宫颈癌发生相关LncRNA的研究进展

周青 张瑞金 刘帅妹 石慧 林宁 吴玉璘 许豪勤

[摘要] 长链非编码RNA（LncRNA）是长度大于200 bp且无编码蛋白功能的RNA。研究发现LncRNA在转录、表观遗传学以及转录后水平等方面发挥重要的调控作用，调节机体的病理和生理过程。一些LncRNA在宫颈癌组织中异常表达，且在宫颈癌的发生过程中起到重要作用，可作为宫颈癌早期诊断以及预后监测的分子标志物。

[关键词] 长链非编码RNA；宫颈癌；分子标志物；临床诊断

[中图分类号] R737.3 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2018）07（a）-0042-04

Research progress of LncRNA in cervical cancer

ZHOU Qing ZHANG Ruijin LIU Shuaimei SHI Hui LIN Ning WU Yulin XU Haoqin

Jiangsu Institute of Planned Parenthood Research， Jiangsu Clinical Laboratory of Reproductive Health， Jiangsu Province，Nanjing 210036，China

[Abstract] Long non-coding RNAs are a group of RNA molecules considered as transcripts longer than 200 nucleotides without protein coding function. Many studies have indicated that LncRNAs play an important role in the regulation of transcription， epigenetics and transcriptional level and lncRNAs regulate the pathological and physiological process of the body. Some LncRNAs are abnormal expression in cervical cancer tissues and play an important role in the occurrence of cervical cancer， which can be used as a molecular marker for the early diagnosis and prognosis of cervical cancer.

[Key words] Long non-coding RNA； Cervical cancer； Molecular marker； Clinical diagnosis

宮颈癌是全世界女性第二常见的妇科肿瘤，发病率处于女性生殖道肿瘤首位且趋向年轻化，严重威胁女性生命健康[1-3]。宫颈癌发生是一个循序渐进的过程，由宫颈上皮内瘤病变（cervical intraepithelial neoplasia，CIN）发展形成，发展过程是CIN1、CIN2、CIN3、早期浸润癌，最终发展成浸润癌[4-5]。全世界每年大约有15万例新发宫颈癌患者，死亡病例数达到8万例[6]。我国每年新发宫颈癌病例大约13.15万例，死亡病例数达到5.6万例。近年来，随着测序技术的广泛应用，已被鉴别出长链非编码RNA（Long non-coding RNAs，LncRNA）基因6万多种[7]，LncRNA与染色体修饰、X染色体沉默、RNA剪切、转录激活及抑制等有关，在细胞分化、组织与胚胎发育、肿瘤和神经代谢疾病发生等生物学过程中发挥重要作用[8-10]，但大部分功能还不清楚，需要进一步探索作用机制。研究发现LncRNA表达异常与宫颈癌存在相关性，其表达量与肿瘤病例特征相关，提示可作为诊断肿瘤和预后评估的分子标志物[11-12]。本文对与宫颈癌相关的LncRNA研究情况进行汇总，为宫颈癌的临床诊断及治疗提供新思路。

1 LncRNA的概述

1.1 LncRNA的认识与概念

长链非编码RNA是一种内源性的RNA，是RNAⅡ聚合酶的副产物，转录物长度大于200 nt，无开放阅读框和编码蛋白功能，一开始被认为是“转录噪音”[13]。人类基因组80%的转录产物是LncRNA，大多数功能还不明确[14]。LncRNA大多位于细胞核和细胞质，根据LncRNA与相邻编码蛋白基因相对位置的关系，可以分为5种：反义LncRNA、正义LncRNA、基因间LncRNA、双向LncRNA和基因内LncRNA[6，15]。研究已经证实LncRNA异常表达与多种疾病相关，在肿瘤形成过程中参与肿瘤细胞增殖、转移、凋亡和侵袭邻近正常组织等生物学行为。

1.2 LncRNA的功能与机制

LncRNA是以顺/反式的方式与蛋白分子和核酸分子结合参与细胞内生物学过程，主要通过组蛋白修饰、染色质重塑以及RNA代谢等多种途径在转录水平，表观遗传学水平以及转录后水平发挥其生物学功能对机体进行调控[16]。LncRNA主要的作用方式包涵以下5种：①RNA与特定蛋白质结合进而调节相应蛋白质功能；②与mRNA结合成为互补的双链干扰mRNA剪切；③介导染色质的重构和组蛋白的修饰或者抑制RNA聚合酶Ⅱ；④在编码蛋白基因上游的启动子区域转录，干扰下游基因的编码；⑤直接结合到特定的蛋白从而改变细胞质的定位[17-18]。

1.3 LncRNA与宫颈癌的关系

高危HPV持续感染是宫颈癌主要致病因素，德国学者Hoppe-Seyler等[19]报道单独的高危HPV感染不足以导致宫颈癌，并推断LncRNA可能通过改变HPV转录水平，增强致癌靶基因和靶蛋白的表达调控HPV致癌过程，促进癌变发生。2012年，Gibb等[20]采用长片段基因表达关系序列技术检测不同级别的上皮内瘤病变16例组织样本，分析识别出人类宫颈组织中表达的LncRNA共1056种，确定了CIN中LncRNA表达水平存在差异，这可能与宫颈癌前病变以及发展存在关系。近年来，LncRNA与宫颈癌发生之间的关系成为研究热点，与宫颈癌发生相关的LncRNA陆续被发现，可作为临床上宫颈癌诊断与预后评估的分子标志物。

2 宫颈癌发生相关的LncRNA

2.1 H19

H19基因位于人类的第11号染色体（11P15.5），它的长度为2.322 kb，包含4个内含子和5个外显子，是胰岛素样生长因子2印记基因产物，通过转录和转录后水平调控基因表达[21]。Vidal等[22]研究发现，H19基因印记功能缺失，宫颈组织H19表达量增加同时促进HPV感染宫颈，导致癌变。周高英等[23]利用实时荧光定量PCR对10例宫颈癌患者术前和术后H19表达量进行比较，发现术后H19表达量明显下降。Lempridee[24]研究发现H19表达量在宫颈癌组织中升高，通过敲除实验发现H19能够促进肿瘤细胞增殖。由此可见，H19在宫颈癌组织中表现为上调，可作为宫颈癌诊断与术后监测的分子标志物。

2.2 MALAT1

肺腺癌转移相关转录子1（metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1，MALAT1）位于人类第11号染色体（11q13.1），长度8000 bp，为基因间转录本。Guo等[25]报道宫颈癌细胞系中沉默的MALAT1表达，可阻止细胞迁移和增殖。同时分析细胞周期，当MALAT1受到干扰，处于G1期细胞增加而S期的细胞数减少，表明MALAT1能够促进细胞从G1期向S期转变，加速细胞增殖；与此同时凋亡基因caspase-8、BAX以及caspase-3表达上调，Bcl-xl和Bcl-2表达下调，由此说明，MALAT1促进宫颈癌细胞增殖、成长以及凋亡[26]。Zhang等[27]将Hela细胞进行分组，分别用MALAT1和MALAT1抑制剂进行转染，分析Hela细胞中MALAT1的表达、细胞增殖和迁移情况，结果发现MALAT1增加了细胞的侵袭和迁移能力，可见MALAT1高表达促进宫颈癌发生。Zhang等[28]通过对30例宫颈癌组织和癌旁组织中MALAT1表达量进行比较发现，癌组织表达水平高于癌旁组织，MALAT1过表达与淋巴结转移、肿瘤分化和临床分期之间存在密切相关性。Sun等[29]研究发现，在宫颈癌细胞中shRNA对MALAT1的下调抑制癌细胞的侵袭与转移；MALAT1的表达水平与宫颈上皮组织中HPV感染成正相关；EMT诱导MALAT1表达上调促进宫颈癌侵袭与转移，这可能是宫颈癌预防和治疗的靶点。

2.3 HOTAIR

HOX基因的反义基因间RNA（HOX antisense intergenic RNA，HOTAIR）是第一个被发现的具有反式转录调控作用长度为2158 nt LncRNA，由位于人类的第12号染色体HOXC基因编码，可通过结合PRC2导致位于2号染色体上的基因HOXD甲基化沉默表達[30]。近年来，研究发现HOTAIR与多种肿瘤发生以及转移密切相关。张艳梅等[31]采用荧光定量PCR检测36例宫颈癌和癌旁组织中的HOTAIR表达水平，同时应用CCK-8和FCM方法检测干扰HOTAIR基因的Hela细胞周期、凋亡以及增殖情况，结果发现HOTAIR在宫颈癌组织高表达，受到干扰的Hela细胞增殖被抑制，细胞凋亡率以及G0/G1期细胞比率均升高。周高英等[23]利用实时定量PCR对10例手术前后的宫颈癌患者HOTAIR表达水平进行检测发现，术后明显降低。Zhang等[32]研究发现在宫颈癌细胞中，HOTAIR表达显著上调，而在Hela细胞中抑制HO-TAIR的表达，细胞增殖、迁移和侵袭均被抑制。由此可见，HOTAIR在宫颈癌组织中表现为上调，可作为宫颈癌诊断与术后监测的分子标志物。

2.4 MEG3

母系表达基因3（materally expressed gene 3，MEG3）是印记基因，位于人类14号染色体，长度为1.6 kb，其是首个被发现的能够抑制肿瘤的LncRNA，在肿瘤中表达量极低甚至缺失。MEG3与环磷酸腺苷，鼠双微、P53以及生长分化因子15结合作用，降低P53降解率，提高P53和GDF15启动子结合能力，促进GDF15转录，抑制肿瘤的发生[33]。Zhang等[34-35]研究发现MEG3甲基化水平在宫颈癌组织表达高于相邻正常组织，大多数宫颈癌组织样本中均发现MEG3启动子甲基化，ME3甲基化状态对宫颈癌患者肿瘤的大小和淋巴结转移的预测具有足够敏感性和特异性，此外低水平MEG3表达与复发和短总生存率相关，由此可见，MEG3可作为宫颈癌患者诊断和预后的有力工具。

2.5 P21

P21定位于人类第6号染色体（6p21.2），其长度为2.953 kb。P53下游重要基因包括P21，当细胞遭受体外和体内环境损伤，P53蛋白促进P21蛋白表达，其是具有广泛激酶抑制活性细胞周期蛋白。Yoon等[36]研究发现，宫颈癌细胞株SiHa的RNA结合蛋白HuR能够使LinRNA P21沉默，提高核糖体与编码β-连环锁基因CTNNB1等结合，促进编码蛋白，由此可见，P21与宫颈病变存在相关性[6]。赵文龙等[37]通过比较40例宫颈癌组织和癌旁组织中P21表达情况，分析发现癌旁组织中表达水平较高且宫颈癌中P21 mRNA表达水平与病理分化程度，FIGO分期、淋巴结转移、浸润深度有关。

2.6 其他LncRNA

UCA1、SRA、Dleu2、HOTTIP和CRNDE基因分别位于人类的第19号染色体、5号染色体、13号染色体、7号染色体和16号染色体。杨慧等[38]利用数据库筛选出宫颈组织可能异常表达的LncRNA，再利用实时荧光定量PCR进行验证发现，UCA1基因在宫颈癌组织和正常宫颈组织中的表达水平均低于宫颈上皮内瘤变组织，SRA在上皮内瘤变组织中的表达量高于宫颈癌组织，可见UCA1和SRA可能促进宫颈病变的发生。Yan等[39]研究发现UCA1在宫颈癌中表达上调，敲除UCA1可抑制宫颈癌细胞增殖，可作为宫颈癌治疗的潜在靶点。Eoh等[40]研究发现SRA与宫颈癌细胞增殖和迁移密切相关，可作为宫颈癌潜在治疗靶点和预后标志。张欢等[41]研究发现LncRNA Dleu2在宫颈癌组织中表达低于癌旁组织，同时高水平的Dleu2可抑制宫颈癌细胞迁移、增殖和侵袭。刘芳等[42]研究发现HOTTIP在宫颈癌组织表达量高，同时高表达的HOTTIP促进癌细胞迁移、增殖以及侵袭。韩懿等[43]研究发现CRNDE在宫颈癌组织表达量高于癌旁组织。可见，HOTTIP和CRNDE促进宫颈癌的发生。

3 小结

宫颈癌的发生是一个复杂的生理过程，环境因素与遗传因素均可导致宫颈癌。流行病学研究发现，高危HPV持续感染是宫颈癌发生以及癌前病变主要因素，但是单独的HPV感染不足以导致宫颈癌，基因改变和转录异常发挥重要作用，寻找诊断宫颈癌标志物，可提高宫颈癌的诊治水平，降低死亡率。近年来，LncRNA与宫颈癌发生研究成为热点，研究发现一些LncRNA在宫颈癌发生过程中发挥很重要的作用，可作为宫颈癌早期诊断以及预后的分子标志物。探讨高危类型HPV、LncRNA与宫颈癌发生之间的关系，为宫颈癌临床上诊断以及治疗提供新的思路。

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（收稿日期：2018-04-02 本文编辑：任 念）