长链非编码RNA 在结直肠癌发生发展中的研究现状

汪 桐 王金格 贾 晨 黄晶晶 霍晓燕 孟庆辉 梁德森 潘华洋

1.哈尔滨医科大学附属第一医院普外科，黑龙江哈尔滨 150001；2.哈尔滨医科大学护理学院，黑龙江哈尔滨 150086；3.哈尔滨医科大学附属第二医院护理教研室，黑龙江哈尔滨 150086；4.哈尔滨医科大学附属第一医院儿科，黑龙江哈尔滨 150001

结直肠癌（colorectal cancer，CRC）是一种常见的消化道恶性肿瘤，近年来我国CRC 的发病率大幅增加，2018 年在我国所有恶性肿瘤中，CRC 的发病率排第3 位，死亡率排第5 位[1]。CRC 已严重威胁人类健康，所以寻找新的CRC 诊断标志物和治疗靶点是至关重要的。大量研究发现，异常表达的长链非编码RNA（long non-coding RNA，lncRNA）与CRC 的发生发展密切相关[2]。本文针对lncRNA 在CRC 中的既往研究进行综述，旨在为寻找CRC 诊断标志物和治疗方案提供新的思路。

1 lncRNA 概述

lncRNA 是由RNA 聚合酶Ⅱ转录，长度＞200 个核苷酸的RNA 分子，广泛存在于细胞核和细胞质中[3]。lncRNA 在广义上（相对于蛋白编码基因）可以分为5 类：正义lncRNA、反义lncRNA、基因间lncRNA、内含子lncRNA、双向lncRNA[4]。lncRNA 缺乏开放阅读框而不能编码蛋白质，所以对lncRNA 的研究在过去很长一段时间内进展缓慢。随着被发现的特征性lncRNA数量的增加，已经证实lncRNA 可以通过表观遗传调控、剪接调控、转录和转录后调控等多维度发挥抑癌或致癌的作用[5]。目前研究显示，lncRNA 主要通过以下方面调节靶基因的表达：①lncRNA 在不同的功能步骤上调控染色质结构，如组蛋白修饰、DNA甲基化和染色质重塑；②与信使RNA（mRNA）形成双链RNA 复合物，指导mRNA 选择性剪切；③Dicer 酶作用于lncRNA 和mRNA 形成的互补双链，产生内源小干扰RNA（siRNA）；④与特定蛋白结合，改变蛋白质的细胞定位和活性；⑤直接与蛋白结合形成蛋白复合体，改变其功能；⑥与微RNA（miRNA）相互作用（海绵化）来调控靶基因表达；⑦编码蛋白基因上游启动子区转录，调节下游基因的表达[6-8]。

2 CRC 诊断相关的lncRNA

2.1 lncRNA CCAT

CCAT1 和CCAT2 是在人类染色体8q24 被转录的lncRNA。Nissan 等[9]首次发现CCAT1 在CRC 和癌前病变组织中明显高表达。Chen 等[10]在对27 对CRC的癌及癌旁组织RNA 进行RT-qPCR 检测证实了上述结果，且CCAT1 通过靶向miR-181b-5p 上调肿瘤抑制候选基因3 的表达，从而促进CRC 的发生。也有研究发现CCAT1 通过下调miR-185-3p、上调肌球蛋白轻链激酶的表达，促进炎症性肠病向CRC 转变[11]。Ling 等[12]首次研究发现，CCAT2 通过与转录因子TCF7L2 直接结合增强了对Wnt 信号通路的反应，此外CCAT2 与CCAT1 联合检测可以更有效地诊断早期CRC。

2.2 lncRNA 91H

91H 是H19 反义lncRNA，位于H19/IGF2 位点。91H在CRC 血清外泌体中过度表达，通过与异质性核糖核蛋白K（heterogeneous nuclear ribonucleoprotein K，HNRNPK）相互作用，调控大肠癌的发生[13]。Liu 等[14]在早期CRC 患者血浆外泌体中发现91H 表达明显上调，其敏感度和特异度分别是84.48%和80.36%。此外，91H 通过与IGFBP2 结合导致胰岛素样生长因子2高表达，从而激活PI3K/Akt 和mTOR 通路并促进肠癌发展。鉴于91H 具有较强的肠癌特异性，而且在早期CRC 血浆中阳性率高，因此其有望成为CRC 早期非侵入性诊断的生物标志物。

2.3 lncRNA APC1

APC1 是位于人类染色体19p12 上的一种肿瘤抑制因子，其低表达与肿瘤较高TNM 分期和预后不良有关。Wang 等[15]发现APC1 直接与Rab5b 直接结合，从而抑制了内皮细胞中MAPK 通路的过度激活，进而抑制血管生成。此外，APC1 可能通过非经典Wnt 通路的APC 信号转导参与CRC 的发生发展，颠覆了对经典Wnt 通路的认知，这为寻找潜在的CRC 诊断标志物和治疗靶点提供了新的思路。

3 CRC 治疗相关的lncRNA

3.1 lncRNA MEG3

MEG3 是在人类染色体14q32.3 上被转录的lncRNA，是研究最多的抑癌分子之一。Zhu 等[16]研究显示维生素D 通过调控VDR 与MEG3 启动子结合来激活MEG3 转录，进一步下调MEG3 与调控因子聚集素的结合来抑制CRC 增殖和侵袭。另有研究显示，通过外源性转染导入MEG3 可调控miR-141/PDCD4轴增强CRC 细胞对奥沙利铂（L-OHP）的敏感性来增强化疗效果，这揭示了MEG3 的表达干预有望成为CRC 治疗的新靶点[17]。

3.2 lncRNA H19 和lncRNA UCA1

H19 是第一个被发现的与恶性肿瘤发生发展密切相关的lncRNA。Ding 等[18]发现H19 海绵化miR-29b-3p，导致颗粒蛋白前体高表达，从而诱导上皮-间质转化过程。此外，Wang 等[19]发现H19 海绵化吸附miR-194-5p，逆转了miR-194-5p 对信息调节因子2 相关酶类1 的抑制，因此增加了对5-FU 的耐药性。UCA1 发挥促癌作用机制与H19 类似。UCA1/miR-143/MYO6 轴抑制CRC 细胞凋亡及G2/M 期阻滞，降低CRC 细胞对放疗的敏感性[20]。

3.3 lncRNA CRART16

Zhang 等[21]研究发现CRART16 在抗西妥昔单抗治疗的CRC 细胞中表达上调，过表达的CRART16 海绵化miR-371a-5p 进而增加下游靶点ERBB3 基因的表达，反过来抑制西妥昔单抗引起的G0/G1期阻滞，此外过表达的CRART16 也可以促进肿瘤细胞干性转化。因此CRART16 可作为西妥昔单抗耐药的CRC 患者的敏感治疗靶点。

3.4 lncRNA MIR17HG

MIR17HG 是一种与免疫调控相关的lncRNA，它在癌旁组织、腺癌组织和CRC 组织中的表达逐渐升高。Xu 等[22]研究发现，MIR17HG 可以与程序性死亡配体-1（programmed death-ligand 1，PD-L1）直接结合并上调PD-L1 的表达，通过特异性敲除MIR17HG，PD-L1 的表达下调，证实MIR17HG 可以在蛋白水平上调节PD-L1 的表达。众所周知PD-L1 是阻碍T 细胞活化的关键因素，因此干扰MIR17HG 表达可能对CRC 免疫治疗产生协同效应[23]。

4 CRC 转移及预后相关的lncRNA

4.1 lncRNA MALAT1

MALAT1 在多种肿瘤中具有促癌的作用。Sun 等[24]研究发现YAP1 蛋白通过增强MALAT1 海绵化miR-126-5p 来增促进CRC 细胞增殖、侵袭和血管生成。此外敲低MALAT1 可以降低维持肿瘤干细胞性的重要蛋白Oct4 的表达，从而抑制CRC 干细胞的自我更新和细胞代谢[25]。但是随着研究的逐渐深入，Chen 等[26]发现MALAT1 在CRC 和乳腺癌组织中的表达均下调，MALAT1 通过与转录因子TEAD 结合而起到抑癌的作用，这可能源于MALAT1 在不同肿瘤中作用的异质性。

4.2 lncRNA HOTAIR

近年来，研究表明HOTAIR 在多种癌症中明显过度表达，尤以CRC 合并肝转移的患者血液中表达量为高[27]。Pan 等[28]研究发现，HOTAIR 直接包含miR-326 结合位点并调控FUT6（一种特定的岩藻糖基转移酶）的表达，从而触发了PI3K/Akt/mTOR 信号转导通路，导致肠癌肝转移。因此HOTAIR 可以作为预测CRC 患者预后和监测复发情况的有效工具。

4.3 结直肠癌糖酵解相关的lncRNA

肠癌中有关糖酵解的研究尚在起步阶段，但已经引起了广大学者的关注。Tang 等[29]发现葡萄糖饥饿条件下，过表达的GLCC1 与HSP90 直接结合，从而抑制MYC 的泛素化降解，并进一步促进MYC 靶基因LDHA 的表达，激活糖酵解代谢的过程。Feng 等[30]发现高表达的LINC00504 也可以与MYC 直接结合形成复合物，在不改变MYC 稳定性的前提下，增加了MYC 的聚集，增强了MYC 的反式激活效力；此外，两者的过表达还可产生协同作用，进一步促进CRC 细胞的有氧糖酵解。而LINRIS 通过泛素化-自噬途径阻断IGF2BP2 的降解，最终下调MYC 介导的糖酵解代谢，抑制了体外和体内CRC 细胞的增殖。由此可见，与肿瘤细胞糖酵解代谢有关的lncRNA 可以作为预测肠癌预后的潜在生物学标志物[31]。

4.4 lncRNA XIST 和lncRNA CRNDE

几乎所有与CRC 相关的lncRNA 都在表观遗传学水平上受到影响，进而参与恶性肿瘤相关生物活性的调节。甲基转移酶样蛋白14 可以促进XIST 的m6A甲基化，最终被“阅读器”蛋白YTHDF2 识别和结合，才能完成整个表观遗传沉默过程[32]。CRNDE 通过结合EZH2 来抑制DUSP5，从而激活MAPK 信号通路并诱导CRC 细胞中H3K27 甲基化，并导致肿瘤抑制因子在表观遗传学层面被沉默[33]。这些研究成果加深了我们通过表观遗传学调控CRC 进展对lncRNA 的认识，为进一步探究CRC 发生发展的机制提供了方向。

5 小结

生物基因组学时代最令人欣喜的是lncRNA—这一重要非编码RNA 的发现，随着RNA 测序和生物信息学技术的发展，越来越多的lncRNA 逐渐被发现，失调的lncRNA 通过调节转录、翻译和翻译后水平的基因表达和功能来调控CRC 的发生发展。但lncRNA在结直肠癌中作用机制的研究仍处于初期阶段，只有少数的lncRNA 的具体作用机制被详细阐明。且某些lncRNA 如MALAT1 在结直肠癌中的功能仍存在争议，当前关于lncRNA 在CRC 微环境及代谢中的重要作用逐渐成为研究热点。因此进一步研究lncRNA 在CRC 发生发展过程中的确切功能及互相调控干扰机制至关重要，这将为突破CRC 现有的诊断和治疗方法提供新的思路和方向。