鼻咽癌相关长链非编码RNAs研究进展

罗文娜，罗伟濠，罗迪贤,

(1 南方医科大学，广州510515；2 郴州市第一人民医院)

鼻咽癌(NPC)是头颈部最常见的恶性肿瘤之一，其发病率在北非、东南亚和华南地区较高[1]，与遗传因素、环境因素和EB病毒(EBV)感染等有关[2]。长链非编码RNAs(lncRNAs)是一类长度>200 nt的非编码RNA，可参与表观遗传转录的调控、转录和转录后水平调控基因表达等重要的生理过程。其调控基因表达的机制包括染色质重塑和组蛋白修饰的诱导、转录干扰、可变剪接模式的调节、内源性siRNAs的产生以及蛋白质活性和定位的调节[3,4]，还可与microRNAs相互作用成为竞争性内源RNAs(ceRNAs)参与调控靶基因的表达[5～7]。lncRNAs表达与肿瘤发生发展密切相关，在鼻咽癌细胞的增殖、侵袭、迁移、凋亡、放疗抵抗等发挥重要

通信作者：罗迪贤(E-mail: luodixian_2@163.com)

作用。本文现就几种参与鼻咽癌发生发展的关键性lncRNAs研究进展综述如下。

1 母源性印记基因3(MEG3)

MEG3是位于染色体14q32内的印记基因，其等位基因丢失通常与NPC有关[8]。DNA拷贝数量丢失和印记丢失均导致NPC中MEG3下调，而异常启动子甲基化导致MEG3失活。目前研究表明，NPC中MEG3表达的调节与CpG45的启动子甲基化有关，约50%观察到CpG45区域的密集甲基化[9]。染色体14q32的等位基因丢失和改变的甲基化模式，是NPC中MEG3失活的关键机制。最近研究发现，lncRNAs包括MEG3通过多梳蛋白抑制复合体2(PRC2)促进了染色质重塑。通过与JARID2和zeste同系物2的增强子(EZH2)相互作用，MEG3作为支架来促进正确的PRC2装配，并最终刺激EZH2的组蛋白甲基转移酶活性，建立用于基因调控的甲基化H3K27[10]。MEG3转录本也被提出用靶基因启动子区域的远端部分产生RNA-DNA三链体结构，以加速PRC2向启动子募集以建立甲基化H3K27[11]。

NPC细胞中的两种MEG3变体AF119863(MEG3-AF)和BX247998(MEG3-BX)的异常表达能够抑制细胞增殖，而敲低MEG3表达促进了细胞生长[9]。MEG3活性与p53信号级联有关联，MEG3-AF和MEG3-BX均可增加内源性p53及其直接下游靶标p21在NPC细胞C666-1中的表达[9]。p21是一种有效的细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂，MEG3激活p21导致C666-1中G1/S细胞周期停滞增强。野生型p53可以促进MDM2表达，并形成用于抑制细胞侵袭的p53-MDM2-Slug蛋白复合物[12]；另外，MEG3可以刺激含有野生型p53的C666-1细胞中的MDM2产生。因此，MEG3可能通过p53-MDM2-Slug途径抑制NPC转移，表明MEG3在NPC中可能作为肿瘤抑制因子。针对这种LncRNAs的靶向表观遗传疗法，可能为NPC的治疗提供新途径。

2 H19

H19在NPC组织和低分化细胞中过表达，敲低H19表达显著抑制NPC细胞的侵袭能力[13]。H19通过影响EZH2的表达促进NPC细胞侵袭，它在NPC中上调并促进细胞侵袭[13]。H19通过抑制miR-630的活性来调控EZH2表达，miR-630是EZH2的阻遏子。即H19通过作为内源“海绵”来抑制miR-630活性，增强其靶向基因EZH2表达，从而增加了E-cadherin表达，促进NPC的细胞侵袭。这为抑制NPC侵袭转移提供了新的治疗方向。

3 HOTAIR

NPC组织中HOTAIR表达高于非癌组织，在肿瘤直径大、临床分期高、有淋巴结转移等组织标本中HOTAIR表达上调更显著。HOTAIR在具有高侵袭性潜力的NPC细胞中上调，敲除HOTAIR表达可抑制细胞迁移、侵袭和增殖的能力。HOTAIR高表达的NPC患者总生存率预后较差，故HOTAIR失调可能在NPC进展中起重要作用。因此，HOTAIR是NPC预后的潜在生物标志物，可能有助于患者的分层个体化治疗。

血管生成是肿瘤进展的关键步骤，血液供应不足可影响肿瘤的生长。因此，抗血管生成被认为是对癌症有吸引力的疗法。体内外实验显示，敲低HOTAIR表达具有抗血管生成作用[14]。此外，在NPC细胞和异种移植物动物中，通过敲减HOTAIR表达可抑制血管内皮生长因子A(VEGFA)和血管紧张素2(Ang2)的表达和分泌，表明沉默HOTAIR可抑制血管生成。葡萄糖调节蛋白78(GRP78)被证明是NPC细胞中HOTAIR的抗血管生成靶标，HOTAIR通过上调GRP78表达来激活VEGFA和Ang2表达。因此，HOTAIR可能成为NPC有前景的诊断性生物标志物和治疗靶点。

4 转移相关的肺腺癌转录本1(MALAT1)

有研究表明，MALAT1在NPC细胞和组织中显著上调，MALAT1表达与NPC患者的临床分期呈正相关。MALAT1和miR-1之间存在相互抑制，且Slug被确定为miR-1的下游靶标。MALAT1通过调节miR-1/Slug轴来调节癌症干细胞(CSC)活性和放射抗性，表明MALAT1可作为NPC患者的治疗靶标。另有研究表明，MALAT1通过作为内源性海绵抑制miR-124表达而促进NPC进展。钙蛋白酶是钙依赖性中性半胱氨酸蛋白酶家族，Calpain小亚基1(Capn4)是该家族的一个小调控亚基，并在其中发挥重要作用。研究认为，Capn4在各种肿瘤中作为致癌基因，是miR-124的靶标。MALAT1通过扩增miR-124阻遏Capn4，以促进NPC细胞的增殖、侵袭和上皮间质转化(EMT)[15]。研究MALAT1/miR-124/Capn4调控轴，有助于更好地阐述NPC发病机制，并为NPC患者提供了一个有希望的治疗靶点。

5 核富集转录体1(NEAT1)

在癌症发展过程中，NEAT1起着致癌基因的作用[16,17]。NEAT1在NPC细胞和组织中显著上调，与NPC患者的临床分期呈正相关，但与患者的总生存时间呈负相关。敲低NEAT1表达可使NPC细胞对体外辐射敏感，可能NEAT1通过调控miR-204表达上调ZEB1促进EMT表型和放射抗性。对放疗的抵抗是NPC临床治疗中的一个主要问题，NEAT1可作为NPC预后不良和放射抗性的生物标志物，也可作为改善放疗敏感性的靶向位点。

另有研究显示，NEAT1在NPC组织和细胞中上调，促进细胞增殖和抗凋亡；敲低NEAT1表达，可抑制NPC细胞增殖和抗凋亡。上调的NEAT1通过调控miR-124/NF-κB信号通路，促进NPC的发生和进展[18]。此外，NPC小鼠模型证实，NEAT1过表达通过在体内调节miR-124促进肿瘤生长，提示了NEAT1可作为NPC的治疗靶点。

但是，与先前报道的NPC细胞和组织中NEAT1的表达状态不完全一致，Wang等[19]发现其在NPC癌组织中表达降低，可能与样品来源不同有关；敲低NEAT1不影响细胞增殖和凋亡，但抑制细胞迁移并促进辐射诱导的NPC细胞凋亡，表明NEAT1起到肿瘤抑制作用。其机制是NEAT1通过分子海绵或ceRNAs与miR-101-3p起作用，而NEAT1/miR-101-3p/上皮膜蛋白2(EMP2)轴在人NPC的迁移和辐射抗性中起重要作用。EMP2是一种肿瘤相关蛋白，涉及细胞迁移、黏附、增殖和凋亡等多种生物学过程。 NEAT1过表达可诱导miR-101-3p表达下调，以增强EMP2 mRNA和蛋白表达水平，进而作为NPC的肿瘤抑制因子。NEAT1高度参与调节NPC的抗辐射和转移复发，可作为NEAT1缺陷型NPC患者一种有前景的治疗方法。

6 XIST

XIST已被证实为几种人类恶性肿瘤中的致癌基因，其失调与肿瘤的发生、发展和进展密切相关。NPC组织中XIST表达显著高于相邻正常NPC组织，XIST高表达者生存时间显著缩短，提示XIST可能是一种预后判断生物标志物。XIST过表达增强NPC细胞生长，而XIST沉默阻碍NPC细胞生长。XIST通过充当miR-34a-5p ceRNAs，上调miR-34a-5p靶向E2F3基因的表达。E2F3不仅在正常细胞增殖中是必需的，而且是限制肿瘤细胞增殖的关键调控因子[20]。另有研究报道，XIST和miR-491-5p相互作用并相互抑制。XIST可能作为内源性miR-491-5p海绵，来调控miR-491-5p的靶基因[21]。敲低XIST抑制NPC细胞的增殖和侵袭，诱导细胞凋亡，并抑制体内NPC肿瘤的生长。XIST高表达在NPC中的致癌作用潜在机制，可能是NPC中有用的标志物和潜在的治疗靶点。

7 ANRIL

许多失调的lncRNAs通过在转录水平或转录后水平调节基因表达，从而在肿瘤发生中起关键作用。ANRIL在NPC组织中高度表达，与临床分期相关，可作为总生存期和无进展生存期的独立预测因子，在NPC的进展中起着关键作用。ANRIL通过促进细胞增殖，增加了葡萄糖转运蛋白1(Glut1)和乳酸脱氢酶A(LDHA)的表达，通过重新编程细胞葡萄糖代谢和诱导侧群干细胞样癌细胞来促进NPC进展。此外，NPC是一种高度转移性和侵袭性恶性肿瘤，通常对放疗有抵抗力。敲低ANRIL表达可抑制细胞增殖、促进细胞凋亡，并可作为海绵体在转录后水平调控miR-125a表达从而增强NPC的放射敏感性[22]。ANRIL对NPC肿瘤发生和抗辐射至关重要，可能提供有希望的治疗靶点。

8 LET

LET参与NPC细胞增殖和细胞凋亡。与其相邻的正常组织相比，NPC组织中LET的表达受到抑制。过表达LET可以抑制ERK1/2的磷酸化，从而抑制细胞生长和细胞周期，而沉默LET可促进其活化[23]。HNRNPU是一个细胞周期相关基因，可以调节作为抗癌基因的CDKN1A、CDKN1B和CDKN2D表达，并可抑制细胞周期蛋白和CDK的活性，从而影响细胞周期和增殖。LET高表达可抑制上述相关基因的表达抑制细胞增殖，诱导G0/G1期细胞周期停滞，并通过调控基质金属蛋白酶(MMP)如MMP-2、MMP-9和黏附分子如N-cadherin、CD44相关基因表达来抑制细胞侵袭；而LET低表达则表现出相反的效应。LET可有效调控NPC细胞增殖、黏附和侵袭，表明LET在NPC细胞中具有潜在抗癌作用，可为临床治疗提供了新靶点。

9 EWSAT1

EWSAT1已被确定为癌基因，其在NPC组织中表达增高。EWSAT1过表达可增加NPC细胞活性和体外生长，而EWSAT1敲减则逆转该作用[24]。其机制是EWSAT1参与了ceRNAs调节网络，并作为内源性miRNAs海绵与miR-326/330-5p结合并调节其功能。Cyclin D1是miR-326/330-5p的关键效应子和直接靶标，miR-326/330-5p簇通过靶向Cyclin D1在NPC中发挥肿瘤抑制作用。总之，EWSAT1通过miR-326/330-5p-Cyclin D1轴促进NPC的发生和进展[24]。EWSAT1在NPC中致癌作用的潜在机制，表明其可作为 NPC的标志物和潜在治疗靶标。

10 LOC401317

研究表明，LOC401317通过与其潜在启动子相邻的p53结合位点直接受p53调控，LOC401317可通过增加p21表达并降低Cyclin D1和Cyclin E1表达来引起细胞周期停滞，并通过多聚腺苷二磷酸核糖聚合酶(PARP)和Caspase-3切割诱导细胞凋亡[25]。LOC401317在NPC细胞中发挥抗肿瘤作用，提示LOC401317可能是NPC基因治疗的有效新靶点。然而，LOC401317抑制NPC细胞生长的具体分子机制还有待阐明。

越来越多的证据表明，lncRNAs是癌症中基因表达的重要调节因子。尽管目前已经鉴定了数千个lncRNAs，但大多数lncRNAs的功能和机制仍知之甚少。这些lncRNAs中一些涉及NPC发生、生长和进展，但其与NPC的详细机制仍有待确定。一种lncRNAs可能调节多种miRNAs，一种miRNAs可以控制多种靶基因，因此我们不能排除其他lncRNAs或miRNAs靶标功能性贡献的可能性[15]。由于许多lncRNAs位于细胞核中并调节相邻基因的表达，通过lncRNAs操作可以实现特定的基因座调控，使其可作为NPC治疗的靶点。然而，lncRNAs靶向治疗的发展受到几个障碍的挑战，例如成功递送治疗剂至靶组织，以及基于lncRNAs治疗剂的安全性评估。我们预测在不久的将来，靶向lncRNAs的抗癌药物将进入临床阶段并最终与化疗、放疗等联合用于治疗NPC患者。