长链非编码RNA 动力蛋白3 反链/反义RNA 在肿瘤中的研究进展

梁志儒，郑媛，张勇刚

1 内蒙古医科大学研究生院，呼和浩特 010110

2 北京大学肿瘤医院内蒙古医院/内蒙古医科大学附属肿瘤医院腹部外科B 区，呼和浩特010000

肿瘤是威胁人类生命健康的重大公共卫生问题[1]。尽管手术治疗、放疗、化疗、靶向治疗及免疫治疗取得了突破性的进展，但肿瘤患者的生存率仍然较低。因此，寻找新的肿瘤标志物和治疗靶点十分必要。表观遗传学是研究基因表达调控的一门学科，近年来在肿瘤领域引起了广泛关注。表观遗传学主要涉及DNA 甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA 的调节机制。长链非编码RNA（long noncoding RNA，lncRNA）是一类不编码蛋白质但在多个层面对基因表达进行调控的RNA 分子，其调控方式包括外源性沉默、剪切调控、与微小RNA（microRNA，miRNA）或蛋白质的相互作用等。本文对lncRNA动力蛋白3 反链/反义RNA（dynamin 3 opposite strand/antisense RNA，DNM3OS）在肿瘤中的研究进展进行综述。

1 lncRNA DNM3OS 概述

lncRNA 是长度大于200 个核苷酸的DNA 转录产物，其特点是没有显著的蛋白质编码能力[2-3]。研究表明，lncRNA 在多种肿瘤（乳腺癌、肺癌、肝癌等）的发生和发展过程中起关键作用[4-6]。lncRNA 不仅参与基因调控后的翻译过程，而且充当海绵与miRNA 结合来调控信使RNA（messenger RNA，mRNA）的表达，还可以作为mRNA 和miRNA 的分子海绵发挥其调控作用，如终末分化诱导的非编码RNA（terminal differentiation-induced non-coding RNA，TINCR）通过与一系列分化mRNA 的相互作用来控制体细胞组织分化[7]。lncRNA 尽管被称为非编码RNA，但是少数lncRNA 已被证明可以编码肽。例如，lncRNA 同源盒B 簇反义RNA3（homeobox B cluster antisense RNA 3，HOXB-AS3）已被证明可以编码一种肽，能够抑制丙酮酸激酶M（pyruvate kinase M，PKM）剪接和代谢重编程，最终抑制结肠肿瘤的生长[8]。许多lncRNA 显示出与蛋白质相互作用并直接调节蛋白质功能或蛋白质-蛋白质相互作用的潜力。lncRNA 参与了众多生物学过程，包括基因表达、翻译、表观遗传修饰和转录后调控等[9-10]。lncRNA 通过调节细胞增殖、迁移、侵袭、凋亡及干细胞维持和代谢来参与肿瘤的发展，在多种常见疾病（肿瘤、心血管疾病、神经系统疾病等）中发挥重要的调控作用[11-13]。有研究表明，至少90%的基因组主动转录成非编码RNA（包括miRNA和lncRNA），在正常发育和致病过程中起重要作用[14]。lncRNA 可以作为竞争性内源RNA（competing endogenous RNA，ceRNA），与miRNA 竞争性结合靶mRNA，从而调节miRNA 对靶mRNA 的作用[15-16]。DNM3OS 是一个独立转录单位所编码的lncRNA，位于1 号染色体上，嵌合在DNM3基因内含子中[17-19]。DNM3OS 参与多种生物学过程[20]。例如，DNM3OS 通过调节食管鳞状细胞癌中的DNA 损伤反应来增强放射抗性；DNM3OS通过调节miRNA-204-5p/亨廷顿相互作用蛋白1（huntingtin interacting protein 1，HIP1）信号通路来促进肿瘤细胞的生长和转移[21-24]。

2 lncRNA DNM3OS 与肿瘤的关系

2.1 lncRNA DNM3OS 与卵巢癌

卵巢癌是一种常见的妇科肿瘤，也是女性肿瘤相关死亡的主要原因之一。lncRNA 是卵巢癌发展过程中必不可少的调控因子。长基因间非编码RNA339（long intergenic non-protein coding RNA 339，LINC00339）、lncRNA 尿路上皮癌相关1（urothelial cancer associated 1，UCA1）、lncRNA 生长阻滞特异性转录本5（growth arrest-special transcript 5，GAS5）均在卵巢癌中异常表达，参与细胞增殖、分化、凋亡等生物学过程[25-26]。有研究表明，lncRNA DNM3OS 高表达与卵巢癌患者的总生存期缩短显著相关[24]。另有研究表明，DNM3OS 高表达预示着卵巢癌患者预后不良；敲低DNM3OS 导致上皮-间充质转化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）相关基因/通路改变，并减少了卵巢癌细胞的迁移和侵袭；DNM3OS 过表达促进了卵巢癌细胞的增殖、迁移和侵袭[27]。总的来说，DNM3OS 作为卵巢癌的致癌lncRNA，有望成为诊断卵巢癌的生物标志物和治疗靶点。

2.2 lncRNA DNM3OS 与肝癌

肝癌是常见的恶性肿瘤之一，即使在手术切除后也经常复发和转移，预后较差[28]。因此，研究导致肝癌转移的关键因素至关重要。lncRNA 在多种肿瘤细胞中普遍表达，并参与肿瘤进展（细胞增殖和侵袭、新生血管生成和免疫逃逸等）的许多方面[29]。许多与肝癌发展、转移相关的lncRNA 已被描述，例如，有研究发现了一种同时受乙型肝炎病毒X 蛋白（hepatitis B virus X protein，HBx）和含SET 和MYND 结构域蛋白3（SET and MYND domain containing 3，SMYD3）调控的新型lncRNA，并将其命名为HBx 芯片与SMYD3 芯片之间的lncRNA 交 集（lncRNA intersection between HBx microarray and SMYD3 microarray，lncIHS）；lncIHS 过表达降低了肝癌患者的生存率；敲低lncIHS 可抑制肝癌细胞的增殖、迁移、侵袭[30-31]。DNM3OS 具有促进肝癌细胞增殖、侵袭的功能，敲低DNM3OS可以抑制肝癌细胞的增殖、迁移和侵袭[32]。赖氨酸脱甲基酶6B（lysine demethylase 6B，KDM6B）是组蛋白去甲基化酶家族成员之一[33]。一项机制研究表明，DNM3OS 介导的肝癌细胞的侵袭依赖于DNM3OS 和KDM6B 之间的物理相互作用；通过RNA 下拉和RNA 结合蛋白免疫沉淀（RNA binding protein immunoprecipitation，RIP）实验发现，KDM6B 可以与DNM3OS 结合，尤其是在第2001～4000 个核苷酸区域；核定位对于KDM6B 的去甲基化活性至关重要[34]。DNM3OS 与KDM6B 相互作用能促进T 淋巴瘤侵袭转移诱导蛋白1（Tlymphoma invasion and metastasis-inducing protein 1，TIAM1）在肝癌中的表达，并且TIAM1 已被证明在肝癌中过表达可预测不良预后[35]。TIAM1 过表达会促进细胞转移并增强肝癌细胞的致瘤性，表明TIAM1在肝癌中是致癌基因。在肝癌细胞中，TIAM1 与间充质干细胞（mesenchymal stem cell，MSC）共培养通过影响DNM3OS 的表达促进肝癌细胞的侵袭[36]。肝癌中，DNM3OS 介导的侵袭性表型与TIAM1 的诱导存在因果关系；DNM3OS 是肝癌细胞侵袭和转移的驱动因素；肿瘤相关的MSC 能够促进DNM3OS 的表达；DNM3OS 过表达与肝癌患者的预后不良密切相关[37]。这表明了肿瘤相关MSC 与肝癌细胞的调控机制有关。因此，DNM3OS 可能成为肝癌的潜在治疗靶点。

2.3 lncRNA DNM3OS 与口腔癌

口腔癌是指发生在唇部、舌部等口腔部位的恶性肿瘤[38]。目前，口腔癌的主要治疗方式包括手术、放疗和化疗。这些治疗方式不仅对晚期/转移性口腔癌患者的治疗效果有限，还会引起严重的并发症及不良反应[39]。因此，对口腔癌发生、发展的分子机制进行深入研究十分必要，有助于发现新的治疗靶点。目前，已有针对lncRNA 在口腔癌和良性口腔黏膜病中表达差异的研究[40]。口腔癌细胞中，敲低DNM3OS 可以抑制miRNA-204-5p的上调，从而促进HIP1 的表达，然而，这种敲低对HIP1 表达的影响可以通过抑制miRNA-204-5p 来实现逆转，表明DNM3OS 结合miRNA-204-5p 会影响HIP1 的表达，同样，抑制miRNA-204-5p，DNM3OS 在口腔癌细胞活力和迁移能力中的作用也被显著逆转，表明DNM3OS 作为ceRNA 可以减少对miRNA-204-5p 诱导的HIP1 表达的抑制，从而调节口腔癌细胞的活力和迁移能力[22]。但是，关于此通路在临床上的应用还需要进一步的研究。

2.4 lncRNA DNM3OS 与胃癌

胃癌是一种常见的恶性肿瘤，也是肿瘤性死亡的主要原因之一[41]。胃癌具有显著的区域性差异，在东亚地区的发病率最高[42-43]。大多数胃癌患者确诊时已进展为晚期，甚至发生远处转移[44]。尽管手术和药物治疗取得了较大进步，但晚期胃癌患者的预后情况仍较差[45-46]。因此，寻找新的诊断标志物和治疗靶点十分必要。lncRNA 在多种肿瘤生物学过程中发挥重要作用，主要包括细胞增殖、侵袭、转移、凋亡以及对化疗药物的耐药性等[47]。据报道，lncRNA 的功能失调会促进多种类型肿瘤的发生和进展，其中包括胃癌[48-50]。研究发现，DNM3OS 在胃癌组织中的表达上调，DNM3OS的高表达与胃癌患者的肿瘤浸润深度、淋巴结转移情况、TNM 分期、总生存期相关[51-52]。SNAIL 是一类转录因子，它可以结合编码E-钙黏蛋白（Ecadherin）的钙黏蛋白1（cadherin 1，CDH1）的启动子，从而抑制其转录。DNM3OS 在胃癌组织中表达上调，敲低DNM3OS 可以抑制胃癌细胞的增殖和侵袭，DNM3OS 可以通过调节SNAIL 来促进胃癌细胞的EMT[53]。因此，DNM3OS 可能是胃癌的预后生物标志物和治疗靶点。但是，DNM3OS 与SNAIL 相互作用影响EMT 过程的直接分子机制需要进一步研究证实。

3 小结与展望

lncRNA DNM3OS 在多种类型的恶性肿瘤中具有调节重要分子途径和细胞功能的作用。敲低DNM3OS 可以抑制肿瘤细胞的增殖、迁移和侵袭。然而，仍需要进一步的研究来阐明DNM3OS的精确作用模式，这对于合理设计干扰DNM3OS 功能的治疗策略至关重要。总之，lncRNA DNM3OS 及其同源miRNA 与许多疾病密切相关，它们在关键性的肿瘤基因调控中发挥重要作用，有可能被应用于基因治疗。