长链非编码RNA在口腔鳞状细胞癌中作用的研究进展

汪 鑫， 苏俭生

（上海牙组织修复与再生工程技术研究中心，同济大学口腔医学院，同济大学附属口腔医院修复科，口腔修复教研室，上海200072）

LncRNA是一类长度大于200 nt的非蛋白质编码转录物，其缺少特异完整的开放阅读框，不具有或很少具有蛋白质编码功能的转录本，曾一度被认为是基因组转录中的噪声，没有生物学功能[1]。但近年来的研究表明，lncRNA基因组在染色体沉默、基因组印记、染色质修饰、转录激活、转录干扰、核内运输中发挥重要作用[2]。目前的研究已经证明，lncRNA能通过不同的机制调节各种生物过程[3]，而lncRNA的突变或异常表达与人类多种疾病的发病机制有关。因此，研究lncRNA的作用机制将对各种疾病的治疗及预后评估有重要意义。

1 lncRNA的生物功能和机制

目前有关lncRNA生物功能的研究一般涉及表观遗传调控、转录调控和转录后调控3个层面。在表观遗传调控方面，特异的lncRNA会在细胞核中靶向招募染色质重构和修饰复合体到特定的基因组位点，改变DNA/RNA甲基化状态、染色体结构和修饰状态，进而控制相关基因的表达。在转录调控层面，一些lncRNA作为配基与某些转录因子结合形成复合体来控制基因转录活性，而另有一些lncRNA本身就是转录因子。除了上述机制，lncRNA还直接参与包括前信使RNA（mRNA）剪接、mRNA加帽、多腺苷酸化和核输出等转录后调控中。作为mRNA合成和降解的重要调节因子，lncRNA可以通过促进mRNA的衰变及转录后激活或抑制细胞质中的mRNA翻译来控制蛋白质合成，还可以作为竞争性内源RNA（ceRNA）起到隔离微小RNA(microRNA,miRNA)保护靶mRNA免于降解的作用。

2 lncRNA在OSCC中的发现

口腔鳞状细胞癌（OSCC）是最常见的恶性肿瘤之一，具有高复发、多转移和不良治疗结果等特征[4]。口腔癌的发生是一个多步骤的过程，基因重排、点突变和基因扩增的广泛遗传改变，可致正常细胞向癌细胞转化，以及分子途径中细胞生长、存活和转移的失调。随着lncRNA在基因调控中的重要作用逐渐被证实，其对细胞增殖存活、迁移及基因组稳定性的影响逐渐显现[5]。最新的研究已证明，lncRNA在特定的癌症中存在差异表达，对于调节人类癌症细胞的发育、生长，细胞周期和癌症的转移至关重要[6]。因此，本文通过了解lncRNA的功能来理解不同癌症的生物学行为，以确定新的治疗靶向。

2.1 尿路上皮癌胚抗原1

尿路上皮癌胚抗原1（urothelial carcinoembryonic antigen 1，UCA1）是膀胱癌特异性的肿瘤标志物。Fang等[7]发现在舌鳞状细胞癌（tongue squamous cell carcinoma，TSCC）中，UCA1的表达异常升高，能促进肿瘤的淋巴细胞转移且与肿瘤TNM分期及分化程度有关，但并不影响细胞的增殖，且其表达与性别、年龄、肿瘤大小均无关。研究发现，UCA1可以通过抑制miRNA-184（miR-184）来促进OSCC的细胞增殖,增强顺铂的耐药性，抑制细胞的凋亡，以及调节血清铁蛋白1（steroidogenic factor 1，SF1）的表达[8]。UCA1也能通过调节金属基质蛋白酶-9（matrix metalloproteinase-9，MMP-9）及Wnt/β-catenin信号通路在OSCC中发挥作用[9]。

2.2 肺腺癌转移相关转录物1

肺腺癌转移相关转录物1（metastasis associated lung adenocarcinoma transcript 1，MALAT1）是一种高度保守的lncRNA，位于染色体1q13.1上。与正常口腔黏膜相比，OSCC中的MALAT1显著过表达，且与颈部淋巴结阳性转移与低存活率有关[10]。在TSCC中，上调的MALAT1可以通过调节Wnt/β-catenin及NF-κB信号通路促进上皮-间质转化（epithelialmesenchymal transition,EMT）从而抑制细胞凋亡，并且靶向miR-124依赖性地通过JAG1调节舌癌细胞生长和转移[11]。另有研究显示，增强表达的MALAT1与某些影响癌细胞转移能力的富含脯氨酸小蛋白（proline rich small protein,SPRR）的上调呈负相关，并且可以通过调节SPRR来影响TSCC的生长和转移潜能[12]。以上多项研究表明，MALAT1可能通过增加OSCC的增殖和转移发挥致癌作用。

2.3 母源性印记基因3

母源性印记基因3（maternally expressed gene 3，MEG3）是首个被发现，具有肿瘤抑制特性的lncRNA[13]。Fang等[7]通过分 析94例TSCC样 本 中lncRNA的表达水平发现，与在邻近正常黏膜组织中相比，MEG3在TSCC中的表达减弱。人TSCC细胞系SCC-15和CAL27测定实验显示，miR-26a靶向抑制DNA甲基转移酶3B转录物（DNA methyltransferase 3B，DNMT3B），并可导致MEG3的上调，miR-26a或MEG3的过表达均可以抑制细胞增殖和细胞周期进程并促进细胞凋亡[14]。研究表明，MEG3可以通过Wnt/β-catenin通路、miR-548d-3p/细胞因子信号转导抑制因子3（suppressor of cytokine signaling 3,SOCS3）/细胞因子信号转导抑制因子6（SOCS6）轴调节JAK-STAT通路，以及与miR-21的靶向结合来抑制OSCC中的迁移并促进其凋亡[15-16]。这些研究均能表明MEG3的低表达被认为是预后不良的影响因素。

2.4 结肠癌相关转录物-1和结肠癌相关转录物-2

结肠癌相关转录物-1（colon cancer associated transcript 1，CCAT1）也被称为癌相关区域长链非编码RNA-5（cancer associated region long non-coding RNA-5，CARLo-5），定位于染色体8q24.21上。据报道,27%的OSCC中存在CCAT1的过表达，其可作为miRNA-155-5p和miRNA-7b-5p的内源性ceRNA，影响OSCC的治疗效果和预后[4]。另有实验发现CCAT1主要存在于具有侵袭性的肿瘤中，其表达水平升高可能与患者吸烟相关[17]。结肠癌相关转录物-2（CCAT2）也是定位于染色体8q24.21上的lncRNA。RT-qPCR结果显示，与周围正常组织相比，CCAT2在OSCC组织中显著高表达。研究表明，CCAT2的表达水平与肿瘤分化程度、TNM分期有关：低分化、Ⅲ~Ⅳ期患者中CCAT2的表达量较中、高分化Ⅰ~Ⅱ期者显著升高，而与性别、年龄、肿瘤大小、肿瘤部位及颈淋巴结转移均无显著相关性[18]。

2.5 HOX转录物反义RNA

HOX转录物反义RNA（HOX transcript antisense RNA，HOTAIR）有2个功能区域：位于5′端的多梳抑制复合物2（polycomb repressive complex 2,PRC2）结合结构域和位于3′端的赖氨酸特异性脱甲基酶1（lysine specific demethylase 1,LSD1）/转录因子REST的核心抑制剂（Co repressor element silencing transcription factor1,CoREST1）结合域，它作为分子支架连接靶向这2种组蛋白修饰复合物，并通过偶联组蛋白H3K27甲基化和H3K4去甲基化重新编程染色质状态。与正常组织相比，HOTAIR在OSCC中表达量升高，且与OSCC转移淋巴结的增加、细胞凋亡的抗性、肿瘤大小分期和分化程度，以及患者低生存率关系密切[19]。研究表明，HOTAIR可以通过正向调控EMT来协调癌细胞的干性和转移能力，其表达水平与E-钙黏蛋白水平呈明显负相关；当HOTAIR过度表达时，PRC2和LSD1增加染色质占据新的靶点和抑制许多抗转移基因的转录，导致癌症转移[20]。因此，我们推测HOTAIR的表达与OSCC的发生、发展和转移有密切关系。

2.6 Linc-ROR

Linc-ROR（long intergenic non-protein coding RNA,regulator of reprogramming）是位于18q21.31上，长度为2.6 kb的lncRNA。Arunkumar等[4]首次发现linc-RoR介导的内源性竞争，即通过其作为ceRNA对miRNA-145-5p的海绵效应。Linc-ROR能控制其靶基因（c-Myc、K1、Sox2、Oct4）的转录后过程，允许核心转录因子如Oct4、Nanog和Sox2在人胚胎干细胞中表达，这有助于形成和维持肿瘤的未分化状态[21]。这些研究表明，linc-RoR过表达与未分化的口腔肿瘤有关，监测linc-ROR对临床治疗效果及预后有一定的预测意义。

2.7 铁蛋白重链1假基因3

铁蛋白重链1假基因3（ferritin heavy chain 1 pseudogene 3，FTH1P3）是一种位于染色体2p23.3上的lncRNA。在OSCC中，FTH1P3的表达水平明显增强，并且其异位表达可以促进OSCC细胞增殖和集落形成,并降低患者生存率[22]。FTH1P3在OSCC细胞中可以作为miR-224-5p的ceRNA来正向调节fizzled5的表达从而促进OSCC的进展[23]。此外，FTH1P3还可通过靶向作为肿瘤发生的关键调节因子（MMP1、MMP3、MMP9、PLAU和白细胞介素8）来调节OSCC的进展和转移。

2.8 牛磺酸上调基因1

牛磺酸上调基因1（taurine up-regulated gene1，TUG1）是一种位于染色体chr22q12.2上的长度为7.1 kb的基因。Liang等[24]发现TUG1在OSCC组织和细胞系中的表达均上调，并与TNM分期、淋巴结转移及肿瘤分级显著相关。研究发现Tca8113和TSCCA细胞中TUG1的敲低显著抑制了β-catenin、细胞周期蛋白D1（cyclin D1）和原癌基因蛋白（c-myc）等蛋白质及mRNA的表达水平，而Wnt/β-catenin途径激活剂会逆转由于TUG1敲低而导致的Tca8113和TSCCA细胞的增殖侵入和凋亡[24]。上述研究表明，TUG1作为潜在致癌基因在OSCC组织中表达上调，并可能通过靶向Wnt/β-catenin通路诱导OSCC凋亡。因此，敲除TUG1可作为一种新的OSCC治疗靶点。

2.9 FOXC1

FOXC1（fork head box C1 upstream transcript）基因是FOX家族的成员，位于染色体6p25上。Kong等[25]通过生物信息学分析发现了FOXC1上游区域的转录本（FOXCUT），与邻近的FOXC1基因一样在OSCC患者中显著过表达，且两者呈正相关。此外，在OSCC细 胞Tca8113和SCC-9中，FOXC1和FOXCUT的敲低均可抑制肿瘤细胞的增殖和迁移能力，并伴随MMP2、MMP7、MMP9和血管内皮生长因子A（vascular endothelial growth factor A，VEGF-A）的减少。以上研究表明，FOXC1和FOXCUT在OSCC组织标本和细胞系中共同过表达，并可以作为一种“lncRNA-mRNA对”成为OSCC患者的新型生物标志物和治疗靶标。

近10年的研究表明，lncRNA作为在基因组调控、转录及转录后过程中发挥作用的重要生物分子，在多种细胞中发挥重要作用。研究lncRNA的异常表达对口腔疾病的发生、发展、转移及侵袭的机制，可以为这些疾病的预测及早期诊断奠定基础，且可能会成为新的治疗靶标。尤其是唾液中的lncRNA具有特异性表达位点，进一步的研究可以利用lncRNA的特异性表达来监测口腔相关疾病的发生与复发。因此，未来对lncRNA的深入研究将会开辟疾病治疗的新领域。