长链非编码RNA 在侵袭性垂体腺瘤发生发展及诊疗中的作用研究进展

张成成，李作伟，2

1 山东中医药大学，济南 250013；2 山东中医药大学附属医院神经内科

垂体腺瘤是常见的颅内肿瘤，占所有中枢神经系统肿瘤的15%［1］。垂体腺瘤虽然大多为良性肿瘤，但仍有近40%具有侵袭性［2］，其侵袭性介于非侵袭性垂体腺瘤和垂体癌，世界卫生组织将这类肿瘤命名为“侵袭性垂体腺瘤”（IPA）［3］，并指出其具有生长迅速，侵犯邻近组织、有丝分裂计数增加和Ki-67指数高等特性。目前主要从临床症状、血清学、影像学三方面评估垂体腺瘤的侵袭性［4］。IPA 临床表现为术后患者的内分泌障碍和神经压迫带来的头痛、视野受损等症状未缓解或再次加重；血清学则以血清垂体内分泌激素水平变化为参考；影像学可通过磁共振和扩散加权成像分析肿瘤大小、分布、形态，结合对比增强特征，可判断其周围组织浸润情况［5］。虽然垂体腺瘤分类体系在2017 年得到了完善，但这些传统方法对IPA 侵袭行为判断不同，仍缺乏一个统一的诊断标准，尤其需要与垂体癌区别开来。一些垂体癌由经过长期复杂治疗的IPA 转变而来，故IPA早期诊断极其重要［6］。由于放射治疗、药物治疗等常规方法疗效不佳，IPA 的治疗方式以手术为主，但仍然存在病灶难以完全切除且极易复发等问题［7］，导致患者生存质量显著降低，给家庭和社会带来巨大的经济负担，故攻克IPA 成为领域内基础研究热点。近年研究发现，长链非编码RNA（LncRNA）在垂体腺瘤侵袭过程中出现异常表达。现就此阐述LncRNA 异常表达对IPA 的调控作用及临床诊疗作用，为早期诊断IPA及临床治疗提供参考。

1 LncRNA概述

LncRNA 是长度超过200 个核苷酸的非编码RNA，因缺乏开放阅读编码框和相对较差的保守性［8］，而不具备编码蛋白质功能，所以LncRNA被认为是转录上的“噪音”。然而，近年研究发现，LncRNA可通过不同水平调控蛋白质编码基因表达，在转录和转录后调节、翻译、染色质修饰、核内运输等过程中发挥着重要作用［9］。还有证据表明，LncRNA 充当了原癌基因或抑癌基因的角色，并通过多个信号通路调控肿瘤发病机制，参与肿瘤细胞的增殖、迁移、血管生成。此外，竞争性内源RNA 提供了一种新的基因表达调控机制，非编码RNA 可作为微小RNA（miRNA）的反应元件或海绵，来竞争性结合miRNA 从而作用于靶基因［10］。LncRNA 与miRNA 相互作用形成的LncRNA/miRNA/mRNA 网络通过调节自噬、细胞凋亡等途径，影响肿瘤的发生发展。

2 LncRNA在IPA中的作用

2.1 LncRNA在IPA发生发展中的作用

2.1.1 调控细胞增殖 IPA 的特征是细胞增殖旺盛，而细胞增殖能力是衡量垂体腺瘤侵袭性的重要指标［3］。某些LncRNA 可直接或间接调节细胞周期蛋白，影响细胞周期，调控垂体腺瘤细胞增殖。WANG 等［11］研究发现，LncRNA Gas5 过表达会抑制MMQ 和GH3 细胞增殖和促进细胞G0/G1期停滞，并通过竞争性结合miR-27a-5p，增加其靶基因CYLD表达。CYLD 通过抑制c-Jun 氨基末端激酶、核因子κB（NF-κB）、Wnt 信号通路等，抑制垂体腺瘤细胞增殖。在IPA 组织中Gas5表达下调，提示Gas5作为一种肿瘤抑制因子，或可用于对IPA 的治疗。研究发现，位于染色体6q27 基因间的LncRNA LINC00473在IPA中表达显著上调，其过表达可促进细胞周期蛋白D1、CDK2 表 达，促使肿 瘤细胞增殖［12］。LINC00473/miR-502-3P/KMT5A 轴可能参与IPA 的发生机制，LINC00473 过表达通过ceRNA 机制抑制miR-502-3p，上调靶基因KMT5A 表达，促进细胞增殖。LncRNA 还可调控细胞因子参与肿瘤细胞增殖和分化，在骨侵袭性垂体腺瘤中研究发现，miR-454-3p的海绵MEG8过表达促进肿瘤坏死因子-α表达，激活丝裂原活化蛋白激酶和NF-κB诱导破骨细胞增殖和分化，造成垂体腺瘤骨破坏［13］。通过转录组芯片分析和细胞实验证明，LncRN AMEG8/miR-454-3p/肿瘤坏死因子-α构成了竞争性内源RNA调控网络。

2.1.2 参与细胞侵袭、迁移 IPA 细胞具有侵袭性特质，可侵犯破坏鞍区、海绵窦等邻近组织，大部分LncRNA 充当原癌基因可直接促进肿瘤细胞侵袭，参与IPA 进展。研究发现，CYTOR 高表达与垂体腺瘤侵袭性和大小密切相关，其作为促肿瘤因子，可通过海绵miR-206 促 进HP75 细胞迁 移和侵 袭［14］。ZHANG 等［15］发 现，在垂体 腺瘤组织中LncRNA TUG1 表达上调，与肿瘤的侵袭、knosp 分级、大小密切相关，TUG1 基因敲除可调节IPA 细胞中NF-κB p65和IκB-α的表达，抑制细胞侵袭和迁移。最新研究表明，LncRNA BBOX1-AS1 在垂体腺瘤组织中表达增加，可作为miR-361-3p 的海绵RNA 上调E2F1表达来促进肿瘤侵袭发展［16］。可见LncRNA 促进了垂体腺瘤的侵袭，为垂体腺瘤的治疗靶点开辟了新路径。

2.1.3 参与细胞糖酵解 IPA 细胞在有氧条件中更倾向于利用糖酵解来适应代谢环境的改变，作为自身获得生长侵袭的能量代谢途径，被称作“Warburg 效应”［17］。肿瘤细胞糖酵解离不开LncRNA 的参与，大部分LncRNA 直接调节糖酵解酶表达水平或调控糖酵解癌基因来发挥作用，但在垂体腺瘤中相关研究还有所欠缺。目前研究发现，在线粒体功能障碍或缺氧情况下，IPA 细胞则通过增加LDHA 基因表达转变为无氧糖酵解，增加葡萄糖转运蛋白1 和乳酸分泌来摄取葡萄糖，同时增加基质金属蛋白酶2 刺激垂体腺瘤细胞侵袭［18］。LIU 等［19］报道了LncRNA UCA1对垂体腺瘤糖酵解的作用，其在垂体腺瘤组织中高表达，并显著上调了垂体腺瘤细胞中糖酵解酶HK2 和LDHA 的表达。此外，该研究还发现，在广泛侵袭和转移的垂体癌中，LncRNA UCA1 显著促进大鼠垂体癌细胞系GH3 和MMQ 中葡萄糖的摄取和乳酸的产生，沉默UCA1可明显抑制垂体癌细胞的生长和血清催乳素分泌。LncRNA UCA1/糖酵解轴的确切分子机制虽未确定，但此项研究为垂体腺瘤侵袭机制提供了一种可能，LncRNA UCA1或可作为临床治疗靶点。

2.1.4 参与上皮间充质转化（EMT）在EMT 中，上皮细胞通过特定程序转化为具有间质表型的细胞，上皮细胞之间的黏附结构、极性、细胞骨架改变，转化后具有变形、侵袭、迁移、抗凋亡等能力。研究发现，在IPA 中间充质标志物过表达，而上皮标志物低表达，垂体腺瘤的侵袭和转移可能与EMT 有关，而LncRNA 可通过调控这一过程参与IPA 侵袭［20］。MAO 等［21］发现，LncRNA SNHG6 在IPA 组织中显著上调，SNHG6 过表达导致波形蛋白表达水平增加以及E-钙黏蛋白表达水平降低，从而诱导EMT 促进垂体腺瘤细胞活性、迁移、侵袭，机制上通过SNHG6/miR-994/RAB11A 轴发挥作用。RAB11A在IPA 组织中过表达，并激活Wnt/β-连环蛋白信号通路促进侵袭。研究发现，RAB11A 可通过不同机制充当靶基因调控IPA。LncRNA KCNQ1OT1 在IPA 组织中表达水平显著高于非侵袭性垂体腺瘤组织［22］。KCNQ1OT1/miR-140-5p/RAB11A 构成竞争性内源RNA 调控机制，通过对KCNQ1OT1基因敲除可上调E-钙黏蛋白表达，下调波形蛋白、N-钙黏蛋白、转录因子Snail1、Slug、Twist1 和β-连环蛋白表达，抑制EMT过程从而抑制GH3和HP75细胞增殖、侵袭。另一种母系表达的印记基因LncRNA MEG3在IPA 中低表达，MEG3 过表达可使E-钙黏蛋白表达上调，转录因子Twist、Slug、基质金属蛋白酶7 表达下调，从而抑制细胞EMT 过程，抑制垂体腺瘤侵袭、转移［23］。最新研究表明，ST8SIA6-AS1 基因敲除后，在GH3和GTI-1 中细胞侵袭迁移能力显著降低，E-钙黏蛋白表达增加，波形蛋白、Twist1、Slug、Snail1表达减少［24］。EMT 是垂体腺瘤侵袭性的重要机制，可通过LncRNA 基因敲除或充当治疗靶点等途径逆转、阻断EMT过程，从而干预IPA发展。

2.2 LncRNA在IPA诊疗中的作用

2.2.1 用于IPA 早期诊断 目前诊断IPA 仍主要依靠CT、MRI 等影像学检查和组织活检，不利于早期发现IPA，缺少一些分子生物学标志物广泛应用于预测垂体腺瘤的侵袭性。液体活组织检查是一种有前景的非侵入性方法，LncRNA 液体活组织检测具有较高的特异性和敏感性，尤其应用在进展的IPA 中，有望成为预测垂体腺瘤侵袭性的非侵入性分子标志物。YIN 等［25］采用转录组测序技术和生物信息学方法发现，GAD1-AS1 在侵袭性生长激素型垂体腺瘤中表达较非侵袭性垂体腺瘤明显下调，可能在肿瘤抑制中起关键作用，其转录产物ENST00000455988.1 和ENST00000418106.1 可 作为判断侵袭性生长激素型垂体腺瘤的潜在指标。另一项研究将3 例IPA 与非侵袭性垂体腺瘤进行LncRNA 微阵列分析比较，并选择3 个差异表达的LncRNA 在41例份垂体腺瘤样本中经行实时荧光定量PCR 验证，LncRNA-FAM182B、LOC105371531 和LOC105375785 在IPA 中表达下调，FAM182B 和LOC105375785 对诊断IPA 具有较高的特异性和敏感性［26］。还有研究发现，IPA 患者血浆中LncRNA ANRIL 表达明显高于非侵袭性患者，在区分IPA 患者术前术后血浆具有高准确性，可能成为IPA 诊断标志物［27］。

2.2.2 对IPA 耐药性的影响 研究证实，许多LncRNA 与肿瘤耐药性密切相关，了解LncRNA 耐药机制对IPA 治疗十分重要。LncRNA 调控IPA 耐药性的研究还处于起步阶段，目前仅在侵袭性泌乳素瘤治疗中有所涉及，多巴胺受体激动剂是泌乳素瘤治疗的中流砥柱，从最初的溴隐亭到最近的卡麦角林，卡麦角林能使80%的泌乳素瘤缩小［28］。研究发现，LncRNA H19 在侵袭性生长激素分泌型垂体腺瘤中高表达，通过抑制4E-BP1磷酸化抑制垂体腺瘤生长侵袭。H19、ATG7 在多巴胺受体激动剂敏感的泌乳素瘤组织中显著高于其耐药组织。H19 作为miR-93A 的海绵，直接与miR-93A 结合，而miR-93A逆转了H19 过表达诱导的ATG7 蛋白水平高表达，ATG7表达下调可降低卡麦角林和溴隐亭对MMQ和GH3 细胞的杀伤效率［29］。故多巴胺受体激动剂通过H19/miR-93/ATG7 轴发挥治疗作用，H19 可作为泌乳素瘤潜在的治疗靶点。此外，外泌体H19 转移阻断哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合体C1 介导的4E-BP1 磷酸化分子机制［30］，增加了GH3 细胞对多巴胺受体激动剂的敏感性。肿瘤耐药是肿瘤治疗的主要障碍。因此，LncRNA 在调节IPA 耐药机制上值得研究。

LncRNA 在调控肿瘤细胞功能以及参与疾病发生发展中起关键作用。LncRNA 通过充当原癌基因、抑癌基因、miRNA海绵，参与IPA细胞增殖、细胞迁移、细胞糖酵解、EMT 等路径。随着对细胞生物学和基因组学的不断研究，相信基于LncRNA 表达的诊断IPA 分子生物标志物和潜在靶向药物将逐渐问世，改善IPA患者预后和生存质量。