張宇博，韓世愈

(哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第四醫(yī)院婦產(chǎn)科，哈爾濱 150001)

卵巢癌的發(fā)生率居女性腫瘤的第六位，是致死率最高的女性生殖系統(tǒng)惡性腫瘤[1]。據(jù)估計(jì)，2015年中國(guó)新發(fā)卵巢癌52 100例，其中死亡22 500例[2]。盡管在腫瘤細(xì)胞減滅術(shù)和化療藥物治療方面取得了巨大進(jìn)展，但由于卵巢癌缺乏特異癥狀及篩查手段，發(fā)現(xiàn)時(shí)往往已發(fā)展至晚期，且傳統(tǒng)化療方法逐漸出現(xiàn)耐藥，患者的5年生存率僅為30%～40%[3]。因此急需探索新的診斷方法和治療手段。研究表明，長(zhǎng)鏈非編碼RNA(long non-coding RNA，lncRNA)在卵巢癌中具有重要作用[4]，可能為卵巢癌的診斷、治療提供有效的生物標(biāo)志物以及治療靶點(diǎn)。

隨著高分辨率微陣列和大規(guī)模平行測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，超過(guò)98%的人類基因組將被轉(zhuǎn)錄成不具有明顯蛋白質(zhì)編碼能力的RNA轉(zhuǎn)錄本[5]。根據(jù)其大小，這些非編碼RNA可以分為lncRNA(>200個(gè)核苷酸)和小非編碼RNA(≤200個(gè)核苷酸)[6]。這些小非編碼RNA如微RNA(microRNA,miRNA)、小干擾RNA等因在多種疾病的發(fā)生發(fā)展中具有顯著的作用而受到廣泛研究。lncRNA是非編碼RNA的一種，從2009年識(shí)別6 496個(gè)到2015年識(shí)別15 941個(gè)[7]，其發(fā)現(xiàn)數(shù)量不斷增多，對(duì)其功能的研究也越來(lái)越深入。lncRNA參與許多重要的生物學(xué)功能，包括基因組印跡、劑量補(bǔ)償效應(yīng)、表觀遺傳調(diào)控、細(xì)胞周期調(diào)控、細(xì)胞分化以及腫瘤發(fā)生等[8]。目前，很多l(xiāng)ncRNAs的作用已在不同腫瘤中得到評(píng)估，不同腫瘤階段以及組織分級(jí)的lncRNAs表達(dá)也存在差異[8]。lncRNAs在卵巢癌中同樣也具有重要作用，其過(guò)表達(dá)、缺乏或突變與卵巢癌的發(fā)生、轉(zhuǎn)移及預(yù)后相關(guān)。現(xiàn)就近年在卵巢癌中發(fā)現(xiàn)的表達(dá)失調(diào)的lncRNAs及其在卵巢癌中的生物學(xué)作用進(jìn)行綜述。

1 LncRNA概述

在人類基因組中，僅有2%的區(qū)域編碼蛋白質(zhì)，70%以上的基因組區(qū)域被轉(zhuǎn)錄成不具有編碼蛋白質(zhì)能力的非編碼RNA[9]，但非編碼區(qū)域在大部分生物過(guò)程如發(fā)育、分化、細(xì)胞周期、癌癥形成以及其他生物過(guò)程中發(fā)揮重要作用[10]。基于與相鄰轉(zhuǎn)錄物之間的基因組接近度，lncRNA又可分為反義lncRNA、內(nèi)含子lncRNA、基因間lncRNA、啟動(dòng)子相關(guān)lncRNA和非翻譯區(qū)lncRNA[6，11]?；诩?xì)胞水平的表達(dá)模式和功能，lncRNA又可分為癌基因功能lncRNA、腫瘤抑制基因功能lncRNA和雙功能lncRNA，如長(zhǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)的非編碼轉(zhuǎn)錄物5和尿路上皮癌抗原1(urothelial carcinoma associated 1,UCA1)屬于癌基因功能lncRNA，而母系表達(dá)基因3(maternally expressed 3，MEG3)屬于腫瘤抑制基因功能lncRNA，H19印跡母系表達(dá)轉(zhuǎn)錄本(H19 imprinted maternally expressed transcript，H19)屬于雙功能lncRNA，其在部分腫瘤組織中過(guò)表達(dá)，而在其他腫瘤組織中低表達(dá)甚至缺失[12]。

目前僅有一小部分功能性lncRNAs被表征。LncRNA可通過(guò)與DNA、染色質(zhì)、信號(hào)調(diào)節(jié)蛋白以及多種細(xì)胞RNA相互作用，影響腫瘤細(xì)胞的生物學(xué)行為。與染色質(zhì)結(jié)合的lncRNAs可通過(guò)控制局部染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)或募集特異性調(diào)節(jié)因子到特定基因座，從而調(diào)節(jié)基因的表達(dá)[11]。與蛋白質(zhì)結(jié)合的lncRNAs可促進(jìn)蛋白質(zhì)復(fù)合物的組裝或阻礙蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)的相互作用，從而影響細(xì)胞間信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和生物學(xué)行為[13]。與編碼蛋白R(shí)NA結(jié)合的lncRNAs可以激活參與信使RNA(message RNA，mRNA)代謝的多種酶，從而影響mRNA剪接、穩(wěn)定性或翻譯，調(diào)控基因表達(dá)[14]。miRNA是一類重要的小型非編碼RNA，參與包括癌癥在內(nèi)的多種疾病[15]，通過(guò)序列互補(bǔ)性與靶mRNA結(jié)合，導(dǎo)致mRNA翻譯抑制和去穩(wěn)定化。一些lncRNAs還通過(guò)與miRNA結(jié)合阻止其作用于靶mRNA。參與這種相互作用的lncRNA被稱為競(jìng)爭(zhēng)性內(nèi)源RNA。MEG3可通過(guò)改變卵巢癌中miRNA-21的表達(dá)影響信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3的表達(dá)[16]。最近已有研究報(bào)道了lncRNA與miRNA的關(guān)系，但這些相互作用在細(xì)胞中與功能相關(guān)的程度尚存在爭(zhēng)議[17]，需要進(jìn)一步驗(yàn)證。lncRNA與miRNA間存在的另一種關(guān)系即某些lncRNAs是miRNA的前體RNA，如H19是人類miR-675的前體RNA。因此，研究這種lncRNA的作用需要考慮其衍生靶點(diǎn)miRNA的功能[18]。通過(guò)研究腫瘤相關(guān)競(jìng)爭(zhēng)性內(nèi)源RNA網(wǎng)絡(luò)，有助于探索更多基因表達(dá)調(diào)控模式，更深層次了解基因的表達(dá)調(diào)控。

LncRNAs的生物學(xué)行為決定了其在腫瘤發(fā)生和發(fā)展中的重要作用。相對(duì)于正常組織,腫瘤組織往往會(huì)發(fā)生特異性lncRNAs表達(dá)下調(diào)或上調(diào),從而引起腫瘤發(fā)生，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖、浸潤(rùn)和轉(zhuǎn)移或抑制凋亡。

2 LncRNAs在卵巢癌中的表達(dá)及作用

2.1表達(dá)上調(diào)的lncRNAs

2.1.1HOX轉(zhuǎn)錄反義RNA(HOX transcript antisense RNA，HOTAIR) HOX基因簇通過(guò)編碼進(jìn)化保守的轉(zhuǎn)錄因子家族調(diào)節(jié)胚體發(fā)育，并在幾種成體細(xì)胞分化過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。在人類4個(gè)不同的染色體上存在A、B、C、D 4種不同的HOX基因座。HOTAIR是一種與腫瘤發(fā)生密切相關(guān)的HOXC基因座轉(zhuǎn)錄的lncRNA[19]。HOTAIR在漿液性卵巢癌(serous ovarian carcinoma,SOC)中的表達(dá)升高，且升高的水平與國(guó)際婦產(chǎn)科聯(lián)盟分期、腫瘤組織學(xué)分級(jí)、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移呈正相關(guān)，多因素分析表明，HOTAIR可作為預(yù)測(cè)SOC總體生存率和無(wú)病生存率的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[20-21]。此外，HOXA11反義RNA(HOX11 transcript antisense RNA，HOXA11-AS)在SOC中也高表達(dá)，且HOXA11-AS水平與SOC的組織學(xué)分級(jí)、術(shù)前糖類抗原125水平顯著相關(guān)；多因素Cox回歸分析顯示，腫瘤組織中HOXA11-AS高表達(dá)是無(wú)進(jìn)展生存期和總生存期的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子[22]。

2.1.2H19 H19基因是卵巢癌中第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的印記母系異常表達(dá)的lncRNA，通常在胎兒組織中高表達(dá)，出生后大部分組織中的表達(dá)被抑制。除編碼lncRNA外，H19基因也是miRNA-675的前體，能夠調(diào)節(jié)對(duì)生長(zhǎng)、發(fā)育和致癌起關(guān)鍵作用的基因的表達(dá)，如視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤基因。miRNA let-7屬于腫瘤抑制miRNA,能使調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)的致癌基因的表達(dá)下調(diào)[23]。H19的過(guò)表達(dá)可通過(guò)抑制miRNA let-7，調(diào)節(jié)細(xì)胞周期相關(guān)基因的表達(dá),從而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖和遷移[24]。與鄰近的非腫瘤組織相比，H19在大部分卵巢癌組織中的表達(dá)上調(diào)，其表達(dá)水平與腫瘤分期和腫瘤大小呈正相關(guān)，沉默H19將誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡和G2/M期停滯[25]。此外，在大部分卵巢癌患者的腹水中也可以檢測(cè)到H19 RNA[26]。因此H19對(duì)卵巢癌發(fā)生和發(fā)展可能具有重要作用。

2.1.3INK4基因座中反義非編碼RNA(antisense non-coding RNA in the INK4 locus，ANRIL) ANRIL定位于染色體9p21區(qū)域，被轉(zhuǎn)錄成3.8 kb lncRNA，通過(guò)結(jié)合細(xì)胞分裂蛋白調(diào)節(jié)劑1和細(xì)胞分裂蛋白調(diào)節(jié)劑2調(diào)控INK4b/ARF/INK4a基因簇的表觀遺傳[27]。研究表明，ANRIL在SOC組織和高轉(zhuǎn)移性SOC細(xì)胞系過(guò)表達(dá)，其表達(dá)水平與國(guó)際婦產(chǎn)科聯(lián)盟分期、組織學(xué)分級(jí)、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移呈正相關(guān)，且ANRIL高表達(dá)卵巢癌患者表現(xiàn)出較短的總生存期[28]。此外，ANRIL在SOC侵襲、轉(zhuǎn)移中具有重要作用，基質(zhì)金屬蛋白酶3是ANRIL的關(guān)鍵下游基因[28]。

2.1.4人卵巢癌特異性轉(zhuǎn)錄因子2(human ovarian cancer-specific transcription factor 2,HOST2) HOST2是定位在染色體10q23.1區(qū)域的lncRNA，含有多拷貝的逆轉(zhuǎn)錄病毒相關(guān)序列。在正常組織或正常卵巢組織中HOST2呈低表達(dá)或缺失，但在卵巢癌來(lái)源的細(xì)胞系和原發(fā)性腫瘤中高表達(dá)[29]。此外，與正常卵巢上皮細(xì)胞相比，HOST2在4種主要的卵巢癌細(xì)胞亞型中的表達(dá)上調(diào)[29]。Gao等[30]認(rèn)為，HOST2可通過(guò)抑制miRNA let-7b下調(diào)靶抑癌基因，增強(qiáng)上皮性卵巢癌中癌細(xì)胞的遷移、侵襲和增殖。

2.1.5功能基因組趨化基因1(functional genomic chemotactic gene 1，F(xiàn)AL1) FAL1是采用功能基因組方法鑒定的lncRNA,現(xiàn)已證實(shí)其RNA在許多癌細(xì)胞中頻繁過(guò)表達(dá)，在超過(guò)93%的卵巢癌樣本中可檢測(cè)到FAL1的高表達(dá)，在晚期卵巢癌中的表達(dá)量和拷貝數(shù)更高[31]。FAL1 RNA的高表達(dá)和FAL1基因的基因組增加與多種腫瘤患者的低存活率顯著相關(guān)[31]。FAL1的致癌活性可歸因于對(duì)p21的抑制作用，其還能與表觀遺傳阻遏物鼠類淋巴瘤濾過(guò)性病毒致癌基因 1結(jié)合，通過(guò)控制其穩(wěn)定性，改變包括細(xì)胞周期素依賴性激酶抑制因子1A在內(nèi)的許多基因的轉(zhuǎn)錄[31]，從而發(fā)揮腫瘤激活作用。

2.1.6UCA1 UCA1是膀胱癌細(xì)胞生長(zhǎng)的調(diào)節(jié)因子[32]。UCA1在卵巢癌組織中的表達(dá)也升高[33]。在SKOV-3細(xì)胞中，UCA1 RNA的高表達(dá)可增加腫瘤細(xì)胞的遷移、侵襲，增強(qiáng)順鉑的耐藥能力[33]。UCA1的這種功能可能是通過(guò)精氨酸-絲氨酸蛋白激酶1和凋亡途徑蛋白介導(dǎo)[33]。

2.1.7LncRNA AB073614 LncRNA AB073614是卵巢癌發(fā)展過(guò)程中的功能性癌基因。與正常卵巢組織相比，在85.3%的卵巢癌組織中AB073614的表達(dá)上調(diào)；與低表達(dá)組相比，AB073614高表達(dá)的卵巢癌患者具有較低的5年總生存期[34]。在卵巢癌細(xì)胞系中使用小干擾RNA下調(diào)AB073614的表達(dá)，卵巢癌細(xì)胞的生物學(xué)行為如增殖、侵襲被抑制，癌細(xì)胞周期停滯，并啟動(dòng)凋亡程序[34]。同時(shí)研究該還發(fā)現(xiàn)，lncRNA可能通過(guò)靶向胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1/2和蛋白激酶Bα介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑發(fā)揮致癌作用[34]。

2.2表達(dá)下調(diào)的lncRNAs

2.2.1X染色體失活特異轉(zhuǎn)錄物(X inactive specific transcript，Xist) Xist作為僅由非活性X染色體轉(zhuǎn)錄表達(dá)的一種lncRNA，在卵巢癌細(xì)胞系或復(fù)發(fā)性卵巢癌細(xì)胞系的表達(dá)缺失或下調(diào),并可縮短卵巢癌患者的無(wú)進(jìn)展生存期[35-36]。研究表明，Xist的下調(diào)能夠上調(diào)X連鎖的凋亡抑制功能，引發(fā)癌細(xì)胞的抗藥表型，從而導(dǎo)致癌細(xì)胞對(duì)化療藥物的耐藥[35]。Xist的丟失可能與卵巢癌中乳腺癌相關(guān)基因1的突變有關(guān)，但目前尚未得到驗(yàn)證，仍存在爭(zhēng)議。

2.2.2MEG3 MEG3是位于第14號(hào)染色體q32區(qū)域的一種能夠提高p53等抑癌基因表達(dá)、阻止腫瘤發(fā)生和發(fā)展的lncRNA。由于MEG3啟動(dòng)子高甲基化作用，使其在大部分上皮性卵巢癌組織和細(xì)胞系中的表達(dá)降低或消除[16]。此外，MEG3的異常高表達(dá)能抑制上皮性卵巢癌細(xì)胞的增殖并促進(jìn)凋亡[16]。因此，MEG3啟動(dòng)子高甲基化導(dǎo)致其表達(dá)降低可能是上皮性卵巢癌發(fā)生和發(fā)展的重要因素。針對(duì)此甲基化靶點(diǎn)，有望開(kāi)發(fā)出新型有效的卵巢癌靶向藥物。

2.2.3生長(zhǎng)停滯特異性轉(zhuǎn)錄因子5(growth arrest specific 5，GAS5) 與正常卵巢上皮組織相比，上皮性卵巢癌組織中GAS5的表達(dá)水平降低，而在正常卵巢上皮和良性上皮病變中GAS5的表達(dá)無(wú)明顯變化，GAS5表達(dá)的下調(diào)能促進(jìn)腫瘤細(xì)胞淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移[37]。此外，GAS5能抑制卵巢癌細(xì)胞增殖，促進(jìn)細(xì)胞凋亡，減少腫瘤細(xì)胞遷移和侵襲[37]。因此，GAS5有望成為上皮性卵巢癌新的治療靶點(diǎn)。

3 小 結(jié)

隨著高通量測(cè)序基因組學(xué)的發(fā)展，通過(guò)使用新一代測(cè)序工具對(duì)人類組織或細(xì)胞進(jìn)行l(wèi)ncRNA表達(dá)譜的檢測(cè)，有望識(shí)別出更多對(duì)惡性腫瘤發(fā)生和發(fā)展具有重要生物學(xué)作用的lncRNAs。通過(guò)研究lncRNA的生物學(xué)特性及潛在的分子機(jī)制，有望找到更特異的惡性腫瘤早期診斷方法和治療靶點(diǎn)，從而提高患者的生存率。此外，利用生物信息學(xué)構(gòu)建出更多l(xiāng)ncRNA-miRNA-mRNA的競(jìng)爭(zhēng)性內(nèi)源RNA網(wǎng)絡(luò),有助于探索出更多惡性腫瘤所涉及的基因表達(dá)調(diào)控機(jī)制。