长链非编码RNA在卵巢癌化疗耐药过程中的调控作用

赵 清，刘 倩

在所有癌症中，卵巢癌是导致女性死亡的第五大原因[1]。满意的肿瘤细胞减灭术联合化疗和（或）靶向治疗已取得一定的疗效，但是晚期患者即使经过治疗获得完全缓解，仍有70%～80%出现复发[2]。对于这种复发性卵巢癌，患者的无进展生存期明显缩短，而且随着患者对铂类药物的耐药性增加，化疗药物的作用也逐渐减弱[3]。因此，在卵巢癌的治疗中，发现可能参与化疗耐药的分子机制对寻找新的有效的治疗药物及策略至关重要。

长链非编码 RNA（long non-coding RNA，lncRNA）是一类长度大于200 bp、不参与编码蛋白质的RNA[4]。近年来越来越多的研究表明，lncRNA在转录、转录后和表观遗传学水平调控基因的表达，是复杂基因调控网络的重要组成部分[5]。已有报道，lncRNA通过调控化疗药物外排系统[6]、DNA损伤反应（DNA damage response，DDR）[7]、异常细胞凋亡（apoptosis）[8]、自噬（autophagy）[9]、上皮间质转化（epithelial mesenchymal transition，EMT）[10]、表观遗传改变[11]、抗氧化途径[12]等参与卵巢癌的化疗耐药机制。本文对lncRNA应用于卵巢癌化疗耐药性的潜在作用机制进行总结，希望其能作为一种生物标志物来监测耐药疾病的发生，为提高耐药卵巢癌的治疗水平奠定基础，延长复发性卵巢癌患者的无进展生存期。

1 化疗药物外排系统

在耐药机制中，ABC转运蛋白超家族的作用不容忽视。在ABC转运蛋白中，ABCB1（p-糖蛋白或P-gp）、ABCC1（MRP1）和 ABCG2（MXR、BCRP）是耐药过程中重要的调控蛋白[13]。转运蛋白的作用是减少药物流入或增加药物流出，导致细胞内药物积累减少，即抗癌药物的积累减少，这是癌细胞耐药最常见的机制之一。Wang等[14]探讨了lncRNA尿路上皮癌胚抗原1（UCA1）在卵巢癌紫杉醇（PTX）耐药中的作用及其分子机制，结果表明，与亲代细胞（SKOV3和HeyA-8）相比，抗紫杉醇卵巢癌细胞（SKOV3/PTX和HeyA-8/PTX）中UCA1表达显著上调。沉默UCA1，抑制微小RNA-129（miR-129）海绵，进而降低ABCB1的蛋白水平，提高SKOV3/PTX和HeyA-8/PTX细胞的紫杉醇敏感性。总之，UCA1作为miR-129的分子海绵并与之结合，进而促进ABCB1蛋白的表达，增强了卵巢癌细胞对紫杉醇的耐药性，这有助于更好地理解卵巢癌耐药的分子机制，并为耐紫杉醇卵巢癌提供了潜在的治疗靶点。多药耐药是一种非常严重的情况。LncRNA被认为是多种生物过程的重要调控因子，包括多药耐药过程。Xu等[15]对卵巢癌细胞系A2780和紫杉醇耐药细胞系A2780/PTX进行了lncRNA测序，A2780/PTX也对顺铂和表阿霉素交叉耐药，通过lncRNA-mRNA共表达网络来预测潜在的多药耐药lncRNA靶点。lncRNA-mRNA共表达网络显示，lncRNA CTD-2589M5.4与多药耐药卵巢癌细胞系中均显著上调的ABCB1、ABCB4、ABCC3、ABCG2基因共表达。然而，仍然不能确定潜在的多药耐药相关lncRNA是否是多药耐药细胞系的主导机制。多药耐药肿瘤新的治疗靶点仍需进一步研究。

2 DDR

哺乳动物DDR对维持基因组稳定性、细胞存活和防止细胞转化至关重要。细胞对DNA损伤的反应，包括对铂的反应，可以通过lncRNA在转录后水平调控。HOX转录反义RNA（HOTAIR）是一种在实体肿瘤中经常过表达的lncRNA，与癌细胞的生长和迁移有关。尽管HOTAIR在卵巢癌中的过表达与疾病转移有关，但是HOTAIR上调的潜在机制以及其在卵巢癌和其他癌症耐药中的作用尚未完全了解[16]。Öze等[17]发现HOTAIR在卵巢癌中诱导铂耐药，并且在复发性铂耐药卵巢癌和原发性卵巢癌中观察到HOTAIR水平升高。为了研究HOTAIR在铂诱导的DNA损伤过程中的作用，对DNA双链断裂进行监测，结果表明，HOTAIR表达可导致铂处理后DNA损伤反应的持续激活。这种作用通过HOTAIR调节激活核因子 κB（NF-κB）实现，导致 NF-κB 持续激活和持久的DNA损伤信号。总的来说，NF-κBHOTAIR轴链接DNA损伤反应，导致药物的抗性作用。这个lncRNA参与的调节网络揭示了一种新的治疗策略来克服或防止铂耐药卵巢癌。

3 细胞凋亡

顺铂是一种非常有效的抗癌药物，被认为是治疗卵巢癌最有效的细胞毒性药物。然而，癌细胞往往通过多种机制，导致顺铂耐药。顺铂耐药发生的原因尚不清楚。浆细胞瘤可变易位基因1（PVT1）是研究较为广泛的lncRNA，过表达PVT1可增加细胞增殖和抑制细胞凋亡，表明PVT1是一种抗凋亡分子[18]。Liu等[19]发现PVT1与卵巢癌患者顺铂耐药有关，为了证实这一结论，试验检测了顺铂敏感患者与顺铂耐药患者肿瘤组织中PVT1的表达水平，结果发现顺铂耐药患者肿瘤组织中PVT1过表达。深入研究其分子机制发现，PVT1通过抑制转化生长因子β1（TGF-β1）、磷酸化 smad4（p-smad4）、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3（Caspase-3）调控卵巢癌顺铂耐药。而Caspase-3是凋亡信号通路的重要组成部分，推测PVT1通过调控细胞凋亡通路参与卵巢癌细胞对顺铂的耐药机制，但其分子机制还需深入研究。此外，Zhang等[20]探讨Linc00312参与卵巢癌顺铂耐药的机制，与SKOV3细胞相比，Linc00312在SKOV3/人上皮性卵巢癌耐顺铂细胞株（DDP）细胞中的表达明显下降。上调Linc00312可显著增加SKOV3/DDP细胞对顺铂的敏感性，而下调Linc00312则降低SKOV3/DDP细胞对顺铂的敏感性。Linc00312通过B淋巴细胞瘤2（Bcl-2）/Caspase-3信号通路促进细胞凋亡，增强SKOV3/DDP细胞对顺铂的敏感性。这些结果提示，Linc00312有望成为治疗耐药卵巢癌的临床策略。

4 自噬

自噬是一种保守的分解代谢途径，在此过程中，受损的细胞器、折叠错误的蛋白质和细菌等细胞质成分被包裹转运到溶酶体中进行降解[21]。越来越多的证据表明，自噬过程可能促进抗癌药物治疗后的细胞存活，因此可能与化疗耐药有关。Yu等[22]研究HOTAIR在顺铂耐药卵巢癌中的作用及其机制发现，自噬相关蛋白Atg7和LC3Ⅱ/Ⅰ在卵巢癌细胞中的表达水平随着顺铂浓度的增加而升高。转染沉默Atg7（si-Atg7）可通过抑制自噬提高顺铂治疗卵巢癌的疗效。此外，敲除HOTAIR基因可通过抑制顺铂诱导的自噬，降低自噬相关蛋白Atg7的表达，增加顺铂在卵巢癌治疗中的敏感性。Zou等[23]在探讨RP11-135L22.1与顺铂诱导的自噬的关系时发现，顺铂可诱导卵巢癌细胞HO8910自噬，过表达RP11-135L22.1可抑制顺铂诱导的自噬，从而增强顺铂对卵巢癌细胞的作用。这为理解耐药卵巢癌的机制提供了新的视角，也为卵巢癌的临床治疗提供了新的思路。

5 EMT

EMT是指上皮到间质的转化，是癌症发生过程中的重要步骤。An等[24]研究发现lncRNA核内富集转录物1（NEAT1）通过分子海绵作用与miR-194结合可上调锌指E盒结合蛋白1（ZEB1）表达，促进卵巢癌细胞对紫杉醇的耐药，而ZEB1是诱导EMT的转录因子。这阐明了卵巢癌细胞紫杉醇耐药的一种新的调控通路，lncRNA通过调控EMT参与耐药形成，为耐药卵巢癌提供了一种潜在的lncRNA靶向治疗方案及方向。另外，Chen等[25]最新研究发现miR-1271过表达不仅可以抑制卵巢癌EMT过程，还可以通过阻断哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）的表达，克服顺铂耐药性，诱导卵巢癌细胞凋亡。这些研究丰富了对耐药过程及lncRNA的理解，并提供了克服卵巢癌耐药的潜在靶点。

6 表观遗传改变

Huang等[26]通过对卵巢癌细胞系的细胞遗传学研究表明，X非活性特异性转录物（XIST）编码一个剪接的非编码聚腺苷酸转录本，该转录本是唯一从非活性的X染色体表达的，并且参与了X染色体失活过程。XIST在女性癌细胞中表达的后续表征表明，XIST的表达水平与紫杉醇敏感性显著相关。这表明X染色体失活是导致XIST转录产物丢失的机制之一，并且lncRNA可能通过调控基因水平参与紫杉醇耐药机制。近来，Wang等[27]首次对lncRNA反馈谱进行研究，发现在卵巢癌细胞中，顺铂上调p53依赖的lncRNA PANDAR，这是顺铂治疗从化疗敏感向化疗耐药过渡的原因。这种转变的机制是基于核内的PANDAR-SFRS2-p53调控反馈回路。这种反馈调控可能为卵巢癌化疗的未来发展提供一个有希望的目标。而通过卵巢癌及非小细胞肺癌细胞全基因组测序，研究顺铂耐药的发展过程中，Vera等[28]发现了5个表观遗传调控的 lncRNA（AC091814.2，AC141928.1，RP11-65J3.1-002，BX641110，AF198444）参与顺铂耐药。这些新的发现为表观遗传机制和对顺铂的获得性耐药提供了新的见解，强调lncRNA可能是表观遗传治疗策略的方向。Teschendorff等[29]发现lncRNA HOTAIR的异常表达与卵巢癌的铂耐药机制相关，DNA甲基化在其中发挥重要作用。这为探讨卵巢癌铂耐药的机制提供了新的线索。

7 抗氧化途径

顺铂活化易受抗氧化系统干扰而失活，而谷胱甘肽（GSH）是其中最重要的抗氧化剂之一。Zheng等[30]研究lncRNA H19对顺铂耐药的作用机制发现，H19基因主要调节氧化应激和细胞氧化循环，与顺铂耐药性的主要涉及通路，特别是核因子E2相关因子2（NRF2）靶向的GSH通路中的基因链接。定量蛋白组学分析显示，敲除 H19，细胞中 NAD（P）H:醌氧化还原酶1（NQO1）、谷胱甘肽还原酶（GSR）、葡萄糖6磷酸脱氢酶（G6PD）、谷氨酰半胱氨酸合成酶催化亚基（GCLC）、谷氨酸半胱氨酸连接酶修饰亚基（GCLM）、谷胱甘肽S转移酶1（GSTP1）6个参与GSH代谢通路的NRF2靶向蛋白均下调，细胞表现出较低的GSH水平。由此猜测H19可能通过调控GSH通路参与卵巢癌的顺铂耐药机制。此外，研究还证实高级别浆液性卵巢癌组织中H19的表达水平与癌症复发有相关性。揭示了H19和GSH代谢在癌症耐药性调节中的一种前所未知的联系。

8 结语

肿瘤细胞对化疗药物的耐药性是晚期卵巢癌患者治疗失败和死亡的主要原因。而卵巢癌耐药是一个多因素、多步骤、多基因参与的复杂过程。通过以上lncRNA对不同卵巢癌耐药途径影响的研究，可以发现一些lncRNA通过蛋白、miRNA、DNA和转录因子的介导等多种途径调控化疗耐药。相关研究表明，lncRNA主要有以下3种功能：①作为化疗耐药的生物标志物，用于判断是否存在卵巢癌耐药以及耐药是如何产生的，从而制定相应的癌症治疗方案；②通过研究这些lncRNA的靶点可以找到用于癌症生物治疗的靶点药物，从而避免耐药性，逆转疾病的发展；③由于lncRNA作用于化疗耐药的多种调节途径，因此，其可能有助于为患者量身定制治疗方案，并在与治疗决策相一致的时间范围内确定哪些患者将受益于给定的治疗。

然而，为了实现lncRNA为基础的治疗，有以下几个领域有待探索。①作为生物标志物，虽然研究已经发现了某些lncRNA在卵巢癌患者、卵巢癌耐药和健康对照组中差异表达，但很难确定使用哪个lncRNA进行筛选或诊断、筛选或诊断的时间，以及是否可以确定lncRNA与不同化疗药物耐药及多药耐药的关系；②对于卵巢癌耐药的治疗，lncRNA的体内靶向治疗存在一定的操作难度。这需要在接下来的研究中逐一解决。