长链非编码RNA在肾细胞癌发生、发展中的作用研究进展

崖文童，黄群

1右江民族医学院研究生学院，广西百色 533000；2右江民族医学院附属医院

肾细胞癌(RCC)简称为肾癌，占肾脏恶性肿瘤的85%左右，是泌尿系统中恶性程度较高的肿瘤，也是最常见的肿瘤之一。据流行病学相关数据统计，RCC的发病率仅低于膀胱肿瘤，在我国泌尿生殖系统肿瘤中排第二位，占成人恶性肿瘤的2%～3%，且发病率呈上升趋势[1]。文献[2]报道，近30%的RCC患者在初次确诊时已经存在远处转移，并且近1/3的患者在接受了积极的治疗后仍会出现转移或复发，据统计肾癌患者的5年生存率约55%，而转移性肾癌患者则不到10%。长链非编码RNA(lncRNA)是指长度超过200个核苷酸的RNA分子，最初被认为是RNA聚合酶Ⅱ转录的副产物，是几乎不能编码蛋白质的RNA分子，故不具有生物学功能[3]。之后的研究表明，lncRNA类型及功能繁多，可在转录水平上直接或间接与靶基因相互作用。同时lncRNA可以调节组蛋白修饰和染色质重塑，并通过全基因组转录调节以及与不同信号传导途径中的蛋白质的相互作用影响细胞功能，从而参与细胞的生长、发育等诸多生理过程[4]。近年随着对非编码RNA的研究，lncRNA逐渐成为科学研究的热点。在lncRNA与RCC的发生、发展关系的研究过程中，HOTAIR、H19、母系表达基因3(MEG3)、GAS5、肺腺癌转移相关转录因子1(MALAT1)、小核仁RNA宿主基因(SNHGs)、ATB基因等肿瘤相关性lncRNA基因被逐渐发现，它们在肿瘤组织、细胞中的异常表达具有致癌或抑癌作用，这些基因具有成为RCC早期诊断标志物及评估预后的潜力。本文就lncRNA在RCC发生、发展中的作用研究进展情况作一综述。

1 HOTAIR基因在RCC发生、发展中的作用

HOTAIR基因全长约2 158 nt，位于染色体12q13.13的HOXC11与HOXC12基因之间，共含6个外显子，包括5个短外显子及1个长外显子[5]。Pan等[6]通过对人RCC组织和RCC细胞系中HOTAIR、miR-124、ST8SIA4基因的表达水平进行实时PCR分析和蛋白质印迹，证实RCC样品和RCC细胞系中HOTAIR水平显著上调，HOTAIR的过度表达促进了RCC细胞系中增殖、迁移和侵袭的能力。

Dasgupta等[7]发现，RCC细胞系和临床标本中miR-203的表达明显不足，而HOTAIR则呈过表达，进一步实验显示miR-203与HOTAIR的直接相互作用导致上皮—间质转化(EMT)和转移基因的抑制，表明miR-203介导的HOTAIR通过调节EMT和转移途径基因在RCC中诱导肿瘤抑制作用，通过提高miR-203的表达水平对HOTAIR进行治疗性调节可能提供控制RCC生长和转移的机会。另外，Hong等[8]证明了HOTAIR表达上调与肿瘤进展相关，并且miR-217在RCC组织和细胞中下调，表明HOTAIR通过miR-217/HIF-1α/AXL信号传导促进RCC肿瘤发生。以上研究表明，HOTAIR的表达水平与RCC的发生、发展密切相关，这可为我们提供新的诊断标志物或治疗靶标，以在未来更好地抑制RCC进展。

2 H19基因在RCC发生、发展中的作用

H19基因作为被发现的首个肿瘤相关lncRNA，位于人染色体11p15.5，全长2.3 kb，共有5个外显子及4个内含子，主要存在于细胞质内，在胚胎发育期高度表达，主要集中于内胚层及中胚层来源的组织，与胰岛素样生长因子2(IGF2)是一对交互印记基因，具有抗癌和致癌双重作用[9]。He等[10]通过实时荧光定量PCR检测得出lncRNA-H19在肾透明细胞癌(ccRCC)中呈高表达，且与miR-29a-3p表达呈负相关，并发现H19可能是通过内源性RNA调控网络miR-29a-3p的调控作用来防止转录因子E2F1降解，而转录因子E2F1能促进细胞增殖，从而促进RCC的发生、发展，通过敲除H19基因可抑制RCC细胞的增殖、侵袭和迁移能力。Charlton等[11]通过对13例肾母细胞瘤患者的肾脏组织进行了全面的甲基化分析，发现其中11例患者的H19基因位点调控区DMR发生显著甲基化，正常肾组织低于肾源性休克的甲基化水平，肾源性休克甲基化水平低于肾母细胞瘤的甲基化水平，H19调控的相关DNA甲基化等表位变异可能参与了RCC的发生、发展。以上研究表明，H19在RCC中存在异常表达，且与患者肾脏的临床病理特征关系密切，故推测lncRNA H19对RCC的发生、发展具有促进作用，并可能成为RCC干预的潜在治疗靶标，但仍需进一步研究并评估。

3 MEG3基因在RCC发生、发展中的作用

MEG3基因定位于人类染色体14q32.3，长度约为1.6 kb，隶属人类母源性印记基因DLK1-MEG3单元，在多种正常细胞中表达，但在RCC等恶性肿瘤中表达缺失[12]。相关研究[13]表明，MEG3是调节p53的抑癌基因lncRNA，MEG3的缺失或低表达进而影响p53的表达水平，p53则有着抑制肿瘤发生的作用。Zhou等[14]证明了MEG3促进p53的表达，而p53是miR-124的正转录调节因子，通过增加miR-124或MEG3的表达水平可抑制RCC细胞增殖，迁移和侵袭，并在体内抑制肿瘤生长。He等[15]通过逆转录定量 PCR发现在ccRCC组织和细胞中MEG3表达降低，而MEG3的过表达则促进细胞凋亡，并抑制细胞增殖，迁移和侵袭。并且MEG3可诱导G0/G1期细胞周期停滞，而直接与MEG3结合的MiR-7在ccRCC组织中过表达，进而抑制细胞凋亡并促进ccRCC细胞的迁移和增加侵袭力。以上研究表明，MEG3及其调控的miRNA在RCC的发生、发展过程中起到抑癌作用，但其潜在调控途径及作用机制还未能完全明确，对MEG3的研究可为探索治疗RCC治疗靶点提供新思路。

4 GAS5基因在RCC发生、发展中的作用

GAS5基因定位于人类染色体1q25.1，长度约为630 nt，是一种生成snoRNAs、miRNAs、piRNAs和lncRNA的抑癌基因[16]。Qiao等[17]发现，RCC组织中GAS5表达水平明显降低，而体外试验发现通过增加GAS5的表达水平，癌细胞侵袭及转移能力受到抑制。Dong等[18]认为，GAS5通过与miR-223相互作用进而调节人锌铁调控蛋白-1(hZIP1)的mRNA和蛋白质水平，进而对细胞增殖、细胞周期分布、凋亡和侵袭产生影响，通过降低GAS5表达水平可增强ccRCC细胞的致瘤性，GAS5的表达下降指示肿瘤进展和复发。Fawzy等[19]通过定量实时逆转录聚合酶链反应测定GAS5，发现GAS5的表达下调与肿瘤淋巴结浸润及包膜、骨盆浸润有关的不良预后相关，并认为GAS5可作为RCC的潜在治疗学生物标志物。以上研究表明，GAS5是RCC的抑癌基因之一，其在RCC中表达失调可能促进多种致癌机制。因此，针对GAS5的检测在未来可能成为治疗RCC的关键，但其机制仍需更深入研究。

5 MALAT1基因在RCC发生、发展中的作用

MALAT1定位于人类染色体11q13.1，长度约为8 kb，最早在非小细胞肺癌相关文献中被提及[20]。在其与RCC的相关研究中，Zhang等[21]通过研究发现RCC组织及其细胞株中的MALAT1均为高表达，并且与MALAT1表达较低的ccRCC患者相比，MALAT1表达较高的ccRCC患者具有较显著的临床特征和较短的总生存时间，MALAT1表达水平增高，患者的总生存时间显著降低。并且其表达水平与肿瘤的大小、分期、淋巴结转移的关系密切。Hirata等[22]发现MALAT1可促进RCC中EZH2基因表达和上皮-间质转化，并与miR-205相互作用促进RCC发生，通过敲除MALAT1可降低RCC细胞的增殖和侵袭能力，并促进了RCC细胞凋亡。Li等[23]研究认为miR-22-3p是MALAT1的作用靶标，MALAT1是通过PI3K/Akt信号通路靶向调控miR-22-3p，使其失活，从而影响了RCC细胞的增殖和迁移。Chen等[24]研究认为MALAT1介导的RCC增殖和转移能力的增强可能是由于Livin蛋白表达的上调而引起，MALAT1的高表达可以视为早期发现淋巴结转移的生物标志物，也可作为RCC患者生存率的预测指标。以上研究表明，针对MALAT1的表达沉默可能抑制RCC细胞的增殖和迁移，进而改善预后，并且有望成为RCC早期诊断及评估预后的理想生物标志物及治疗靶点。

6 SNHGs基因在RCC发生、发展中的作用

SNHGs定位于染色体11p12.3，是snoRNAs的宿主基因，可转录出多种snoRNA参与细胞的生长、发育过程。其中，长链非编码小核仁宿主基因(lnc-SNHGs)是SNHGs的一类[25]。研究人员发现长链非编码小核仁宿主基因与多种疾病的发展有关，并对RCC的发生、发展有重要意义[26]。Wu等[27]在比较SNHG12在ccRCC和邻近正常组织中的表达水平时发现SNHG12在ccRCC组织和细胞系中过表达，抑制其功能可抑制ccRCC细胞的活力和迁移性，并指出SNHG12通过海绵机制与miR-129-5p相互作用，进而在ccRCC发展过程中调控MDM4和p53的表达。Chen等[28]通过监测ccRCC小鼠模型中体内肿瘤生长及体内SNHG12的表达水平时发现SNHG12在体内和体外的表达均异常增高，且SNHG12的高表达与预后不良有关，这可能是SNHG12通过与miR-199a-5p竞争来调节HIF1α表达有关。相反的，SNHG12的缺乏会显著抑制癌细胞活力，使其不依赖锚定的生长并诱导凋亡，并抑制癌细胞的迁移和生长。现阶段的研究表明SNHGs的异常表达与RCC发生以及转移，浸润和不良预后密切相关，同时SNHGs也是大多数恶性肿瘤的预后因素。但是，这些研究只是初步的讨论，将来还需要对SNHGs成员和snoRNA的机制进行进一步的研究。

7 ATB基因在RCC发生、发展中的作用

ATB基因定位于人类第13、14和22号染色体，长度约为 2.4 kb，是能被转化生长因子激活的lncRNA，转化生长因子-β(TGF-β)的过度表达可导致ATB基因的上调[29]。研究表明ATB基因作为一种致癌因子，可能是通过诱导EMT，从而导致RCC发生，并促进肿瘤的增殖，迁移和侵袭[30]。Xiong等[31]发现，RCC组织和肾癌细胞中的ATB基因表达均高于邻近的正常非肿瘤组织和正常人近端肾小管上皮细胞，并且通过敲除ATB基因可抑制细胞增殖、触发细胞凋亡以及减少EMT从而抑制癌细胞迁移和侵袭。Qi等[32]分析了ATB基因表达与临床病理特征之间的关系得出ATB基因的高表达与病理组织学分级、淋巴结转移、远处转移密切相关，并且ATB基因高表达患者的总生存期明显短于ATB基因低表达患者。Song等[33]通过RNA免疫沉淀和染色质免疫沉淀分析证实了ATB基因与DNA甲基转移酶1(DNMT1)结合并稳定其表达，同时促进DNMT1与p53的结合，通过下调p53从而增强RCC细胞的增殖和迁移能力，并抑制其凋亡。但ATB基因在RCC中的研究尚处于初步阶段，其确切的功能作用和分子机制尚不清楚。因此，将ATB基因作为RCC早期诊断的生物标志物还有待进一步研究。未来，ATB基因可能成为治疗RCC的新的分子靶点。

综上所述，lncRNA功能的改变是促进RCC的发生、发展的关键因素，致癌lncRNA包括HOTAIR、MALAT1、SNHGs、ATB等，抑癌lncRNA包括GAS5、MEG3等。lncRNA可能是通过相关分子海绵机制介导相关miRNA，激活不同的信号传导途径和调节关键标志物的表达来调控RCC的发生、发展。然而，由于lncRNA种类繁多，且其生物学功能、分子机制很复杂，具体介导的相关信号通路及调控机制尚未完全明确，仍需进一步探索。并且目前研究主要集中于肾透明细胞癌这一类病理组织类型上，且纳入的样本量较少。由于RCC的巨大异质性，以及癌症的发生发展过程是一个多环节、多因素相互作用的结果，单一基因的异常表达难以解释RCC的发生、发展机制，在未来可增加实验样本量及纳入不同的组织学类型，并通过联合多个lncRNA的指标来揭示RCC发生、发展。相信随着研究的深入，lncRNA在RCC的发生、发展过程中具体调控机制的揭示可为RCC的早期诊断、治疗、评估预后等方面提供新的理论依据，对lncRNA的深入研究将会给RCC患者带来福音。