长链非编码RNA在子宫内膜异位症发病机制中的研究进展*

王焓，张宗峰

（哈尔滨医科大学附属第二医院 妇科，黑龙江 哈尔滨150001）

子宫内膜异位症是一种雌激素依赖性疾病[1]，其特征为子宫内膜组织在子宫外出现生长和浸润[2]，主要分布于盆腔腹膜、卵巢和直肠阴道隔，可造成盆腔疼痛、不孕等不良影响[3]。子宫内膜异位症作为女性常见疾病，其发病率不断上涨。虽然关于子宫内膜异位症的病因学有很多理论，但子宫内膜异位症的发病机制仍未有一致观点。长链非编码RNA（lncRNAs）是一类转录本长度>200 nt、不编码蛋白质的RNA 分子。其作用广泛，在多个层面上影响基因表达，如转录前调控，转录后翻译等。大量研究发现lncRNA 引起了子宫内膜异位症多种生物学行为，可能为子宫内膜异位症发病机制的探索、诊治提供新方向。本文就近5年的lncRNAs 与子宫内膜异位症发病机制关系的研究做一简要综述。

1 长链非编码RNA概述

长链非编码RNA（lncRNAs）是一类转录本长度>200 nt、不编码蛋白质的RNA 分子。与mRNA 一样，大多数lncRNA 都是通过加帽、加尾和结合（加帽、聚腺苷酸和剪接）来修饰的[4]。在非编码RNA 超家族中，lncRNAs 是最常见的非编码RNA。由于缺乏开放的阅读框架和生物学功能，lncRNAs 最初被认为是基因转录过程中的“转录噪声”。随着全基因转录组测序的发展和测序深度的增加，在生物体内发现数万种非编码RNA（ncRNAs）。最近研究表明，在哺乳动物中编码基因仅占2%，而ncRNAs 比例高达75%～90%。目前已在人类基因组中鉴定出8 801 个小ncRNAs（<30 nt）和9 640 个 长ncRNAs（>200 nt）[5]。非编码RNA 主要功能如下：RNA 修改、信使RNA 加工、转座子的镇压和维护生殖细胞系稳定性、调节基因表达、及染色质修饰和沉默[6]。LncRNAs 占ncRNAs 的比例最高。虽然没有证据证明这些RNA 具有直接的生物学功能，但是大多数lncRNAs 都可以通过与microRNAs 互补配对来调控DNA 复制、RNA 转录和蛋白质翻译。LncRNAs 存在功能局限性，表达具有细胞选择性，同时其表达水平通常低于编码蛋白的基因。lncRNA 分类繁多复杂，如根据其在基因组中的位置，lncRNAs 可以分为：长基因间非编码RNA（lincRNAs）、自然反义转录本（NATs）及RNA聚合酶ii[7]从基因组基因间区域转录的内含子lncRNAs。LncRNAs 不仅参与个体生长发育的生理过程，而且在疾病的发病、发展过程中发挥重要作用。

2 与子宫内膜异位症发病机制相关的lncRNAs

2.1 lncRNA 印记基因H19

印记基因H19是长度为2.3 KB 的lncRNA，置于人类染色体11p15.5 区域。其表达主要局限于子宫内膜组织和卵巢，在月经周期和增殖期时上调，分泌期无差异。H19基因可以转录但不能翻译，与胰岛素样生长因子2（Igf2）一起形成一对印迹基因[8]。在胚胎组织中H19转录水平较高，但出生后显著降低，在多种肿瘤细胞中均存在此现象。H19具有致癌和抑癌双重作用。H19致癌作用表现在肝癌、膀胱癌及乳腺癌中，而在结肠癌中表现为抗癌作用[9]。近年来，研究人员对H19的异常印迹与子宫内膜异位症是否相关进行广泛研究。GHAZAL 等[10]发现在子宫内膜异位症患者的异位子宫内膜和正常子宫内膜中检测H19水平发现，与正常对照组比较，子宫内膜异位症妇女在位子宫内膜中H19的表达明显降低，降低的H19增加let-7 活性，抑制IGF1R 表达，减少子宫内膜基质细胞的增殖。由此可见，H19/Let-7/IGF1R 调节途径的干扰可能会导致子宫内膜异位症患者的子宫内膜准备性下降和不孕症。LIU 等[11]发现，取自子宫内膜异位症妇女的异位子宫内膜细胞显示出升高的lncRNA-H19 水平，敲除异位子宫内膜细胞中的H19，引起microRNA-124-3p（miR-124-3p）的增加和整联蛋白beta-3（ITGB3）水平的降低，同时抑制细胞增殖和侵袭。结果推断出miR-124-3p 和ITGB3 均作为H19 信号通路中的下游效应蛋白。lncRNA-H19 的下调可通过调节miR-124-3p 和ITGB3 抑制异位子宫内膜细胞的增殖和侵袭。LIU 等[12]也发现过表达的LncRNA H19 通过调节miR-342-3p/IER3 抑制Th17 分化和子宫内膜间质细胞（ESC）增殖。XU 等[13]通过体外研究也发现子宫内膜异位症妇女的异位子宫内膜间质细胞（euESC）原代细胞培养中H19 和ACTA2 水平较高，通过荧光素酶测定表明，H19 通过miR-216a-5p 来调节ACTA2 表达，从而促进euESC 的侵袭和转移。综上所述，H19 对子宫内膜异位症生物学行为的影响，可能成为治疗的潜在靶点。

2.2 lncRNA CHL1-AS2

ZHANG 等[14]利用qRT-PCR 技术检测lncRNA CHL1-AS2 在子宫内膜异位症患者中的表达。实验结果表明，lncRNA CHL1-AS2 在子宫内膜异位组织中表达较低，但在异位病变及邻近组织中表达较高。月经周期不影响lncRNA CHL1-AS2 的表达比例，推测子宫内膜异位症的发病机制与lncRNA CHL1-AS2 的异常表达存在关联。

2.3 lncRNA MALAT-1

MALAT1 是一种新发现的、在非小细胞肺癌中表达的lncRNA，与肺癌的转移有关。近年来相关研究也证实该基因与肿瘤多种生物学行为，如肿瘤的增殖、侵袭转移及上皮-间质转化息息相关[15]。尽管lncRNA MALAT1 参与各种生物学活动，但对子宫内膜异位症的生物学功能是否有影响尚不清楚。LIANG 等[16]通过定量逆转录酶-聚合酶链反应确定原代子宫内膜基质细胞（HESC）中miR-200c 的差异表达，通过荧光素酶活性确定miR-200c 结合位点，经表型实验发现外源性过表达的miR-200c通过下调MALAT1 抑制了HESC 的增殖、迁移和上皮-间质转化。得出结论：MALAT1/miR-200c 海绵可能是子宫内膜异位症的潜在治疗靶标。YU 等[17]也通过荧光定量PCR 检测发现，MALAT1 在正常和异位子宫内膜组织中的差异表达。经Western blotting 检测lncRNA MALAT1 可影响NF-κB/iNOS 和MMP9 蛋白的表达。得出结论MALAT1 可通过NFκB/iNOS 途径促进子宫内膜细胞凋亡并调节MMP-9表达，抑制细胞的增殖和侵袭。LI 等[18]发现在体外实验中，敲除MALAT-1 可上调P21 和P53 的表达，使ERK 1/2 磷酸化。因此，MALAT-1 可能通过p21/p53 依赖性细胞周期调控颗粒细胞的增殖，进而激活ERK/MAPK 信号通路参与子宫内膜异位症的进展。有报道称在视网膜母细胞瘤中MALAT1 参与自噬的调控[19]，LIU 等[20]发现，子宫内膜异位症患者异位子宫内膜中lncRNA MALAT1 和自噬表达上调，且上调水平与缺氧诱导因子-1α（HIF-1α）呈正相关。在体外模型中，lncRNA MALAT1 的上调依赖于HIF-1α 信号传导；当lncRNA MALAT1 敲除后可抑制缺氧诱导的自噬。证实lncRNA MALAT1介导低氧诱导的自噬参与子宫内膜异位症的进展。综上所述，MALAT1 通过多种机制诱导子宫内膜异位症细胞增殖、侵袭转移与自噬的调控，可为治疗提供了新方向。

2.4 lncRNA AC002454.1

LncRNA AC002454.1位于人类染色体7:92465802-92546437 上，与重要细胞周期调节因子CDK6 是邻近基因[21]。WANG 等[22]研究结果发现，lncRNA AC002454.1 和CDK6 均表达异常，且呈正向趋势。这样可以得出结论lncRNA AC002454.1 通过调节CDK6 的表达改变细胞周期，可能与分泌期子宫内膜异位细胞的增殖密切相关，也存在潜在调节迁移、侵袭的可能性，从而参与子宫内膜异位症的发生、发展。

2.5 lncRNA 类固醇受体RNA激活物

类固醇受体RNA 激活物（SRA）位于人类染色体5q31.3 上，转录本长度为883 nt，特性表现为物种间高度保守，并有5 个独立的外显子。SRA 是类固醇激素转录的激动剂，可调节类固醇激素受体，在与激素相关的肿瘤中异常表达。通过不同的分子剪接方式，SRA 前体分子分别产生lncRNA SRA和mRNA，mRNA 可以翻译出类固醇受体激活蛋白（SRAP）[23]。LIN 等[24]发现，正常子宫内膜组织中lncRNA SRA 与SRAP 的比值低于子宫内膜异位症组织中lncRNA SRA 与SRAP 的比值。SRA基因可以降低lncRNA SRA 与SRAP 在不同疾病发展中的比例。SRA lncRNA 和ER-α 在卵巢子宫内膜异位组织表达与正常子宫内膜组织比较呈现低表达水平，而SRAP 和ER-β 则呈现高表达。经过类固醇受体RNA 激活剂1（SRA1）治疗显着增加了子宫内膜异位基质细胞（ESC）中的ER-α 水平，降低了ER-β水平。此外治疗还可以降低这些细胞的增殖并促进其早期凋亡。在卵巢子宫内膜异位症中SRA 通过调节ER 可能对ESC 的生长中起关键调节作用。

2.6 lincRNAs

lincRNAs 作为lncRNAs 的重要亚型之一，近年来也得到广泛研究。SHA 等[25]用CCK-8 测定、Transwell 测定、流式细胞仪分别检测了细胞表型。最后结果表明，linc00261 不仅可以抑制子宫内膜异位症细胞的增殖转移，还可以诱导细胞凋亡。因此得出结论linc00261 可以抑制子宫内膜异位细胞的生长和迁移。此外，WANG 等[26]通过RIP、RNA pull down 和荧光素酶分析，证实了linc00261 通过直接结合miR-132-3p 来充当调节BCL2L11 表达的分子海绵。推测linc00261/miR-132-3p/BCL2L11 调控网络的数据可能是子宫内膜异位症的新型治疗靶标。LIU 等[27]发现，linc01279 在子宫内膜异位症患者中表达异常，且与细胞周期蛋白依赖性激酶14 和CXC 基序趋化因子配体12 密切相关。根据这些结果，证明linc01279 可能参与子宫内膜异位症相关子宫内膜异位症的发病机制。这可能代表linc01279 成为子宫内膜异位症治疗的目标之一。MAI 等[28]用17β-雌二醇（17β-E2）刺激人子宫内膜基质细胞，以模拟子宫内膜异位症中发现的异位细胞。在上皮-间质转化，细胞侵袭和转移相关的蛋白质水平上研究linc01541 对子宫内膜异位症的影响。研究结果表明，linc01541 可以通过调节Wnt/β-catenin 途径来抑制EMT 过程，子宫内膜基质细胞的转移和VEGFA 的表达。得出结论，linc01541 对子宫内膜异位症的生物学行为产生了广泛的影响。

2.7 lncRNA HOXA11-AS1

已知lncRNA 同源盒（HOX）转录反义RNA（HOTAIR）普遍过度表达，并与各种人类癌症（包括乳腺癌）的肿瘤的增殖、侵袭转移和不良预后相关。进一步的研究表明，HOTAIR 水平的高表达与细胞的迁移和预后不良相关[29]。除乳腺癌外，高水平HOTAIR 也与结直肠癌、肝癌、胰腺癌、胃癌和胃肠道间质瘤相关，但在子宫内膜异位症中并未得到重视。WANG 等[30]发现采用实时逆转录-聚合酶链反应检测异位子宫内膜和在位子宫内膜的lncRNA 表达水平。LncRNA HOXA11-AS1 同源盒和HOXA9、HOXA10、HOXA11 和HOXA13 在位子宫内膜的表达水平明显低于异位子宫内膜，即在腹膜子宫内膜异位症妇女中的表达水平。HOXA10 和HOXA11 在子宫内膜异位症患者异位组织中与对照组比较表达水平明显降低，然而lncRNA HOXA11-AS1、HOXA9 和HOXA13 的表达水平在两组间无差异。总之，研究结果表明，在腹膜子宫内膜异位症中HOXA11-AS1 lncRNA 对其生物学进展发挥作用，但HOXA11-AS1 对子宫内膜异位症相关不孕症的子宫内膜容受性并未产生明显影响。

2.8 其他lncRNAs

2.8.1 lncRNA 反义的缺氧诱导因子与血管新生相关的lncRNA 反义的缺氧诱导因子（aHIF）[31]被认为是影响癌症进展的因素，但未确定是否在子宫内膜异位症中也发挥作用。QIU 等[32]通过透射电子显微镜观察到子宫内膜异位症患者血清中细胞外囊泡来源lncRNA aHIF 上调，并促进子宫内膜异位症的血管生成。

2.8.2 lncRNA TC0101441QIU 等[33]也发现细胞外囊泡来源的TC0101441 促进了子宫内膜异位症囊肿基质细胞（ECSCs）的迁移、侵袭能力。两者研究结论阐明了子宫内膜异位症中通过细胞外囊泡在ECSC之间的潜在的细胞-细胞通讯，从“lncRNA的细胞外囊泡转移”的角度提出了子宫内膜异位症发展的新机制。

2.8.3 lncRNA 尿路上皮癌相关蛋白1lncRNA 尿路上皮癌相关蛋白1（UCA1）在各种卵巢疾病的发病机制中起关键作用[34]。HUANG 等[35]应用qRTPCR 检测lncRNA UCA1 在子宫内膜异位症患者表达水平较对照组高。经过临床治疗后发现lncRNA UCA1 水平明显下降，结果表明lncRNA UCA1 的下调可能与子宫内膜异位症的发病机制相关，可能有助于该疾病诊断和预后。

2.8.4 BRAF 激活的lncRNAZHU 等[36]通过大鼠自体移植建立EM 模型，研究BRAF 激活的非编码RNA（lncRNA BANCR）在子宫内膜异位症中的作用。结果显示，lncRNA BANCR 干预组大鼠子宫内膜异位量明显减少，病理形态明显改善，血清VEGF，MMP-2 和MMP-9，ERK 和MAPK mRNA 含量以及子宫内磷酸ERK 和MAPK 蛋白含量明显降低。得出结论，LncRNA BANCR 抑制剂可通过抑制子宫内膜异位症灶内血管生成因子的产生而抑制异位子宫内膜组织的发育，其机制可能与抑制ERK/MAPK 信号通路有关。

2.8.5 lncRNA 前列腺癌相关转录本1lncRNA 前列腺癌相关转录本1（PCAT1）以前被报道在抑制细胞凋亡的同时促进前列腺癌细胞的生长[37]。PCAT1可作为miR-145 的海绵发挥作用。而miR-145 可抑制肿瘤的侵袭性、增殖，子宫内膜异位症中的干细胞表型[38]。WANG 等[39]通过荧光素酶测定发现PCAT1 小干扰RNA（siRNA）明显增加miR-145 的表达，同时Matrigel 侵袭室分析和MTT 分析结果表明同时减少子宫内膜异位干细胞的侵袭性、增殖。结果表明，PCAT1 表达确实存在降低子宫内膜异位的风险的可能。

2.8.6 LncRNA 母体表达基因3LncRNA 母体表达基因3（MEG3）是一种抑癌基因，在各种癌细胞和组织中均被下调，并调节多种生物学过程。新兴研究表明，MEG3 对蛋白质的调控与疾病的发展有关[40]。Galectin-1 影响细胞运动，信号转导和血管生成，并且在子宫内膜异位症中过表达[41]。LIU等[42]采用qRT-PCR 检测MEG3-210 在子宫内膜和子宫内膜基质细胞中的表达。同时进行了CCK-8 测定，Transwell 测定，流式细胞仪和动物模型以评估MEG3-210 在体外和体内的功能。利用生物信息学、Western blotting、RNA pulldown 分析及RNA 免疫沉淀探讨MEG3-210 在子宫内膜异位症中的潜在机制。结果表明，MEG3-210 在子宫内膜异位症妇女的异位子宫内膜中的表达较低。MEG3-210 的下调促进ESC 的迁移，侵袭，体外抗凋亡以及体内子宫内膜异位病变的生长。此外，MEG3-210 的下调可以激活由Galectin-1 介导的p38 丝裂原活化蛋白激酶（p38 MAPK）并抑制cAMP 依赖性蛋白激酶A/肌浆网Ca2 ATPase 2（PKA/SERCA2）信号传导。子宫内膜异位症患者Galectin-1 的蛋白水平升高，并且Galectin-1 siRNA 可以缩小病变的大小。得出结论：MEG3-210 通过与Galectin-1 相互作用，通过p38 MAPK 和PKA/SERCA 信号传导调控ESC。这种新颖的调节机制可以为药物治疗和子宫内膜异位症的诊断提供新的见解。

2.8.7 lncRNA CCDC144NL-AS1ZHANG 等[43]进行了微阵列分析，比较来自卵巢子宫内膜异位症患者的4 对异位子宫内膜组织和在位子宫内膜组织的lncRNAs 表达谱。与在位子宫内膜和正常子宫内膜组织比较，子宫内膜组织中的CCDC144NLAS1 表达上调。高级别的子宫内膜异位症病例较低级别的表现出较高的CCDC144NL-AS1 水平。亚细胞分级显示CCDC144NL-AS1 位于人类子宫内膜异位症衍生的永生化子宫内膜基质细胞系hEM15A 的细胞质和细胞核中。CCDC144NL-AS1 耗竭抑制了hEM15A 细胞的迁移和侵袭，但对细胞黏附，增殖，凋亡或细胞周期没有影响。CCDC144NL-AS1改变了细胞骨架丝状肌动蛋白（F-actin）应力纤维的分布。Western blotting 显示，敲低C CDC144NLAS1 会减弱波形蛋白细丝和MMP-9 的蛋白质水平，但不会减弱N-钙黏着蛋白或β-连环蛋白。最后得出结论，CCDC144NL-AS1 可能参与了子宫内膜异位症的发病机制，并为其提供了新的靶标。

2.8.8 lncRNA ENST00000433673LI 等[44]发现3种候选 lncRNAs，即 ENST00000414116、ENST00000433673 和ENST00000448179，其在正常患者的子宫内膜组织中均高表达。通过生信分析结果表明，lncRNA ENST00000433673 的靶基因与生物黏附有关。进一步的研究发现，靶基因整合素亚单位αL（ITGAL）和相互作用的细胞间黏附分子1（ICAM1）在正常人子宫内膜组织和子宫内膜上皮细胞（EEC）中高表达。ICAM1 是靶基因ITGAL 相互作用的mRNA，为胚胎着床的重要调节因子。最后得出结论lncRNA ENST00000433673 可介导靶基因IT‐GAL 的高表达，从而促进相互作用的ICAM1 的表达和EEC 的黏附，从而促进胚胎与母体之间的黏附和植入。

3 小结

lncRNAs 在子宫内膜异位症中的研究表明，lncRNAs 对子宫内膜异位症产生诸多方面的影响，如子宫内膜异位症细胞的增殖、侵袭、转移、凋亡、自噬等。由于近年来高通量测序和基因芯片技术的不断地提高，lncRNAs 在子宫内膜异位症发病机制中的作用还有待进一步深入研究。随着lncRNAs 的研究深入，其有望成为诊断、治疗或评估患者预后的潜在靶点，为提高育龄期子宫内膜异位症妇女的生活质量具有非常高的临床价值。