长链非编码RNA在AML中作用的研究进展

徐英英，葛繁梅

(延安大学附属医院，陕西延安716000)

急性髓细胞白血病(AML)是一种具有高度异质性的疾病群，可由正常髓系细胞分化发育过程中不同阶段的造血祖细胞恶性变转化而来，常伴有染色体易位或突变。目前对于AML的治疗，除急性早幼粒细胞白血病外，仍以联合化疗为主，但其总体缓解率为50%～70%，复发率极高。长链非编码RNA(lncRNA)是一类长度超过200 nt的RNA分子，不编码蛋白，但可与蛋白质、DNA和RNA相互作用，通过基因印记、染色质重塑、细胞周期调控、剪接调控等机制，在表观遗传学、转录调控、转录后调控等层面调控基因表达。随着对肿瘤发生机制研究的不断深入发现，lncRNA在多种肿瘤的发生、发展过程中扮演重要角色，在AML细胞中存在许多异常表达的lncRNA。这些异常表达的lncRNA在AML的发生、发展过程中可能发挥抑癌或促癌作用，有可能成为新型肿瘤生物标志物和治疗靶点。本文结合文献就lncRNA在AML中作用的研究进展作一综述。

1 lncRNA及其作用

非编码RNA(ncRNA)是指不编码蛋白质的RNA，根据其生物学功能大致分为结构性ncRNA和调控性ncRNA。lncRNA是调控性ncRNA中的一种[1～3]。根据lncRNA编码序列与蛋白质编码基因的相对位置，可将lncRNA分为正义lncRNA、反义lncRNA、双向lncRNA、内含子lncRNA和基因间lncRNA[4]。长期以来，lncRNA一直被认为是基因转录过程中的噪音。随着研究的不断深入，逐渐认识到lncRNA在发育过程中通过调节遗传网络和信号传导途径发挥重要作用，其表达变化可能会导致某些疾病的发生[5，6]。目前认为，lncRNA主要从表观遗传学、转录调控和转录后调控三个层面实现对基因表达的调控[7]。lncRNA主要通过以下四种作用方式发挥生物学功能[8～11]：①信号功能：lncRNA具有刺激转录因子组合的作用，可作为信号分子调控基因表达；②诱饵功能：lncRNA能诱导转录因子或蛋白质远离染色质引起基因转录抑制；③引导功能：lncRNA能招募染色质修饰酶，使其接近或远离靶基因起到调控作用；④支架功能：lncRNA能与许多蛋白质聚集到一起形成核蛋白复合体，从而参与组蛋白的修饰作用。目前已证实，在许多实体瘤组织中存在多种lncRNA异常表达，表现出促进或抑制肿瘤发生、发展的作用。如H19表达上调可促进肝癌细胞增殖和侵袭[12]，IRAIN表达下调可抑制乳腺癌进展[13]。

2 lncRNA与AML的关系

研究发现，AML细胞中存在许多异常表达的lncRNA，其中表达上调的lncRNA有RUNXOR、UCA1、PVT1、HOTAIRM1、CCAT1，表达下调的lncRNA有IRAIN、LLEST、NEAT1，其生物学活性亦明显不同。

2.1 在AML细胞中表达上调的lncRNA

2.1.1 RUNXOR RUNXOR是一条由RUNX1上游启动子转录并与RUNX1基因重叠的全新lncRNA，其转录方向与RUNX1一致，跨度超过216 kb。RUNXOR定位于细胞核内，主要功能为基因转录及调控。RUNXOR通过其3′端序列与RUNX1的启动子和增强子结合，参与RUNX1染色体内环状结构形成及募集组蛋白调节因子，继而对RUNX1基因进行表观遗传学调控。此外，RUNXOR还能连接RUNX1易断裂基因和不相邻的基因，通过改变染色体空间构象，为染色体转位的发生提供可能条件。Wang等[14]研究发现，AML患者骨髓中RUNXOR高表达，其表达变化与疾病恶性转化有关。表明RUNXOR在AML的发生、发展过程中具有促癌作用。

2.1.2 UCA1 UCA1是在膀胱癌中筛选并克隆出的一种膀胱癌特异性lncRNA，全长1 439 bp，定位于人染色体19p13.12。CCAAT/增强子结合蛋白α(C/EBPα)是骨髓细胞增殖的关键调节剂之一，对UCA1的表达具有调控作用[15]。Hughes等[16]研究发现，C/EBPα突变的AML患者，其骨髓细胞C/EBPα-p30(C/EBPα同工型)表达明显升高。C/EBPα-p30可与UCA1的启动子结合，诱导UCA1基因表达，导致C/EBPα突变型AML患者UCA1表达明显上调，表明UCA1是C/EBPα-p30的作用靶点。该研究还发现，UCA1能通过抑制细胞周期调节物p27kip1表达，促进肿瘤细胞增殖，继而促进AML进展，是患者预后差的一个指标。

2.1.3 PVT1 PVT1定位于人染色体8q24亚带1和亚带2之间，全长670 bp，与致癌基因c-myc密切相关。目前已证实，c-myc过表达可促进肿瘤细胞增殖[17]。Zeng等[17]研究发现，急性早幼粒细胞白血病(APL)患者外周血细胞PVT1表达明显上调；进一步分析全反式维甲酸(ATRA)对c-myc表达的影响发现，ATRA诱导的APL分化和细胞周期停滞期间细胞的c-myc和PVT1表达明显降低。在APL细胞株NB4中敲低c-myc可导致PVT1下调。此外，通过PVT1干扰RNA转染的APL细胞中PVT1表达降低，导致myc蛋白表达受到抑制，APL细胞增殖亦受到抑制[17]。证实在APL细胞中PVT1表达上调可促进肿瘤细胞增殖。

2.1.4 HOTAIRM1 HOTAIRM1定位于人染色体HOXA1与HOXA2基因之间，其基因表达对成熟髓系细胞具有高度特异性[18,19]。Zhang等[18]研究发现，HOTAIRM1能通过视黄酸(RA)受体和RA信号传导，诱导粒细胞分化成熟，HOTAIRM1敲低可减弱RA诱导的HOXA1和HOXA4表达，并选择性降低对髓样分化基因CD11b和CD18转录产物的诱导，说明HOTAIRM1通过调节HOXA簇中的基因表达在骨髓细胞生成中起作用。另有研究证实，敲低NB4细胞中HOTAIRM1，可削弱ATRA诱导的肿瘤细胞增殖抑制，并保持正常在分化过程中下调的DNA复制和细胞周期基因表达，同时伴随CD49d表达保留和CD11c表达下降，表明HOTAIRM1能在基因表达水平上调节整联蛋白，继而影响髓细胞分化成熟[19]。以上研究均表明，HOTAIRM1可促进骨髓细胞分化成熟，有利于提高AML诱导化疗缓解率，具有抑癌作用。

2.1.5 CCAT1 CCAT1定位于人染色体8q24.21，在原位癌基因c-myc上游被转录并参与调控c-myc的转录和染色质构象。研究证实，在结肠癌组织中CCAT1表达上调，其表达变化可促进肿瘤细胞增殖和侵袭能力[20]。Chen等[21]研究发现，AML患者外周血CCAT1表达上调，特别是在AML-M4和AML-M5亚型中变化更明显；该研究还发现，CCAT1作为竞争性miR-155的内源性RNA，可明显降低AML患者外周血miR-155表达，如将miR-155重新转染入APL细胞HL-60，则可恢复单核细胞成熟并抑制肿瘤细胞增殖。表明CCAT1具有抑制细胞分化和促进细胞增殖作用，可作为内源性RNA调控AML的发生、发展，有可能作为治疗AML的潜在靶标。

2.2 在AML细胞中表达下调的lncRNA

2.2.1 IRAIN IRAIN是位于胰岛素样生长因子1型受体(IGF1R)基因座内的反义lncRNA。IGF1R属于磷酸化受体酪氨酸激酶，在AML细胞中表达丰富，能通过PI3K/Akt信号传导途径促进细胞增殖。Sun等[22]研究发现，在AML患者外周血中IRAIN表达下调，而AML细胞内IGF1R高表达。孙京男[23]通过检测化疗后AML患者外周血和应用去甲基化药物处理后的AML细胞株发现，AML患者外周血和相应细胞株IRAIN表达上调。IRAIN可通过参与IGF1R染色体内增强子/启动子环的形成，继而调控相关基因表达，敲除IRAIN则可消除其在染色体内的相互作用[22，23]。这些研究结果表明，IRAIN可通过基因表达调控，降低IGF1R表达，从而发挥抑制肿瘤细胞增殖的作用。

2.2.2 LLEST LLEST是李正等[24]发现的一个新的lncRNA，在血液系统恶性肿瘤中低表达。在AML患者骨髓单个核细胞中发现，LLEST表达明显下调，且LLEST表达越低，其病情越重、复发率越高，患者预后越差。通过观察LLEST对AML细胞恶性生物学行为发现，LLEST能促进凋亡相关蛋白Bcl-2、Caspase-9表达，使细胞周期停滞在G2/M期，从而抑制肿瘤细胞增殖。因此，LLEST有可能作为判断AML患者预后的生物学标志物之一。

2.2.3 NEAT1 NEAT1是一种核限制性lncRNA，具有两种同种型，即NEAT1_1(3.7 kb)、NEAT1_2(23 kb)，通过保留mRNA在细胞核中进行编辑，从而参与调控基因表达[25～27]。Zeng等[28]研究发现，初治APL患者外周血单核细胞中NEAT1表达下调，尤其是在表达PML-RARα的细胞中表达显著降低，而敲低PML-RARα，NEAT1表达上调，表明PML-RARα能抑制NEAT1表达；该研究团队还发现，在ATRA诱导的急性APL细胞NB4分化时，NEAT1表达明显上升。此外，应用小干扰RNA敲低NEAT1则可抑制ATRA诱导的APL细胞分化。表明NEAT1可作为抑癌基因参与APL的发生、发展，这为APL的治疗提供了新思路。

随着高通量技术的不断发展，lncRNA已成为肿瘤研究领域的热点，越来越多的lncRNA被发现和鉴定。在AML细胞中存在多种lncRNA异常表达，通过不同的作用机制表现出促癌或抑癌作用，这些lncRNA有可能成为疾病诊断和预后判断的生物标志物，甚至有可能成为治疗靶点。但目前许多lncRNA在AML中的作用机制尚不完全清楚，仍需进一步深入研究。