长链非编码RNA在卵巢癌发生发展中作用机制的研究进展

王婧，许波群

(南京医科大学第二附属医院妇产科，南京 210000)

长链非编码RNA(long non-coding RNA，lncRNA)指200个以上核苷酸组成的无开放阅读框的非编码RNA序列，lncRNA可以根据其亲本基因发挥各种功能，调控亲本基因和翻译，参与调控多种细胞活动，如细胞生长、增殖、凋亡及上皮-间充质转化、血管形成及耐药等[1-3]。研究表明，lncRNA与人类肿瘤的发生存在联系，被认为是某些肿瘤潜在预后标志物，如lncRNA AC114812.8可促进膀胱癌的进展，lncRNA MAGI2反义RNA 3(MAGI2-AS3)可作为胃癌的预后标志物，高表达lncRNA ZNFX1反义RNA 1(ZFAS1)可提高胶质母细胞瘤的恶性程度[4-7]。lncRNA还可在转录和翻译等多方面发挥生物学功能，并可作为某些微RNA(microRNA，miRNA)前体间接调控靶基因[8]。miRNA是基因表达的重要转录后调节因子，通过直接碱基配对作用于信使RNA非翻译区的靶位点，lncRNA含有保守的选择性miRNA靶位点，可以强烈抑制miRNA活性，进而抑制miRNA。Salmena等[9]首次提出了竞争性内源RNA(competing endogenous RNA,ceRNA)假说，将与miRNA结合的miRNA反应元件的非编码RNA定义为ceRNA，包括lncRNA、环状RNA及假基因等，并通过ceRNA调控网络揭示了RNA间相互调控的新机制。近年研究表明，lncRNA在许多肿瘤(如膀胱癌、乳腺癌、胃癌及结直肠癌)的发生发展中发挥着重要作用[10]。卵巢癌是致死率最高的女性生殖系统恶性肿瘤，患者的5年生存率不足35%[11-12]。由于卵巢解剖位置隐匿，且早期卵巢癌缺乏显著性临床表现、无特异性指标，故卵巢癌的早发现、早诊断较困难，发现时往往已处于疾病晚期，部分患者甚至出现腹膜转移或远处转移[13]。卵巢癌复发率和不良预后的发生率较高[14]。晚期卵巢癌患者对术后化疗的耐药性高，治疗效果欠佳，因此，对卵巢癌发病机制尤其是分子机制的研究显得尤为迫切[15]。现就lncRNA在卵巢癌发生发展作用中作用机制及生物学功能的研究进展予以综述。

1 lncRNA的主要生物学功能

1.1lncRNA与RNA结合蛋白(RNA binding protein，RBP)相互作用 RBP可与RNA结合，并参与RNA剪切、转运、翻译等多种转录后调控过程[16]。一种RBP可结合多种RNA结合位点，但相关研究表明，RBP更易与信使RNA(messenger RNA，mRNA)非编码区结合，一些RBP可与mRNA中保守序列(如AU-富含元件)结合，还有一些RBP可识别RNA特异性二级结构(如茎环或发夹区域)[17-18]。RBP人抗原R(human antigen R,HuR)是人类胚胎致死异常视觉基因家族中的成员，又被称为类胚胎致死性异常视觉基因1。Lal等[19]研究发现，RBP HuR具有抗细胞凋亡作用，是靶转录本转录后关键调控因子，且HuR与某些lncRNA之间也存在相互作用关系，如核富集转录体1(nuclear enriched abundant transcript 1，NEAT1)。NEAT1作为lncRNA在上皮性卵巢癌中的表达水平显著升高，并与卵巢癌的病理分期及患者生存预后相关，NEAT1高表达可促进卵巢癌的增殖与侵袭，而HuR与NEAT1结合后使卵巢癌细胞中NEAT1呈稳定高表达[20]。

1.2lncRNA与miRNA相互作用 某些lncRNA可通过ceRNA机制调节亲本基因，如尿路上皮癌胚抗原1可能作为miR-143的ceRNA起作用，以调节亲本基因FOSL2的表达[21]。研究证实，NEAT1可通过调节 miR-382-3p间接调控mRNA Rho相关卷曲螺旋形成蛋白激酶1的表达，而MLK7-AS1通过miR-375影响Yes相关蛋白1的表达[22-23]。除间接作用外，部分lncRNA还可通过直接作用参与卵巢癌的发生，Özeʂ等[24]发现，在卵巢癌耐药中，lncRNA HOX转录反义RNA通过核因子κB-HOX转录反义RNA轴在DNA损伤修复期间驱动正反馈环级联反应，从而引起持续的核因子κB活化和DNA损伤信号转导。

1.3lncRNA参与ceRNA的机制 ceRNA假说认为，lncRNA、环状RNA及假基因转录本等可通过miRNA反应元件调节彼此的表达，以竞争性结合mRNA位点[9,25]。miRNA反应元件存在于ceRNA的3′非编码区、编码序列及5′非编码区，因此lncRNA可通过竞争性结合miRNA反应元件调控miRNA下游mRNA的表达[26]。此外，卵巢癌中也存在ceRNA竞争性结合机制[27]。Tao等[28]发现，lncRNA肺腺癌转移相关转录因子1在卵巢癌组织和细胞中的表达显著升高，并可作为ceRNA引起下游miR-211表达减少，从而促进mRNA PHF19表达。Chen等[29]证实，lncRNA LINC00152与miR-125b亦存在竞争性相互作用机制。

1.4lncRNA参与基因印迹及组蛋白修饰 基因印迹指配子或受精卵中特定亲本染色体表现的表观遗传修饰，另一亲本染色体不表达或表达极弱，致使后代体细胞两个等位基因出现差异表达[30]。组蛋白修饰指组蛋白在相关的关键酶作用下产生的一系列翻译后修饰过程(如甲基化、磷酸化、乙酰化及泛素化)[31]。

lncRNA可在基因印迹发生及组蛋白修饰过程中发挥一定作用。lncRNA H19是最早发现的lncRNA，在多种肿瘤(如膀胱癌、乳腺癌、子宫内膜癌)中表达升高[32-34]。1999年，首次明确上皮性卵巢癌中H19的表达升高[35]。随后，Murphy等[36]研究发现，在卵巢癌表达谱中，胰岛素样生长因子2的表达呈上升趋势，与肿瘤侵袭性及不良预后相关。胰岛素样生长因子2位于染色体11P15.5，卵巢癌中过表达的胰岛素样生长因子2可与母系表达的H19共同作用产生lncRNA，这种作用方式依赖于H19启动子上游的CCCTC转录因子结合位点。近年来，随着基因芯片等技术的发展，组蛋白H1对H19在卵巢癌中作用的调控机制逐渐被发现，H1有11种变异体，Medrzycki等[37]发现，H1.3是H19的有效抑制因子，倾向于在H19印迹调控区聚集，使H19印迹调控区中的DNA甲基化及CTCF胰岛素结合蛋白减少，通过DNA甲基化发挥H1.3对H19的拮抗作用。此外，除H1变异体H1.3，H1还可与组蛋白去乙酰化酶1相互作用，以促进基因沉默，H1还可抑制人SWI/SNF(SWItch/Sucrose Non-Fermentable)核小体的重塑活性，以上作用均与H1抑制H19促癌作用相关。

1.5lncRNA与X染色体失活(X chromosome inactivation，XCI) 雌性哺乳动物体细胞核中有两条X染色体，其中一条X染色体位于常染色体上，具有转录活性；另一条X染色体浓缩成染色较深的异染色质，即巴氏小体，又称X小体，表现为表观遗传性状的失活，该现象称为XCI[38]。雌性哺乳动物体内XCI现象维持了其性染色体遗传信息的表达量，使其与雄性相似。研究表明，XCI模式失调多见于晚期卵巢癌，病理分级为低分化高级别肿瘤，此类患者术后生存率较无XCI模式失调患者更短，复发率更高[39]。X染色体失活特异转录物(X chromosome inactivation specific transcript，XIST)是一种在失活X染色体上转录的lncRNA，可引起XCI。Tang等[40]对肺癌的研究发现，lncRNA XIST可通过调控下游p53凋亡刺激蛋白抑制剂发挥促癌作用，而Wang等[41]研究发现，在卵巢癌中，lncRNA XIST可通过调控下游miR-214发挥抑癌作用，目前XCI、XIST与肿瘤之间的相互调控机制尚不明确，仍有待进一步研究。

2 lncRNA在卵巢癌发生发展中的作用机制

2.1与卵巢癌增殖、凋亡、侵袭及转移相关的lncRNA

抑制肿瘤细胞的增殖是抗肿瘤研究的重点[42-43]。在卵巢癌中，lncRNA上调更倾向于发挥促癌作用，lncRNA下调更倾向于发挥抑癌作用。如lncRNA MLK7-AS1在卵巢癌细胞株SKOV3、OVCAR3及PEO1中表达显著升高，通过ceRNA机制与miR-375发生内源性相互竞争，使miR-375表达量减少，使其下游Yes相关蛋白1 mRNA的表达上调，促进卵巢癌的增殖与发展，并与卵巢癌患者生存预后相关[23]。Chen等[44]证实，lncRNA HAND2-AS1/miR-340-5p/BCL2L11轴也可通过ceRNA机制促进卵巢癌的增殖与凋亡。

近年来,除致癌性lncRNA外，抑癌性lncRNA也引起越来越多的重视，lncRNA GAS5在卵巢癌中表达降低，下调GAS5导致肿瘤细胞增殖及菌落形成增加，细胞凋亡减少[45]。lncRNA作为致癌或抑癌因子有望能成为各类肿瘤早发现、早诊断、早治疗的新靶点。卵巢癌的转移方式有直接种植、腹膜转移和淋巴转移，易转移的部位包括大网膜、肝、肺等[46]。目前针对卵巢癌转移相关lncRNA的研究较少，如lncRNA NONHSAT076754在卵巢癌中上调，通过下调其下游靶基因HTATIP2可促进卵巢癌淋巴转移的发生[47]。卵巢癌早期缺乏特异性血清学诊断标志物，大部分患者确诊时已为中晚期，通常以肿瘤减灭术辅助放化疗为主要治疗手段，lncRNA的出现，为卵巢癌的诊断及治疗带来了新的希望。

2.2与卵巢癌血管生成相关的lncRNA 肿瘤干细胞(cancer stem cells，CSCs)指具有干细胞性质的癌细胞，具有自我复制及多向分化的能力。研究表明，CSCs的存在是导致恶性肿瘤患者肿瘤减灭术或化疗失败的主要原因[48]。血管生成是CSCs存在的重要因素，多种CSCs生物学标志物与血管生成相关信号传导通路相关，如lncRNA牛磺酸上调基因1通过抑制富亮氨酸α2糖蛋白1调节血管生成[49]。另外，Qiu等[50]研究发现，lncRNA MALAT可借助卵巢癌患者血清中的外泌体以旁分泌方式到达人脐静脉内皮细胞，通过调节血管生成相关基因(如血管内皮生长因子-A、血管内皮生长因子-D、中性粒细胞活化肽-78、胎盘生长因子、白细胞介素-8、血管生成素、重组碱性成纤维细胞生长因子和瘦素)的表达调控血管生成。目前，关于血管生成方面lncRNA的研究尚不透彻，且lncRNA在外泌体中的具体机制尚未充分证实，未来仍需要进行更深入的探索。

2.3与卵巢癌化疗耐药相关的lncRNA 化疗药物耐受是卵巢癌患者预后差的主要因素之一，耐药性的形成由多种因素导致，主要包括患者的个体差异以及参与卵巢癌形成体细胞之间的遗传差异[51]。卵巢癌化疗方案的主要治疗药物为顺铂和紫杉醇，前者主要通过破坏快速分裂细胞中诱导DNA、RNA及蛋白质之间的细胞性交联发挥作用，后者通过结合β微管蛋白并在细胞分裂期间组织纺锤体重塑起作用，导致有丝分裂停滞[52]。

促分裂原活化的蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)是一类丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，主要包括胞外信号调节激酶、p38、c-Jun氨基端激酶等MAPK亚家族[53]。MAPK通路可调节多种细胞过程，包括细胞增殖、分化、凋亡等[54]。lncRNA可与MAPK相互作用，进而影响卵巢癌耐药相关机制的发生，研究证实，lncRNA LINC00161/miR-128/MAPK通路可促进卵巢癌组织中铂类耐药的发生[55]。lncRNA FAL1可激活MAPK激酶/胞外信号调节激酶信号通路，进而激活MAPK通路，在卵巢癌耐药机制中发挥重要作用[56]。与lncRNA LINC00161及FAL1不同，部分lncRNA可提高卵巢癌患者对铂类药物的敏感性，Long等[57]发现，lncRNA GAS5可通过作用于其下游基因多腺苷二磷酸核糖聚合酶1，形成GAS5-多腺苷二磷酸核糖聚合酶1-MAPK通路，以提高肿瘤对化疗药物的敏感性。另外，p53介导的磷酸化与去磷酸化也参与了卵巢癌耐药的发生，p53作为一种肿瘤抑制因子参与了多种氨基酸C端的磷酸化，如发生在卵巢癌对化疗药物敏感的Ser15和Ser20 C端的磷酸化[58-59]。SR蛋白是一类RBP，最初被认为识一种可调控RNA可变剪接的调控器。研究表明，SR蛋白可参与p53的磷酸化及乙酰化[60-61]，如SFRS1可与MDM2相互作用抑制p53的降解，而p53翻译后的磷酸化率由SR蛋白家族中的另一种蛋白即SFRS2调控，SFRS2可负反馈调控p53的磷酸化水平，包括ser15。Wang等[62]研究发现，lncRNA PANDAR作为一种依赖野生型p53的致癌基因，在顺铂耐药卵巢癌组织中的表达水平较正常卵巢组织高，证实PANDAR与SFRS2的表达水平呈正相关，这种由PANDAR/SFRS2/p53组成的负反馈调节机制在一定程度上导致了p53相关促凋亡基因(如p53)正向凋亡调节因子反式激活的减少，从而发挥促癌作用。

3 小 结

近年来，随着高通量测序方法及基因芯片的应用和发展，lncRNA通过多种信号通路参与卵巢癌的发生发展逐渐得到证实。多种lncRNA在卵巢癌中的异常表达水平不同，这种异常表达贯穿于卵巢癌发生发展的整个过程，包括肿瘤增殖、浸润侵袭、转移、上皮-间充质转化、血管形成及铂类化疗耐药等，故lncRNA成为卵巢癌早期识别诊断及治疗的新靶点。目前针对卵巢癌中lncRNA作用机制的研究主要集中于lncRNA与miRNA相互关系，lncRNA可作为 miRNA的ceRNA，其表达的变化可导致miRNA表达的变化，进而引起mRNA的异常表达。此外，lncRNA还与环状RNA及外泌体等存在相互作用关系，为卵巢癌中lncRNA作用机制的研究提供了新的方向。但目前对lncRNA的研究多局限于与恶性肿瘤的相关性方面，对其分子生物学机制的探索较少，因此lncRNA与miRNA、环状RNA及外泌体之间相互关系的探索研究仍需要进一步的深入研究，并积极寻找卵巢癌特异性血清生物学标志物，以提高卵巢癌的早期诊断率。