非编码RNA在鼻咽癌中的研究进展*

徐羽中，谢舒宁，梁辉，何臣，李晓军

(1.南方医科大学附属深圳宝安人民医院检验科，广东深圳 518108；2.东部战区总医院中心实验科，南京210002)

非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA)是一种存在于细胞或病毒内与蛋白质表达相关的遗传信息载体[1]。生物信息学研究表明，人类只有<2%的蛋白质编码基因(protein-coding genes)，其他大部分为非编码RNA。深入研究发现，非编码RNA在疾病进程中发挥巨大作用，能从转录及表观遗传等水平调控特定基因表达。miRNA(microRNA,miRNA)和lncRNA(long non-coding RNA,lncRNA)是近年来研究较为火热的非编码RNA分子。最新的概念提出，mRNA、假基因转录产物、lncRNA等通过miRNA应答元件竞争性结合相同的miRNA来调控表达水平，进而影响作用细胞的功能，它们被统称为竞争性内源RNA(competing endogenous RNAs，ceRNA)[2]。

鼻咽癌(nasopahryngeal carcinoma,NPC)是一种最常见的头面部恶性肿瘤，具有独特的地理、病因和生物学特征[3]。目前鼻咽癌的治疗手段主要是放疗结合临床综合治疗，而发现较晚、易转移是鼻咽癌预后效果不佳、生存率下降的主要原因[4]。越来越多的资料显示，非编码RNA在肿瘤组织中表达失调，可以作为一种新的分子标志物对肿瘤进行早期诊断，并根据其表达水平来判断疾病的治疗和预后情况。非编码RNA还能通过转录调控、表观遗传调控等一系列的机制发挥抑制或促进肿瘤生长的作用[5]。本文对miRNA和lncRNA这两种非编码RNA在鼻咽癌中的进展进行阐述。

1 miRNA

1.1miRNA简介 miRNA是一种内源性小单链非编码RNA，它只有20～25个核苷酸序列，通过针对性的抑制翻译和降低mRNA的稳定性以达到负向调控基因表达的作用[6]。绝大多数miRNA位于蛋白质编码基因的内含子或非编码基因的内含子和外显子，其首先由RNA聚合酶Ⅱ转录成pri-miRNA，然后5′端和3′端经过加工后pri-miRNA进一步折叠，形成1个或多个发卡式的二级结构。接着pri-miRNA进入细胞核被RNase Ⅲ和共同作用因子DGCR8切割，释放到细胞质。在细胞质中，RNA聚合酶Ⅲ Dicer及TRBP将pre-miRNA加工成两端含2 nt核苷酸尾部的双链RNAs，称为miRNA。

miRNA通过与AGO蛋白结合形成RNA诱导沉默复合体(RNA-induced silencing complex,RISC)，RISC能将miRNA导向靶mRNA，通过CCR4-NOT和PAN2-PAN3 缩短mRNA的polyA[7]，起到转录后水平抑制基因表达的功能。有学者还发现，1个miRNA不只生成1个成熟的miRNA，它还能形成在长度和序列上有差异的小分子RNA异构体，这些异构体被称为isomiR (isoforms of miRNA)。isomiR也具有生物学功能，并与很多疾病如癌症、糖尿病的发生等相关。

1.2miRNA在鼻咽癌中的表达 miRNA被认为是一种早期的癌症检测标志物并可用于治疗效果的判断。2008年，Sengupta等[8]证实miRNAs表达与鼻咽癌相关,在NPC患者中miR-29c发生显著性下调，且miR-29c下调能使编码外基质蛋白的mRNA表达上调。随后，Wang等[9]等采用高通量测序技术发现一些miRNA(miR-34c-5p、miR-375、miR-449c-5p)在鼻咽癌患者组织标本中的表达水平较炎症患者明显降低，并进一步证实，miR-34c-5p的低表达与鼻咽癌的TNM分期相关。Plieskatt等[10]同时使用基因芯片和RNA测序两种技术对石蜡包埋鼻咽癌和非癌人群组织标本进行miRNA检测，发现石蜡包埋标本中miRNA的表达明显上调，而血清标本中则明显下调，证明miRNA在不同部位的表达水平存在差异。miRNA分子可以作为一种新的分子标志物用于鼻咽癌的诊断与分期。

1.3miRNA在鼻咽癌中的功能 miRNA与鼻咽癌的发生有关，EBV(Epstein-Barr Virus)是一种与鼻咽癌发生高度相关的病毒。Song等[11]通过构建了1个EBV miRNA-dependent 基因调控网络，证实了EBV-miR-BART11能直接作用于FOXP1基因3′未翻译区，抑制转录因子FOXP1诱导的肿瘤相关巨噬细胞(TAM)分化，同时分泌炎性因子诱导鼻咽癌细胞发生。miRNA还与鼻咽癌增殖和转移有关，Mao等[12]发现miR-205通过调控PTEN、AKT信号水平促进鼻咽癌CNE2细胞的增殖、迁移，并降低辐射诱导的凋亡。Wu等[13]发现，miR-222通过靶向PTEN促进鼻咽癌的生长并产生辐射抗性。除了可以作为促癌基因，miRNA还可作为抑癌基因抑制肿瘤的发展和转移。Cheng等[14]研究发现，miRNA-185能促进细胞凋亡和自噬，减少细胞增殖和侵袭，促使鼻咽癌患者生存期延长。有学者还发现miRNA与mRNA之间可以通过双向负反馈相互作用，例如，miRNA Let-7是一种原癌基因，Lin28A/Lin28B可作为miRNA Let-7转录后调节因子负调控miRNA Let-7的生物合成，阻碍其对癌基因发挥抑制作用[15]。

1.4miRNA与鼻咽癌的治疗研究 放疗是鼻咽癌的主要治疗手段之一，miRNA能影响细胞对放射治疗的敏感性。Chen等[16]研究发现，miR-7表达和X射线的剂量有直接关系，抑制miR-7表达能提升放疗的敏感性。miRNA还参与鼻咽癌治疗的顺铂耐药过程。Yuan等[17]发现miR-125B能调节抗凋亡因子B/淋巴瘤2的表达水平，其低表达将降低DDP诱导的细胞毒性和调亡，促进顺铂耐药。miRNA作为基因治疗的工具还体现在以下方面：人工构建miRNA质粒并将其转染入癌细胞，从而通过下调VEGF的表达水平干扰鼻咽癌细胞的生长等。miRNA与鼻咽癌相关的目标蛋白质及其生理功能见表1。

表1 miRNA与鼻咽癌相关的目标蛋白及其生理功能

2 lncRNA

2.1lncRNA简介 lncRNA是一种广泛存在于真核生物细胞中的，长度大于200个核苷酸的，且能通过表观遗传、转录和转录后水平来调节生物体基因表达的非编码RNA[18]。多数lncRNA是RNA聚合酶Ⅱ的转录生产，它的来源方式多样化，可因编码蛋白质的基因结构破坏而产生，也可以是2个分隔开的不转录的染色体重新排列后生成1个含有多个外显子的长链非编码RNA。根据lncRNA所在的基因组位置，可大致分为正义lncRNA、反义lncRNA、基因内lncRNA、基因间lncRNA和双向lncRNA五类。

研究发现，lncRNA可通过调控DNA的甲基化，修饰组蛋白，与miRNA结合等双向作用于蛋白质编码基因的表达。lncRNA通过不同方式的参与细胞内基因表达调控来发挥生物学功能，它主要的调控方式包括：(1)作为转录子的激活或抑制协同子与RNA结合蛋白作用，调节靶向蛋白的启动子。(2)形成RNA-DNA复合体，阻止转录子结合。(3)与蛋白质形成复合物，影响蛋白质定位。(4)lncRNA还可通过碱基配对与沉默复合体结合(RNA-induced silencing complex,RISC)起到“miRNA海绵”的作用，使得这些小分子RNA活性降低，对miRNA靶向基因的表达起抑制作用[19-20]。

2.2lncRNA在鼻咽癌中的表达 lncRNA作为一种新的分子标志物与鼻咽癌关系密切。Yang等[21]使用基因芯片的方法筛查出856条在鼻癌组织中呈明显异常表达的lncRNA,发现ENST00000443373和TCONS_00000828在JAK-STAT信号通路中起重要作用，可影响鼻咽癌病理进程并作为新的分子标志物指导治疗。Gao等[22]通过芯片筛查31例鼻咽癌患者及10例健康志愿者组织标本，选择其中差异表达的5条lncRNA并在42例原发性鼻咽癌，33例复发鼻咽癌和29例健康志愿者中验证，结果发现Inc-AL355149.1、Inc-C22orf32-1和Inc-ZNF674-1在原发性鼻炎癌中高表达。此外，有学者对原位癌和转移癌患者进行lncRNA水平检测，结果发现H19在转移的鼻咽癌中高表达，并证实ENST00000438550对鼻咽癌的预后评价具有重要的作用[23]。

2.3lncRNA对鼻咽癌的功能研究 研究发现，lncRNA Hotair作为一种具有反式转录作用的非编码RNA，其高表达会促进多种癌症的转移。在鼻咽癌中，Hotair可通过直接激活血管生成因子VEGFA的转录，以及GRP 78介导的VEGFA和Ang2表达上调或通过FASN来促进肿瘤发展[24-25]。Zhuang等[26]发现低表达lncRNA HNF1A-AS能使鼻咽癌细胞增殖和迁移能力减弱，并证明了HNF1A-AS与上皮间质转化(EMT)途径有关。虽然lncRNA与miRNA可独立在鼻咽癌进程中发挥作用，但这两种ncRNA也能共同影响鼻咽癌发展。Li等[27]发现lncRNA H19通过抑制miR-630的活性调节EZH2的表达进而影响鼻咽癌进程；Lan等[28]发现lncRNA SNHG1与miR-145a-5p互相拮抗，通过NUAK1影响鼻咽癌细胞侵袭性。

2.4lncRNA与鼻咽癌的治疗研究 Lu等[29]发现NEAT1通过调节EMT表型来调节癌细胞对射线的耐受性，因此通过基因治疗的手段可以增强癌细胞对射线的敏感程度。Wang等[30]通过对中药姜黄素研究发现，lncRNA AK294004对鼻咽癌治疗中放射诱导的辐射抵抗具有重要作用。lncRNA在鼻咽癌中的表达见表2。

表2 lncRNA在鼻咽癌中的表达

3 小结及展望

非编码RNA除了miRNA和lncRNA外，还包括转运RNA、核糖体RNA、circRNA等[31]。随着对非编码RNA研究的不断深入和扩展，其在肿瘤中表达差异和功能作用越来越为人们所熟知。非编码RNA作为一种新分子标志物与鼻咽癌关系密切，可以用于鼻咽癌的诊断与分期，能影响鼻咽癌的病理进程，还可起到指导治疗并对鼻咽癌进行预后评价的作用。现阶段我们研究与鼻咽癌相关且最为广泛的ncRNA主要为miRNA，而lncRNA在鼻咽癌的研究还处于初步探索阶段，转运RNA、核糖体RNA、circRNA等在鼻咽癌中的相关报道很少。随着生物医学技术的发展，特别是RNA测序技术的快速发展，相信广大研究者可以发现更多的非编码RNA为鼻咽癌的早期诊断、临床治疗和预后情况提供新的契机。