金洋亦泓，楊繼元

長江大學(xué)附屬第一醫(yī)院腫瘤科，湖北 荊州 434000

結(jié)直腸癌（colorectal cancer，CRC）是世界上常見的惡性腫瘤之一，是全球范圍內(nèi)腫瘤相關(guān)死亡的第二大常見原因[1]。近年來，CRC的發(fā)病率和病死率均有所上升，尤其是在發(fā)展中國家。盡管CRC的預(yù)防、診斷和治療水平不斷提高，但有效的治療方法仍有待研究。轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)是CRC治療失敗的主要原因。腫瘤的轉(zhuǎn)移是一個復(fù)雜的、多步驟參與的過程，是腫瘤細胞從原發(fā)灶的微環(huán)境到多個遠處器官的傳播和二級位點的定植。血管生成、免疫逃逸、腫瘤細胞增殖和腫瘤細胞遷移對轉(zhuǎn)移性的定植、生長至關(guān)重要[2]。有研究發(fā)現(xiàn)，許多長鏈非編碼RNA（long non-coding RNA，lncRNA）作為調(diào)節(jié)分子在CRC的形成和進展中發(fā)揮作用[3]。此外，盡管lncRNA不具有編碼蛋白質(zhì)的開放閱讀框架，但部分lncRNA能夠編碼一些短片段的多肽[4]。lncRNA參與CRC細胞的增殖和遷移，與CRC的預(yù)后不良有關(guān)[5]。本文對lncRNA在CRC轉(zhuǎn)移中的研究進展作一綜述。

1 lncRNA的概念

lncRNA是轉(zhuǎn)錄本長度超過200個核苷酸的RNA片段，廣泛存在于細胞核和細胞質(zhì)內(nèi)，也存在于細胞器中，因缺少開放閱讀框，不參與或很少參與蛋白質(zhì)的編碼，而是以RNA的形式從多種層面調(diào)控基因的表達水平[6]。新一代的測序技術(shù)發(fā)現(xiàn)了數(shù)千個lncRNA在腫瘤中異常表達或突變[7]。與蛋白編碼序列和小分子RNA相比，lncRNA的分子生物學(xué)功能具有多樣性。lncRNA在不同組織或細胞中的表達水平不同，幾乎參與了腫瘤全部生物學(xué)過程的調(diào)控。根據(jù)lncRNA與蛋白編碼基因間的距離及相對位置，lncRNA可被分為同義lncRNA、反義 lncRNA、雙向 lncRNA、內(nèi)含子 lncRNA、基因間lncRNA。

2 lncRNA 的功能及作用機制

目前，lncRNA在許多生物學(xué)過程中發(fā)揮作用，作用機制主要涉及表觀遺傳、轉(zhuǎn)錄及轉(zhuǎn)錄后等多個層面，從而調(diào)控蛋白質(zhì)編碼基因的表達。lncRNA的功能主要包括轉(zhuǎn)錄干擾、起始染色質(zhì)重構(gòu)、結(jié)合基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄因子導(dǎo)致啟動子失活、激活輔助蛋白、激活轉(zhuǎn)錄因子、活化蛋白的低聚化、轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)錄因子、基因簇的表觀遺傳學(xué)沉默、基因的表觀遺傳學(xué)抑制等[8]。

信號（signal）、誘餌（decoy）、導(dǎo)向（guide）、骨架（scaffold）是lncRNA的作用模式，相互關(guān)聯(lián)[8-9]。信號分子：研究發(fā)現(xiàn)，在不同的刺激條件和信號通路下，某些lncRNA會被特異性轉(zhuǎn)錄，并會作為信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子參與特殊信號通路的傳導(dǎo)。分子誘餌：lncRNA具有分子誘餌的作用，誘導(dǎo)某些蛋白質(zhì)、RNA或微小RNA（microRNA，miRNA）分子離開特定的區(qū)域。lncRNA被轉(zhuǎn)錄后，會直接與RNA或蛋白（一般是轉(zhuǎn)錄因子或轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)子）結(jié)合，從而發(fā)揮分子阻斷劑的作用[8]。導(dǎo)向分子：lncRNA類似于伴侶分子，與蛋白（通常是轉(zhuǎn)錄因子）結(jié)合后，可將蛋白復(fù)合物定位至特定的DNA序列，從而調(diào)控下游分子的轉(zhuǎn)錄。分子支架：lncRNA可在相關(guān)的大分子組件中起到“中心平臺”的作用（即多個相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子均可結(jié)合至此lncRNA分子上），在不同的生物信號傳導(dǎo)過程中發(fā)揮調(diào)控作用。

3 與CRC轉(zhuǎn)移相關(guān)的lncRNA

3.1 肝癌高表達基因

肝癌高表達基因（highly up-regulated in liver cancer，HULC）RNA定位于6p24.3，轉(zhuǎn)錄本長度約為500 bp。Matouk等[9]發(fā)現(xiàn)，HULC在正常腸組織、腸癌原發(fā)灶、原發(fā)灶局部轉(zhuǎn)移的淋巴結(jié)中均不表達，僅在腸癌肝轉(zhuǎn)移灶中高表達。然而，Yang等[10]證實HULC在CRC組織和細胞中的表達上調(diào)，且與CRC患者的預(yù)后差有關(guān)；體內(nèi)試驗中，HULC表達的缺失可抑制體內(nèi)CRC細胞的致瘤性；體外實驗中，其抑制體外CRC細胞的增殖、遷移和侵襲，且誘導(dǎo)細胞凋亡。HULC介導(dǎo)的致癌作用是通過表觀遺傳方式沉默裸角質(zhì)膜同源蛋白2（naked cuticle homolog 2，NKD2）的表達進行部分誘導(dǎo)的，其中，NKD2直接與Zeste基因增強子同源物2（enhancer of zeste homolog 2，EZH2）相互作用。因此，HULC可能作為CRC的重要生物標志物和有效治療靶點。

3.2 HOX轉(zhuǎn)錄反義RNA

HOX轉(zhuǎn)錄反義RNA（HOX transcript antisense RNA，HOTAIR）是首個被發(fā)現(xiàn)具有反式轉(zhuǎn)錄調(diào)控作用的lncRNA，位于12q13.13上，在胃癌、宮頸癌、乳腺癌等多種腫瘤中均發(fā)揮重要作用[11-13]。HOTAIR可與多梳抑制復(fù)合體2相互作用，其高表達與CRC的肝轉(zhuǎn)移和預(yù)后不良有關(guān)[14]。敲低HOTAIR的表達已被證實可抑制人類CRC干細胞的生長[15]。有研究發(fā)現(xiàn)，HOTAIR在CRC患者的原發(fā)灶和外周血中均高表達，可上調(diào)E-鈣黏蛋白的表達，下調(diào)波形蛋白和基質(zhì)金屬蛋白酶9（matrix metalloproteinase 9，MMP9）的表達，從而在上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）過程中發(fā)揮多種調(diào)節(jié)作用；另外，其與CRC的侵襲、轉(zhuǎn)移、分化、腫瘤分期和預(yù)后均有關(guān)[16]。

3.3 肺腺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)轉(zhuǎn)錄本1

肺腺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)轉(zhuǎn)錄本1（metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1，MALAT1）又稱核富集常染色體轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物2（nuclera-enriched autosomal transcript 2，NEAT2），位于11q13.1上，總長度為8.7 kb，以細胞核內(nèi)定位為主，參與多種腫瘤的發(fā)生與發(fā)展[17-18]。其在CRC組織中高表達，可促進絲氨酸和豐富的精氨酸剪接因子1（serine/arginine-rich splicing factor 1，SRSF1）的磷酸化，從而促進CRC細胞的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移[19-20]。另外，MALAT1可通過與腫瘤相關(guān)的樹突狀細胞中的趨化因子配體5相互作用從而介導(dǎo)CRC的進展。高表達的MALAT1已被確定為CRC預(yù)后不良的生物標志物[21]。

3.4 H19

H19是位于11號染色體p15.5上的母系印跡基因，轉(zhuǎn)錄成2.3 kb、含多聚腺苷酸的長片段非編碼剪接體。已有研究顯示，H19的表達與多種實體腫瘤有關(guān)[22]。高表達的H19與腫瘤的分化程度、腫瘤分期和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況均有關(guān)，是CRC患者生存情況的獨立預(yù)測因子。H19中rs2839698基因的突變與CRC的易感性有關(guān)，可能是CRC的潛在預(yù)后因素[23]。H19能夠調(diào)節(jié)EMT過程中多種基因的表達，這是通過作為miRNA-138和miRNA-200a的內(nèi)源性競爭 RNA（competing endogenous RNA，ceRNA）影響CRC的遷移而實現(xiàn)的[24]。H19和其產(chǎn)物miRNA-675在CRC中高表達，而高表達的miRNA-675已被證明可減少腫瘤抑制因子視網(wǎng)膜母細胞瘤蛋白（retinoblastoma protein，RB）的表達，這是通過識別和結(jié)合其非翻譯區(qū)（untranslation region，UTR）的3'端來實現(xiàn)的[25]。

3.5 結(jié)腸癌相關(guān)轉(zhuǎn)錄物

結(jié)腸癌相關(guān)轉(zhuǎn)錄物1（colon cancer associated transcript-1，CCAT1）是長度為2628個核苷酸的lncRNA，位于8q21.21，形成于MYC致癌基因上游的一個超級增強子基因區(qū)域[26]。CCAT1在CRC中發(fā)揮重要作用[27]。有研究證明，CRC患者血漿中CCAT1的水平明顯高于健康者。CCAT1、HOTAIR可作為CRC預(yù)測的生物標志物[28]。過表達的CCAT1與CRC細胞的增殖、侵襲以及CRC的臨床分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和生存期均有關(guān)[29-31]。

CCAT2位于8q24，其在結(jié)腸癌中過表達，且是結(jié)腸癌轉(zhuǎn)移、進展及染色體不穩(wěn)定性的基礎(chǔ)[32]。有研究發(fā)現(xiàn)，CCAT2與多種腫瘤的發(fā)生、發(fā)展有關(guān)[33-34]。CCAT2通過T細胞因子/淋巴細胞增強子結(jié)合因子7L2（T cell factor/lymphocyte enhancer factor 7-like 2，TCF7L2）介導(dǎo)轉(zhuǎn)錄調(diào)控從而上調(diào)MYC、miRNA-17-5p、miRNA-20a的表達，CCAT2和TCF7L2的相互作用導(dǎo)致Wnt信號傳導(dǎo)活動的增強，促進CRC細胞的生長和轉(zhuǎn)移[32]。

3.6 肌動蛋白絲相關(guān)蛋白1反義RNA1

肌動蛋白絲相關(guān)蛋白1反義RNA1（actin filament-associated protein 1-antisense RNA 1，AFAP1-AS1）位于人4號染色體肌動蛋白絲相關(guān)蛋白1（actin filament associated protein 1，AFAP1）基因反義鏈上，是長度約6810 bp的lncRNA，其表達水平與消化系統(tǒng)腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。Bo等[35]證明AFAP1-AS1在結(jié)腸癌組織中的表達水平高于正常組織。AFAP1-AS1高表達的結(jié)腸癌患者的總體生存率更低；細胞遷移和侵襲試驗表明，敲低AFAP1-AS1能抑制結(jié)腸癌細胞HT-29的遷移和侵襲；實時定量聚合酶鏈反應(yīng)（real-time quantitative polymerase chain reaction，qRT-PCR）實驗結(jié)果顯示，沉默AFAP1-AS1影響EMT相關(guān)基因的表達；蛋白質(zhì)印跡（Western blotting）試驗同樣顯示，沉默AFAP1-AS1能夠上調(diào)E-鈣黏蛋白、ZO-1蛋白的表達，并下調(diào)β-連環(huán)蛋白、波形蛋白、MMP9和鋅指E盒結(jié)合蛋白 1（zinc finger E-box binding homeobox 1，ZEB1）的表達；進一步的機制研究證明，敲低AFAP1-AS1可影響肌動蛋白-細胞角蛋白信號通路，表現(xiàn)為皮層肌動蛋白（cortactin，CTTN）、RhoA和RAB1B蛋白的表達水平升高，MPRIP蛋白的表達水平降低。由此可見，AFAP1-AS1可能是一個促癌基因，與CRC進展、轉(zhuǎn)移和預(yù)后有關(guān)，可能是診斷CRC的潛在生物標志物和新的治療靶點。

3.7 LINC00858

LINC00858位于10q23.1，主要存在于細胞質(zhì)中[36]。癌癥基因組圖譜（the Cancer Genome Atlas，TCGA）數(shù)據(jù)庫的信息顯示CRC組織中LINC00858的表達水平明顯高于正常組織。Sha等[37]證實了CRC組織中LINC00858的表達水平明顯高于鄰近組織；高表達的LINC00858與CRC患者的組織學(xué)分級、TNM分期可能有關(guān)，與性別、年齡、腫瘤大小等臨床特征可能無關(guān)，提示LINC00858參與CRC的進展；另外，LINC00858可能是與CRC預(yù)后相關(guān)的生物標志物；沉默LINC00858的表達可抑制CRC細胞的增殖、遷移和侵襲，并誘導(dǎo)其凋亡，并能夠降低HT-29、SW837細胞株中N-鈣黏蛋白、波形蛋白的表達水平；生物信息學(xué)分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)miRNA-22-3p可能是LINC00858的潛在靶點；LINC00858通過海綿miRNA-22-3p作為ceRNA與其直接相互作用。LINC00858是CRC的獨立預(yù)后生物標志物，通過miRNA-22-3p-YWHAZ軸促進CRC細胞的惡性生物學(xué)行為，從而作為促癌基因發(fā)揮作用。

3.8 lncRNA 人白細胞抗原復(fù)合物P5

Yang等[38]發(fā)現(xiàn)，與癌旁組織相比，CRC組織中l(wèi)ncRNA人白細胞抗原復(fù)合物P5（human leukocyte antigen complex P5，HCP5）的表達水平較高，miRNA-139-5p的表達水平較低；與正常結(jié)腸細胞CCD-18CO相比，CRC細胞系（GEO、HCT116、LOVO和SW620）中HCP5和miRNA-139-5p的表達水平也驗證了這一點；相關(guān)分析結(jié)果顯示，HCP5與miRNA-139-5p的表達呈負相關(guān)；相關(guān)性分析和回歸分析結(jié)果顯示，HCP5的過表達和miRNA-139-5p表達的下調(diào)與CRC患者的分化程度差、TNM分期高、發(fā)生遠處轉(zhuǎn)移有關(guān)；Kaplan-Meier生存分析結(jié)果證明，與存在高表達HCP5和低表達miRNA-139-5p的患者相比，低表達HCP5和高表達miRNA-139-5p患者的總體生存率更高；HCP5和miRNA-139-5p調(diào)節(jié)CRC的EMT、侵襲和遷移。HCP5能夠抑制miRNA-139-5p的表達；miRNA-139-5p通過靶向下游的ZEB1調(diào)節(jié)Wnt/β-catenin信號通路，從而調(diào)節(jié)EMT過程?？傊珻RC組織中高表達的HCP5預(yù)示著CRC患者的預(yù)后不良，揭示了HCP5在體內(nèi)和體外具有促進CRC發(fā)生和轉(zhuǎn)移的致癌作用。HCP5/miRNA-139-5p/ZEB1/Wnt信號通路可促進CRC細胞EMT的發(fā)生。HCP可能是CRC的診斷生物標志物和治療靶標。

3.9 小核糖體管家基因RNA1

小核糖體管家基因RNA1（small nucleolar RNA host gene 1，SNHG1）是由11號染色體上作為18S核糖體RNA重要組成部分的UHG基因轉(zhuǎn)錄而來的lncRNA，位于11q12.3，全長約3927個堿基，并包含8個小核仁RNA，有11個外顯子。Sun等[39]發(fā)現(xiàn)，與鄰近正常組織相比，SNHG1在CRC組織中高表達，且SNHG1的表達情況與CRC患者的腫瘤分期和轉(zhuǎn)移情況有關(guān)，可能成為CRC的生物標志物。上調(diào)SNHG1的表達提示預(yù)后不良，并且能夠促進CRC細胞的增殖和轉(zhuǎn)移，這與Wnt/β-連環(huán)蛋白信號通路的激活有關(guān)。高表達SNHG1的CRC患者的總體生存率和無進展生存率更低。SNHG1通過激活Wnt/β-連環(huán)蛋白通路調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子-4、細胞周期蛋白D1和MMP9的表達，從而調(diào)節(jié)β-連環(huán)蛋白的表達。敲低SNHG1可能能夠抑制CRC細胞的增殖、遷移和侵襲。Qi等[40]也發(fā)現(xiàn)SNHG1可通過Wnt/β-連環(huán)蛋白信號通路促進CRC的發(fā)生，敲低SNHG1可促進CRC細胞凋亡。SNHG1-β-連環(huán)蛋白-Wnt信號通路調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)在CRC中可能發(fā)揮作用。Zhao等[41]發(fā)現(xiàn)，SNHG1通過部分抑制p53通路從而促進CRC的發(fā)生與發(fā)展。SNHG1可作為miRNA-145的海綿促進CRC細胞的增殖，而miRNA-145是CRC的重要腫瘤抑制因子。SNHG1亦可作為結(jié)腸癌中的致癌基因通過Wnt/β-連環(huán)蛋白通路促進癌變?？傊?，SNHG1可能在CRC中具有潛在的診斷和預(yù)后價值，可能是CRC的治療靶點。

3.10 lncRNA 尿路上皮癌抗原1

lncRNA尿路上皮癌抗原1（urothelial cancer associated 1，UCA1）含有3個外顯子和2個內(nèi)含子，位于人染色體19q13.12上，含有3個不同的亞型，長度分別為1.4、2.2、2.7 kb。高表達的UCA1與結(jié)腸癌的進展密切相關(guān)。Cui等[42]發(fā)現(xiàn)，結(jié)腸癌組織中UCA1的表達與結(jié)腸癌的腫瘤大小和腫瘤分期呈正相關(guān)。此外，沉默UCA1能夠明顯抑制結(jié)腸癌細胞的增殖和侵襲，縮小腫瘤大小，降低腫瘤重量；因此，UCA1可能是一個促癌基因，可能是結(jié)腸癌的一個新的診斷標志物和治療靶點；進一步的研究表明，UCA1可能通過直接結(jié)合miRNA-28-5p來抑制miRNA-28-5p的功能從而作為促癌基因發(fā)揮作用。UCA1通過與miRNA-28-5p結(jié)合逆轉(zhuǎn)miRNA-28-5p靶基因HOXB3的下調(diào)；還可通過調(diào)節(jié)基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）的表達從而促進結(jié)腸癌細胞的增殖和侵襲，從而促進結(jié)腸癌的轉(zhuǎn)移。

以上lncRNA僅是CRC中新發(fā)現(xiàn)和研究較透徹的一部分lncRNA，還有許多與腸癌轉(zhuǎn)移相關(guān)的lncRNA如lncRNA-p21、核富集轉(zhuǎn)錄體1（nuclear enriched abundant transcript 1，NEAT1）、BRAF活化的非編碼RNA（BRAF activated non-coding RNA，BANCR）等。lncRNA在腸癌發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮著的作用極其復(fù)雜，如激活腫瘤干細胞，誘導(dǎo)新生血管、抗腫瘤細胞凋亡，促進腫瘤進展和轉(zhuǎn)移，提示lncRNA可能作為CRC患者預(yù)后的獨立因素。

4 小結(jié)與展望

盡管目前CRC發(fā)生、發(fā)展的機制研究取得了諸多進展，且根治性治療手段較多，但由于其篩查手段較少，且難以廣泛進行，多數(shù)患者就診時已出現(xiàn)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移或遠處轉(zhuǎn)移，影響預(yù)后。此外，CRC具有較高的異質(zhì)性，不同患者或相同患者在腫瘤進展的不同時期的治療方案差異較大，分子靶向治療耐藥現(xiàn)象的發(fā)生率較高。因此，進一步揭示CRC發(fā)生、發(fā)展的分子機制，尋找CRC的早期診斷指標和治療靶點，進而根據(jù)患者不同基因表達譜和病理特點采取個體化的治療手段，對于改善患者預(yù)后具有重意義。lncRNA能通過調(diào)控基因及miRNA的表達影響腫瘤的生物學(xué)行為，并參與染色體重塑、轉(zhuǎn)錄調(diào)控和RNA降解等多種過程。此外，由于其具有組織特異性，對疾病診斷的靈敏度明顯高于DNA、蛋白編碼RNA和蛋白質(zhì)標志物。lncRNA在CRC發(fā)生、發(fā)展中的作用已得到廣泛認可。因此，進一步探索lncRNA在CRC中的功能不僅對于揭示CRC的發(fā)生、發(fā)展機制具有重要意義，同時可能為尋找CRC的新的診斷指標及治療靶點提供證據(jù)。

盡管lnRNA的表達水平對腸癌細胞功能的影響可能能夠為CRC的早期診斷、預(yù)后評估及治療靶點的尋找等提供新的思路，但由于lnRNA本身作用方式的多樣性及不確定性，本文對上述腸癌相關(guān)lnRNA的具體調(diào)控機制的了解尚有限，有待于今后進一步探索。