长链非编码RNA与结直肠癌上皮间质转化的研究进展

欧阳文，吴晓丹，陈茜，陈希玲，张鹏灏，杨敏慧

(1南方医科大学第二临床医学院，广州510515；2南方医科大学第一临床医学院；3南方医科大学南方医院；4 南方医科大学基础医学院)

结直肠癌是全球第三大常见恶性肿瘤，随着饮食习惯和生活方式的改变，中国结直肠癌发病率及病死率逐年提升，并呈现年轻化趋势。肿瘤的复发和转移是导致结直肠癌患者死亡的首要原因，而上皮间质转化(EMT)是结直肠癌细胞侵袭转移的触发条件[1]。EMT指上皮细胞在特定的生理和病理条件下向间充质细胞分化的现象。随着EMT的发生，肿瘤细胞出现干细胞特性，凋亡率降低，抑制免疫反应，获得侵袭、转移能力。近年来，研究发现长链非编码RNA(lncRNA)的异常表达与结直肠癌的发生和进展相关，是肿瘤侵袭、转移中的“高级调控单位”[2]。lncRNA可通过内源性竞争miRNA，调控与EMT相关的一些转录因子的表达，进而影响EMT进程，最终改变癌细胞的侵袭和转移能力[3]。本文围绕参与结直肠癌EMT过程的lncRNA展开综述，阐述其调控机制，为提高结直肠癌临床治愈率、降低病死率提供理论依据。

1 结直肠癌发生EMT事件中表达上调的lncRNA

1.1 长链非编码RNA HOX转录反义RNA(HOTAIR) HOTAIR全长2 364 bp，其表达框定位于12q13.13，位于同源异型盒C(Homeobox C)基因簇内，具有高度种属间保守性。研究发现，HOTAIR可以结合多梳抑制复合体2(PRC2)和赖氨酸特异性组蛋白去甲基化酶(LSD1)，并将其募集到下游靶基因中，调节组蛋白3的27位赖氨酸的三甲基化(H3K27me3)和组蛋白3的4位赖氨酸的去甲基化，从而调控下游靶基因的表达[4,5]。Wu等[6]发现，在结直肠癌中HOTAIR高表达，与肿瘤的发生、发展及转移密切相关，并且HOTAIR高表达提示患者预后不良。体外细胞实验证实，HOTAIR表达沉默后，结直肠癌细胞内E-钙黏蛋白(E-cadherin)表达增加、波形蛋白(Vimentin)表达降低，上皮细胞特性增强，结直肠癌细胞的运动、侵袭及转移能力显著提升。在此基础上，Dou等[7]建立了HOTAIR表达沉默的裸鼠肠癌尾静脉注射转移模型，并发现与对照组相比，HOTAIR低表达后，肠癌细胞肺部转移灶减少。上述研究表明，HOTAIR通过参与结直肠癌细胞EMT事件，促进结直肠癌转移的发生。

1.2 肺腺癌转移相关转录本1 (MALAT1) 最早MALAT1是Ji等[8]在研究非小细胞肺癌的侵袭和转移时发现的。目前研究发现，MALAT1在甲状腺癌、胶质母细胞瘤、结直肠癌等多种肿瘤中均存在表达异常，并与增殖、转移、耐药和血管新生等过程相关，且参与到EMT过程中。Li等[9]研究结果发现，MALAT1在结直肠癌耐奥沙利铂细胞株中异常表达。敲除MALAT1后，结直肠癌细胞的E-cadherin表达增加、Vimentin表达减少，细胞间连接增加，细胞的迁移和侵袭能力减弱；进一步研究发现，MALAT1通过结合果蝇Zeste基因增强子人类同源物2(EZH2)，并将其募集到E-cadherin启动子区，促进启动子区H3K27的三甲基化，从而抑制E-cadherin的表达，触发结直肠癌细胞的EMT事件的发生。其他研究证实，转化生长因子β(TGF-β)可以诱导MALAT1表达增加，异常表达的MALAT1通过内源性竞争miRNA的作用，吸附miR-145，减少了miR-145对TGF-β信号通路的关键信号传导分子Smad3的靶向抑制作用，从而促进了TGF-β诱导的上皮间质转化的过程。

1.3 H19 lncRNA H19定位于11p15.1，与邻近的胰岛素样生长因子2(IGF2)构成一对印记基因，并且也是最早发现的长链非编码RNA之一。目前已经报道，H19的异常表达和乳腺癌和直肠癌的发生发展相关，参与到肿瘤的转移和耐药过程中[10,11]。研究发现，H19在结直肠癌组织中高表达。体外细胞实验发现，过表达H19后，EMT相关表面分子E-cadherin表达减少、Vimentin表达增加，细胞形态从上皮细胞样细胞形态转变成间质细胞样细胞形态，结直肠癌的细胞迁移能力增加；另一方面，沉默H19表达后，抑制了细胞的迁移。进一步研究发现，H19可以作为miRNA的吸附海绵，吸附miR-138和miR-200a，抑制miR-138和miR-200a对Vimentin、E盒结合锌指蛋白1(ZEB1)和ZEB2的靶向抑制作用，促进了其表达，进而触发了结直肠癌细胞的EMT事件，使结直肠癌细胞的运动能力增强，易于向远处器官转移。另一项研究[11]发现，在自发的移植瘤模型内，异常表达的H19能够调控肿瘤细胞的转移过程。之后，通过Ago2(RNA诱导的沉默复合体中的催化亚单位)的RIP实验和生物信息学分析发现，H19能结合let-7b和miR-200家族成员。进一步研究发现，H19能通过内源性竞争上述miRNA，促进CYTH3和GIT2的表达，最终诱导EMT事件的发生，使肿瘤细胞发生远处转移。

1.4 SPRY4内含子转录本1(SPRY4-IT1) SPRY4-IT1是由SPRY4基因第2个内含子转录产生的lncRNA，已经被报道与肺癌和膀胱癌的侵袭转移密切相关。同时，SPRY4-IT1也能通过调控结直肠癌EMT事件的发生，增强,结直肠癌细胞的运动能力，促进结直肠癌的转移。研究[12,13]发现，敲除SPRY4-IT1之后，可增加E-cadherin的表达，减少了Vimentin和N-cadherin的表达，结直肠癌细胞的运动能力减弱，从而有效抑制结直肠癌细胞的EMT过程和转移。Jin等[14]研究发现，SPRY4-IT1含有miR-101-3p的结合位点，对miR-101-3p的靶基因可起到竞争性内源RNA的作用，减少了miR-101-3p的靶向抑制作用，从而促进了结直肠癌EMT事件的发生。

1.5 牛磺酸上调基因1 (TUG1) TUG1是一个长7 598 bp的长链非编码RNA，定位于22q12.2。TUG1异常表达与结直肠癌的发生密切相关，并且TUG1高表达提示患者预后不良。体外细胞实验[15,16]发现，沉默TUG1后，结直肠癌细胞表达E-cadherin增加，间质细胞表面标志物(N-cadherin和Vimentin)表达减少，EMT事件发生减少，结直肠癌细胞的增殖和转移能力显著降低；在过表达TUG后，上述现象相反。Zhao等[17]发现，TUG1可以通过促进EZH2的表达来促进肿瘤细胞EMT事件的发生，进而影响肿瘤的转移。TUG1对EZH2的促进作用主要是通过内源性竞争结合miR-383，抑制了miR-383对EZH2的靶向抑制作用来实现的。因此，TUG1能够通过诱发EMT事件增强肿瘤的转移能力。

1.6 结肠癌相关转录因子1 (CCAT1) CCAT1是Nissan首先在结直肠癌中发现的一个表达上调的lncRNA[18]。Ye等[19]研究发现，在结直肠癌组织中，CCAT1异常表达，并且CCAT1的表达上调与结直肠癌的侵袭转移显著相关。体外细胞实验发现，CCAT1可以调控E-cadherin和N-cadherin表达，进而调控结直肠癌细胞的EMT过程。另外，Cao等[20]发现，CCAT1可以作为miRNA的吸附海绵，通过内源性竞争miR-152和miR-130b，抑制了miR-152和miR-130b对ADAM17、WNT1、STAT3、ZEB1的靶向抑制作用，促进了间质细胞表面标志物N-cadherin和Vimentin的表达，诱导了EMT事件的发生，增强了细胞的迁移侵袭能力。

1.7 转化生长因子β活化长链非编码RNA (lncRNA-ATB) lncRNA-ATB首先是Yuan等[21]在用TGF-β诱导肝细胞癌转移的研究中发现的一条lncRNA，之后，陆续报道lncRNA-ATB与乳腺癌、胃癌等恶性肿瘤的转移密切相关。许多研究结果发现，lncRNA-ATB在结直肠癌患者中表达上调，并且高表达的lncRNA-ATB提示患者预后不良。体外细胞实验[22]显示，沉默lncRNA-ATB后，上皮细胞表面标志物E-cadherin和ZO-1的表达增加，间质细胞表面标志物N-cadherin和ZEB1表达减少，细胞形态从间质样细胞转变成上皮样细胞，诱发了EMT事件，促进结直肠癌细胞转移的发生。

2 结直肠癌EMT事件中表达下调的lncRNA

2.1 LINC01133 LINC01133是一个长链非编码RNA，定位在1q23.2。众多研究表明，LINC01133可以通过结合EZH2和LSD1，并将它们募集到KLF2、P21和E-cadherin的启动子区，通过诱导这些区域的组蛋白甲基化和去甲基化，调控KLF2、P21和E-cadherin的表达，从而调控EMT的过程[23]。此外，Kong等[24]研究发现，通过芯片筛选，在用TGF-β诱导结直肠癌细胞样品中，LINC01133表达下调。体外细胞实验结果发现，沉默LINC01133能减少E-cadherin的表达，增加间质细胞表面标志物纤连蛋白和EMT相关转录因子TWIST的表达，促进EMT过程，使结直肠癌细胞获得更强的迁移侵袭能力；另一方面，当过表达LINC01133后，上述现象均相反。体内实验证实，沉默LINC01133后，裸鼠肺转移模型内的肺转移灶数目增加。进一步研究证实，LINC01133通过结合SR蛋白SRSF6，抑制了SRSF6对结直肠癌EMT和转移的促进作用。这些结果说明，LINC01133能够抑制结直肠癌EMT事件的发生，降低细胞的运动能力，抑制了结直肠癌的远处转移。

2.2 SLC25A25-AS1 SLC25A25-AS1首先是Li等[25]通过GEO数据库分析结直肠癌患者的表达谱，筛选出来的一个新的lncRNA。随后发现，在结直肠癌组织中SLC25A25-AS1的表达下调。进一步研究发现，SLC25A25-AS1能通过调控MAPK/Erk和MAPK/p38信号通路，增加E-cadherin的表达，减少N-cadherin的表达，从而抑制了结直肠癌细胞的EMT过程。

2.3 lncRNA-CTD903 lncRNA-CTD903也被称作双重同源盒A假基因9 (DUXAP9)，位于14号染色体上。研究发现，沉默CTD903后，上皮细胞表面标志物表达减少，间质细胞表面标志物表达增加，结直肠癌细胞从上皮样细胞形态转变为间质样细胞形态，增强了结直肠癌细胞的运动能力，促进了癌细胞的迁移侵袭。进一步研究[26]发现，下调CTD903能够增强Wnt/β-catenin信号通路，从而激活结直肠癌细胞EMT的过程。EMT是肿瘤细胞发生远处转移级联反应的第一步，也是肿瘤发生发展中一个重要现象。肿瘤细胞通过EMT，使自身的形态从上皮型转变成间质型，并且减少了周围细胞间的连接，更加易于从原发灶脱离。如果当前的研究能从肿瘤细胞EMT事件入手，在转移的起始过程就抑制转移的发生，无疑将对现在肿瘤复发转移的治疗有潜在的巨大作用。虽然已经有大量的lncRNA被报道和EMT相关，但是由于EMT现象背后的机制极其复杂，具体相互作用的机制还未完全研究透彻，因此有待进一步的深入研究。

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