HOX转录反义RNA在卵巢癌中的研究进展

甘 露，郑 洪

2020年全球约31万例女性被诊断为卵巢癌，约21万例患者死亡，5年生存率仅45%[1]。卵巢癌生长迅速、侵袭性强、易发生远处转移，超过70%的卵巢癌患者确诊时已为晚期[2]。由于治疗手段的局限性、疾病的快速进展以及癌症转移和复发的频繁发生，患者预后较差[3]。因此，寻找卵巢癌新的检测靶点和治疗靶点，探索更多的卵巢癌机制具有重要意义。长链非编码RNA(lncRNA)影响肿瘤的生物学行为及肿瘤化疗抵抗是目前的研究热点，HOTAIR作为研究最多的lncRNA，其表达与多种肿瘤的发生、发展密切相关，并在卵巢癌的发生、进展以及耐药中起关键作用，故探索两者之间的关系，有利于为卵巢癌的临床诊断、治疗及预后提供依据。

1 HOATIR的概述

HOTAIR属于典型的反义lncRNA，最早在人成纤维细胞中被发现[4]，定位于人类染色体12q13.13区域，是HOX基因家族HOXC11基因的反义链，调节HOXD基因簇，并强制沉默目的基因的表达[5]。HOTAIR是调节染色质状态和沉默基因转录的重要调控因子，HOTAIR的5′端通过与EZH2亚基直接作用与多梳抑制性复合物(polycomb repressive complex 2, PRC2)结合，EZH2是PRC2复合体中组蛋白H3第27位赖氨酸三甲基化(histone H3 tri-methylated at lysine 27, H3K27me3)的主要催化因子。另外，HOTAIR的3′端和组蛋白去甲基化酶LSD1/CoREST/REST复合物结合，形成一种催化组蛋白H3第4位赖氨酸二(H3K4me2)甲基化的去甲基化酶。HOTAIR通过与这两个复合物协调桥接，继而使该染色体区段处于封闭状态，这些表观遗传学变化导致目的基因沉默，与癌症发展和进展有关的各种下游基因失调，最终表现出促进肿瘤生长和转移的作用[5]。近年研究发现，HOTAIR在多种癌症中表达增高，且与肿瘤生长、侵袭等有关，还可抑制抑癌基因、影响肿瘤化疗的敏感性。

2 HOTAIR的基因多态性和卵巢癌的易感性

有文献报道[6-7]HOTAIR基因中的特定基因变异可能增加人群的卵巢癌易感性。Qiu等[8]发现HOTAIR rs920778的TT基因型和T等位基因与卵巢癌风险增加相关，与肿瘤晚期分期和淋巴结转移相关。rs920778位点位于HOTAIR的内含子增强子区域，rs920778的多态性可以改变该增强子的活性，导致HOTAIR过表达。因此，HOTAIR rs920778的状态可以用于预测卵巢癌患者预后，以及正常女性人群中卵巢癌风险评估的标志物。

3 HOATIR与卵巢癌临床病理特征的关系

近年研究证实HOTAIR作为原癌基因与多种癌症的转移有关，如子宫内膜癌[9]、胰腺癌[10]、肝细胞癌[11]。Qiu等[12]采用qRT-PCR技术检测HOTAIR的表达，发现HOTAIR在人浆液性卵巢癌组织中的表达水平明显高于正常组织，HOTAIR高表达促进卵巢癌增殖、迁移和侵袭，且与FIGO晚期和高组织学分级、不良预后相关[13-14]。此外，有研究发现复发性卵巢癌组织中HOTAIR表达较原发癌增加，与化疗敏感卵巢癌细胞和组织相比，耐药卵巢癌细胞HOTAIR表达明显升高[15]。但是，HOTAIR在不同临床病理分型卵巢癌中的表达还有待进一步探究。

4 HOTAIR参与卵巢癌发生、发展及耐药

4.1 HOTAIR作为miRNA的ceRNA参与卵巢癌发生、发展及耐药目前，lncRNA-miRNA-mRNA调控网络被广泛认可，在该网络中lncRNA充当ceRNA，从而降低miRNA靶点的表达，影响转录后调控。多项研究表明HOTAIR可作为miRNA的ceRNA参与卵巢癌发生、发展及耐药。

4.1.1HOTAIR与Rab22 Rab22属于小GTPase，属于Rab家族内吞通路，其通过招募Rabex-5，与Rabex-5和Rab5相互作用，进而通过整合素介导的信号通路调控癌细胞增殖。研究表明过表达miR-373可降低Rab22a的表达水平，且显著抑制卵巢癌细胞的增殖，而HOTAIR与miR-373的表达水平呈负相关。因此，HOTAIR可能作为miR-373的ceRNA，竞争性结合miR-373，正向调控Rab22a的表达促进卵巢癌细胞增殖[16]。

4.1.2HOTAIR-miR-206-CCND1/CCND2通路 CCND1和CCND2属于d型细胞周期蛋白家族，通常被认为是人类癌症启动子，其上调与肿瘤进展和转移相关，在卵巢癌组织中高表达。miR-206可以抑制卵巢癌细胞的迁移和侵袭，导致细胞周期阻滞在G0/G1期，Chang等[17]通过荧光素酶报告实验发现miR-206可直接靶向CCND1和CCND2的3′UTR，抑制CCND1和CCND2的表达。研究结果证实HOTAIR可通过ceRNA调控网络负向调控miR-206，从而增强CCND1和CCND2的表达，促进卵巢癌细胞增殖、迁移和侵袭。一种新的HOTAIR-miR-206-CCND1/CCND2通路调控轴被揭示参与促进卵巢癌的发生，但还需要进一步体内实验来证实其在卵巢癌中的作用。

4.1.3HOTAIR与卵巢癌干细胞干性维持 越来越多的证据表明，肿瘤干细胞是导致化疗耐药和肿瘤复发的主要原因，其具有自我更新、耐药和上皮-间质表型等独特特性[18]。卵巢癌干细胞有助于肿瘤的启动，以及肿瘤免疫耐受、转移和化疗耐药[19]，因此，清除卵巢癌干细胞对改善卵巢癌患者预后至关重要。Zhang等[20]研究发现HOTAIR可作为miR-206的ceRNA，维持卵巢癌干细胞的干性。证明HOTAIR可作为miR-206的ceRNA，通过上调T-box转录因子3(T-box transcription factor 3, TBX3)的表达促进卵巢癌干细胞的干性，HOTAIR缺失导致球体形成能力下降，顺铂耐药性降低，体内致瘤性降低。

4.2 HOTAIR通过其他途径参与卵巢癌的发生、发展及耐药

4.2.1HOTAIR与DNA损伤 细胞的DNA损伤反应(DNA damage response, DDR)可通过lncRNAs在转录后水平进行调控[21]。CHEK1已被证明可以抑制细胞周期M期的开始，以应对DNA损伤，然后允许DNA修复，导致细胞生存和化疗抗性。Jiang等[22]认为HOTAIR可能通过抑制CHEK1蛋白降解或维持蛋白在结构和功能上的稳定性促进卵巢癌对紫杉醇的耐药，但具体机制有待进一步探究。核因子κB[23](nuclear factor kappa B, NF-κB)信号介导的DDR激活可恢复基因组完整性，增加癌细胞活性，并在铂类癌症治疗的耐药性发展中发挥作用。研究显示[24]HOTAIR与染色体IκBα(NF-κB抑制剂)附近的区域结合，支持HOTAIR可能调控NF-κB活性。Öze等[25]发现在铂处理卵巢癌细胞后，HOTAIR的表达导致DDR持续激活，包括增加Chk1磷酸化、γ-H2AX灶形成和Caspase裂解，以抑制细胞周期进程。随后持续激活NF-κB表达、IL-6分泌和CHK1-p53-p21通路，并建立衰老、化疗耐药的癌症表型。HOTAIR通过抑制IκBα激活NF-κB和NF-κB靶基因。在DDR过程中，IκBα的下调可诱导NF-κB-HOTAIR信号的正反馈回路级联，并进一步诱导HOTAIR介导的p65-NF-κB和NF-κB靶基因IL-6和MMP-9的表达，HOTAIR-NF-κB-DDR正反馈回路导致卵巢癌中持续的DNA损伤和基因组完整性降低。Öze等[26]描述了一种肽核酸(peptide nucleic acids, PNA)的方法靶向HOTAIR RNA单链区域有效阻断与EZH2相互作用的能力，抑制卵巢癌细胞侵袭，并在体外通过活化NF-κB和分泌IL-6对化疗重新敏感，为卵巢癌提出新的癌症治疗方法。

4.2.2HOTAIR与HOXA7的相互作用 同源盒蛋白HOXA7是各种人类癌症中一致过表达的HOX基因之一，HOXA7蛋白在正常卵巢表面上皮细胞中不存在，但在卵巢癌化生区域出现，与发育中的卵泡增殖活性密切相关[27]。Liu等[28]研究证明HOXA7的敲除可通过下调HOTAIR实现，而在耐药卵巢癌细胞中可通过下调HOTAIR来下调HOXA7，促进细胞凋亡、抑制耐药卵巢癌细胞的增殖、迁移和侵袭，有效提高卵巢癌细胞的化疗敏感性。但HOTAIR表达不受HOXA7的影响。

4.2.3HOTAIR与自噬 自噬缺陷可导致肿瘤发生，部分癌细胞可能通过自噬增强[29]产生耐药性或促进肿瘤生长。Yu等[30]研究发现自噬可导致卵巢癌细胞对顺铂耐药，抑制自噬可增加卵巢癌细胞对顺铂的敏感性。HOTAIR通过激活自噬相关基因7(autophagy related genes 7, ATG7)诱导细胞自噬并增加顺铂耐药性，干扰HOTAIR可抑制自噬相关蛋白Atg7和LC3Ⅱ/Ⅰ的表达，顺铂诱导的细胞自噬受到显著抑制，提高顺铂对卵巢癌的治疗效果。

4.2.4HOTAIR与MAPK1的相互作用 MAPK通路包括一些在肿瘤发生中发挥作用的关键信号成分和磷酸化事件，调节细胞生长、分化、增殖、凋亡和迁移。MAPK通路参与了卵巢癌的恶性特征，包括增殖、迁移和侵袭，Tang等[31]研究发现沉默HOTAIR时，MAPK1蛋白和mRNA水平降低，沉默MAPK1后HOTAIR mRNA水平降低，并发现HOTAIR与MAPK1相互作用可通过miR-1、miR-214-3p和miR30-5p调控，沉默HOTAIR或MAPK1后，卵巢癌细胞的增殖、迁移和侵袭受抑制。

4.2.5HOTAIR与PI3K/AKT/mTOR通路 PI3K/AKT/mTOR通路在人类肿瘤的恶性转化和生长、增殖和转移过程中发挥关键作用，Dong等[32]研究发现PIK3R3和HOTAIR均在卵巢癌细胞中高表达，且HOTAIR与PIK3R3的抑制呈强相关，HOTAIR与PIK3R3相互作用可通过miR-214和miR-217的调节来影响卵巢癌细胞的增殖、迁移和侵袭。

4.2.6HOTAIR与Wnt/β-catenin通路 Li等[33]研究发现，在卵巢癌中HOTAIR高表达能够促进细胞周期相关蛋白Cyclin D1和CDK4的表达、Wnt/β-catenin通路的关键调控因子β-catenin显著上调；敲除HOTAIR基因显著降低β-catenin、Cyclin D1和CDK4的表达。HOTAIR可能通过Wnt/β-catenin通路调控细胞周期。同时发现Wnt/β-catenin抑制剂XAV939可部分逆转HOTAIR过表达增加的耐药性，因此认为HOTAIR通过激活Wnt/β-catenin通路诱导卵巢癌化疗耐药。

5 小结与展望

HOTAIR是表观遗传修饰调控染色质状态和沉默基因转录的调控因子。研究发现，其通过促进增殖、迁移、减少细胞凋亡和触发自噬、化疗耐药性与卵巢癌的发展密切相关。敲除HOTAIR可以逆转这些致癌作用，并阻止肿瘤的进一步进展。HOTAIR表达可以被多种分子抑制，具有降低肿瘤细胞恶性生物学行为的潜能。由于其多方面的作用，HOTAIR被认为是一种很有前途的药物靶点。虽然目前有大量的研究来阐明HOTAIR和卵巢癌进展之间的关系，但对HOTAIR本身和HOTAIR调控网络的认识仍然不足。未来能否将HOTAIR运用到卵巢癌治疗的新策略中，还需深入研究。