非编码RNA在喉癌的差异表达及其意义

何星辰 综述 喻国冻 审校

(1.贵州医科大学临床医学院，贵州 贵阳 550004；2.贵州医科大学附属医院耳鼻咽喉头颈外科，贵州 贵阳 550004)

喉癌是常见的头颈部恶性肿瘤，其中喉部鳞状细胞癌(laryngeal squamous cell carcinoma，LSCC)约占总数的95%[1]。虽然手术、放疗、化疗等传统治疗手段不断发展并取得了一定进步，但喉癌的5年生存率已经从66%下降到63%[2]。近年来，分子靶向治疗进展迅速，具有特异性强、副作用小、耐药性低等优点，为喉癌提供了新的治疗思路和方向。本文重点就喉癌中非编码RNA的差异表达，探讨其与喉癌发生、发展的联系，展望其在分子靶向治疗中的潜在价值。

1 微小RNA(microRNA，miRNA)与喉癌

miRNA是一类大小约为18～22个核苷酸的RNA分子。有研究表明，miRNA与多种肿瘤的发生和发展关系密切，这些miRNA可以识别特定的靶mRNA，并在转录后水平调节基因表达[3]。miRNA可与靶mRNA的3′非翻译区(3′UTR)完全或部分互补结合，导致靶基因被切割或沉默，抑制蛋白质翻译从而调控基因表达。功能研究已经证实，miRNA在肿瘤中可发挥癌基因或抑癌基因功能[4]。自1993年问世以来，miRNA已在肿瘤的诊治及预后等方面取得了一系列研究进展[5]。近年来，大量研究表明miRNA在喉癌中呈现差异表达，从而发挥致癌或抑癌作用，有望成为喉癌分子靶向治疗的新靶点。

1.1发挥原癌基因作用的miRNA miRNA-93(miR-93)属miR-106-25基因簇，位于染色体的7q22.1。Xiao等[6]使用荧光素酶技术验证了miR-93可以结合细胞周期蛋白cyclin G2 (CCNG2)的3′非编码区，且miR-93的表达量与CCNG2呈负相关；miR-93通过直接抑制CCNG2促进肿瘤生长，miR-93细胞中CCNG2的异位表达又可抑制miR-93对喉癌增殖的影响。此研究结果提示，miR-93-CCNG2调控轴可能在喉癌的发展中起着不可或缺的作用。miR-221是近年来研究较深入的微小RNA，Samia等[7]发现，miR-221在喉癌中表达下调，其作用机制与靶向作用于肿瘤抑癌基因凋亡蛋白酶活化因子(APAF-1)有关。另一项研究[8]证实，喉癌术后患者血浆中miR-221存在低表达，可见miR-221的表达与预后关系密切。Wu等[9]发现miR-148a和miR-375在LSCC组织中显著上调，且miR-148a或miR-375在喉部发育不良患者中表达水平的升高可能与恶性转化有关，因此miR-148a和miR-375可能成为LSCC早期诊断的潜在生物标志物。miR-23a和miR-27a基因是miR-23a/27a/24-2基因簇家族成员。miR-23a和miR-27a在LSCC中表达上调，miR-23a通过靶向调节APAF-1促进喉癌细胞的增殖和凋亡，miR-27a则与喉癌分化程度呈负相关，并通过激活GSK-3β/β-catenin信号通路来抑制喉癌细胞分化[10-11]。Shuang等[12]证实miR-503在喉癌中高表达，其通过直接靶向作用于PDCD4促进体内和体外肿瘤的生长和侵袭，发挥原癌基因的作用。

1.2发挥抑癌基因作用的miRNA miR-145和miR-375在喉鳞癌组织中低表达，与LSCC的发生、发展关系密切，miR-145的抑癌基因作用是通过调控SOX2的表达来实现的，而miR-375则靶向作用于转录因子KLF4[13-14]。Cybula等[15]证实，PIK3R1、HACE1、miR-139-3p和miR-885-5p均为肿瘤抑制基因，并推测miR-885-5p和PIK3R1可能为鉴别喉癌组织和正常粘膜的最佳指标。另有研究[16]报道，miR-204-5p通过靶向作用于FOXC1来抑制喉癌细胞的增殖转移，提示miR-204-5p可能是未来LSCC分子治疗的潜在靶点。Let-7家族的抑癌基因作用已得到广泛认同，人类有10个成熟的let-7序列(let-7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f, 7g, 7i, miR-98, and miR-202)，已有研究[17]证实let-7c通过靶向调节IGF1R和HMGA2发挥抑癌基因作用，这为探寻治疗LSCC的新靶点提供了理论依据。新近研究[18]表明，miR-497在LSCC组织中较癌旁组织表达量降低，其通过下调细胞周期蛋白依赖激酶6(CDK6)的表达，显著抑制LSCC细胞的增殖、克隆，同时诱导其细胞周期停止在G0/G1期，这可能为进一步探索喉癌发病机制提供了新的见解。

2 长链非编码RNA(iong non-coding RNA，incRNA)与喉癌

2.1发挥原癌基因作用的lncRNA lncRNA H19是第1个被发现的lncRNA基因，Guan等[19]发现lncRNA H19和miR-675在喉癌组织中的表达显著高于癌旁组织，而且两者的表达对喉鳞癌细胞的增生、转移和侵袭有着显著影响。另一研究[20]报道，H19参与喉鳞癌的发病机制是通过调节miR-148a-3p/DNMT1轴实现的。长链非编码RNA 核富集转录体1(nuclear paraspeckle assembly transcript1，NEAT1)位于旁斑(paraspeckle)上，Wang等[21]通过研究发现NEAT1在LSCC组织中明显高表达，其通过靶向作用于miR-107/CDK6通路促进喉鳞癌细胞的增殖和侵袭。Zhuang等[22]观察到结肠癌相关转录因子1(CCAT1)在LSCC组织中上调，CCAT1过表达促进Hep-2细胞的增殖、迁移和侵袭。另有研究[23]显示，CCAT1/miR-218/ZFX 轴在LSCC体外和体内的增殖和侵袭过程中均有表达，提示CCAT1/miR-218/ZFX 轴有望成为喉癌分子靶向治疗的新靶标。Gao等[24]研究发现，lncRNA PVT1和LOC157273在喉癌细胞周期调控中起着不可或缺的作用，其中lncRNA PVT1可降低hsa-miR-1207-5p的表达，增加LSCC细胞中葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PD)的表达；lncRNA LOC157273在淋巴结转移的LSCC细胞中增加，且与下调的hsa-miR-145-5p和上调的CDK4、SEH1L和SMC1A密切相关。这些资料提示，lncRNA PVT1和LOC157273有望成为淋巴结转移性LSCC早期诊断的理想生物标志物。Feng等[25]利用基因芯片技术发现，lncRNAs NR_027340，MIR31HG，SOX2-OT在喉癌组织中过表达，且LncRNA NR_027340、MIR31HG分别与ITGB1、HIF1A呈正相关，而LncRNA SOX2-OT与DDIT4呈负相关，这为探寻喉癌分子靶向治疗的潜在生物标志物提供了理论依据。

2.2发挥抑癌基因作用的lncRNA 与在喉癌中表达上调的lncRNA不同，部分lncRNA下调可发挥抑癌基因作用。现有研究[26]显示，86%(6/7)的喉癌组织中lncRNA AC026 166.2-001明显下调，并且lncRNA RP11-169D4.1-001表达水平降低与颈部淋巴结转移及存活时间显著相关，二者被认为是LSCC中具有诊断价值的新型lncRNA，有望成为喉癌潜在的治疗靶点。Li等[27]研究发现，lncRNA LET在喉癌细胞中显著低表达，与喉癌分期及淋巴结转移有着密切联系。另一项研究[28]报道，lncRNA AC026 166.2-001在LSCC组织中低表达与预后不良有关，且其发挥抑癌作用可能由激活miR-24-3p/p27轴来实现。Chen等[29]发现LSCC中肿瘤组织中AC008 440.10表达明显下调，并证实其表达与LSCC分期、淋巴结转移组织(LNM)、存活时间有着显著的相关性。近期有研究结果[30]显示，lncRNA Dleu2和miR-16-1在喉癌组织中均下调，且LncRNA Dleu2可通过作用于miR-16-1来影响喉癌细胞的增殖、迁移和侵袭。因此，lncRNA Dleu2和miR-16-1可能是诊断喉癌的潜在生物标志物和有效治疗靶点。lncRNA GAS5全长651nt，是与细胞生长阻滞密切相关的基因[31]。研究[32]发现GAS5在喉癌组织中表达显著降低，可通过负性调节E2F1和BTF3的表达来调控喉癌细胞的增殖和凋亡，提示GAS5/E2F1/BTF3有望成为喉癌治疗的潜在干预靶标。

3 环状RNA(circular RNA，circRNA)与喉癌

circRNA是近年来肿瘤界研究较热的内源性非编码RNA，具有由外显子或内含子环化形成的完整的共价环状结构，广泛存在于哺乳动物细胞中[33]。circRNA相对稳定，在血液和唾液中大量表达，易于检测，表明circRNA可能成为一种新的、理想的癌症诊断和预后的生物标志物[34]。最近的微阵列芯片研究显示，喉癌组织中circRNA表达不同于其邻近组织。Xuan等[35]发现hsa_circRNA_100855在喉癌组织中表达显著上调，而hsa_circRNA_104912则显著下调，二者均与喉癌的TNM分期及颈部淋巴结转移有关。Lu等[36]借助二级测序分析了LSCC中circRNA的表达情况，发现有20个circRNA存在异常表达，其中16个表达上调，4个表达下调，4个显著上调的circRNA和表达下调的hsa_circ: chr20:31876585 - 31,897,648很有可能成为LSCC中最有潜力的生物标志物。Zhao等[37]发现hsa_circ_0008832，hsa_circ_0033988， hsa_circ_0001445，和hsa_circ_0007013在喉癌组织中下调，且hsa_circ_0033988可以作为miRNA响应元件(MRE)海绵调控LSCC的靶基因。因此，circRNA很可能参与了喉癌的发生与发展，为喉癌分子靶向治疗提供有力依据。

综上所述，非编码RNA在喉癌中差异表达及作用的研究取得了一定进展，但仍有许多问题有待进一步探索和解决。喉癌的发病机制尚不完全清楚，在其发生和发展过程中存在多种癌基因或抑癌基因的异常表达，研究非编码RNA及其调控机制，有望为进一步探索喉癌的分子靶向治疗提供重要的理论依据。随着对非编码RNA作用机制及喉癌发病机制的深入研究，相信未来分子靶向治疗将在喉癌治疗中发挥日益重要的作用。