劉 璐，趙文鉞，劉福囡

(1.中國醫(yī)科大學，遼寧 沈陽 110001;2.中國醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院腫瘤外科，遼寧 沈陽 110001)

1 長鏈非編碼RNA

隨著深度測序和去基因組高密度“覆瓦式”等高通量測序技術的快速發(fā)展，研究者發(fā)現(xiàn)人類基因組中有成千上萬的RNA進行轉(zhuǎn)錄，其中只有1.5%具有編碼蛋白質(zhì)的功能，非編碼RNAs(ncRNAs)的數(shù)量超過編碼蛋白質(zhì)基因數(shù)量的好多倍［1-3］。其中ncRNAs又分為微小 RNAs(22～23 nts，microRNAs)和長鏈非編碼 RNAs(＞200 nts，lncRNAs)［4］。

目前，對lncRNA最常使用的定義是:長度大于200個核酸，且不翻譯蛋白質(zhì)的RNA。但這個定義過于簡單，而且沒有考慮到某些問題。首先，規(guī)定為200個核酸是被隨意選擇的，且多數(shù)是在RNA純化期間RNA結(jié)合在硅膠柱上為基礎定義的，而不是從其功能意義上解釋的［5］。其次，一個PCG總是被定義為轉(zhuǎn)錄本，包含多于100個氨基酸的開放閱讀框(opening reading frame，ORF)［6］。但是，lncRNAs可以包含長于100個氨基酸的ORFs，而且它們不一定合成多肽;另外，少于100個氨基酸的多肽在生物體中會發(fā)揮功能，它們并不是蛋白質(zhì)的典型副產(chǎn)物［7］。最后，同樣的RNA可以同時包含PCGs功能和非編碼功能［8-10］。這些事實都表明目前人類對ncRNAs了解甚少，可見定義它非常困難。

因此，基于以上問題［11］，對 lncRNAs提出了新的定義:有原始或是剪切轉(zhuǎn)錄本功能的RNA，并不符合miRNAs、piRNAs和snoRNAs等小分子RNAs的已知定義，或是不屬于結(jié)構RNAs的范疇(例如，轉(zhuǎn)移 RNA、核仁小分子 RNAs和剪切RNA)。這種定義的優(yōu)勢就在于缺乏ORFs限制的情況下，指出RNA分子既可以具有編碼功能，也可以具有非編碼功能，而且可以在隨意的位置存在長度缺失。

大多數(shù)的RNA轉(zhuǎn)錄本除了為蛋白質(zhì)的合成提供模版外，還執(zhí)行著許多不同的功能，如:控制胚胎發(fā)育、分化、印記、X染色體失活、免疫反應、應激反應。這些RNAs中有很大一部分像lncRNAs一樣，作為信號分子，導航系統(tǒng)和核苷酸復合物裝配平臺而存在，它們參與了RNA的轉(zhuǎn)錄調(diào)控、剪接、編輯、交通、翻譯和降解等過程［12］，在轉(zhuǎn)錄水平和轉(zhuǎn)錄后水平上調(diào)節(jié)基因的表達［13］，而且在基因表達中起到不同的作用［14］。

2 lncRNAs與婦科腫瘤

2.1 lncRNAs與宮頸癌

哺乳動物的基因間長鏈非編碼RNAs(lincRNAs)因調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄過程而為人所知。lincRNA-p21作為翻譯調(diào)節(jié)器參與了轉(zhuǎn)錄后進程。在降低RNA結(jié)合蛋白HuR的水平時，lincRNA-p21在人類宮頸癌 HeLa細胞中累積，使它和轉(zhuǎn)錄因子JunB、編碼β-連環(huán)索基因CTNNB1的mRNAs的關系增強，并選擇性地使它們的翻譯降低。而隨著HuR的升高，數(shù)量下降的 lincRNA-p21抑制了JunB和與細胞分裂有關的β-連環(huán)索的翻譯。可見HuR通過影響lincRNA-p21的水平來控制mRNAs靶點的翻譯。這表明lincRNA具有轉(zhuǎn)錄后抑制的功能［15］。

胰島素樣生長因子2(IGF2)在父源等位基因表達，而H19在母源等位基因表達［16］。IGF2和H19的表達水平會在失印跡宮頸癌中改變。和正常組織相比，檢測了32例宮頸癌中的印跡狀態(tài)。IGF2的失印跡狀態(tài)(LOI)在18例中存在7例(39%)。H19基因的 LOI在14例中存在5例(36%)。與正常組織相比，在LOI腫瘤中IGF2出現(xiàn)水平增長現(xiàn)象，H19出現(xiàn)水平下降現(xiàn)象，而兩者在印跡狀態(tài)(MOI)腫瘤中沒有表現(xiàn)出明顯的變化。這些結(jié)果表明IGF2和H19表達水平的改變可能與表達IGF2雙基因的宮頸癌發(fā)展有關［17］。

GAS5是一個以lncRNA形式存在的多種剪切異構體，包含12個外顯子。在宮頸癌細胞中GAS5的過量表達影響著細胞生存和代謝。其可發(fā)揮誘導轉(zhuǎn)錄的功能，防止糖皮質(zhì)受體結(jié)合到靶基因上［18］。

人肺腺癌轉(zhuǎn)移相關轉(zhuǎn)錄本1(metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript，MALAT)是一種基因間長鏈非編碼RNA，最初在非小細胞肺癌中被發(fā)現(xiàn)，被認為與非小細胞肺癌轉(zhuǎn)移有關［19］。Tano等［20］研究發(fā)現(xiàn)MALAT1表達與腫瘤細胞侵襲能力有關，采用針對MALAT1短發(fā)卡結(jié)構的RNA抑制劑可使人宮頸癌細胞增殖和侵襲能力顯著下降。

Qin R1等［21］運用實時qRT-PCR技術研究了MEG3在18對宮頸癌細胞和癌旁組織中的表達，結(jié)果表明MEG3在非腫瘤組織中高度表達，但是在癌癥組織中明顯減少，而且MEG3的異位表達會抑制人類宮頸癌細胞HeLa和C33A在體外增殖，敲除MEG3可以促進分化良好的宮頸癌細胞HDD94的增殖。MEG3的過量表達會造成G2/M細胞周期停滯并誘導細胞凋亡。

2.2 lncRNAs與卵巢癌

應激誘導長非編碼轉(zhuǎn)錄本5(long stress-induced noncoding transcript 5，LSINCT5)是一個長2.6 kb，多聚核苷酸化的、負鏈的長鏈應激非編碼轉(zhuǎn)錄本，位于細胞核內(nèi)，由RNA聚合酶III轉(zhuǎn)錄。相比于正常組織，LSINCT5在乳腺癌、卵巢癌細胞系中會過量表達。此外，敲除癌細胞系中的LSINCT5會導致細胞增殖水平的下降。最后，通過使用Affymetrix U133 Plus 2序列敲除LSINCT5之后發(fā)現(xiàn)了改變超過2倍的95個基因，選擇了一些基因用qPCR驗證，發(fā)現(xiàn)10個基因受LSINCT5的敲除的影響。其中，顯著下調(diào)的2個基因是核副斑點包裝轉(zhuǎn)錄本1(nuclear paraspeckle assembly transcript 1，NEAT-1)和蛋白質(zhì)編碼基因PSPC1(paraspeckle component 1)［22］。

X失活特異性轉(zhuǎn)錄本(X-inactive specific transcript，XIST)RNA和女性細胞中的X染色體沉默有關，使其和男性的X染色體達到平衡［23］。XIST通常在女性體細胞中表達，但是人們發(fā)現(xiàn)XIST在乳腺癌、卵巢癌和宮頸癌細胞系中失表達［24-25］。Benoit等探究了X染色體基因表達，并對卵巢癌細胞系中的Barr小體進行了染色。他們發(fā)現(xiàn)和正常卵巢上皮細胞相比，有一半的癌癥細胞系中檢測不到XIST，而且在這些細胞系中觀測到了Barr小體的缺失［25］。其他調(diào)查者發(fā)現(xiàn)，在 XIST表達水平下降的卵巢癌細胞系中，通過紫杉醇治療后的細胞，其靈敏度下降，這表明在人類卵巢癌細胞中XIST可以作為化療反應性的預后標志物［23］。

卵巢癌腹水(ovarian cancer with ascites，OCAF)在女性晚期疾病階段經(jīng)常出現(xiàn)，其中存在大量惡性腫瘤細胞，目前還沒有有效的治療方法。Mizrahi A等運用原位雜交技術(in situ hybridization，ISH)在90%存在OCAF的患者中檢測出了H19 RNA。H19在正常組織中幾乎檢測不到，只有在人類癌組織中才高水平表達。將DTA-H19注射到異位發(fā)展的腫瘤中會引起40%腫瘤生長抑制［26］。

印跡胰島素樣生長因子II(insulin-like growth factor2，IGF2)的過量表達是婦科惡性腫瘤的一個突出特征。Murphy SK等發(fā)現(xiàn)IGF2的上調(diào)和H19近段印跡中心的CCCTC轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點1和6的甲基化有密切聯(lián)系(分別是P=0.05和P=0.02)。跟從未患有惡性腫瘤婦女中提取出的淋巴細胞DNA相比，癌癥DNA中的CCCTC轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點1和6的甲基化現(xiàn)象會頻繁地出現(xiàn)(位點1和位點6都是P＜0.0001)。而且跟正常淋巴細胞DNA(P=0.004)相比，卵巢癌也更容易表現(xiàn)出印跡IGF2啟動子上游的母源性特定等位基因的甲基化［27］。Miura K 等［28］也發(fā)現(xiàn) H19 和SNRPN的甲基化程度增強是腫瘤細胞發(fā)生的開始，而且和卵巢畸形瘤有著密切的關系。

Qiu JJ等［29］的研究表明HOTAIR在卵巢癌上皮(EOC)組織中表達升高，它與FIGO分期、腫瘤的組織學分型、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移高度相關，并且減少了總生存期(OS)和無病生存率(DFS)，可以作為患者OS和DFS的獨立影響因素。另外，體外試驗的研究結(jié)果表明在高轉(zhuǎn)移卵巢癌細胞株中(SKOV3.ip1、HO8910-PM 和 HEY-A8)HOTAIR 的表達抑制會明顯降低細胞的轉(zhuǎn)移和侵襲，體內(nèi)實驗進一步證明了HOTAIR對轉(zhuǎn)移的影響，它的轉(zhuǎn)移作用一部分是通過調(diào)節(jié)金屬蛋白酶和上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化相關基因而被介導的。

此外，Liu SP等［30］的研究結(jié)果表明 lncRNAs在具有不同轉(zhuǎn)移能力的卵巢癌細胞中的表達不同。和SKOV3細胞相比，SKOV3.ip1在體外的侵襲活性明顯增強。在對4956 lncRNAs進行微陣列檢測后發(fā)現(xiàn)，在SKOV3細胞中583lncRNAs上調(diào)，在SKOV3.ip1細胞中578lncRNAs下調(diào)，有7種 lncRNAs失控，其中包括:MALAT1、H19、UCA1、CCAT1、LOC645249、LOC100128881 和LOC100292680。

2.3 lncRNAs與子宮內(nèi)膜癌

Tanos V等［31］運用非放射性原位雜交技術分別探測了H19和IGF2在正常子宮內(nèi)膜，增生的子宮內(nèi)膜和子宮內(nèi)膜癌中的表達。H19在正常子宮內(nèi)膜上皮不表達，但是在增生的子宮內(nèi)膜上皮和子宮內(nèi)膜癌中的表達分別達到了15%和60%。而在基底層細胞，H19在正常情況，增生情況和癌癥中的表達分別是75%、55%和37%。根據(jù)子宮內(nèi)膜癌細胞的分化程度，上皮細胞中的H19的表達隨著組織分化程度的降低而升高。研究結(jié)果表明H19在子宮內(nèi)膜增生和子宮內(nèi)膜癌上皮細胞的表達水平值得進一步研究，而且可以用H19作為輔助性的預后標志物或是用于輔助病理學診斷。此外，經(jīng)Kaplan Meier統(tǒng)計分析，MALAT1可作為一級子宮內(nèi)膜間質(zhì)肉瘤的診斷標準［28］。

2.4 lncRNAs與乳腺癌

一個2.2 kb長的lncRNA、HOTAIR，位于同源異形盒基因(homeobox，HOX)位點內(nèi)，它是一種典型的反義lncRNA，表達自HOX基因的反義鏈。HOTAIR，在臨床乳腺癌中顯著地過量表達，而且HOTAIR在原發(fā)性乳腺癌與轉(zhuǎn)移性乳腺癌中的表達水平有明顯的差異，因此可以作為預測乳腺癌轉(zhuǎn)移的良好標志物［32］。有研究指出，降低細胞內(nèi)HOTAIR的表達水平能夠抑制乳腺癌細胞增長，特別是抑制多聚發(fā)夾復合體2(PRC2)過度活躍的癌細胞的侵襲能力［4］。除此之外，通過抑制HOTAIR和LSD1的相互作用也可以限制乳腺癌細胞的轉(zhuǎn)移潛力［33］。這也使HOTAIR成為乳腺癌診斷和預后判斷的一個重要標志物［4］。

研究者發(fā)現(xiàn)生長抑制特異性5(GAS5)在臨床乳腺癌組織中下調(diào)，而且在MCF-7乳腺癌細胞系中這種lncRNA的過量表達會抑制細胞的生長，并且加快細胞凋亡［34］。GAS5在缺少營養(yǎng)物質(zhì)或生長因子的生長抑制細胞中被誘導，并且它和糖皮質(zhì)激素反應元件(GREs)競爭糖皮質(zhì)激素受體(GR)的結(jié)合點，從而通過GR來阻止轉(zhuǎn)錄激活，反過來，導致細胞代謝功能降低［18，35］。因此，在細胞饑餓的狀態(tài)下，GAS5在癌癥中的下調(diào)可能有助于維持細胞活性和生長活性。

H19是在IGF2沉默的母源等位基因中表達的印記基因。H19在許多實體瘤中異常表達，而在周圍正常組織中幾乎找不到［36］，大多數(shù)乳腺癌高水平地表達H19。H19通常在基質(zhì)細胞中過量表達，在腫瘤上皮細胞中表達很少，而且與雌激素受體(ER)和孕激素受體(PR)的存在有關［37］。H19在不同癌癥中表現(xiàn)出的作用不同，有原癌或是抑癌作用［38］。在乳腺癌細胞系中，H19 RNA的表達直接被E2F1所調(diào)控并且有促進細胞周期進程的作用［39］。

另外，大規(guī)模基因組研究也表明，SRA、MEG3、BC200、XIST、MALAT-1、BC1 等 lncRNAs在乳腺癌與正常乳腺組織中的表達存在統(tǒng)計學上的差異。盡管這些lncRNAs在乳腺癌中的作用機制尚不清楚，但是可以通過檢測其表達量來預測癌癥的發(fā)生。

3 問題與展望

盡管人們越來越認識到長鏈非編碼RNAs在人類正常生理和疾病中的重要性，但對腫瘤相關性lncRNAs的認識還很有限［40］。婦科腫瘤已經(jīng)成為對女性最具危害性的殺手之一，而且越來越趨向于年輕化，盡早采取治療措施已迫在眉睫。

雖然許多研究者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多種lncRNAs在婦科腫瘤中異常表達，但是它在腫瘤中的作用機制依然有待于進一步研究。隨著研究的深入，lncRNAs很可能會在未來為婦科腫瘤的早期診斷、發(fā)生發(fā)展、侵襲以及預后過程中做出巨大貢獻。

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