lncRNA SNHGs在前列腺癌发生发展中的研究进展

苗鹏程 康印东 李富东 孟冬冬 王东星 综述 常德辉 审校

人类基因组中只有不到2%的是编码基因，而超过90%的基因属于在各系统中起调节作用的非编码基因[1]。非编码RNA(non-coding RNA，ncRNA)可以在不同水平上调节基因的表达，例如表观遗传修饰、转录和转录后调控机制等[2-3]。长链非编码RNA(long non-coding RNA，lncRNA)是长度超过200个核苷酸而没有蛋白质编码能力的转录物[4-5]，可以在转录水平上直接或间接与肿瘤相关靶基因相互作用，同时还可以调节组蛋白修饰和染色质重塑并影响多种RNA表达[6-7]。近年来多项研究表明，多种长链非编码小核仁RNA宿主基因(long non-coding small nucleolar RNA host genes，lnc SNHGs)家族成员，如lncRNA SNHG1、lncRNA SNHG3、lncRNA SNHG5、lncRNA SNHG8、lncRNA SNHG15等，在肿瘤发生发展中扮演着致癌基因的角色。lncRNA SNHGs同样与前列腺癌关系密切。在这篇综述中，我们总结lncRNA SNHGs在前列腺癌进展中的作用以及相关机制。

1 lncRNA SNHGs概述

lncRNA SNHGs是小核仁RNA(small nucleolar RNAs，snoRNA)的宿主基因。1982年，Busch等[8]首次发现snoRNA，迄今为止，已发现700多种snoRNA，它们的结构和功能已被详细研究。在哺乳动物中，snoRNAs由位于lncRNA SNHGs内含子中的RNA聚合酶II转录，包含60～300个核苷酸且主要位于核仁中，这些宿主基因也被转录为蛋白质编码或非编码mRNA。SnoRNA还与一些剪接体RNA和核糖体RNA的转录后修饰相关，并且在核糖体的加工中起关键作用[9-10]。研究表明，lncRNA SNHGs的生物学特性与它们的snoRNA基因相关，snoRNA通过基因转录后修饰影响lncRNA SNHGs特性[11-12]。近年来，越来越多的研究显示lncRNA SNHGs参与了多种疾病的进展，尤其是在肺癌、骨肉瘤、结直肠癌、肝癌等肿瘤中促进其进展。此外，lncRNA SNHGs还与肿瘤耐药以及预后相关，其或许是一种评估肿瘤预后的生物标志物或一种生物治疗的靶点。lncRNA SNHGs与前列腺癌同样关系密切，较多研究聚焦于去势抵抗性前列腺癌(Castration-resistant prostate cancer，CRPC)，lncRNA SNHGs被认为是前列腺癌进展的重要调控基因。

2 lncRNA SNHGs与前列腺癌的关系

2.1 前列腺癌生物学特性

lncRNA SNHGs与前列腺癌多种生物学特性相关，包括肿瘤增殖、转移、侵袭、细胞增殖、凋亡以及自噬等。如Wang等[13]的研究表明，lncRNA SNHG12在前列腺癌患者血清以及前列腺癌细胞LNCaP中表达上调，抑制lncRNA SNHG12能够抑制LNCaP细胞活力并促进细胞凋亡和自噬。Song等[14]发现下调lncRNA SNHG12能够抑制前列腺癌细胞的增殖、侵袭和迁移，前列腺癌异种移植瘤模型试验也证实下调lncRNA SNHG12可抑制肿瘤的增殖，其机制与lncRNA SNHG12增强Wnt/β-catenin信号传导的活性有关。Han等[15]的研究显示，lncRNA SNHG7通过调节上皮-间质转化(Epithelial-mesenchymal transition，EMT)而促进前列腺癌细胞的迁移和侵袭。此外，Qi等[16]也通过体外和体内实验证明lncRNA SNHG7沉默可显著抑制前列腺癌增殖以及周期相关蛋白(CDK4，CDK6，Cyclin D1)的表达，诱导细胞周期停滞在G0/G1期并抑制肿瘤生长。Zhang等[17]的研究表明，通过基因沉默技术敲低lncRNA SNHG15的表达，能够损伤细胞活力，抑制细胞增殖、迁移和侵袭，并逆转EMT进展，这些研究结果均表明lncRNA SNHG15在前列腺癌中的致癌作用。Wu等[18]发现lncRNA SNHG20在前列腺癌组织以及细胞系中表达显著升高，其过表达增加了前列腺癌细胞的增殖和侵袭，并能够抑制细胞凋亡，而沉默lncRNA SNHG20显示出相反的作用，提示lncRNA SNHG20在前列腺癌进展中具有重要作用。综上所述，多种lncRNA SNHGs在前列腺癌组织以及细胞系中呈过表达状态，其通过促进肿瘤侵袭、迁移及抑制凋亡影响肿瘤生物学活性，扮演着致癌基因的角色。此外，影响前列腺癌生物学特性的lncRNA SNHGs还包括lncRNA SNHG1[19]、lncRNA SNHG4[20]、lncRNA SNHG5[21]、lncRNA SNHG11[22]、lncRNA SNHG14[23]等(表1)。

表1 前列腺癌相关lncRNA SNHGs

2.2 临床病理特征

lncRNA SNHGs与前列腺癌Gleason评分、肿瘤分期、淋巴结转移有关。如Wang等[26]将113例行手术治疗的前列腺癌患者分为lncRNA SNHG4高表达组和低表达组，Kaplan-Meier分析显示，低表达组患者的总体生存率显著高于高表达组。此外，研究还发现lncRNA SNHG4过表达与前列腺癌患者肿瘤分期、淋巴结转移显著相关。Cheng等[24]同样发现lncRNA SNHG12的过表达与术后肿瘤复发、淋巴结阳性、Gleason评分以及晚期肿瘤残余呈正相关。Qi等[16]将42例行手术治疗的前列腺癌患者分为lncRNA SNHG7高表达组和低表达组，结果显示lncRNA SNHG7高表达与Gleason评分(≥7分)和临床分期相关，而与淋巴结转移以及肿瘤体积无关。Xia等[25]检测了127例接受前列腺癌根治术患者标本中SNHG7的表达，结果表明SNHG7的过表达与Gleason评分、前列腺癌骨转移、淋巴结转移、临床分期相关。此外，多项研究均已证实lncRNA SNHGs与前列腺癌临床病理特征的相关性。综上所述，lncRNA SNHGs过表达与前列腺癌恶性程度增高有关，虽然各项研究结果相类似但却不尽完全相同，我们猜测这种结果的差异或许是样本量大小以及患者来源于不同地区等因素导致的。总之，基于lncRNA SNHGs与前列腺癌患者临床特征的相关性，lncRNA SNHGs或许是一种评估预后的生物标志物。然而，由于病例数的限制，其在不同类型前列腺癌中的作用仍需进一步研究验证。

2.3 前列腺癌诊断和预后评估

早期前列腺癌患者在确诊后可存活10年以上。因此，提高早期前列腺癌的检出率可显著增加总体生存率。众所周知，前列腺特异性抗原(Prostate specific antigen，PSA)的筛查极大地提高了前列腺癌的早期诊断，导致前列腺癌特异性死亡率显著减少[26-27]。PSA还可用于评估预后。然而，由于PSA是器官特异性而非肿瘤特异性，如前列腺炎、良性前列腺增生和近期射精等疾病同样伴随PSA的升高[28]。另外，PSA水平处在“诊断灰色区域”(PSA 4～10 ng/mL)时具有25%～40%的低特异性，这将导致许多不必要的活组织检查以及相关的财务、社会和心理负担[29-30]。因此，需要开发更敏感、特异的生物标志物用于早期前列腺癌的诊断。Cheng等[24]提出lncRNA SNHG12可初步区分前列腺癌患者和正常人群，表明lncRNA SNHG12可以作为前列腺癌的诊断性生物标志物。此外，有研究显示lncRNA SNHG12在前列腺癌患者血清中的表达上调，并且与患者预后不良相关。Ye等[28]使用生物信息学方法筛选前列腺癌相关lncRNA，结果显示MALAT1、SNHG11、LINC00649和ILF3-AS1可被视为前列腺癌预后标志物的lncRNA，GO分析表明，筛选的lncRNA的功能集中在细胞内受体信号通路上，这些研究结果表明上述lncRNA可能是前列腺癌诊断、预后评估和基因靶向治疗的潜在生物标志物。虽然多种lncRNA SNHGs已被证实与前列腺癌预后不良相关，但当前研究仍具有不足之处，比如样本量的限制以及lncRNA SNHGs与其他潜在标志物之间的比较。因此，其作为评估预后的潜在作用仍有待深入研究，如lncRNA SNHGs检测标本的选择，lncRNA SNHGs作为诊断及预后评估的灵敏度和特异度如何，检测手段的选择等问题亟需解决。

图1 lncRNA SNHGs充当ceRNA促进前列腺癌进展Figure 1 lncRNA SNHGs act as ceRNA to promote the progression of prostate cancer

3 lncRNA SNHGs的致癌机制

3.1 ceRNA学说

近年来，RNA网络中新发现的调节机制是“竞争性内源性RNA(competing endogenous RNA，ceRNA)假说”，由Salmena于2011年首次提出[31]。该学说认为不同RNA之间可以相互调节，包括lncRNA、microRNA和circRNA。miRNA是基因表达的负调节因子，限制了靶RNA的翻译或降低了它们的稳定性[32]。miRNA与靶RNA转录物上部分互补性的序列称为miRNA响应元件(MiRNA response element，MRE)[33-34]，MRE通常被视为RNA“语言”的“字母”，通过该“字母”，转录物可以彼此主动地相互通信以调节它们各自的表达水平(图1)。如lncRNAs/miRNA/mRNA调控轴之间，lnc RNA可竞争性结合miRNA，导致特异性基因表达的去阻遏，进而上调肿瘤相关基因的表达水平，影响肿瘤生物学特性。在前列腺癌中，lncRNA SNHGs充当ceRNA，影响肿瘤相关基因的表达。如Wang等[13]发现，lncRNA SNHG12作为ceRNA，通过“海绵”miR-195来调节Cyclin E1的表达。Han等[15]的研究表明，lncRNA SNHG7充当miRNA-324-3p的“海绵”正向调控WNT2B的表达，而WNT2B被证实是Wnt信号通路中的重要蛋白质，可促进前列腺癌细胞的恶性表型。除此以外，越来越多的lnc SNHGs/miRNA/mRNA调控轴被证实，一种lncRNA或许可以充当多种miRNA的ceRNA，导致RNA调控网络的复杂性。对该调控网络追根朔源依然是当前研究的重点和难点。

3.2 相关信号通路

3.2.1 Wnt/β-catenin信号通路 lncRNA SNHGs除通过与miRNA相互作用影响癌症相关基因的表达，进而影响肿瘤生物学特性外，还可以直接参与肿瘤相关信号通路的调控。如Wnt/β-catenin信号通路。Wnt/β-catenin通路是一种Wnt经典信号通路，该通路主要通过调节转录共激活因子β-catenin的活化，进而控制通路下游基因的表达来发挥作用。lncRNA SNHGs通过调控Wnt/β-catenin通路促进肿瘤进展。有研究显示[35]，lncRNA SNHG12可通过影响Wnt/β-catenin信号通路来促进甲状腺癌细胞的增殖和转移。Wnt/β-catenin通路也与前列腺癌相关，如Song等[14]研究显示，lncRNA SNHG12过表达增强了Wnt/β-catenin信号传导的活性，下调SNHG12可以抑制前列腺癌细胞的增殖、侵袭和迁移，并抑制前列腺癌异种移植肿瘤的生长。

3.2.2 PI3K/AKT/mTOR信号通路 PI3K/AKT/mTOR信号通路也受lncRNA SNHG12的调控。PI3K/AKT/mTOR通路参与细胞增殖和凋亡过程[36]，在30%～50%的前列腺癌中上调，并且与肿瘤进展相关[37]。此外，PI3K/AKT/mTOR通路抑制剂被证明通过调节细胞凋亡和自噬而增强前列腺癌放化疗敏感性[38]。有研究显示[24]，抑制SNHG12能够抑制PI3K/AKT/mTOR途径的激活，基于该信号通路在前列腺癌中的重要作用，其可能是SNHG12调控前列腺癌进展的下游机制。lncRNA SNHGs影响肿瘤相关信号通路的机制可能是通过转录或转录后调控机制影响相关基因的表达，如Yan等[39]通过生物信息学分析发现，lncRNA SNHG6与基因翻译、核转录的mRNA分解代谢过程、rRNA加工和mRNA剪接相关。总之，lncRNA SNHGs的调控机制错综复杂，当前研究或许仅仅是冰山一角，相关作用机制仍需深入探索。

4 小结与展望

近年来，非编码RNA摘掉了转录“噪声”的帽子，备受广大研究者关注。虽然肿瘤中差异性表达的非编码RNA数量巨大，lncRNA SNHGs在这当中脱颖而出，当然归因于其潜在的应用价值，有研究显示lncRNA SNHGs在肺癌化疗耐药中起到关键的调节作用，其在前列腺癌治疗中或许同样扮演着重要的角色。虽然已开展了大量的研究证实了lncRNA SNHGs在前列腺癌中扮演着致癌基因的角色，但关于其作用机制以及应用价值的研究必然不止于此。毫无疑问，lncRNA SNHGs在前列腺癌中的作用至关重要，尤其是去势抵抗性前列腺癌。基于其在前列腺癌诊断以及治疗中的潜在作用，lncRNA SNHGs或许是评估前列腺癌预后以及逆转肿瘤多药耐药的关键靶点。