNF-α和hnRNPL相关免疫调节LncRNA。在单核细胞中THRIL通过与hnRNPL相互作用影响TNF-α的转录[5]。此外，在小鼠的巨噬细胞中，lincRNA-EPS可在转录水平限制免疫相关基因表达。诱导小鼠体内巨噬细胞lincRNA-EPS基因缺失后，免疫反应相关基因表达水平相对升高，小鼠表现更剧烈的炎症反应[6]。由此可见，巨噬细胞中LncRNAs可通过调节细胞因子的分泌及免疫相关基因的表达，影响肿瘤免疫微环境中炎症反应的发生。另有研究表明，LncRNA TCONS_00019715在M1型巨噬细胞中的表达要高于M2型巨噬细胞。当敲降巨噬细胞中TCONS_00019715时，M1型巨噬细胞相关标志物减少，同时M2型标志物增多，证明TCONS_00019715在巨噬细胞极化中起着重要作用[7]。因此，外源性诱导LncRNAs的表达增加，可使肿瘤相关巨噬细胞向M1表型转化，从而增强巨噬细胞在肿瘤微环境中的抗肿瘤效应。

DC是哺乳动物免疫系统中功能最强的抗原提呈细胞，能诱导特异性细胞毒性T淋巴细胞(Cytotoxic T lymphocyte，CTL)生成并产生抗肿瘤免疫反应。Cao等[8]发现，lncDC特异性高表达于DC，在DC分化中起着重要调控作用。其机制是lncDC通过抑制STAT3去磷酸化，影响其翻译后修饰，从而促进DC的分化和提高抗原提呈功能。在肿瘤微环境中，lncDC的表达降低导致DC分化能力下降，进而抗原提呈能力减弱，抗肿瘤免疫应答反应能力低下。因此，在肿瘤微环境中LncRNAs可通过调控固有免疫细胞的发育和分化，影响抗肿瘤免疫应答反应。

2.2 LncRNAs与适应性免疫细胞

T淋巴细胞是参与抗肿瘤免疫应答的重要适应性免疫细胞。初始CD4+T细胞在不同的细胞因子诱导下分化为不同亚型的效应细胞。Th1细胞辅助CD8+T细胞分化为CTL参与抗肿瘤免疫反应。研究显示各种T细胞亚型中LncRNA的表达具有高度特异性。C-Maf基因是细胞核内重要的转录因子，对T细胞分化起着重要调控作用。其上游存在一个LncRNA，命名为linc-MAF-4，特异性的高表达于Th1细胞。在体外试验中发现，当敲降初始CD4+T细胞中的linc-MAF-4时，Th1细胞可向Th2细胞分化[9]。因此，linc-MAF-4通过调控Th1细胞发育影响T细胞抗肿瘤免疫应答反应。LincRNA NeST也在Th1细胞分化过程中起调节作用。NeST位于IFN-γ基因附近，表达于CD4+Th1细胞、CD8+T细胞和NK细胞。NeST表达依赖转录因子T-bet和STAT4，顺式调控IFN-γ的表达[10]。LincRNA NeST通过调控IFN-γ的表达影响T细胞抗肿瘤免疫应答反应。研究发现，受T细胞抑制分子CD244诱导表达的lncRAN-CD244，可作用于CD8+T细胞染色质中infg/tnfα基因启动子区域，抑制IFN-γ和TNF-α表达，从而使抗肿瘤免疫能力减弱[11]。Pang等[12]利用高通量测序及基因芯片的方法，发现淋巴细胞特异性的一系列LncRNAs，在CD8+T细胞的各种生物学功能中发挥着作用。

在肿瘤微环境中，Treg细胞及其分泌抑制性细胞因子诱导免疫逃逸环境促进肿瘤细胞生长和发展。Xia等[13]发现Smad3基因上游存在一种非编码RNA lnc-Smad3，在Treg分化发育过程中起调控作用。过表达lnc-Smad3后Treg分化发育受阻，同时Treg分泌的IL-10也显著下降。因此，lnc-Smad3表达可提高抗肿瘤免疫应答反应。

然而，Xiong等[14]发现linc-POU3F3通过增加肿瘤微环境Treg的分布，从而促进胃癌细胞增殖。EGFR阻断剂用于治疗转移性直肠癌和转移性非小细胞肺癌等多种癌症。其作用之一是通过减少Treg增加肿瘤特异性CTL的活性从而抑制肿瘤发展。Lnc-EGFR通过与EGFR结合稳定其活性，激活下游AP-1/NF-AT1通路表达Foxp3，使CD4+T细胞向Treg亚群分化。裸鼠肝癌模型中，外源性诱导过表达lnc-EGFR的CD4+T细胞，肿瘤明显增大，证实lnc-EGFR诱导Treg分化，从而促进肝癌的发生与发展[15]。由此可见，LncRNAs可能通过调节体内Treg分化而参与调控机体的肿瘤免疫逃逸。综上所述，在肿瘤免疫治疗中，这些具有细胞特异性的LncRNAs作为高度特异性的靶向分子能调节T淋巴细胞的功能或诱导其分化，或许成为一种潜在治疗靶点提供新的治疗思路。

3 LncRNAs与炎症相关细胞因子

研究表明，多种炎性细胞因子促进肿瘤发生和发展。IL-6是一种炎症相关细胞因子，能够增强肿瘤生存信号转导通路JAK/STAT的活化。在结肠炎相关癌症中IL-6作为促癌因子，不仅促进肿瘤细胞的增殖同时还抑制癌前病变细胞发生凋亡[16]。Wang等[17]通过基因芯片从肝肿瘤干细胞中筛选出了lnc-DILC(LncRNA down-regulated in liver cancer stem cells)，并发现lnc-DILC通过结合IL-6启动子区域，阻断下游IL-6的转录和翻译，是IL-6的负向调控因子。在肝肿瘤干细胞中lnc-DILC的表达明显低于非肿瘤干细胞，使IL-6在肿瘤干细胞中表达增加，通过自分泌的方式激活JAK/STAT3信号通路，促进肿瘤干细胞的增殖，进而促进肝癌的发生。

LincRNA-COX2位于1号染色体上Ptgs2/COX2基因的近段，是小鼠巨噬细胞中受NF-κB信号控制的早期炎症基因，对多种炎症基因的表达有调控作用，平衡着炎症反应的发生[18]。Tong等[19]研究发现，lincRNA-COX2在小鼠肠上皮细胞中表达上调，促进Mi-2型/核小体和脱乙酰基酶(Mi-2型/NuRD)抑制复合体募集到IL-12β启动子区域，引起该区域组蛋白发生表观遗传修饰，抑制IL-12β基因转录。因此，LncRNAs通过调控炎性基因的转录，从而影响炎症反应的发生。CC类趋化因子配体5(Chemokine C-C motif ligand 5，CCL5)与肿瘤的发生发展密切相关。有研究表明，肿瘤周围浸润的DC通过分泌CCL5促进结肠癌的侵袭转移，而LncRNA MALAT-1参与这个过程[20]。肿瘤细胞可过表达环氧合酶-2(COX-2)及其代谢产物前列腺素E2(PGE2)，COX-2/PGE2在肿瘤微环境中，以多种机制抑制效应T细胞功能，同时还可促进Treg和MDSC的作用，产生肿瘤免疫逃逸[21]。研究发现，在TAMs及MDSCs，通过COX-2/PGE2途径调整PD-L1的表达导致免疫抑制微环境[22]。LncRNA-PACER(p50-associated COX-2 extragenic RNA)位于COX-2基因上游，通过结合抑制性因子p50，NF-κB复合物，调控COX-2基因的表达[23]。PACER是否调控PD-L1的表达仍需进一步深入研究。综上所述肿瘤免疫微环境中，LncRNAs通过调控炎症相关基因的表达，参与肿瘤免疫逃逸，从而影响肿瘤增殖与转移。

4 LncRNAs与炎性信号通路

肿瘤细胞分泌多种免疫抑制性细胞因子，介导肿瘤的免疫逃逸。其中多效性的细胞因子TGF-β既通过诱导细胞周期停滞和细胞凋亡来抑制肿瘤，还通过增强细胞的增殖迁移和侵袭能力促进肿瘤进展。研究人员通过基因芯片结合分子生物学技术，在肝癌细胞中发现LncRNA-ATB(LncRNA activated by TGF-β)在受到TGF-β的刺激后表达明显增加。LncRNA-ATB通过竞争性结合miR-200家族，上调其靶基因ZEB1和ZEB2，促进上皮-间质转化和肝癌细胞的侵袭能力[24]。LncRNA-ATB作为TGF-β信号通路促癌作用因子，可能作为抗转移治疗的潜在靶点。

在肿瘤微环境中持续的炎症反应引起的NF-κB信号通路异常激活，导致NF-κB靶基因的异常表达，促进肿瘤的侵袭转移。因此，NF-κB被认为是联系炎症与肿瘤的重要桥梁。Liu等[25]利用LncRNA芯片检测多种炎症因子，利用TNF-α和IL-1β等刺激乳腺癌细胞，发现了与NF-κB相互作用的LncRNA-NKILA(NF-κB interacting long noncoding RNA)。NKILA与NF-κB/IκB形成一个稳定的复合物，抑制NF-κB激活。在小鼠模型中，过表达NKILA可降低NF-κB活性，抑制肿瘤转移。不仅在乳腺癌中，在黑色素瘤、舌鳞状细胞癌等其他癌症中也得到证实，NKILA是通过相同的途径抑制癌症增殖与转移[26]。

5 小结与展望

不同于蛋白编码基因，LncRNAs是一类具有细胞和组织特异性的长链非编码分子，在炎症反应、肿瘤免疫和病毒感染等多种疾病中调节生物学活性。LncRNAs在肿瘤中的研究有很多，然而其中很少探讨LncRNAs对机体的肿瘤免疫微环境的影响。研究已证明，LncRNAs表达在各种类型的免疫细胞中调控其分化及功能。LncRNAs在肿瘤微环境中对免疫应答的影响尚须深入研究。从肿瘤自身和宿主免疫微环境两方面，加深理解LncRNAs增强肿瘤免疫应答作用，有助于探索肿瘤免疫治疗耐药机制，为肿瘤免疫治疗提供新思路。

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