长链非编码RNA在骨肉瘤中的研究进展

刘乙澍 曲国蕃

骨肉瘤(Osteosarcoma，OS)是一种多发于儿童及青少年的骨恶性肿瘤，预后极差，经过上世纪近30年对于治疗方式的研究与改进，现阶段骨肉瘤的综合治疗已趋近成熟，但患者的5年生存率仍仅有60%～70%[1]，对于出现肺转移或远处转移的患者，其平均生存期甚至不超过1年[2]，而近30年来骨肉瘤的治疗基本处于瓶颈期，患者生存率并未有明显的改善。这更需要我们拓宽视野，对骨肉瘤的进展原因及疾病机制进行进一步的探索与研究。随着对于肿瘤的进一步认识，大家逐渐开始探索被人们认为是转录过程中的杂音、无效序列的非编码RNA。长链非编码RNA(Long non-coding RNA，LncRNA)是构成非蛋白质编码的RNA分子，其数量超过200个核苷酸[3]。它们涉及多种过程，包括基因表达、染色质重塑、转录后加工和转录[4-5]。长链非编码RNA经常在人类癌症中异常表达，并且它们参与肿瘤发展、进展和转移[6]。尽管在过去十年中我们对长非编码RNA(lncRNA)的理解取得了相当大的进展，但只有一小部分的LncRNA被检测了生物学功能[7]，因此对长链非编码RNA的研究已成为新热点。本文就长链非编码RNA在骨肉瘤中的研究进展进行综述，意在为骨肉瘤的进一步研究及提出新的诊疗策略提供帮助。

1 LncRNA对骨肉瘤细胞周期相关的影响

真核细胞主要依靠有丝分裂进行增殖及信息的传递，肿瘤细胞也是如此，而随着对细胞周期的不断认识，人们发现几乎所有的肿瘤都有一个共同特征：细胞周期调控机制的破坏，导致细胞的失控性生长。因此，通过针对细胞周期来进行靶向治疗是当今世界范围内研究的一个热门论点。骨肉瘤中细胞周期的进程与细胞的生存及肿瘤的发展密不可分，且细胞周期的进程受多种因素调控[8]。参与细胞周期进程的LncRNA可通过对于细胞周期蛋白的表达、参与诱导细胞周期的阻滞或加速细胞周期的转变对肿瘤细胞起调控作用。对于HOXD-AS1的研究发现[9-10]，OS组织和细胞中HOXD-AS1表达水平较正常组织细胞显著上调，HOXD-AS1的沉默抑制了OS细胞增殖并在体外诱导细胞周期G0/G1期阻滞，并抑制体内肿瘤细胞生长。Dai等[11]发现OIP5-AS1在OS组织和细胞中呈高表达，沉默OIP5-AS1表达为体外G0/G1期循环停滞和体内小鼠肿瘤的生长。Hu等[12]发现NEAT1在骨肉瘤组织中过表达，并促进细胞凋亡和G0/G1停滞。Ruan等[13]研究发现SNHG6在OS组织和细胞系中高表达，沉默的SNHG6通过诱导细胞周期停滞在G0/G1期并引起细胞凋亡来抑制细胞增殖。Wang等[14]的研究发现HOXA-AS2在OS组织中上调，敲低HOXA-AS2表现为通过促进细胞凋亡和引起G1停滞显著抑制肿瘤细胞增殖。对于FAL1的研究发现FAL1在OS细胞中通过诱导细胞G2/M期阻滞来抑制细胞增殖[15]。HOTAIR的表达在OS组织中高表达，由于诱导G1期阻滞，沉默HOTAIR后表现为抑制细胞的增殖[16]。Li等[17]人发现CRNDE在OS组织和细胞系中高表达，CRNDE的过表达促进细胞生长、细胞增殖、细胞侵袭和迁移，并且在表现为处于S期的细胞群增加，G0/G1期的细胞群减少。Yang等[18]的研究表明FOXP4-AS1在OS组织中过表达，过表达的FOXP4-AS1导致肿瘤细胞增殖增强、迁移和侵袭，缩短G0/G1期，以及抑制细胞周期。Wang等[19]的研究表明SNHG5可加速OS细胞G1至S期的转变的作用。由这些文献结论可见，部分LncRNA可通过调控参与细胞周期的关键节点对骨肉瘤细胞增殖起抑制作用，针对LncRNA与细胞周期调控进行更深层次的验证将为骨肉瘤的治疗提供重要帮助。

2 LncRNA对骨肉瘤上皮-间质转化的影响

上皮细胞间质化(Epithelial-mesenchymal transition，EMT)是指从有极性的不能移动的上皮细胞经过细胞表型改变和蛋白表达的改变转化为无极性易移位的间质细胞的过程，EMT的发生与肿瘤细胞的转移密切相关[20]。对NEAT1的研究发现[21-22]，NEAT1的抑制极大地抑制了OS细胞的进展，其异位表达也诱导EMT的发生。Zhang等[23]发现SNHG20在OS组织和细胞系中过表达，通过调节上皮-间质转换相关基因促进OS细胞的迁移和侵袭。Deng等[24]发现敲除SNHG7可减少由TGF-β诱导的EMT的发生。FAL1也可同时对细胞周期及EMT相关过程起作用，敲低FAL1表现为抑制OS细胞的迁移和侵袭[15]。CRNDE也可以对EMT起作用，过表达的CRNDE可以增强Notch1信号传导的活性并促进EMT的发生[17]。Cai等[25]发现NBR2表达在骨肉瘤组织中下调，NBR2过表达抑制OS细胞增殖、侵袭和迁移，但不会增加细胞凋亡，NBR2通过与Notch1蛋白的结合逆转了对细胞增殖、侵袭、迁移和EMT的影响。OS的转移与EMT相关研究还需要在动物模型中进一步加以验证，而LncRNA与EMT间的作用机制也需要更深层次的实验证明。OS预后较差的原因之一即为远处转移，是否能通过抑制特定LncRNA的表达来降低OS的转移发生也是今后实验需要验证的重要目标。

3 LncRNA对骨肉瘤化疗药物敏感性的影响

现阶段骨肉瘤标准治疗方式为“新辅助化疗+手术+术后化疗”，但由于骨肉瘤患者对于化疗药物敏感性的个体性差异可能会导致化疗效果不佳，那么化疗药物与疾病之间的敏感性就是能否对疾病起作用的关键点，通过研究发现有一些LncRNA可以对OS化疗药物的敏感性起相关作用。Kun-Peng等[26]发现LncRNA FN1的抑制在体外和体内极大地增加了OS细胞对多柔比星的敏感性，而FN1过表达具有相反的作用。Zhou等[27]发现SNHG12的高表达与多柔比星抗性和OS的总体存活率差有关，SNHG12的敲低有助于提高多柔比星的敏感性。Wang等[28]发现LncRNA SOX2OT的变体7靶向结合EGCG与多柔比星对OS细胞生长抑制产生协同作用，EGCG可以通过减少SOX2OT变体7来减少多柔比星诱导的促存活自噬，从而改善多柔比星的生长抑制。Hu等[12]人通过实验证明NEAT1还是OS中的化疗耐药因子，过表达的NEAT1降低顺铂(DDP)的敏感性。目前对于骨肉瘤化疗敏感性与LncRNA相关的研究还较少，如果能针对骨肉瘤患者进行个体敏感用药将使得化疗精准性得到提高，接下来对于LncRNA与骨肉瘤化疗药物敏感性的相关研究有望为治疗开展新的方向。

4 LncRNA对骨肉瘤发生发展的影响

Huynh等[29]通过测序技术检测了参与骨骼系统正常发育和/或稳态的LncRNA，证明了LncRNA在OS组织中既有高表达也有低表达的存在，表明LncRNA可通过多种途径、多种机制对OS的发生发展起抑制或促进的不同作用。

研究发现，LncRNA可与miRNA形成竞争性内源RNA(competitive endogenous RNA，ceRNA)从而对OS细胞的增殖、迁移和侵袭进行调控。已经有学者[30]阐述了ceRNA假说，其假定特定RNA可以通过隔离作用损害miRNA活性，从而上调靶基因表达，这个ce机制假说能够解释成千上万尚未被鉴定的LncRNA中相当大部分的功能。表1中的研究证明了LncRNA与miRNA形成竞争性抑制作用并通过各种通路或相关基因形成调节轴，对OS的发生发展起重要调节作用，针对这种机制可联系到OS中已证实的传统致癌因子或抑癌因子，但范围仍不够明确，具体机制尚需更加深入细致的实验进行证明及阐述。

基于以上研究可以发现，在肿瘤组织中高表达的LncRNA多起到癌基因的作用，并且多数LncRNA在OS中体现为高表达。而低表达的LncRNA则相反，针对某个调控轴进行研究，接下来在动物实验模型进行验证，有望为OS提供新的治疗方案。此外，在临床工作中已有通过检测特定LncRNA水平对肿瘤进行诊断的实例，例如子宫颈癌、肝癌、肺癌、乳腺癌和胃癌[46-48]。虽然组织病理学检测始终是肿瘤诊断的金标准，但无创性检测或肿瘤标志物检测也为肿瘤的早期诊断和分期提供了机会。因此，通过LncRNA水平检测对OS进行早期检测和分期也可治疗方案提供新的思路。

表1 LncRNA对骨肉瘤发生发展的调控作用Table 1 Regulation of LncRNA in the development of OS

5 LncRNA对骨肉瘤预后的影响

骨肉瘤恶性程度高，预后较差，因此准确的判断患者预后更有助于对患者进行个体化治疗。经过研究已证实与OS患者预后相关的LncRNA例如：HOXD-AS1的异常过表达标志着骨肉瘤患者预后不良[9]；SNHG5的表达升高与OS患者的不良临床结果和预后相关[19]；FOXP4-AS1的过表达与肿瘤大小和肺转移显著相关[18]；具有高度表达的SNHG6骨肉瘤患者的存活率较低且临床分期较晚[13]。这类与骨肉瘤预后相关的LncRNA在肿瘤组织中多属于过表达类型，并且多与患者的预后不良、远处转移高度相关，进一步需要更多的动物实验验证。如果能通过检测特定LncRNA对患者预后进行准确的判断或预测，必为临床治疗方案提供重要帮助。

6 小结与展望

已经有许多LncRNA被验证参与骨肉瘤的发生、进展与侵袭，与正常组织相比它们在肿瘤组织中体现为异常表达，它们可以通过作用于信号通路、与miRNA形成竞争作用及参与调节细胞周期等多种途径改变肿瘤的表现，但LncRNA相比mRNA更为保守，其包含的原始信息更难以验证，不同序列的LncRNA可能有着共同的信号通路，而序列近似的LncRNA表达出的功能却可能相差甚远，因此，更为具体的作用机制需要进一步的探索与研究。此外，现阶段LncRNA还需要通过肿瘤组织活检或针对肿瘤标本的分析来进行研究，下一阶段是否能通过血液、尿液等常规检测方法来进行筛查也需要我们进一步的研究。考虑到过去十几年骨肉瘤患者的治疗没有显著的改观，这些对于LncRNA的研究已经为我们开展新的治疗方案提供了方向，相信在不久的将来LncRNA必将为骨肉瘤治疗创造价值。