lncRNA靶向miRNA调控Wnt信号通路在结直肠癌中的研究进展

孙灯众，刘牧林*，吴华彰，史维俊

（1.蚌埠医学院第一附属医院胃肠外科，安徽 蚌埠 233003；2.蚌埠医学院生物科学系）

结直肠癌（colorectal cancer，CRC）作为世界上最常见的恶性肿瘤之一，最新世界癌症报告显示：CRC占每年全球癌症发生率的10.2%，在男性中位于第3位，在女性中位于第2位［1］。CRC的发生大多以散发性常见，20%～30%的CRC患者有家族史，其中5%的CRC出现在孟德尔遗传综合征的背景中。发生CRC的风险与患者的年龄、生活方式和慢性病史等个人特征或习惯有关［2-3］。在 CRC 中，长链非编码 RNA（long noncoding RNA，lncRNA）可作为一种竞争性内源RNA（competitive endogenous RNA，ceRNA）调控Wnt信号通路的活性，这对于探索CRC的发病机制及开发肿瘤靶向药物具有重要意义。本文现就lncRNA靶向miRNA调控Wnt信号通路在CRC中的研究进展进行综述。

1 lncRNA、miRNA及Wnt信号通路的简介

1.1 lncRNA lncRNA是一类长度大于200 nt的非编码RNA，其在性染色体沉默、转录激活、转录干扰、核内运输等多个调控方面均具有重要的功能，lncRNA一度被认为是基因转录的副产物［4］。然而，最近研究显示lncRNA在细胞中具有重要的功能，主要通过转录水平和转录后水平来调控基因表达进而影响到肿瘤的发生发展［5］。lncRNA具有多聚腺苷酸尾与启动子结构，在分化过程中有动态的表达与不同的剪接方式，同时也具有组织和时空特异性，即不同组织表达量不同，同一组织在不同生长阶段表达量也会不同［6］。

1.2 miRNA miRNA是一类长度约为22 nt的内生小RNA，可通过部分互补结合到目的mRNA的3'非编码区（3'UTR），导致mRNA降解引起蛋白翻译抑制，在转录后水平上调控基因表达［7］。而lncRNA可以通过竞争性结合miRNA靶向的3'-UTR，通过间接性抑制miRNA对靶基因的负调控来发挥功能［8-9］；此外，lncRNA也可以通过衍生出成熟的miRNA，间接调节靶基因的表达［10］。

1.3 Wnt信号通路 Wnt信号通路分为经典（βcatenin依赖型）和非经典（β-catenin非依赖型）通路，经典Wnt信号通路在肿瘤细胞的增殖、迁移、侵袭中起着重要作用，非经典Wnt信号通路主要调节细胞骨架重排、细胞粘附、迁移和组织分离［11］。Wnt信号通路作为当前研究较为详细的通路之一，在没有配体Wnt的情况下，β-catenin在细胞质中与糖原合成酶激酶3β（GSK-3β）和酪蛋白激酶1（CK1）结合，导致β-catenin发生泛素化而降解；相反，在配体Wnt存在下，配体与受体形成复合物抑制GSK-3β，致使β-catenin不会被泛素化降解并进入细胞核，与T细胞因子或淋巴细胞增强因子（TCF/LEF）结合形成复合物，该复合物调节参与细胞增殖、分化、存活和凋亡的多个下游因子的转录［12］。研究发现miRNA可调控Wnt信号通路发挥功能，而lncRNA又可作为miRNA的ceRNA，影响miRNA的调控功能，进而影响肿瘤的发生、发展。

2 lncRNA靶向miRNA调控Wnt通路

2.1 lncRNA CRNDE靶向miR-181a-5p 结直肠癌差异表达lncRNA CRNDE首次在结直肠腺癌中发现上调［13］，目前证实在肝癌［14］、肺癌［15］、胃癌［16］等多种肿瘤组织中差异性表达，CRNDE以复杂的机制促进肿瘤细胞的增殖、侵袭和转移以及抑制凋亡。一方面，过表达的CRNDE促进上皮间质转化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）过程，在癌症中可作为一种新型预后标志物［17-18］；另一方面，CRNDE也参与到了炎症反应以及作为中枢代谢调节因子［19-20］。

Han等［21］发现在CRC中高表达的CRNDE可以抑制miR-181a-5p的表达水平，miR-181a-5p可以与β-catenin和T细胞因子4（TCF4）结合并抑制其表达，说明miR-181a-5p抑制Wnt信号通路传导的活性；敲低CRNDE后会抑制Wnt信号通路的活性，同时敲低miR-181a-5p，Wnt信号通路的活性又得以恢复；功能学实验表明CRNDE在CRC中作为癌基因，通过抑制miR-181a-5p的表达恢复Wnt通路的活性，β-catenin和TCF4形成复合物结合在下游基因的启动子处，促进CRC的发生、发展和转移。实际上CRND还可以通过其他通路发挥功能，比如 PI3K/AKT［22］、NF-κB［20］、Notch［23］等信号通路，从另一个角度可以看出CRNDE与多个信号通路间均有交互。

2.2 lncRNA H19靶向miR-29b-3p 母源性印记基因19转录因子（H19）位于染色体11p15.5上，是第一个被发现的印迹lncRNA［24］，低甲基化的 H19与印迹丢失（LOI）有关［25］。目前，H19在多种肿瘤组织中表达上调，包括肺癌［26］、胃癌［27］、乳腺癌［28］等多种癌症。一方面，H19 可以通过促进CRC的EMT过程，参与到肿瘤的侵袭转移［29］；另一方面，H19通过调控 Wnt信号通路来影响肿瘤耐药性［30］。

Ding等［31］证实了 H19和 miR-29b-3p之间的靶向关系，H19的表达量与miR-29b-3p的表达量呈负相关；分别添加LiCl（Wnt信号通路激活剂）和XAV93920（Wnt信号通路抑制剂）后，EMT的标记分子（如E-cadherin、c-Myc和snail等）相应会发生明显改变，实验表明miR-29b-3p可通过靶向下游基因PGRN（颗粒蛋白前体）抑制Wnt信号活性以及影响细胞周期，H19通过抑制miR-29b-3p间接解救Wnt通路活性，促使β-catenin与TCF/LEF结合后，通过调节EMT的标记蛋白，进一步调节细胞周期的进展；此外，阻断Wnt/βcatenin通路可抑制细胞增殖，促进细胞凋亡。综上所述，构建lncRNA H19/miR-29b-3p/PGRN作用轴，其可通过Wnt信号通路促进CRC细胞的EMT，这可能极大地有助于CRC诊断生物标志物和治疗靶点的探索。

2.3 lncRNA Linc00675靶向miR-942 Linc00675在多种癌症中表达下调，具有抑癌基因活性，抑制肿瘤的发生发展和侵袭转移，其中包括食管癌、宫颈癌、CRC等［32-33］。目前对于Linc00675的研究相对较少，已知文献中报道其与Wnt信号通路的关系密切。

Shan等［34］研究发现，过表达的 Linc00675可以抑制miR-942的表达，同样抑制CRC细胞的发生发展与转移。结合靶基因预测软件及双荧光素酶实验表明miR-942可以与GSK-3β的3'-UTR结合，转染miR-942至CRC细胞，显示GSK-3β显著减少，β-catenin表达增加；反之，当转染Linc00675时，作用相反。这些结果表明，miR-942通过靶向GSK-3β的3'-UTR抑制其对βcatenin的降解，导致β-catenin进入细胞核启动Wnt信号通途及其下游蛋白（cyclin D1和cmyc），发挥促癌作用，而Linc00675通过抑制miR-942间接发挥其抑癌的功能。与miR-21、miR-215和miR-224一样，miR-942在CRC中是促癌因子，而miR-21、miR-215和miR-224证明与化疗耐药性有关，因此miR-942在CRC中是否与化疗耐药性有关仍需进一步研究。

2.4 lncRNAHOTAIR靶向miR-203a-3pHOTAIR是第一个被发现具有反式调控作用的lncRNA，研究发现HOTAIR参与基因的表观遗传调控，HOTAIR可将染色质修饰蛋白（如PRC2）募集到基因组的特定位点，通过调节染色质状态影响基因表达，通过与PRC2相互作用在不同的细胞途径中发挥重要作用［35］，此外，HOTAIR还可以通过Wnt通路、EMT以及作为ceRNA发挥作用。

Xiao等［36］研究发现，高表达的HOTAIR可以促进CRC的发生发展以及影响肿瘤耐药性，并抑制miR-203a-3p的表达；HOTAIR的表达改变会影响miR-203a-3p的丰度，但miR-203a-3p的表达变化不影响HOTAIR的表达，表明miR-203a-3p位于HOTAIR的下游。进一步实验说明miR-203a-3p可通过抑制β-catenin和GRG5（格劳乔相关基因5）调控Wnt信号通路活性，HOTAIR通过抑制miR-203a-3p表达，间接性地恢复了Wnt信号通路，促进了CRC的发生发展和增强肿瘤耐药性，因此HOTAIR可以作为CRC增殖和耐药性的生物指标。可以看出，Wnt信号通路不仅与肿瘤的发生发展有关，还与肿瘤的耐药性密切相关。

2.5 lncRNA NEAT1靶向miR-34a NEAT1是严格定位于细胞核中的lncRNA，其在不同的肿瘤组织中的作用是不同的，目前普遍接受的观点认为NEAT1主要充当ceRNA，通过吸附性抑制miRNA，使其发生降解，恢复其下游的致癌靶标转录物的翻译能力，最终促进癌发生［37］。虽然NEAT1作为ceRNA的假说被普遍接受，但由于miRNA是在细胞质中与其靶mRNA发生作用，这与NEAT1的胞核定位明显矛盾，仍然需要进一步的研究。

根据先前报道SIRT1在CRC中具有促癌作用，且 miR-34a可以靶向 SIRT1抑制其功能［38］。Luo等［39］进一步证明，在CRC细胞系中SIRT1的3'-UTR是miR-34a的直接靶标，miR-34a通过抑制SIRT1表达进而影响Wnt信号通路活性，表现出抑制CRC发生发展的作用；进一步研究发现，NEAT1的高表达可以使Wnt信号通路的分子发生变化，如c-myc和cyclin-D1表达水平上调，实验结果表明，NEAT1作为一种ceRNA发挥作用，抑制miR-34a/SIRT1反馈环并随后激活Wnt信号传导途径。

2.6 其他 Yu等［40］实验表明，CRNDE是 miR-217的直接靶标，并且在CRC中miR-217与CRNDE的表达水平呈负相关；此外，miR-217可直接结合TCF7L2并抑制其表达，使其不能与βcatenin结合形成复合物；实验进一步验证lncRNA CRNDE通过竞争性结合miR-217，进而增强Wnt信号通路活性，促进CRC发生发展。Lv等［41］发现 ，改变 miR-181a-5p 的 表 达 会 影响lncRNA ZEB1-AS1的表达；反之，则不会。结果显示miR-181a-5p可以负性调控lncRNA ZEB1-AS1的表达，而ZEB1-AS1可以作为miR-181a-5p的“分子海绵”，结合并抑制其功能，阻断miR-181a-5p对Wnt信号通路的抑制作用。同样地，Sun等［42］也发现了 lncRNA XIST 可以作为 miR-34a的靶标，阻断miR-34对Wnt信号通路的抑制作用，促进CRC的发生发展。

由此可见，lncRNA与miRNA之间存在着复杂的调控关系，一方面，lncRNA可以通过靶向miRNA使其降解，调控Wnt信号通路的活性；另一方面，miRNA也可以靶向lncRNA使其自身降解调控Wnt信号通路的活性，miRNA的这种类似于“自杀式”的靶向关系在文献中广泛涉及。

3 小结与展望

近年来，随着对非编码RNA研究的深入，lncRNA与miRNA的功能及机制越来越受到瞩目，lncRNA与miRNA均属于非编码RNA，两者的转录过程很相似，lncRNA和miRNA的相互作用在肿瘤的发生发展中扮演着重要角色。lncRNA与miRNA的关系并不是单向的，lncRNA可以调控miRNA的表达；反过来，miRNA也可以调控lncRNA的表达。目前，lncRNA多作为一种ceRNA发挥功能，即通过靶向抑制miRNA而间接发挥其功能。本文综述了两者在Wnt信号通路的作用，miRNA中多数是抑制Wnt信号通路的活性；少数是促进β-catenin与TCF4的结合，诱导Wnt信号通路的活性；而lncRNA通过与miRNA结合并使其降解，导致β-catenin和TCF4结合形成复合物促进转录，使得下游的蛋白c-myc、cyclin-D1表达水平上调和E-cadherin表达下调。当然，miRNA调控Wnt信号通路的方式远不止这些，比如，miR-34a抑制 Wnt配体；miR-224抑制GSK-3β的表达；miR-26b和miR-29b抑制TCF4的表达，而miR-21则是促进β-catenin与TCF4的表达与结合［43］。

研究表明，多数恶性肿瘤中的lncRNA和miRNA的表达出现了紊乱，lncRNA与miRNA相互作用共同参与到肿瘤的发生发展中，故lncRNA和miRNA有望为疾病的诊断、预后以及生物靶向药物的开发提供新的思路。目前研究提示，许多亟待解决的难题依然存在，比如在细胞、动物模型和人类临床试验层面上研究lncRNA如何影响CRC的发生发展是药物研发所面临的巨大挑战，且对于探究lncRNA和miRNA在细胞内是否还存在其他相互调控的机制以及通过它们对疾病的治疗的安全性依然还存在着较多的不确定性，所以仍然需要不断探索并完善lncRNA与miRNA的相互调控机制，促使lncRNA和miRNA在疾病的诊断和治疗等应用方面成为可能。