胡銘陽(yáng) ，明 佳 （重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院，重慶400000）

lncRNA與miRNA相互調(diào)控機(jī)制的研究進(jìn)展

胡銘陽(yáng) ，明 佳 （重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院，重慶400000）

人類(lèi)基因絕大部分可發(fā)生轉(zhuǎn)錄，但產(chǎn)物大多數(shù)為非編碼RNA（ncRNA），部分ncRNA可通過(guò)影響基因及表觀遺傳學(xué)對(duì)生命活動(dòng)起調(diào)節(jié)作用．長(zhǎng)鏈非編碼RNA（lncRNA）與微小RNA（miRNA）是其中最重要的兩類(lèi)，它們?cè)诙喾N生命活動(dòng)中扮演重要角色．目前研究發(fā)現(xiàn)lncRNA主要通過(guò)作為miRNA的前體，與miRNA競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合mRNA及“海綿效應(yīng)”等機(jī)制調(diào)控miRNA；miRNA可通過(guò)直接結(jié)合lncRNA或通過(guò)中間因子間接調(diào)控lncRNA．lncRNA與miRNA共同形成了一個(gè)復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)．本文主要對(duì)lncRNA與miRNA的相互調(diào)控作用進(jìn)行綜述．

lncRNA；miRNA；調(diào)控機(jī)制

0 引言

近年來(lái)基因組計(jì)劃研究表明，在組成人類(lèi)基因組的30億個(gè)堿基對(duì)中，約有70%的基因可發(fā)生轉(zhuǎn)錄，但僅有1%～2%的核酸序列用于蛋白質(zhì)的編碼，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物絕大部分為非編碼 RNA（non?coding RNA，ncRNA）［1］．非編碼 RNA按大小可分為小非編碼RNA（small non?coding RNA，sncRNA）與長(zhǎng)鏈非編碼RNA（long non?coding RNA，lncRNA），微小RNA（MicroRNA，miRNA）屬于 sncRNA．1993年，Lee等［2］在秀麗隱桿線蟲(chóng)中發(fā)現(xiàn)了第一個(gè)miRNA，幾年之后 Pasquinelli等［3］在對(duì)線蟲(chóng)發(fā)育調(diào)控的研究中發(fā)現(xiàn)了let?7，miRNA研究序幕也就此拉開(kāi)．而lncRNA的發(fā)現(xiàn)較 miRNA的發(fā)現(xiàn)晚了許多，2002年 Okazaki等［4］通過(guò)對(duì)老鼠的全長(zhǎng)cDNA進(jìn)行大規(guī)模測(cè)序分析才發(fā)現(xiàn)了lncRNA．隨著研究的深入，曾被稱(chēng)為“噪音”的非編碼RNA被發(fā)現(xiàn)在生長(zhǎng)發(fā)育和多種疾病的發(fā)生發(fā)展中扮演著重要角色，尤其是lncRNA與miR?NA的相互作用更是發(fā)揮著重要作用．本文主要總結(jié)了在多種疾病的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中l(wèi)ncRNA與miRNA的相互調(diào)控機(jī)制．

1 lncRNA的相關(guān)研究進(jìn)展

1．1 概念及分類(lèi)lncRNA為一類(lèi)轉(zhuǎn)錄本長(zhǎng)度＞200 nt，缺少有效開(kāi)放性閱讀框，不編碼蛋白質(zhì)的RNA分子．其受RNA聚合酶Ⅱ催化轉(zhuǎn)錄合成，主要分布于細(xì)胞核，少量存在于細(xì)胞漿中［5］．研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA多傾向于折疊成熱力學(xué)穩(wěn)定的二級(jí)或更高級(jí)結(jié)構(gòu)行使功能［6］，部分lncRNA經(jīng)過(guò)剪接成為具有類(lèi)似于mRNA的polyA尾與啟動(dòng)子結(jié)構(gòu)，且其可在組織器官分化過(guò)程中動(dòng)態(tài)的表達(dá)與不同的剪接方式，因此lncRNA具有時(shí)間及空間特異性．目前l(fā)ncRNA按轉(zhuǎn)錄位置的不同可分為5類(lèi)［7］：①位于基因間區(qū)的 lncRNA，又稱(chēng)lincRNA；②天然反義鏈lncRNA；③內(nèi)含子區(qū)lncRNA；④正義鏈lncRNA；⑤雙向lncRNA．

1．2 lncRNA對(duì)基因的調(diào)節(jié)lncRNA具有多種轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)，而且多數(shù)通過(guò)反式作用影響全體基因［8］，其對(duì)基因的調(diào)節(jié)方式多種多樣，但主要在轉(zhuǎn)錄水平、轉(zhuǎn)錄后水平及表觀遺傳學(xué)水平調(diào)控基因表達(dá)．

1．2．1 轉(zhuǎn)錄水平 在轉(zhuǎn)錄水平，lncRNA主要影響mRNA的生成．部分lncRNA基因位于編碼基因上游啟動(dòng)子區(qū)，可轉(zhuǎn)錄為相應(yīng)lncRNA，作為順式作用元件干擾下游基因的轉(zhuǎn)錄，從而影響mRNA的生成．例如：Martens等［9］發(fā)現(xiàn)，釀酒酵母細(xì)胞中的SER3基因的表達(dá)與RNA聚合酶Ⅱ的活性密切相關(guān)，在SER3基因上游有一段能轉(zhuǎn)錄某lncRNA的基因SRG1，該lncRNA的3'序列能與SER3的啟動(dòng)子對(duì)應(yīng)序列互補(bǔ)形成RNA?DNA復(fù)雜結(jié)構(gòu)，并抑制SER3的轉(zhuǎn)錄，進(jìn)而影響到RNA聚合酶Ⅱ的活性．此外，lncRNA本身或其剪切后產(chǎn)物可直接與轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合，改變轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)構(gòu)，降低轉(zhuǎn)錄因子活性，甚至使其無(wú)法與目標(biāo)基因結(jié)合，從而抑制目標(biāo)基因的表達(dá)．近年來(lái)還有研究發(fā)現(xiàn)lncRNA能與核糖核蛋白形成復(fù)合體調(diào)控基因的表達(dá)［10－11］，例如 lncRNA?Evf2，編碼它的基因位于Dlx5基因的下游并包饒Dlx6，Dlx5／6是同源域基因，他們與神經(jīng)元的分化、遷移等相關(guān)，單鏈Evf2與另一個(gè)同源域基因Dlx2的產(chǎn)物可形成核糖核蛋白復(fù)合體，這種復(fù)合體可激活Dlx5／6增強(qiáng)子的活性，目前猜測(cè)其機(jī)制可能是直接與增強(qiáng)子結(jié)合．

1．2．2 轉(zhuǎn)錄后水平 在轉(zhuǎn)錄后水平，lncRNA可影響pre?mRNA的剪接、核內(nèi)運(yùn)輸及 mRNA降解［12－14］，LncRNA可通過(guò)與 pre?mRNA形成雙鏈復(fù)合物等形式，進(jìn)而從轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控基因的表達(dá)，如Zeb2是黏粘蛋白的一個(gè)抑制因子，Zeb2的反義LncRNA（NAT）能與其mRNA 5'端內(nèi)含子剪切位點(diǎn)所在區(qū)域形成互補(bǔ)雙鏈，并阻止該內(nèi)含子剪切，因該內(nèi)含子中含有核糖體進(jìn)入位點(diǎn)，從而保證了Zeb2蛋白的正常表達(dá)，并最終導(dǎo)致黏粘蛋白的下調(diào)［15］．lncRNAs可在Dicer酶的作用下產(chǎn)生內(nèi)源性siRNA、miRNA等，間接干擾目的mRNA的表達(dá)．此外，lncRNA可作為內(nèi)源性競(jìng)爭(zhēng)性RNA與miRNA結(jié)合，在轉(zhuǎn)錄后水平上間接調(diào)節(jié)miRNA參與的生物學(xué)過(guò)程．

1．2．3 表觀遺傳學(xué)水平 表觀遺傳是指 DNA序列不變，但基因的表達(dá)卻發(fā)生可遺傳的變化，主要涉及DNA甲基化、組蛋白修飾和染色體構(gòu)象的改變．lncRNA可通過(guò)招募染色質(zhì)或組蛋白修飾相關(guān)蛋白形成作用復(fù)合體，之后到達(dá)目標(biāo)位點(diǎn)，并促使該位點(diǎn)上的基因發(fā)生表觀遺傳修飾，調(diào)控下游基因表達(dá)．PRC2復(fù)合體是一種重要的染色質(zhì)重塑相關(guān)蛋白，lncRNA?RepA可招募 PRC2到 Xist基因啟動(dòng)子，引發(fā) Xist啟動(dòng)子的組蛋白 H3第 27位賴(lài)氨酸發(fā)生甲基化（H3K27me3），最終導(dǎo)致X染色體失活［16］．

1．3 lncRNA對(duì)疾病發(fā)生發(fā)展的作用lncRNA具有良好的功能保守性和調(diào)控嚴(yán)格性［17］，其較高的功能保守性可能與序列保守性與定位保守性有關(guān)［18］，此外，lncRNA還具有細(xì)胞、組織特異性，精確的時(shí)間、空間特異性［17］，這些特性在個(gè)體生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)控中起到了重要作用，并使lncRNA在某些疾病的發(fā)生發(fā)展中起信號(hào)作用．有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，lncRNA還是干細(xì)胞多能性及神經(jīng)生成等的關(guān)鍵調(diào)節(jié)器，Ng等［19］利用人胚胎干細(xì)胞（human embryonic stem cell，hESCs）進(jìn)行試驗(yàn)，用特制的基因芯片檢測(cè)了上千個(gè)lncRNA，證實(shí)了其中一些hESCs特有的lncRNA能與SOX2、PRC2復(fù)合元件SUZ12相互作用參與細(xì)胞多能性的維護(hù)，研究者在進(jìn)一步試驗(yàn)中敲除這些lncRNA后，發(fā)現(xiàn)神經(jīng)不能良好形成．lncRNA參與了多種器質(zhì)性疾病的發(fā)生發(fā)展［10］，如H19參與HBV感染相關(guān)肝細(xì)胞肝癌細(xì)胞的上皮間質(zhì)化及肝內(nèi)轉(zhuǎn)移［20］，lncROR參與心肌肥厚的發(fā)生［21］，BACE1?AS參與阿茨海默癥β淀粉樣蛋白的沉積［22］等，此外，lncRNA與精神性疾病也相關(guān)，Lewejohann等［23］利用老鼠進(jìn)行試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)BC1缺陷的老鼠缺乏探索精神并更易表現(xiàn)為焦慮及更高的死亡率．

2 miRNA的相關(guān)研究進(jìn)展

2．1 概念miRNA是一類(lèi)不具有開(kāi)放性閱讀框架、長(zhǎng)度為18～25 nt的非編碼短序列RNA，其廣泛存在于真核生物中．研究發(fā)現(xiàn)，miRNA有一個(gè)成熟過(guò)程［24］，編碼miRNA的基因在RNA聚合酶Ⅱ的作用下轉(zhuǎn)錄為加帽和加多聚腺苷酸尾的初級(jí)miRNA轉(zhuǎn)錄本（pri?miRNA），接著在Drosha復(fù)合酶作用下剪切成發(fā)夾樣 miRNA前體（pre?miRNA），pre?miRNA再通過(guò)輸出蛋白5轉(zhuǎn)運(yùn)至胞質(zhì)，在胞質(zhì)中的Dicer復(fù)合酶作用下加工成成熟miRNA．成熟的miRNA 5'端有一磷酸基團(tuán)，3'端為羥基，這一特點(diǎn)使它與大多數(shù)寡核苷酸和功能RNA的降解片段區(qū)別開(kāi)來(lái)．絕大多數(shù)miRNA具有高度的保守性、時(shí)序性和組織特性［25－27］，比如乳腺中miRNA的表達(dá)存在組織特異性、物種差異性甚至階段特異性，有研究通過(guò)比較哺乳動(dòng)物不同組織miRNA表達(dá)譜發(fā)現(xiàn)，很多miRNA在乳腺中存在特異性表達(dá)，這一現(xiàn)象在人、小鼠等物種中普遍存在，且不同的物種中乳腺表達(dá)的miRNA存在種類(lèi)和量上的差異［28］．Avril?Sassen等［29］對(duì)小鼠乳腺發(fā)育和泌乳過(guò)程中miRNA表達(dá)模式進(jìn)行了全面系統(tǒng)分析，發(fā)現(xiàn)鼠乳腺miRNA在幼年期、青春期、性成熟期、妊娠期、泌乳期、退化早期、退化晚期的表達(dá)存在差異，如miR?200家族、miR?146等在小鼠乳腺泌乳期及退化期表現(xiàn)出活躍的調(diào)控作用，let?7在青春期、性成熟期及妊娠期，表達(dá)形成高峰，而在泌乳期及退化期表達(dá)下降．該研究還發(fā)現(xiàn)，不同時(shí)期的小鼠乳腺中，miRNA在管腔細(xì)胞及基底上皮細(xì)胞中表達(dá)也存在差異，let?7b于幼年期、青春期及泌乳早期在管腔細(xì)胞中表達(dá)缺乏，但在后泌乳期表達(dá)恢復(fù)；miR?205直到性成熟期都幾乎只在基底樣細(xì)胞中表達(dá)豐富，但在妊娠期及后泌乳期，miR?205在管腔細(xì)胞及基底樣細(xì)胞中均可表達(dá)．此外，Berezikov等［30］發(fā)現(xiàn)，在慢性淋巴細(xì)胞性白血?。╟hronic lymphocytic leukemia，CLL）疾病發(fā)生過(guò)程中活躍的分子叢——miR?16?1／miR?15a叢，在人類(lèi)、大鼠及小鼠中完全守恒，并且9／10的序列高度保守．

2．2 miRNA對(duì)基因的調(diào)節(jié)一種miRNA分子可以調(diào)控多達(dá)200個(gè)靶基因的表達(dá)，且約有1／3人類(lèi)基因受miRNA的調(diào)控．成熟的miRNA主要在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控靶基因，其可與其他蛋白質(zhì)組成基因沉默復(fù)合體（RNA induced silencing complex，RISC），該復(fù)合體主要通過(guò)miRNA的“種子序列”（一般是5'端2～8位核苷酸序列）與靶 mRNA的 3'端非翻譯區(qū)（untranslated region，UTR）或者編碼序列的互補(bǔ)序列特異性結(jié)合而識(shí)別靶標(biāo)，從而阻遏靶mRNA的翻譯．若RISC復(fù)合體與mRNA發(fā)生部分互補(bǔ)，即阻止其翻譯；若與其靶mRNA完全互補(bǔ)則使靶mRNA降解［31］．但也有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，少數(shù)miRNA并不抑制靶標(biāo)表達(dá)，其可與核糖體蛋白的mRNA 5'UTR結(jié)合，促進(jìn)核糖體蛋白合成［32］．

2．3 miRNA對(duì)疾病發(fā)生發(fā)展的作用目前認(rèn)為，在細(xì)胞分化、機(jī)體生長(zhǎng)、發(fā)育過(guò)程及腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移、耐藥中，miRNA是最有力的基因調(diào)控因子［33］．miRNA在人類(lèi)腫瘤的發(fā)生、發(fā)展中既可作為致癌基因，也可作為抑癌基因，這取決于組織的特異性和所處的機(jī)體環(huán)境．如某些miRNA與乳腺導(dǎo)管原位癌發(fā)展到浸潤(rùn)性癌相關(guān)，尤其是let?7d、miR?210、miR?221，它們?cè)谠话┲邢抡{(diào)，但在浸潤(rùn)性癌中上調(diào)［34］．miRNA還具有影響細(xì)胞自噬的作用［35］，Zheng等［36］研究人員發(fā)現(xiàn)索拉菲尼（一種靶向藥物）在治療晚期腎透明細(xì)胞癌時(shí)可通過(guò)引起細(xì)胞自噬導(dǎo)致耐藥．細(xì)胞自噬主要由Beclin?1編碼的自噬蛋白5（ATG?5）介導(dǎo)，而miR?30a可調(diào)控Beclin?1，miR?30a的上調(diào)可使靶基因Beclin?1下調(diào)，導(dǎo)致靶基因表達(dá)自噬蛋白5減少，從而減少索拉菲尼耐藥的發(fā)生，并增加其細(xì)胞毒性作用．miRNA還可以干預(yù)磷脂酰肌醇3激酶／蛋白激酶 B（PI3 K／PKB or PI3 K／Akt）、p53和 Wnt／βcatenin等多種信號(hào)通路［37］．

3 lncRNA與miRNA相互作用機(jī)制

很多研究表明miRNA是lncRNA發(fā)揮作用的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，在很多疾病的病變細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)某一lncRNA與某些miRNA存在一定的數(shù)量關(guān)系，且它們的數(shù)量變化與相關(guān)疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)［38］，例如研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA?ROR表達(dá)增加與心肌發(fā)生肥厚正相關(guān)，且在 lncRNA?ROR增加的心肌細(xì)胞中，miR?133表達(dá)減少，后來(lái)該研究進(jìn)一步證實(shí)miR?133的確是一個(gè)重要的中間關(guān)鍵因子，它可與lncRNA?ROR相互作用使得心肌發(fā)生變化［21］．因此 lncRNA與miRNA之間可能存在重要的相互調(diào)節(jié)作用．

3．1 lncRNA對(duì)miRNA的調(diào)控研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA主要通過(guò)3種方式對(duì)miRNA進(jìn)行調(diào)節(jié)．

3．1．1 lncRNA作為 miRNA的前體／宿主 某些lncRNA可通過(guò)細(xì)胞內(nèi)的剪切作用形成miRNA的前體［12］，也有部分基因可以在轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生lncRNA的同時(shí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生miRNA，這些都是非成熟的miRNA，還必須通過(guò)進(jìn)一步加工生成特異性的miRNA才能調(diào)控靶基因的表達(dá)發(fā)揮功能．例如，在三陰性乳腺癌MDA?MB?231細(xì)胞株中［33］，檢測(cè)到有一個(gè)lncRNA?LOC554202可能是miR?31的宿主，miR?31是一個(gè)乳腺癌轉(zhuǎn)移的抑制因子，它從該基因的第一個(gè)內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄而來(lái)．LOC554202基因的第一個(gè)外顯子區(qū)域還有一個(gè)CpG島，該結(jié)構(gòu)位于miR?31域的上游，在MDA?MB?231細(xì)胞株中，上游CpG島的啟動(dòng)子甲基化可影響下游miR?31的轉(zhuǎn)錄，導(dǎo)致miR?31及LOC544202的轉(zhuǎn)錄共同下調(diào)，從而引起轉(zhuǎn)移啟動(dòng)蛋白（WAVE3）的增加．雖然這些lncRNA是某些miRNA的前體，但兩者的序列可能存在一定差異，核苷酸組成的差別顯示不同長(zhǎng)度的核苷酸序列的組成傾向有所不同，這可能是功能發(fā)揮所需要的［39］，如H19與其加工產(chǎn)物miR?675，有研究對(duì)其分析發(fā)現(xiàn)，組成H19的堿基主要為G，而miR?675為C、G，H19雖是miR?675前體，但兩者具有不同的保守性和核苷酸突變頻率，與miR?675相比，H19在不同動(dòng)物中有更高水平的核苷酸突變形式．

3．1．2 lncRNA與miRNA競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合mRNA lncRNA通過(guò)與miRNA競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合靶mRNA的3'UTR，間接抑制miRNA對(duì)靶基因的負(fù)向調(diào)控．Faghihi等［22］發(fā)現(xiàn)，β分泌酶編碼基因（beta site APP cleaving enzyme1，BACE1）座位能轉(zhuǎn)錄出1條反義lncRNA（BACE1?AS），BACE1?AS水平上調(diào)后將增加BACE1 mRNA穩(wěn)定性，并通過(guò)轉(zhuǎn)錄后水平某前饋機(jī)制促進(jìn)β?淀粉樣物質(zhì)的產(chǎn)生，與阿茨海默癥發(fā)病機(jī)理密切相關(guān)，F(xiàn)aghihi等［40］通過(guò)體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)有一種miRNA（miR?485?5p）也參與 BACE1的調(diào)節(jié)，BACE1 mRNA既能與BACE1?AS結(jié)合的開(kāi)放閱讀框，也能與miR?485?5p結(jié)合，與miR?485?5p結(jié)合后可使其沉默，但BACE1?AS可競(jìng)爭(zhēng)性地結(jié)合BACE1 mRNA以減少miR?485?5p對(duì)其的抑制．

3．1．3 海綿效應(yīng) lncRNA可以誘餌的方式吸附一些特定的miRNA，從而調(diào)控這些miRNA靶基因的表達(dá)，這種作用方式被稱(chēng)為“海綿效應(yīng) ”（miRNA sponge），具有該作用的lncRNA被稱(chēng)為競(jìng)爭(zhēng)性?xún)?nèi)源RNA （competing endogenous RNA，ceRNA）［41］．lncRNA與miRNA之間主要通過(guò)miRNA應(yīng)答元件（miRNA response element，MRE）進(jìn)行調(diào)控［42］，MRE就像miRNA與其他RNA之間的一種“語(yǔ)言”，存在的MRE數(shù)量越多，兩者間的交流越多，且兩者的交流是雙向的，如某lncRNA的3'UTR含有一定數(shù)量的MRE，可通過(guò)MRE吸附某些miRNA，miRNA與之結(jié)合后可通過(guò)順式作用直接作用于該lncRNA，也可通過(guò)反式作用間接作用于miRNA或其他RNA．Cesana等［43］在研究人和鼠的骨骼肌分化過(guò)程中，通過(guò)高通量轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)篩選并克隆了一個(gè)參與骨骼肌分化的名為linc?MD1的lncRNA，發(fā)現(xiàn)該lncRNA可作為miR?133和miR?135的ceRNA與它們特異性結(jié)合，進(jìn)而保證miR?133及miR?135的靶基因，即肌細(xì)胞特異性增強(qiáng)因子 2C（MEF2C）及決定因子樣蛋白?1（MAML1）不被抑制，并有機(jī)會(huì)結(jié)合至基因啟動(dòng)子區(qū)，促進(jìn)肌母細(xì)胞相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄．Nam等［44］還發(fā)現(xiàn)，部分lncRNA還能與miRNA前體（pri?miRNA、pre?miRNA）結(jié)合進(jìn)而抑制靶miRNA，如Lin28是Let?7的一種有效的特殊抑制劑，Lin28是一種與干細(xì)胞多能性、多種低分化腫瘤、人體身高等相關(guān)的lncRNA，Let?7是一種與多種惡性腫瘤相關(guān)的miRNA，是乳腺癌的一個(gè)抑制因子．Lin28有兩個(gè)十分復(fù)雜但很重要的核苷酸折疊區(qū)域——CSD與CCHCx2，它們可與pre?let?7和pri?let?7結(jié)合，啟動(dòng)Lin28對(duì)Let?7的抑制，此外，Lin28還可以招募一個(gè)TUTase，并將U結(jié)合至pre?let?7的3'端，從而增加let?7的降解．

3．2 miRNA對(duì)lncRNA的調(diào)控目前研究發(fā)現(xiàn)miRNA主要通過(guò)2種方法調(diào)節(jié)lncRNA．

3．2．1 直接作用 miRNA可直接作用于lncRNA，由于lncRNA的轉(zhuǎn)錄成熟過(guò)程與mRNA類(lèi)似，包括RNA的剪接和編輯，成熟的 lncRNA通常也加帽，也有Poly?A，即有5'UTR和3'UTR，故miRNA可像作用于mRNA一樣與lncRNA 3'UTR不完全匹配，從而對(duì)lncRNA進(jìn)行負(fù)性調(diào)節(jié)［38］．Calin等［27］發(fā)現(xiàn)，人類(lèi)白血病細(xì)胞中存在一種能轉(zhuǎn)錄出多種lncRNA的極度保守區(qū)域（ultraconserved region，UCR），而這些lncRNA的表達(dá)水平與13個(gè)miRNA的表達(dá)明顯呈負(fù)相關(guān)．通過(guò)序列比對(duì)分析這13個(gè)miRNA發(fā)現(xiàn)，其中5個(gè)miRNA（miR?24、miR?155、miR?233、miRR?146a、miR?29b）與UCR轉(zhuǎn)錄出來(lái)的lncRNA存在明顯的“種子區(qū)”匹配．當(dāng)將潛在匹配序列克隆入熒光素酶基因的3'UTR后，熒光素酶報(bào)告基因?qū)嶒?yàn)證實(shí)miR?155、miR?24和miR?29b與“種子區(qū)”匹配后確實(shí)對(duì)這些lncRNA具有負(fù)性調(diào)控作用．之后，Calin等對(duì)miR?155進(jìn)行了進(jìn)一步驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，當(dāng)miR?155在MEGO1白血病細(xì)胞株中過(guò)表達(dá)時(shí)，目的lncRNA表達(dá)下調(diào)；反之，當(dāng)降低miR?155表達(dá)時(shí)，目的lncRNA的表達(dá)明顯升高．

3．2．2 間接作用 miRNA可間接作用于lncRNA，主要是lncRNA與miRNA調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)存在的重疊或者兩者位置的特殊關(guān)系影響其相互作用，鑒于miRNA的基因座可以位于基因組編碼區(qū)和非編碼區(qū)，lncRNA與miRNA可存在著物理聯(lián)系，且lncRNA與miRNA的交互作用形成了轉(zhuǎn)錄組中的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，該交互作用有時(shí)還具有類(lèi)似于增強(qiáng)子的功能來(lái)影響鄰近基因表達(dá)［45－46］．Braconi等［47］發(fā)現(xiàn)在肝細(xì)胞肝癌中，有一種母本印跡基因（MEG3），能轉(zhuǎn)錄一長(zhǎng)約1700 nt的lncRNA，通過(guò)使用lncRNA芯片來(lái)對(duì)比肝癌細(xì)胞和正常肝細(xì)胞的lncRNA表達(dá)水平，檢測(cè)出具有抑癌活性的MEG3在肝癌細(xì)胞中表達(dá)顯著下調(diào)，并發(fā)現(xiàn)該類(lèi)細(xì)胞中DNA甲基化酶（DNMT）表達(dá)水平較高．進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，MEG3基因表達(dá)下調(diào)是由于啟動(dòng)子區(qū)發(fā)生高度甲基化，當(dāng)用siRNA技術(shù)降低肝癌細(xì)胞株中的DNMT表達(dá)后，MEG3的水平顯著升高，從而抑制肝癌細(xì)胞增殖和促進(jìn)細(xì)胞凋亡．根據(jù)前期研究［48－49］，miR?29可負(fù)性調(diào)節(jié)白血病及肺癌細(xì)胞中的DNA甲基化酶?1／3B，研究者發(fā)現(xiàn)肝癌細(xì)胞中也存在一種miR?29a相關(guān)性 DNMT，miR?29a表達(dá)增加將減少DNMT的生成，而后研究者又通過(guò)體內(nèi)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在miR?29a敲除的轉(zhuǎn)基因小鼠中，肝臟組織中MEG3的鼠類(lèi)同系物（GTL2）的表達(dá)水平明顯低于野生型小鼠，證實(shí)了miR?29a通過(guò)對(duì)DNMT的調(diào)節(jié)對(duì)MEG3有間接的正向調(diào)控作用．

3．3 兩者形成的調(diào)節(jié)環(huán)路lncRNA與miRNA都有各自的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，但是兩者的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)并不是獨(dú)立存在的，很多時(shí)候在一種疾病的發(fā)生發(fā)展中l(wèi)ncRNA與miRNA的調(diào)控是相互依存、相互交織的，共同形成了一個(gè)復(fù)雜的調(diào)控環(huán)路．在肝癌細(xì)胞中［20］，H19是一種關(guān)鍵lncRNA，癌旁組織中H19的高表達(dá)是肝癌肝內(nèi)轉(zhuǎn)移的重要機(jī)制，H19表達(dá)減少可通過(guò)H19相關(guān)蛋白復(fù)合體（hnRNP U／PCAF／RNAPolⅡ）增加組蛋白乙酰化修飾而激活miR?200家族的表達(dá)，而miR?200家族有抑制上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial?mesenchymal transition，EMT）及腫瘤轉(zhuǎn)移的作用，在這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，Zhang等在進(jìn)一步研究H19的潛在作用時(shí)，意外發(fā)現(xiàn)組蛋白去乙?；?4（HDAC4）的過(guò)表達(dá)能抑制H19，他們?cè)诒磉_(dá)H19的細(xì)胞群中加入了HDAC4抑制劑曲古菌素A后，H19的表達(dá)果然大幅增加．除此之外，根據(jù)香港大學(xué)Liang等［50］在結(jié)腸癌的相關(guān)研究還發(fā)現(xiàn)，H19的高表達(dá)可通過(guò)海綿效應(yīng)抑制 miR?200a，從而增加結(jié)腸癌上皮間質(zhì)化及轉(zhuǎn)移，而H19還可與miR?200a?RISC復(fù)合體結(jié)合，miR?200a?RISC并不使H19降解，但可影響其功能．此外，miRNA的靶標(biāo)可通過(guò)產(chǎn)生RNA結(jié)合蛋白（BNPs）、sp1等信號(hào)通路等機(jī)制逆向影響miRNA的穩(wěn)定性和功能［51］．Yuan等［52］的研究發(fā)現(xiàn)，miR?200a和組蛋白去乙?；福℉DAC4）在肝細(xì)胞癌中可形成負(fù)反饋調(diào)節(jié)環(huán)路，即miR?200a可與HDAC4 mRNA3'端結(jié)合抑制HDAC4的產(chǎn)生，而HDAC4的過(guò)表達(dá)可通過(guò)sp1通路抑制miR?200a．由此可見(jiàn)，H19、miR?200a及HDAC4可通過(guò)不同機(jī)制相互聯(lián)系、相互影響，在某些腫瘤的發(fā)生及轉(zhuǎn)移中形成了一個(gè)復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)．

4 總結(jié)與展望

miRNA與lncRNA的研究越來(lái)越受到重視，但lncRNA與miRNA的相互調(diào)控機(jī)制中仍有很多不為人知的地方．miRNA和某些lncRNA在多種體液（血漿、唾液、眼淚、尿液、羊水、母乳、支氣管灌洗液、腦脊液、腹腔積液、胸腔積液、精液等）中都可以被檢測(cè)出，并且miRNA在富含核糖核酸酶的環(huán)境中仍然能保持自身穩(wěn)定，具有作為生物標(biāo)志物的潛在優(yōu)勢(shì)［53］．隨著科技的進(jìn)步，能夠測(cè)定miRNA與lncRNA的方法越來(lái)越多，這對(duì)miRNA與lncRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的研究起著巨大的推動(dòng)作用，將來(lái)miRNA與lncRNA有可能成為某些疾病診斷和判斷預(yù)后的重要依據(jù)．

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Research progress of the regulatory mecha?nisms between lncRNAs and miRNAs

HU Ming?Yang，MING Jia
The Second Affiliated Hospital of Chongqing Medical University，Chongqing 400000，China

A great part of human genes can be transcribed，but the vast majority of the transcriptions are non?coding RNAs（ncR?NAs），which play an important regulatory role in many vital activities by affecting gene expression and epigenetics．Long non?coding RNA（lncRNA）and microRNA（miRNA）are two important types of ncRNAs that have be found as important roles in regula?ting the development of many diseases．LncRNAs can be the host of miRNAs in competition for mRNA with miRNA or as miRNAs sponges to regulate miRNAs．While miRNAs can down?regulate lncRNA by directly binding it or regulate lncRNA indirectly with medial factors．Their regulatory roles are mutual and jointly form a complex regulatory network．This review mainly summarizes the regulatory mechanisms between miRNAs and lncRNAs in recent years．

lncRNA；miRNA；regulatory mechanisms

R730．2

A

2095?6894（2017）02?71?06

2016－11－09；接受日期：2016－11－26

重慶市衛(wèi)生計(jì)生委醫(yī)學(xué)科研項(xiàng)目（2016ZDXM102）；重慶市渝中區(qū)科技計(jì)劃項(xiàng)目（20160104）

胡銘陽(yáng)．E?mail：mjia1001＠sina．com

明 佳．副主任醫(yī)師，副教授．Tel：023?63693843 E?mail：mjia1001＠sina．com