非编码RNA对葡萄膜黑色素瘤发生机制影响研究新进展

李冠瑜 孙丰源

葡萄膜黑色素瘤(uveal melanoma，UM)包括脉络膜和虹膜黑色素瘤，是最常见的眼内恶性肿瘤之一，每年发病率预估值约为百万分之五[1]。该病最常见的部位是脉络膜(90.0%)，其次为睫状体(6.0%)和虹膜(4.0%)[2]。UM转移率高，主要以血道转移的方式向肝脏播散，其次是肺和软组织[3]，早期转移可导致较高的病死率[4]。虽然目前针对UM的诊断和治疗已取得重大进

展，但5 a相对生存率仍未提高，特别是对于转移性疾病患者[5]。由于其病变的分子机制仍未阐明，对于该病患者尚无有效的治疗方法[6]。因此，了解导致UM侵袭和转移潜能的关键性因子，可有助于确定新的诊疗方案[7]。

目前，针对UM的机制研究已日渐成熟，非编码RNA在细胞内的调控作用机制成为研究热点，主要集中在microRNA(miRNA)和长链非编码(long non-coding RNA，lncRNA)上，二者均无编码蛋白质分子功能，却又与蛋白质分子调控密不可分，通过直接作用或间接介导，使下游相应蛋白的表达发生变化，从而影响肿瘤细胞的功能。二者之间也有相互介导作用，共同参与肿瘤的发生发展进程。下面从miRNAs、lncRNAs二者相互作用3个方面，阐述非编码RNA对UM发生机制的影响。

1 相关miRNAs机制研究

miRNA是一组内源性的单链非编码RNA(长度为18～26 nt)，其作用是调控转录后的基因表达。miRNAs通过与特定靶mRNA的3’非翻译区结合，触发该mRNA的降解，或抑制其转录后翻译[8]。众多数据表明，miRNAs在许多生物学过程中起重要作用，如细胞的增殖和凋亡、胞浆内葡萄糖和脂类代谢、信号的转导和应答等。此外，miRNAs还参与人类肿瘤的发生发展过程，成为肿瘤发生的重要调节因子，为探索人类恶性肿瘤的机制提供了新的方向[9]。

1.1 致癌基因先前的研究已经证实众多miRNAs参与UM的发展进程。mir-155是一个具有调节功能的基因，在脂肪肉瘤[10]、肺癌[11]、急性髓性白血病[12]、肝细胞癌[13]、乳腺癌[14]和口腔鳞癌[15]等多种人类癌症中起作用。Peng等[16]研究发现，miR-155在UM细胞系和组织中表达上调。其直接作用于Nedd4家族相互作用蛋白1(NDFIP1)，并可抑制其表达。当NDFIP1下调后，会诱导UM细胞的生长和迁移。另有报道称，在食管鳞状细胞癌[17]、肝细胞癌[18]、骨肉瘤[19]和非小细胞肺癌[20]等疾病中，mir-367通常作为肿瘤致癌因子出现，直接或间接地促进肿瘤生长。Ling等[21]通过定量聚合酶链反应发现，UM组织样本中miR-367的表达上调，PTEN是其靶基因，miR-367通过部分地调节PTEN，进而促进UM细胞的集落形成。在肝细胞癌[22]和大肠癌[23]组织和细胞中，miR-454表达呈上调状态；而在胶质母细胞瘤[24]和骨肉瘤[25]中则表达下调。在UM组织中，miR-454的表达上调，与mir-367共同作用于靶基因PTEN。miR-454过表达后PTEN蛋白的表达水平相应降低。其过表达亦可增强Akt和MTOR及其磷酸化产物的表达，这与PTEN表达下调后的功能一致[26]。这些发现均支持miRNAs在UM中的致癌基因作用。

1.2 抑癌基因相较于致癌因子，研究表明更多的miRNAs起抑癌基因作用。Liu等[27]研究发现，miR-9在高度侵袭性UM细胞系中显著减少，通过直接靶向其3’-UTRs负调控NF-κB1的表达，从而抑制UM细胞的迁移和侵袭，NF-κB1的下游靶点，如基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMP)-2、MMP-9和血管内皮生长因子A(vascular endothelial growth factor A，VEGFA)，亦受miR-9的调控。而mir-34a/b/c[28-29]与miR-137[30]则通过阻滞细胞周期G而不是诱导细胞凋亡来抑制UM细胞进程，其下游靶基因均为c-Met。另有报道称，mir-124a通过抑制其潜在靶点，包括CDK4、CDK6、cyclin D2和EZH2等，来抑制UM的进程[31]。Yan等[32]发现，miR-182通过下调癌基因c-Met及其下游Akt和ERK1/2通路的表达，抑制UM细胞的生长及其功能。同样地，与mir-34家族类似，miR-145在UM样品中低表达，其过表达可阻断UM细胞的G1期进入S期，从而抑制细胞增殖。用Western blotting法检测胰岛素受体底物-1(insulin receptor substrate 1,IRS-1)作为miR-145的潜在靶点。IRS-1的敲除与miR-145过表达有相似作用，下调IRS-1是mir-145抑制UM发展的一种可能的机制[33]。miRNAs在UM细胞中的下调预示着其作为抑癌因子的作用，可作为该病的潜在治疗靶点。

1.3 双重作用的miRNAs一些miRNAs既有原癌基因作用，也有抑制肿瘤生长作用，这取决于其所在肿瘤部位类型及其依赖的下游靶标蛋白。作为miR-17～92簇的成员，miR-20a已被认为参与调节各种癌细胞的增殖和侵袭，其致癌作用和抑癌作用已被分别报道过。一方面，miR-20a可促进胃癌[34]、胆囊癌[35]和前列腺癌[36]的发生发展进程。另一方面，可抑制甲状腺癌[37]、肝癌[38]和口腔鳞状细胞癌[39]的增殖和侵袭。先前的研究已观察到UM患者血浆和组织细胞中miR-20a水平升高。miR-20a作为致癌因子，参与促进UM细胞的生长和运动[40]。miR-32已被证实在乳腺癌[41]和胃癌[42]的组织样本中表达上调，而在口腔鳞癌[43]和骨肉瘤[44]等细胞中显著下调。Ma等[45]研究发现，在UM组织中miR-32的表达水平显著降低(P<0.01)，miR-32的异位表达可显著抑制细胞的增殖能力，其迁移和侵袭效率也相应减少，同时促进细胞凋亡。mir-32通过抑制其直接靶点EZH2的表达，抑制UM的发生。相似地，miR-144在肺癌[46]和骨肉瘤[47]等细胞中均有表达下调。Akiyoshi等[48]证明，miR-144表达与胃癌呈负相关。然而也有相反的报道，有研究表明miR-144通过抑制磷酸酶和张力素同源物(PTEN)促进鼻咽癌的增殖、迁移和侵袭。因此，miR-144在癌变过程中的作用是复杂的，具有高度组织特异性。Sun等[49]研究发现，miR-144在UM组织样本中的表达显著减少。当miR-144过表达后，可减少UM细胞的增殖和侵袭能力。靶向预测和体外功能研究表明，c-Met是miR-144的一个直接靶点。当miR-144模拟物引入后，可减少c-Met诱导的细胞增殖和侵袭。这些miRNAs在不同肿瘤细胞中的作用不同，这取决于其在肿瘤细胞中的表达程度，及对应作用靶基因的特异性，同一种肿瘤细胞可能有多种miRNAs调控，每种miRNA也会由于调控不同的靶标而产生不同的作用。

2 相关lncRNAs机制研究

lncRNA是一种不具备编码蛋白质分子能力的核糖核酸(长度为200～100 000 nt)，参与细胞内多种过程调控，在许多生物学过程中起重要作用，如细胞的发育、增殖、转移、分化、侵袭和迁移。lncRNAs的表达和功能异常与人类疾病的发生密切相关，主要表现为lncRNAs 在空间排列和结构上的异常、表达水平的异常、与结合蛋白相互作用的异常等。

2.1 致癌基因在UM细胞系和组织中，lncRNA铁蛋白重链1假基因3(FTH1P3)表达水平上调，而miR-224-5p表达下调，二者表达呈负相关；作为miR-224-5p的直接靶基因，FTH1P3的过表达抑制了miR-224-5P的表达，从而促进Rac1和Fizzled5的表达，使UM细胞的增殖和迁移增强[50]。lncRNA HOXA11-AS在UM组织和细胞中过表达，它可以同时与Zeste同源物2(EZH2)的增强子相互作用，以抑制其靶标P21蛋白的表达，此外还发现HOXA11-AS与miR-124的表达呈负相关，miR-124的过表达可减弱HOXA11-AS的促增殖和侵袭作用[50]。转移相关肺腺癌转录本1(MALAT1)在UM组织中表达上调。MALAT1的表达水平与miR-140的表达呈负相关。敲除MALAT1可促进miR-140的表达，抑制UM细胞中的Slug和ADAM10的表达[51]。此外还发现RHPN1-AS1[52]和P2RX7-V3[53]在多个UM细胞系中显著上调。敲除这些基因可显著抑制UM细胞在体外和体内的增殖、集落形成、侵袭和迁移。这些均可为lncRNA作为该病肿瘤原癌基因提供了证据。

2.2 抑癌基因相反地，一些lncRNAs在UM细胞中起抑癌基因作用。研究表明，高甲基化1(HIC1)在各种人类癌症中表观沉默。HIC1作为肿瘤抑制因子，在UM中表达下调。HIC1的异位表达可抑制UM细胞的增殖和侵袭。通过lncRNA微阵列和PCR测定，发现了lncRNA-numb的表达在UM中被HIC1激活。HIC1通过激活lncRNA-numb调节UM的进展[54]。lncRNA PAUPAR亦是在UM细胞中呈中低度表达[55]，并在体外和体内调节UM的发生。PAUPAR通过抑制组蛋白H3K4的去甲基化，从而调节HES1表达。PAUPAR的异位表达可诱导HES1表达的沉默，从而显著降低肿瘤转移。

3 miRNAs与lncRNAs的相互作用

miRNAs和lncRNAs在各种肿瘤细胞和组织中的表达程度均有不同改变，异常miRNAs和lncRNAs的表达被证实与多种人类肿瘤相关，起致癌基因或抑癌基因作用[56]。miRNAs和lncRNAs在UM及其他恶性肿瘤中表达失调，从而加速或抑制肿瘤细胞的生长和侵袭。在UM中，二者常表现为负相关。lncRNA FTH1P3通过miR-224-5p/Rac1和Fizzled5轴对UM进行调控，当FTH1P3表达增多时，后者相应减少，致其目标基因Rac1和Fizzled5相应增多[9]。与之相似，MALAT1通过miR-140/Slug和ADAM10轴促进UM的增殖与迁移[57]。lncRNA HOXA11-AS在UM中则与miR-124呈负相关[58]，mir-124在UM中起抑癌作用，相应地，HOXA11-AS起抑癌作用。这些证据表明，miRNAs与lncRNAs既可单独调控UM的发生发展，又可相互作用，共同参与其调控机制。

4 展望

UM是最具侵袭性的癌症之一，目前一线治疗方法仍为手术摘除眼内肿物。尽管局部治疗成功，仍有超过50%的患者死于转移性死亡，远期生存率并不理想。同大多数肿瘤一样，UM的发生是一个多步骤的过程，其中涉及到原癌基因和肿瘤抑制基因的遗传和表观学改变。先前的研究增加了对miRNAs和lncRNAs在恶性肿瘤中影响的认识，包括细胞周期进程、细胞凋亡、增殖、侵袭和转移等。因此，阐明这些miRNAs和lncRNAs失调的生物学原因，对于提高现有的对UM发病机制的认识，和开发新的关键靶基因具有重要临床意义[59]。在过去几年中，针对UM的早期诊断已有初步进展，对于miRNAs和lncRNAs的调控机制已有相对初步认识，揭开非编码RNAs的独立与协作机制，可加快靶向治疗方案。随着更多非编码RNAs的发现，以及对其失调和细胞信号转导相关异常的更全面地了解，可作为金标准和可治愈性靶标的非编码RNAs会逐步走进人们的视野，为UM患者提供新的诊疗策略。