五种长链非编码RNA在常见女性恶性肿瘤中的分子机制研究进展*

李 娜 综述，熊皓君，汪思敏，张翠薇 审校

(1.西南医科大学临床医学院，四川 泸州 646000；2.西南医科大学附属医院病理科，四川 泸州 646000)

近年来，非编码RNA(ncRNA)在各种疾病中的功能及分子机制越来越受到关注。ncRNA这个词最早由DJEBALI等[1]提出，其通过二代基因测序发现人类至少有75%的基因组被主动转录为RNA，但这些转录本中只有不到2%被翻译为蛋白质，于是将这类不编码蛋白质的RNA称为ncRNA。长链非编码RNA(lncRNA)是一类转录本长度超过200 nt的RNA分子，虽不编码蛋白，但可明确的是，lncRNA参与了选择性剪接、蛋白质活性调节和表观遗传控制(DNA甲基化、染色质重塑、组蛋白修饰和基因沉默)等多种生物学进程[2]，进而调控肿瘤细胞增殖、凋亡、侵袭和迁移。但目前对lncRNA功能的认识仍非常有限，特别是lncRNA对女性系统恶性肿瘤的作用及其机制尚未明了，其中最为关注的lncRNA有HOX转录反义RNA(HOTAIR)、转移相关的肺腺癌转录本1(MALAT-1)、H19、结肠癌相关转录本2(CCAT2)、生长停滞特异性转录本5(GAS5)等。现将这几种lncRNA在女性恶性肿瘤中的研究进展综述如下。

1 lncRNA

HOTAIR是一个反式的、剪接的和聚腺苷酸化的lncRNA，长2.2 kb，位于12q13.13染色体上，被认为是一种致癌基因。MALAT-1是一类最早与肺癌相关的lncRNA之一，位于染色体11q13上，其长度超过8 kb，后来发现其在包括乳腺癌在内的多种恶性肿瘤中异常表达，表达量与肿瘤细胞增殖能力和肿瘤组织大小均呈正相关，与肿瘤转移呈负相关，因此，可用作预测肿瘤的生物标志物之一。H19是最早发现与乳腺癌有关的lncRNA之一，位于胰岛素样生长因子2基因下游200 kb内的11p15.5区域，被RNA聚合酶Ⅱ转录，并编码2.3 kb的lncRNA。CCAT2是位于8q24染色体上的1 752个核苷酸序列，在微卫星稳定的结直肠癌中高表达，已有众多研究表明，CCAT2也是乳腺癌、宫颈癌、卵巢癌等女性恶性肿瘤预后不良的生物标志物。GAS5基因位于1q25.1染色体上，包括12个外显子，可选择性剪接成2个可能的成熟lncRNA，后来发现其不仅在乳腺癌细胞中低表达，且在宫颈癌、子宫内膜癌、卵巢癌等组织中也表现出抑癌作用，是一个值得深入研究的与治疗相关的lncRNA。当然除以上这几种lncRNA外，还有更多与女性恶性肿瘤相关的lncRNA，其功能作用还在进一步探索中。

2 lncRNA与乳腺癌

乳腺癌是女性发病率最高、最常见的恶性肿瘤。大量研究表明，lncRNA参与了乳腺癌表观遗传学、转录水平、转录后水平等多个不同层面的基因表达调控，与乳腺癌细胞浸润和转移密切相关。VAN等[3]鉴定出乳腺癌组织中异常表达的215个lncRNA，其中HOTAIR、H19、CCAT2、GAS5、MALAT-1均为较受关注的几个lncRNA。目前，对HOTAIR在乳腺癌中的作用有比较一致的观点。DENG等[4]报道了HOTAIR在乳腺癌细胞系MCF-7和MB-231中高表达，过表达的HOTAIR通过维持乳腺癌干样细胞促进上皮细胞-间质转化(EMT)，有助于乳腺癌的进展。与HOTAIR相同的是，与正常乳腺组织比较，乳腺癌中H19的表达也明显增加，且可作为竞争内源性RNA作用于微小RNA-675(miR-675)，增强乳腺癌细胞的增殖、迁移、侵袭，以及体内肿瘤的生长和转移[5]。此外，其确定了H19和癌基因--MYC表达之间存在显著相关性，在乳腺癌的发生、发展中具有重要作用。同样，CCAT2在乳腺癌转移中也高表达[6]。高表达的CCAT2既可通过上调转化生长因子-β信号通路中的转化生长因子-β、Smad2和α-平滑肌肌动蛋白的蛋白表达水平，又可通过调节Wnt信号通路进而上调效应分子β-联蛋白，进而促进乳腺癌的生长、侵袭和转移。相反，GAS5是一个抑癌基因。2009年MOURTADA-MAARABOUNI 等[7]报道了乳腺癌组织中GAS5表达下调，之后有研究表明，GAS5抑制乳腺癌细胞增殖和(或)促进细胞凋亡，敲除GAS5可促进癌细胞增殖和肿瘤生长，低表达GAS5与乳腺癌组织学等级和TNM分期相关[8]。

与HOTAIR、H19、CCAT2、GAS5均不同的是，MALAT-1在乳腺癌中的作用尚存在争议。据文献报道，MALAT-1在人乳腺癌组织中的表达增加[9]。与非癌细胞系比较，乳腺癌细胞MALAT-1的表达量也明显增加。但XU等[10]发现，MALAT-1在乳腺癌细胞系和肿瘤组织中的表达均低于正常对照组，表达下调的MALAT-1与乳腺癌细胞的侵袭和转移有关。目前普遍认为，MALAT-1可通过诱导乳腺癌的EMT，从而影响乳腺癌的侵袭和转移，在指导乳腺癌的治疗和预后等方面具有重要意义。总之，可明确MALAT1是一个与乳腺癌发生、发展密切相关的lncRNA，但其在乳腺癌中的确切作用尚需进一步探索。

3 lncRNA与宫颈癌

在女性恶性肿瘤中宫颈癌发病率仅次于乳腺癌。宫颈癌患者血清HOTAIR水平和宫颈癌组织HOTAIR的表达量均明显升高，且与肿瘤大小、淋巴血管间隙浸润、淋巴结转移、生存期降低显著相关[11]。在宫颈癌中HOTAIR可调控miR-143-3p/B细胞淋巴瘤/白血病基因2和miR-23b/丝裂原活化蛋白激酶1轴促进癌细胞增殖、侵袭和转移[12]。此外，过表达HOTAIR还可引起血管内皮生长因子、基质金属蛋白酶9和EMT相关基因上调，促进宫颈癌的肿瘤侵袭性[12]。表明HOTAIR未来可能成为一种新型的生物标志物和治疗靶标。MALAT-1在宫颈癌中的研究相对较少，有限的研究结果显示，MALAT-1可充当miR-126-5p的内源性RNA调节卷曲蛋白2表达，从而激活Wnt信号通路，促进宫颈癌细胞生长、增殖和转移[13]。

CCAT2是在宫颈癌组织中同样被检测出存在高表达的lncRNA之一。目前，已知CCAT2在宫颈癌细胞株HeLa、CaSki和SiHa中及宫颈癌组织中被上调，且CCAT2高表达与肿瘤浸润深度、分期、淋巴结转移和生存期减少有关[14]。

与以上几种lncRNA不同，GAS5在宫颈癌组织中的表达较正常组织明显降低，且其水平与肿瘤大小、临床分期、5年生存率呈显著负相关。一旦GAS5表达受抑，宫颈癌细胞就显示出高增殖、高迁移和高侵袭活性，进一步证实GAS5在宫颈癌进展中的抑癌作用[12]。在宫颈癌治疗方面，GAS5可充当miR-106b的分子海绵，导致早期应答基因表达上调，进而增强了宫颈癌细胞的放疗敏感性[15]。目前，在宫颈癌组织中lncRNA的表达量变化已基本清晰，但其影响宫颈癌恶性生物学行为的具体分子机制仍未阐明。而H19在宫颈癌中的作用还存在争议，有研究表明，H19表达在宫颈癌细胞系中升高并促进癌细胞增殖[16]，但另一项统计结果却显示，低表达H19通过抑制miRNA let-7家族、miR-195和miR-138-5p表达促进宫颈癌细胞的增殖和迁移。总之，H19对宫颈癌可能除具有致癌作用外，也可能具有潜在的肿瘤抑制作用[12]。

4 lncRNA与子宫内膜癌

SMOLLE等[17]发现，MALAT1在Ⅰ型子宫内膜癌中呈低表达，在Ⅱ型子宫内膜癌中呈高表达，但也有研究表明，MALAT1在子宫内膜癌中呈高表达，且这种高表达依赖于Wnt效应子转录因子与MALAT1启动子区域的相互作用引起的Wnt/β-联蛋白途径的异常激活有关[18]。同时，过表达MALAT1诱导沉默信息调节因子1的去乙酰化活性，并降低P53乙酰化水平，从而提高子宫内膜癌细胞增殖率[19]。由此可见，MALAT1在子宫内膜癌中的作用及机制尚未研究明确。

H19在整个子宫内膜上皮肿瘤发生、发展过程中表现为高表达，且随着恶性程度增加表达量有增高的趋势，即在正常上皮中较低，在增生性子宫内膜中较高，在子宫内膜癌中非常高，在未分化的肿瘤组织中更高[20]。此现象的发生与H19抑制了相关基因表达导致整合素下降，从而导致肿瘤细胞的高侵袭性有关。有研究发现，H19还可作为竞争性内源RNA，通过与miR-612竞争调节其靶基因同源盒基因-A10的表达，从而进一步促进子宫内膜癌的发展[21]。同样地，高表达的lncRNA还有HOTAIR，HOTAIR高表达是通过与PTEN结合激活磷酸肌醇-3激酶/蛋白激酶B途径实现的，从而促进细胞增殖并抑制细胞凋亡导致子宫内膜癌的发生[22]。

CCAT2也是一种致癌基因，与非癌性子宫内膜组织比较，CCAT2在子宫内膜癌组织中高表达。CCAT2通过竞争结合miR-216b而解除其对子宫内膜癌细胞生长的抑制作用，敲除CCAT2后可抑制子宫内膜癌细胞生存、迁移和入侵能力，并诱发其凋亡[23]。而GAS5作为一个肿瘤抑制基因，在子宫内膜癌组织中表达量相对降低，低表达GAS5通过抑制miR-103诱导PTEN表达而诱导子宫内膜癌细胞凋亡，抑制癌细胞发生长和侵袭[24]。推测通过增加GAS5表达量可有望成为子宫内膜癌临床治疗的新方向。

总之，关于lncRNA与子宫内膜癌的研究还相对较少，很多lncRNA与子宫内膜癌的关系和机制尚未明了，将是未来研究的方向。

5 lncRNA与卵巢癌

卵巢癌发病率虽然不及乳腺癌和宫颈癌，但卵巢癌发病年龄更趋于年轻化，需引起重视。TANOS等[25]研究了H19在上皮性卵巢癌中的表达，结果显示，在大多数良性、交界性和浸润性浆液性癌中均存在H19的高表达，但在黏液性肿瘤细胞中未见H19表达增多。最新研究中，YU等[26]发现，H19表达水平与肿瘤分化、临床分期、淋巴结转移和远处转移时间呈正相关，而与患者年龄，性别、肿瘤大小无关，其机制可能与H19促进促转移基因的表达有关，导致肿瘤细胞侵袭性增加。

众多研究者还进行了一系列关于HOTAIR在卵巢癌中作用的研究，现已明确HOTAIR在浆液性卵巢癌中表达增多，其表达量与临床分期、肿瘤组织学分级、淋巴结转移呈正相关。MALAT-1在卵巢癌中也呈现高表达。高表达MALAT-1通过上调基质金属蛋白酶13、下调基质金属蛋白酶19和1型血小板反应蛋白而促进卵巢癌的发生，通过激活磷酸肌醇-3激酶/蛋白激酶B信号通路促进卵巢癌细胞增殖，通过结合miR-22促进卵巢癌的生长和转移[27]。此外，CCTA2在卵巢癌组织中的表达水平高于正常卵巢组织，且CCTA2高表达患者预后较低表达者差得多。有趣的是，如沉默CCAT2则卵巢癌细胞增殖、迁移和侵袭均受到显著抑制[28]。提示CCAT2可能作为判断卵巢癌患者预后的一个关键性新指标。

关于GAS5在卵巢癌中的作用研究较少，有限的研究结果显示，GAS5可通过促进卵巢癌细胞凋亡而抑制肿瘤进展，可通过抑制miR-21表达和上调Sprouty同源物2表达而抑制卵巢癌细胞生长[29]。但GAS5参与卵巢癌浸润和转移的分子机制仍不得而知。总之，目前，lncRNA在卵巢癌中的作用机制尚未明确，相关研究还在继续。

6 小 结

在过去10年间，女性恶性肿瘤患者5年生存率得到显著提高，但对其的诊治仍面临巨大挑战。在任何情况下更有效的治疗策略或可靠的生物学标志物对改善女性恶性肿瘤的诊治均是必不可少的。对女性恶性肿瘤而言，根据一些临床表现和有效的筛查手段，乳腺癌、子宫内膜癌和宫颈癌很可能在早期得到诊断。但对卵巢癌而言，由于此疾病在早期无症状及对现有化学治疗药物的耐药性给诊治带来了很大的困难，且5年生存率远不及其他女性恶性肿瘤。

尽管最近几年对肿瘤与lncRNA的研究越来越多，但在女性恶性肿瘤中仍处于起步阶段。已报道了多种lncRNA与女性恶性肿瘤患者临床症状存在显著相关性，lncRNA的靶向治疗可能成为女性恶性肿瘤未来治疗的新途径，不过在此之前，需对其功能和机制展开更全面的研究。随着研究的进展逐渐发现某些lncRNA在多种恶性肿瘤中发挥的作用几乎是相同的，甚至其作用机制也基本一致，如GAS5在所涉及的多种女性恶性肿瘤中均扮演了一个抑癌基因的角色。反之，MALAT1在乳腺癌、卵巢癌、子宫内膜癌、宫颈癌中均呈高表达，并促进肿瘤细胞增殖、迁移和侵袭。且子宫内膜癌中过表达MALAT1可通过沉默原钙黏蛋白10促进其恶性生物学行为，在宫颈癌中同样是如此。在大多数情况下lncRNA发挥作用均需依赖于其他伙伴，包括蛋白质复合物和miRNA。如前文所述，H19可通过下调miR-7，还可依赖于对miR-675的作用促进乳腺癌的进展。某些lncRNA在恶性肿瘤发生、发展的不同阶段通过与不同miRNA结合而发挥作用，如HOTAIR可改变miR-143-3p/B细胞淋巴瘤/白血病基因2轴促进子宫颈癌细胞的生长，通过调控miR-23b/丝裂原活化蛋白激酶1轴促进癌细胞增殖和转移。lncRNA在女性恶性肿瘤中的作用及作用机制是相当复杂的，对其进行深入地研究或许能基于miRNA或蛋白发现新的治疗靶点。

目前，虽然无法通过RNA干扰直接靶向lncRNA，但一旦确定了lncRNA的作用途径和蛋白质就可使用特定药物(甚至可能已经存在的药物)将其作为靶标代替直接靶向lncRNA，为新药研发与临床治疗提供新思路。鉴于此，使用lncRNA作为恶性肿瘤的生物标记物在科学界引起了极大的关注。可以预料在未来几年中一些lncRNA可能会在临床诊断、肿瘤分级、靶向用药、患者预后等方面提供关键信息，从而实现个性化精准治疗。

总之，lncRNA在乳腺癌、宫颈癌、子宫内膜癌、卵巢癌细胞增殖、凋亡、浸润、转移过程中均扮演者至关重要的角色，但其功能作用和作用机制尚未完全明了。对lncRNA与女性恶性肿瘤的研究还在继续，值得进一步研究和完善，这将为女性恶性肿瘤的诊治探寻潜在的生物标志物和关键靶点。