长链非编码RNAs与卵巢癌关系的研究进展

胡佩 朱海斌

非蛋白质编码序列占人类基因组的97%，包括内含子、调控序列和非编码RNA。长链非编码RNAs（long non-coding RNAs，lncRNAs）是一类长度超过 200个核苷酸的非编码RNA，在转录、RNA加工和转运、翻译等多个水平调控基因表达，并参与染色质重排、组蛋白修饰、选择性剪接基因修饰等多种细胞重要活动。

卵巢癌是女性生殖系统最常见的恶性肿瘤之一，严重威胁着女性健康。由于早期临床症状和体征不典型、筛查指标不灵敏，超过70%的卵巢癌患者确诊时已处于晚期，预后往往很差。晚期诊断、转移复发和对传统铂类联合紫杉醇化疗产生耐药导致卵巢癌患者5年生存率低于30%[1]。因此，开发新的生物标志物来协助卵巢癌早期诊断和靶向治疗迫在眉睫。

大量研究证明，lncRNAs与各种肿瘤的发生、发展相关，干扰lncRNAs的异常表达可有效逆转肿瘤的进展。本文从lncRNAs生物学功能、作用机制及其作为卵巢癌生物标志物的潜在应用等方面对lncRNAs与卵巢癌关系的研究进展作一综述。

1 lncRNAs与肿瘤

lncRNAs在肿瘤细胞增殖、分化和凋亡等方面发挥重要调控作用，其作用机制主要为：（1）在编码蛋白基因的上游启动子区转录，调控靶基因的表达，如X失活特异转录子（X-inactive specific transcript，XIST）；（2）募集染色质修饰复合物，影响表观遗传学修饰，改变目的基因表达，如HOX基因转录的反义 RNA（HOX transcription antisense RNA，HOTAIR）；（3）与信使 RNA（mRNA）形成互补双链，干扰mRNA剪切或在Dicer酶作用下产生小分子干扰 RNA（small-interfering RNA，siRNA），调控基因的表达，如肺腺癌转移相关转录本1（metastasisassociated lung adenocarcinoma transcript 1，MALAT1）；（4）与特定的蛋白结合，调节其活性，形成核酸蛋白质复合体或改变蛋白质的细胞定位，如细胞周期激酶抑制因子4基因座中反义非编码RNA（antisense non-coding RNA in the INK4 locus，ANRIL）。

近年来，分子机制以及分子水平的靶向治疗和靶向干预已成为肿瘤学领域研究的热门方向。siRNA技术通过降解与双链RNA具有同源序列的mRNA，可以特异性、高效地抑制目的基因表达。大量研究表明，通过siRNA技术在分子水平干扰肿瘤组织和细胞中lncRNAs的异常表达可有效逆转肿瘤进展。这提示我们，lncRNAs作为一类新的生物标志物，在肿瘤早期诊断、预后评估或疗效监测上具有非凡潜力。

迄今为止，发现的lncRNAs种类很多，但只有少数被证实与卵巢癌的生物学功能相关。我们在MEDLINE/PubMed、Web of Knowledge、Scopus、ProQuest和谷歌学术数据库上对卵巢癌、lncRNAs和生物标志物等关键词进行了在线文献搜索，汇总了与卵巢癌密切相关的lncRNAs（表1），以期为卵巢癌的预防、诊断和治疗提供新思路。

表1 与卵巢癌密切相关的lncRNAs

2 卵巢癌中表达上调的lncRNAs

2.1 H19 H19是胰岛素样生长因子2（insulin-like growth factor 2，IGF2）基因表达的产物，IGF2印记基因的突变常导致H19高表达。大量研究表明，在卵巢癌、结肠癌、前列腺癌等肿瘤中均存在异常的IGF2/H19位点，说明H19的异常表达可能在肿瘤发生、发展中发挥着重要作用。Zhu等[2]发现H19在卵巢癌组织中表达明显上调，且表达水平与肿瘤分期及肿瘤大小均呈正相关，敲低H19会抑制卵巢癌细胞增殖并诱导其凋亡。Zheng等[3]发现敲低 H19后，人醌 NADH 脱氢酶 1（NQO1）、马谷胱甘肽还原酶（GSR）、六磷酸葡萄糖脱氢酶（G6PD）、谷氨酸半胱氨酸连接酶催化亚基（GCLC）、谷氨酸半胱氨酸连接酶（GCLM）、谷胱甘肽硫转移酶 P1（GSTP1）等参与谷胱甘肽代谢途径的核因子E2相关因子2（Nrf2）结合蛋白水平明显降低，肿瘤细胞恢复对顺铂的敏感性，提示H19可能通过调节低分化浆液性卵巢癌谷胱甘肽代谢途径调控顺铂耐药。let-7是一种有效抑制肿瘤生长的内源性非编码RNA（miRNA），能抑制调控细胞生长和运动的癌基因[如高迁移率族蛋白A2（HMGA2）、c-Myc和人胰岛素样生长因子2-mRNA结合蛋白3（IGF2BP3）]的表达。Yan等[4]发现H19通过竞争性结合let-7可上调肿瘤细胞的迁移和侵袭能力。Slug（又称Snail2）是上皮间质转化（epithelial mesenchymal transition，EMT）转录因子，可同时抑制E钙黏蛋白（E-cadherin）等转移抑制因子的转录，促进EMT，增强肿瘤转移侵袭能力。Matouk等[5]发现H19竞争性结合miR-675可上调其靶基因Slug的表达，促进卵巢癌的转移。综上，笔者认为H19具有致癌活性，在卵巢癌中主要作为竞争性内源性RNA（ceRNA），与多种miRNA相互作用，促进肿瘤细胞的生长、侵袭、耐药，干扰H19与miRNA结合可能成为卵巢癌治疗的新靶点。

2.2 HOTAIR HOTAIR位于12号染色体HOXC位点。HOTAIR可通过调节核心蛋白复合体（PRC2）（包括EZH2、SUZ12和EED）和LSD1组蛋白去甲基化酶复合体（包括 LSD1、CoREST和 REST）等重要蛋白酶致诱导染色体失活、靶基因沉默，参与肿瘤的多种生物学活动。Qiu等[6]研究指出HOTAIR在卵巢癌组织中的表达明显高于正常卵巢组织，且表达水平与国际妇产科协会（FIGO）分期、肿瘤组织学分级、淋巴结转移、复发耐药密切相关，而抑制HOTAIR的表达可显著减少肿瘤细胞的迁移、侵袭。该研究进一步发现，HOTAIR的致癌作用可能由细胞周期相关基因和凋亡相关基因介导，如半胱氨酸蛋白酶 9（Caspase-9）、Caspase-3、周期蛋白 E 和 B细胞淋巴瘤/白血病基因-2（Bcl-2），以及多种促细胞转移和EMT相关基因介导，如基质金属蛋白酶3（MMP-3）、MMP-9、E-cadherin、波形蛋白和 Snail蛋白[7]。Nakano等[8]发现HOTAIR通过调节骨髓细胞白血病蛋白1（Mcl-1）调控卵巢癌细胞凋亡以及调节细胞周期蛋白D1（CCND1）、受体蛋白酪氨酸激酶ErbB4和 KRAS蛋白等来调控卵巢癌细胞增殖，而凋亡/增殖主要由HOTAIR与miR-193a结合决定。zes,等[9]研究发现，HOTAIR在卵巢癌A2780耐药细胞株中的表达量是正常细胞的5倍，该细胞对铂类药物的敏感性明显降低。核因子-κB（NF-κB）HOTAIR 轴在 DNA 损伤应答、细胞衰老和化疗耐药上表现正反馈级联效应，可能是其耐药机制之一。Li等[10]提出HOTAIR高表达可能通过激活Wnt/β-catenin信号通路降低卵巢癌细胞对铂类药物敏感性。综上，笔者认为HOTAIR主要作为ceRNA发挥致癌作用，干扰HOTAIR与miRNA结合可能阻碍肿瘤进展。

2.3 MALAT1 MALAT1位于染色体11q13。大量研究证明，MALAT1与多种肿瘤的发生、发展密切相关，说明MALAT1作为肿瘤标志物具有广谱性。Zou等[11]发现MALAT1在卵巢癌细胞中表达水平明显升高，促进了癌细胞增殖、迁移和侵袭，而敲低MALAT1会诱导细胞周期G0/G1期阻滞、促进细胞凋亡。该研究进一步发现，转化生长因子β1（TGF-β1）可上调MALAT1的表达，进而诱导丝裂原活化激酶激酶1（MEK1）、丝裂原活化蛋白激酶 3（ERK1）、丝裂原活化蛋白激酶 p38（p38）和丝裂原活化激酶8（JNK1）的磷酸化，提示丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）通路可能是MALAT1促进肿瘤进展的机制之一。此外，MALAT1作为ceRNA与miRNA的相互作用也参与肿瘤的转移。例如，MALAT1竞争性结合miR-200C，通过靶定凋亡抑制因子iASPP调控miR-506的表达[12]。MALAT1竞争性结合miR-143-3p，上调胞苷酸激酶蛋白表达[13]。因此，笔者认为MALAT1在一定程度上可以预测卵巢癌进程，血浆中MALAT1水平可作为一项有价值的肿瘤转移诊断标志物，MALAT1与miRNA的结合位点也是一个潜在的肿瘤治疗靶点

2.4 人浆细胞瘤多样异位基因1（plasmacytoma variant translocation 1，PVT1） PVT1位于染色体 8q24，在多种生物肿瘤的进展过程中起重要作用，如增殖、凋亡、迁移和侵袭。Nie等[14]发现PVT1在卵巢癌组织中的表达水平明显高于正常卵巢组织，并与组织分化、肿瘤分级、淋巴结转移相关。该研究进一步发现，顺铂耐药细胞中PVT1 mRNA水平明显高于顺铂敏感细胞，上调PVT1后，细胞中TGF-β1、Caspase-3水平降低，细胞凋亡百分比明显降低；而敲低PVT1，细胞中Wnt信号通路相关蛋白表达降低；提示PVT1通过细胞凋亡通路、Wnt信号通路调控肿瘤侵袭、转移和耐药。近年来，卡铂联合多西他赛成为卵巢癌化疗的一线药物。Liu等[15]指出PVT1可能是卡铂-多西他赛作用中心的下游靶点，通过介导金属蛋白酶组织抑制因子1（TIMP1）和p53的表达，参与卡铂联合多西他赛的抗肿瘤过程。综上，笔者认为PVT1在卵巢癌中发挥致癌活性，其表达水平有预测卵巢癌患病倾向以及作为早期诊断标志物的潜力，但其作用机制值得进一步研究探讨。

2.5 尿路上皮癌胚抗原1（urothelial carcinoembryonic antigen 1，UCA1）UCA1在胃癌、胆囊癌、肺癌等多种肿瘤中异常高表达，与肿瘤的增殖、侵袭和转移等密切相关。Wang等[16]发现卵巢癌SKOV3细胞中高表达的UCA1不仅增加了丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶1（SRPK1）和抗凋亡相关蛋白的表达，还增强了细胞迁移、侵袭和顺铂耐药能力，而敲除SRPK1可减弱UCA1的促肿瘤效应。Wang等[17]研究发现UCA1竞争性结合miR-129，可增加膜转运蛋白基因（ABCB1）mRNA和蛋白表达，从而降低细胞对紫杉醇敏感性。此外，UCA1结合miR-485-5p可上调其靶基因MMP-14表达，增强肿瘤细胞的侵袭和转移能力[18]。因此，笔者认为，作为ceRNA与miRNA结合是UCA1发挥致癌作用的重要机制，干扰UCA1与miRNA的相互作用可能成为未来抗肿瘤治疗的新靶点。

2.6 核富集转录体1（nuclear paraspeckle assembly transcript 1，NEAT1） NEAT1由多发性内分泌腺瘤综合征1型基因位点转录。NEAT1异常表达在白血病、结肠癌、肝癌和神经胶质瘤等多种恶性肿瘤中扮演着重要角色。Chai等[19]发现NEAT1表达水平与FIGO分期、组织分级和远处转移均呈正相关，高表达会增强卵巢癌OVCAR3细胞株的增殖和侵袭能力，低表达则效应相反。Wu等[20]发现NEAT1竞争性结合miR-506，调控其靶基因表达，可促进高级别浆液性卵巢癌进展。Ding等[21]发现NEAT1竞争结合miR-34a-5p可上调Bcl-2 mRNA和蛋白水平，导致卵巢癌细胞增殖增加、凋亡减少。An等[22]发现NEAT1竞争结合miR-194可上调ZEB1的表达，降低肿瘤细胞对紫杉醇的敏感性。总结以上研究结果，笔者认为NEAT1在卵巢癌中具有致癌作用，而NEAT1与miRNA的相互作用，是其发挥致癌作用的主要机制之一，干扰NEAT1与miRNA结合是抗卵巢癌治疗的新靶点。

2.7 结肠癌相关转录本2（colon cancer associated transcript 2，CCAT2） CCAT2位于癌基因c-Myc附近的8q24区域，其表达可由c-Myc与CCAT2启动子结合直接诱导。近年大量研究证明，CCAT2在结肠癌、宫颈癌、肺癌等恶性肿瘤中发挥着重要的调控作用。一项Meta分析提示，CCAT2的高表达显著增加了肿瘤高分期、淋巴结转移及远处转移的风险，可能是一种有效评估癌症预后的生物标志物[23]。Hua等[24]研究发现，上皮性卵巢癌组织和细胞系中CCAT2表达明显上调，降低CCAT2表达可诱导肿瘤细胞周期在G0/G1期阻滞，抑制细胞增殖、促进细胞凋亡。CCAT2的这种致癌活性，可能通过负靶向miR-424途径介导。此外，CCAT2也通过Wnt/β-catenin信号通路促进肿瘤细胞EMT，增强细胞转移能力。Wang等[25]发现敲除CCAT2可改变卵巢癌细胞中EMT因子水平，如E-cadherin表达增加，神经钙黏蛋白（N-cadherin）、锌指蛋白（SNAI）和 Twist1蛋白表达降低，最终抑制EMT。因此，笔者认为，作为ceRNA与miRNA结合可能是CCAT2发挥促癌作用的重要机制之一，但CCAT2在卵巢癌中的致癌作用仍需要在大量样本研究中进一步探索和验证。

2.8 ANRIL ANRIL定位于染色体9q21，主要通过表观遗传机制调控其邻近的肿瘤抑制因子-细胞周期依赖性激酶抑制基因（CDKN2A/B），从而调控细胞增殖和衰老。Qiu等[26]发现ANRIL在高级别浆液性卵巢癌组织中的表达水平显著升高，可能通过抑制邻近肿瘤抑制因子CDKN2A/B的表达和DNA损伤反应后期p16INK4a蛋白、p19ARF蛋白的表达发挥作用。该研究进一步发现，敲低ANRIL后，卵巢癌细胞中细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂2B（p15INK4B）增加，Bcl-2 mRNA水平降低；而ANRIL高表达时，p15INK4B减少，Bcl-2 mRNA水平升高，Caspase-9和Caspase-3水平明显下降，提示ANRIL可能通过调控p15和Bcl-2表达干扰细胞周期和凋亡通路促进肿瘤进展[27]。笔者认为ANRIL是一种致癌因子，有望成为一种新的卵巢癌诊断或预后生物标志物。

2.9 人卵巢癌特异转录子2（human OC-specific transcript 2，HOST2） HOST2位于10号染色体，在人卵巢癌组织尤其是上皮性卵巢癌中高度特异性表达。HOST2对肿瘤细胞的生长、增殖及侵袭均有明显促进作用。Gao等[28]发现，抑制HOST2的表达，卵巢癌 OVCAR3细胞的增殖、侵袭和转移能力显著降低。HOST2的致癌作用可能通过竞争性结合let-7b，使其靶基因HMGA2、c-Myc、Dicer、胰岛素样生长因子ⅡmRNA结合蛋白3（Imp3）等促转移基因表达上调实现。因此，笔者认为干扰HOST2与多种miRNA的相互作用，可成为抑制卵巢癌发生和发展的一种途径。

2.10 应激诱导长非编码转录本5（long stress-induced non-coding transcript 5，LSINCT5） LSINCT5位于细胞核内，可能由RNA聚合酶Ⅲ转录而来。Xu等[29]发现，LSINCT5在卵巢癌中表达显著升高，与FIGO晚期、淋巴结转移相关，干扰其表达可抑制卵巢癌细胞的增殖、迁移、侵袭等生物学行为。LSINCT5低表达引起核旁斑点结构蛋白1（PSPC1）基因表达下降，影响DNA损伤修复，进而激活Caspase家族蛋白酶促使细胞凋亡。Long等[30]指出，敲除LSINCT5后，卵巢癌细胞中趋化因子受体 4（CXCR4）mRNA和蛋白表达下降，而趋化因子CXCL12 mRNA和蛋白表达水平不变，提示LSINCT5可能通过调控CXCR4的表达干扰CXCL12/CXCR4相互作用促进卵巢癌转移。因此，笔者认为LSINCT5的致癌活性可作为预测卵巢癌进展、预后的一项指标。

3 卵巢癌中表达下调的lncRNAs

3.1 母源性印记基因3（maternally expressed gene 3，MEG3） MEG3位于14号染色体。在多种肿瘤组织和细胞中，MEG3的表达是降低甚至缺失的。MEG3在肿瘤组织中低表达或不表达的现象是多种机制相互作用的结果，而MEG3启动子高甲基化抑制了MEG3 mRNA表达可能是主要原因。Sheng等[31]发现，相较正常卵巢组织，MEG3在卵巢癌组织中表达水平明显降低，而上调MEG3的表达则会抑制卵巢癌细胞的增殖并促进其凋亡。Xiu等[32]研究发现MEG3表达上调时，自噬相关分子 LC3-Ⅱ、ATG3、溶酶体关联膜蛋白 1（LAMP1）水平随之升高，提示MEG3可能通过调节ATG3活性、诱导细胞自噬来抑制细胞增殖、促进细胞凋亡，发挥抑癌作用。Zhang等[33]发现MEG3表达降低或缺失时，可直接降低p53的表达，提示p53可能也参与MEG3的抑癌作用。Peng等[34]发现MEG3通过竞争性结合miR-181a，上调Bcl-2的表达，调控胃癌的发生、发展，而miR-181a通过调控EMT影响卵巢癌预后[35]。综上，笔者认为，MEG3具有抑制肿瘤的作用，抑制MEG3启动子高甲基化、干扰MEG3与miRNA的结合，有可能成为抗肿瘤治疗的潜在靶点。

3.2 X失活特异转录子（X-inactive specific transcript，XIST） XIST位于X染色体失活区域。XIST异常表达在一些恶性肿瘤尤其是女性生殖系统来源的恶性肿瘤发生、发展中有重要意义。Zhong等[36]发现XIST在卵巢癌细胞株中的表达是下降的，同时伴有X失活的缺失，这可能与X特异性抗性基因重新激活并大量表达有关。XIST表达减少也会降低卵巢癌细胞对紫杉醇的敏感性，提示XIST具有抑癌作用，其表达下调对预测卵巢癌具有一定意义。Yao等[37]研究指出，miR-152竞争性结合XIST与敲低XIST具有同等效应的促癌作用。笔者分析以上研究结果，认为卵巢癌中XIST的减少是否与ceRNA的竞争抑制有关以及干扰miRNA和XIST的结合是否有效阻碍肿瘤进展都需要进一步研究和验证。

3.3 生长阻滞特异性转录因子5（growth arrest-special transcript 5，GAS5） GAS5位于1号染色体。大量研究表明，GAS5在大多数肿瘤组织中低表达，与肿瘤发生、发展及预后密切相关。Li等[38]发现GAS5在卵巢肿瘤组织中低表达，表达水平与肿瘤大小、侵袭深度、TNM分期均呈负相关。上调GAS5表达时，CCND1明显降低，而p21和凋亡蛋白酶激活因子1（APAF1）水平均明显升高，细胞增殖、迁移和侵袭能力显著下降，提示GAS5可能通过调控细胞周期和凋亡通路发挥抗肿瘤作用。此后研究也加强了这种推测：GAS5过表达时，肿瘤细胞中白介素 1B（IL-1B）、IL-10、IL-18及乳酸脱氢酶（LDH）水平升高，而敲低GAS5则效果相反[39]。Gao等[40]发现GAS5高表达激活卵巢癌细胞中 Bcl-2相关X蛋白（BAX）或BAK，进而上调Caspase-3水平，破坏线粒体膜电位，启动细胞凋亡，提示线粒体介导的凋亡通路也可能是GAS5的作用机制之一。笔者认为，GAS5具有明确的抑制肿瘤进展的作用，提高GAS5表达水平可有效干扰卵巢癌的发生、发展。

4 卵巢癌中表达尚不清楚的lncRNAs

HOXA11-AS位于7号染色体蛋白编码基因同源框A区域（HOXA）。Richards等[41]发现HOXA11-AS在上皮性卵巢癌中的表达水平明显低于正常卵巢组织，具有肿瘤抑制功能。而Yim等[42]发现HOXA11-AS在浆液性卵巢癌中表达明显上调，且表达水平与组织学分级及血清糖类抗原CA125水平显著相关，具有致癌活性。笔者认为HOXA11-AS在上皮性卵巢癌和浆液性卵巢癌中的相反表现可能与组织特异性相关，HOXA11-AS在肿瘤中的生物学功能需要更多实验进一步验证。

5 总结和展望

卵巢癌是最致命的妇科恶性肿瘤，由于早期临床症状不典型、筛查指标不灵敏以及化疗耐药，往往诊断较晚且易复发，预后极差。因此，开发新的生物标志物来协助卵巢癌早期诊断、预后评估和疗效监测是十分急迫的。近年来，大量研究表明lncRNAs在调控卵巢癌进展中具有显著的功能，lncRNAs的过表达、缺失或突变与肿瘤发生、转移、预后或复发密切相关。一些特异性的lncRNAs有可能成为卵巢癌的肿瘤标志物和治疗靶点。

随着RNA测序技术、基因芯片技术以及生物化学、分子生物学机制的发展和应用，发现新的lncRNAs的速度正迅速增长，有关lncRNAs在卵巢癌中作用的研究也越来越多，但只有少数lncRNAs在卵巢癌中表达具有明确特征，其中可以用于临床应用的就更屈指可数了。此外，目前对卵巢癌相关lncRNAs的研究大多局限在lncRNAs对细胞命运的作用上，揭示lncRNAs与miRNA或蛋白结合的相关功能位点的研究凤毛麟角。因此，想要在分子水平上阐明lncRNAs在卵巢癌中的作用机制和信号通路，并应用于临床实践，还需要更多的研究。