宫颈癌中长链非编码RNA研究新进展

韦康来，曹越琦，曹雪梅，陈 罡

（广西医科大学第一附属医院病理科，广西南宁530021）

宫颈癌中长链非编码RNA研究新进展

韦康来，曹越琦，曹雪梅，陈 罡

（广西医科大学第一附属医院病理科，广西南宁530021）

长链非编码RNA（LncRNA）是真核细胞中转录本在200 nt至100 kb的非编码RNA分子，无蛋白质编码功能。多年来研究显示，LncRNA不仅与宫颈癌发生发展、诊断、预后有密切关系，还可为特异性靶点治疗提供新的研究方向。该文通过概述LncRNA和对近年来多种LncRNA在宫颈癌中的影响进行综述。

宫颈肿瘤； RNA； 长链非编码RNA； 宫颈癌； 分子调控； 综述

宫颈癌是女性常见生殖系统肿瘤之一，发病率仅次于乳腺癌，居女性恶性肿瘤第2位。全球每年约有150 000例新发病例和80 000例死亡病例[1]。其中鳞癌占80%～85%，腺癌占10%，腺鳞癌占3%，其余为少数肿瘤类型，包括透明细胞癌、浆液性癌和中肾管样癌等。随着宫颈癌筛查的推广和普及，宫颈鳞癌的发病率已有明显的下降趋势，然而腺癌在全球仍呈上升趋势。文献报道指出，在已分出的100余种人乳头瘤病毒（HPV）DNA中，与宫颈感染和病变有关的达30余种[2]，证明HPV感染与宫颈病变之间存在着重要关联。但仅高危型HPV感染尚不足以导致肿瘤的发生发展，基因和遗传学改变更是肿瘤恶化不可或缺的因素。近年来，人们将研究目光锁定在非编码RNA上，尤以长链非编码RNA（LncRNA）[3]为主，有望进一步阐明宫颈癌演变的分子机制，并为临床治疗提供新的靶标。

1 LncRNA概述

LncRNA首次由Okazaki等[4]于2002年在小鼠全长cDNA文库大规模测序中描述，这是一类转录物长度大于200 nt，无蛋白质编码功能的调节性ncRNA。其种类众多，占哺乳动物基因组转录物80%，但绝大部分功能不甚明确[5]。根据LncRNA在基因组中与蛋白质编码基因的相对位置，将其分为5类[6]：正义LncRNA、反义LncRNA、双向LncRNA、基因内LncRNA和基因间LncRNA。研究表明，LncRNA与生物学功能密切相关，其可在转录水平、转录后水平及表观遗传水平上调控基因表达，并参与物种进化、胚胎发育、物质代谢，如调控microRNA表达、参与基因的可变剪接、介导X染色体失活[7]。且多种疾病均有LncRNA的异常表达，越来越多的研究发现，LncRNA与肿瘤细胞周期的干扰和细胞凋亡的调控、侵袭转移、肿瘤耐药等有着尤为密切的关系。

2 LncRNA与宫颈癌

Gibb等[8]采用基因表达系列分析（L-SAGE）的方法证实了在人类宫颈组织中有1 056种LncRNA的表达，在轻度（CIN1）、中度（CIN2）、重度（CIN3）宫颈上皮内瘤变组织中分别有123、105和76种LncRNA异常表达，其中13种LncRNA在3种等级中均存在异常的表达。这提示LncRNA的异常与宫颈组织癌变存在一定的相关性。研究发现，LncRNA在不同信号应答过程中能被有效地调控，但LncRNA的失活也会影响遗传信息的改变，从而产生分子学效应导致不可控制的肿瘤细胞生长[9]。这意味着LncRNA在宫颈癌变的分子基础上扮演了重要的角色。经过查阅大量文献，发现与宫颈癌关系密切的LncRNA如HOT反义转录RNA（HOTAIR）、H19、基因间长链非编码RNA p21（LincRNA-p21）、尿路上皮癌胚抗原1（UCA1）、肺腺癌转移相关转录本-1（MALAT-1）等已有研究，现总结如下。

2.1 HOTAIR HOTAIR位于人类第12号染色体长臂（12 q13.13）上，长度是2 337 bp的LincRNA。该LncRNA反式调控位于不同染色体上的HOX基因簇，而不调控编码自身的HOX基因簇。HOTAIR一直被学者认为是原癌基因，在多种癌组织中过表达，与肿瘤发展、浸润、转移、不良预后密切相关。其可作为多梳抑制复合体2（PRC2）与组蛋白去甲基化酶（LSD1）的分子支架。通过调控组蛋白H3K27甲基化和H3K4去甲基化的水平使肿瘤转移抑制基因表达沉默，同时诱导肿瘤转移正向调控基因表达，从而促进肿瘤的转移[10]。Huang等[11]通过实时定量RT-PCR方法比较218例宫颈癌患者的癌组织与癌旁正常组织中HOTAIR的表达水平，发现其在宫颈癌组织中的表达量显著高于癌旁组织，且HOTAIR的高表达也与淋巴结转移存在一定的关系，该发现预示着HOTAIR可作为宫颈癌的诊断和转移的标志物，并且可用于宫颈癌的靶标治疗。但其精确的分子机制尚不明了，仍待研究。

2.2 H19 H19长度为2 322 bp，定位于人类第11号染色体短臂（11 p15.5）上，是胰岛素样生长因子2（IGF2）的印迹基因的产物。不同的是，IGF2在父源等位基因表达，而H19在母源等位基因表达[12]。H19的转录产物H19 mRNA在出生后的多种组织中停止表达，但在多种肿瘤细胞中被激活表达。H19被认为具抑瘤活性，其2个等位基因中一个由于印记而沉默，另一个仍具正常功能，若随后发生印记基因的杂合性丢失等事件，使后者也沉默，抑癌功能则消失而启动癌变过程。王文玲等[13]应用限制性转录多态性酶切位点法（RFLP）检测32例宫颈癌组织H19基因的表达，结果H19阳性表达率为78.13%，明显高于宫颈CIN（12.50%）和正常宫颈组织（0）。表明随着肿瘤恶性程度的上升H19基因的表达阳性率也明显上升。最近，Vidal等[14]经过试验证实，H19基因印记的缺失，可上调H19在宫颈组织中的表达并增加宫颈组织对HPV感染的易感性，促进癌变。其可能与基因启动子区域的去甲基化高度相关，导致来自父系的等位基因表达[15]。为研究H19基因表达与患者预后的关系，Matouk等[16]发现，H19还具有促癌细胞生长和血管生成、提高缺氧耐受能力等作用。因此，H19基因可以作为判断宫颈癌术后早期复发的标志物。

2.3 p21 LincRNA-p21定位于人体第6号染色体短臂（6 p21.2）上，长度为2 953 bp，位于细胞质膜内面。LincRNA-p21基因是p53基因重要的下游基因之一，其表达产物p21蛋白是目前已知的具有最广泛激酶抑制活性的细胞周期抑制蛋白。p53作为一种肿瘤抑制蛋白可通过与E6原癌蛋白结合来下调p21蛋白的表达水平，阻滞细胞周期，从而促进肿瘤发生。研究发现，宫颈癌细胞株SiHa中RNA结合蛋白HuR可以使LincRNA-p21沉默，从而增加核糖体与JUNB和编码β-连环索基因CTNNB1等mRNA的结合，促进翻译[17]。在HuR缺失的情况下，lincRNA-p21选择性地抑制 JUNB和CTNNB1等mRNA翻译；当HuR表达升高，数量下降的LincRNA-p21抑制了JUNB和与细胞分裂有关的β-连环索的翻译并增加这些蛋白质的表达水平[18]，而β-连环索与多种肿瘤信号通路密切相关[19]。由此可见，影响LincRNA-p21的水平能影响mRNAs靶点的翻译水平。因此，LincRNA-p21作为转录后的翻译抑制子，与宫颈病变存在一定联系。但也有学者通过免疫荧光技术发现，LincRNA-p21与宫颈癌发展过程不存在相关性[20]，这与之前一些研究结果相悖。LincRNA-p21表达异常与宫颈癌的发生是否有关尚不确定，需要更多的学者来探索研究。

2.4 UCA1 UCA1基因定位于人类第19号染色体短臂（19 p13.12）上，全长为1 442 bp，定位于细胞质内。UCA1高表达于胚胎、胎儿组织和膀胱癌组织，表明该RNA分子是一个癌胚基因。其在成人正常宫颈组织中不表达，但已有学者实验发现，其在宫颈癌细胞C4-1中高表达，在宫颈癌细胞CS1213和C33A中弱表达，而在宫颈癌细胞SiHa和HeLa中并无表达，并且在绝大多数癌中，癌组织的表达量高于相应的癌旁组织[21]。实验表明，UCA1作为组织特异性基因，其基因启动子区并不存在CpG岛，该基因核心启动子区可能与多种转录因子结合，并最终确定转录因c-Myb可以与UCA1基因核心启动子区结合，c-Myb可能作为转录调控的重要调节因子参与该基因的表达调控，进而促进癌变的发生。体内和体外实验均发现UCA1能增强肿瘤细胞的增殖能力、运动性、侵袭力和耐药能力。也有学者提出，UCA1可能通过参与调控下游分子的蛋白质合成过程来影响宫颈癌的发生发展[22]。另外，UCA1基因的另一个特异性剪接变异体UCA1a（CUDR）基因在宫颈癌、结肠癌、肺癌等多种人类常见恶性肿瘤组织中的表达水平同样高于对应的癌旁组织。该分子通过影响细胞耐药性和调控分子转化来促进肿瘤细胞增殖，并加大肿瘤发生的概率[23]。但目前对其的研究仍很局限，作用机制也不十分明确，有待更多后续研究。

2.5 MALAT-1 MALAT-1（或为NEAT 2）是定位于人类第11号染色体长臂（11 q13.1）上，长约8 708 bp的一种与肿瘤复发转移相关的LncRNA[24]。近期诸多研究证实，MALAT-1与肺多种人类恶性肿瘤密切相关。Guo等[25]发现，其在宫颈癌Caski48A9亚克隆细胞株48A9中高表达，并通过MALAT-1在人属宫颈癌细胞系CaSki中的沉默表达，发现caspase-3、caspase-8上调，Bcl-2、Bcl-xL下调、Bax上调。siRNA干扰后，通过分析干扰的细胞周期，发现G1期细胞显著增多而S期细胞减少，表明MALAT-1促进细胞从G1期过渡到S期，从而加速细胞增殖。总之，MALAT-1可通过调控凋亡相关基因来改变细胞周期，进而控制细胞增殖，这也是MALAT-1调控宫颈肿瘤生长的一种潜在机制，但其具体的调控通路目前尚无报道。也有文献显示，其核酸蛋白复合物中有一些参与可变剪接，能调节SR蛋白（一类能选择并调节前体mRNAs剪接位点且富集丝氨酸和精氨酸的蛋白质）的磷酸化和细胞内活性水平。并通过与SR剪接因子相互作用，调整相互作用物在核小点上的分布情况而影响许多前体mRNAs的剪接。这种机制增加了细胞基因表达的复杂性，也为肿瘤治疗提供了一种新的思路。

3 小结与展望

肿瘤的发生是细胞内多个分子多环节作用失调的结果，不是由单一因子所能决定的。随着越来越多的LncRNA被发现证实，更多学者必将从DNA、RNA、蛋白质3个方面探究疾病发生的复杂分子调控机制。由于LncRNA本身也是效应分子，其表达水平更可能反映肿瘤的本质特性，故其作为标志物在肿瘤诊断层面上可能优于mRNA，更具临床意义。LncRNA作为一种新型肿瘤标志物，在宫颈癌组织发生发展的调控过程中起到不可小觑的作用，如H19去甲基化可影响肿瘤发生；MALAT-1可介导基因可变剪接，通过调整相互作用物在核小点上的分布情况调控许多前体mRNA的剪接。不仅如此，还有一些LncRNAs，如EBIC可以通过与EZH2结合并控制E钙黏素来影响宫颈癌组织的浸润[26]；XLOC-010588通过上调宫颈组织中c-Myc的表达来促进肿瘤的扩散[27]；磷酰肌醇激酶-3在宫颈癌中可作为原癌基因，并且在子宫颈腺癌、鳞癌和重度上皮内瘤变均发生突变[28]。这些分子标志物为宫颈癌的临床早期诊断和预后判断提供了有力参考，其作用机制为多种肿瘤的治疗提供了一种新的思路。以LncRNA为靶点开发抗肿瘤新药必将成为未来抗肿瘤药物研发的新趋势。如使用能激活抑癌基因表达且不影响H19甲基化水平的药物，从而提高对去甲基化的耐受性，达到控制宫颈肿瘤的功效。但是目前对LncRNA的研究仍然处于起步阶段，并且阐明LncRNA的生物学功能并非易事，这亟待后续研究者克服困难深入研究，作者相信，LncRNA必将为临床治疗宫颈癌提供一个新的制高点，为生命医学的基因调控研究增添新的篇章。

[1]庞书燕，陈晓伶.HPV感染及检测与宫颈癌的相关性研究进展[J].现代医药卫生，2012，28（8）：1203-1205.

[2]McGraw SL，Ferrante JM.Update on prevention and screening of cervical cancer[J].World J Clin Oncol，2014，5（4）：744-752.

[3]Fang JC，Zhang H，Jin S.Epigenetics and cervical cancer：from pathogenesis to therapy[J].Tumor Biol，2014，35（6）：5083-5093.

[4]Okazaki Y，Furuno M，Kasukawa T，et al.Analysis of the mouse transcriptome based on functional annotation of 60，770 full-length cDNAs[J]. Nature，2002，420（6915）：563-573.

[5]Sanchez Y，Huarte M.Long non-coding RNAs：Challenges for diagnosis and therapies[J].Nucleic Acid Ther，2013，23（1）：15-20.

[6]Gutschner T，Diederichs S.The hallmarks of cancer：a long non-coding RNA point of view[J].RNA Biol，2012，9（6）：703-719.

[7]Kunej T，Obsteter J，Pogacar Z，et al.The decalog of long non-coding RNA involvement in cancer diagnosis and monitoring[J].Crit Rev Clin Lab Sci，2014，51（6）：344-357.

[8]Gibb EA，Becker-Santos DD，Enfield KS，et al.Aberrant expression of long noncoding RNAs in cervical intraepithelial neoplasia[J].Int J Gynecol Cancer，2012，22（9）：1557-1563.

[9]Kim K，Jutooru I，Chadalapaka G，et al.HOTAIR is a negative prognostic factor and exhibits pro-oncogenic activity in pancreatic cancer[J].Oncogene，2013，32（13）：1616-1625.

[10]Wu Y，Zhang L，Wang Y，et al.Long noncoding RNA HOTAIR involvement in cancer[J].Tumour Biol，2014，35（10）：9531-9538.

[11]Huang L，Liao LM，Liu AW，et al.Overexpression of long noncoding RNA HOTAIR predicts a poor prognosis in patients with cervical cancer[J]. Arch Gynecol Obstet，2014，290（4）：717-723.

[12]Huang RC，Galati JC，Burrows S，et al．DNA methylation of the IGF2/H19 imprinting control region and adiposity distribution in young adults[J]. Clin Epigenetics，2012，4（1）：21-32.

[13]王文玲，高英敏，高俊丽，等.印迹基因H19在宫颈癌中的表达及意义[J].肿瘤，2008，28（1）：89-90.

[14]Vidal AC，Henry NM，Murphy SK，et al.PEG1/MEST and IGF2 DNA methylation in CIN and in cervical cancer[J].Clin Transl Oncol，2014，16（3）：266-272.

[15]Kim SJ，Park SE，Lee C，et al.Alterations in promoter usage and expression levels of insulin-like growth factor-Ⅱand H19 genes in cervical carcinoma exhibiting biallelic expression of IGF-Ⅱ[J].Biochim Biophys Acta，2002，1586（3）：307-315.

[16]Matouk IJ，Raveh E，Abu-lail R，et al.Oncofetal H19 RNA promotes tumor metastasis[J].Biochim Biophys Acta，2014，1843（7）：1414-1426.

[17]Yoon JH，Abdelmohsen K，Srikantan S，et al.LincRNA-p21 suppresses target mRNA translation[J].Mol Cell，2012，47（4）：648-655.

[18]Farha AK，Dhanya SR，Mangalam SN，et al.Deoxyelephantopin impairs growth of cervical carcinoma SiHa cells and induces apoptosis by targeting multiple molecular signaling pathways[J].Cell Biol Toxicol，2014，30（6）：331-343.

[19]van der Zee M，Jia Y，Wang Y，et al.Alterations in Wnt-beta-catenin and Pten signalling play distinct roles in endometrial cancer initiation and progression[J].J Pathol，2013，230（1）：48-58.

[20]Stanculescu R，Ceausu M，Ceausu Z，et al.Immunofluorescence expression of Ki-67，p53 and cyclin inhibitors（p16ink4a，p21 and p27）in lowgradecervical lesions versus high-grade cervical lesions.Research study on cell cultures[J].Rom J Morphol Embryol，2013，54（3 Suppl）：725-734.

[21]Wang Y，Chen W，Yang C，et al.Long non-coding RNA UCA1a（CUDR）promotes proliferation and tumorigenesis of bladder cancer[J].Int J Oncol，2012，41（1）：276-284.

[22]Wu W，Zhang S，Li X，et al.Ets-2 regulates cell apoptosis via the Akt pathway，through the regulation of urothelial cancer associated 1，a long noncoding RNA，in bladder cancer cells[J].PLoS One，2013，8（9）：e73920.

[23]Spizzo R，Almeida MI，Colombatti A，et al.Long non-coding RNAs and cancer：a new frontier of translational research?[J].Oncogene，2012，31（43）：4577-4587.

[24]Lai MC，Yang Z，Zhou L，et al.Long non-coding RNA MALAT-1 overexpression predicts tumor recurrence of hepatocellular carcinoma after liver transplantation[J].Med Oncol，2012，29（3）：1810-1816.

[25]Guo F，Li Y，Liu Y，et al.Inhibition of metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1 in CaSki human cervical cancer cells suppresses cell proliferation and invasion[J].Acta Biochim Biophys Sin（Shanghai），2010，42（3）：224-229.

[26]Sun NX，Ye C，Zhao Q，et al.Long Noncoding RNA-EBIC Promotes Tumor Cell Invasion by Binding to EZH2 and Repressing E-Cadherin in Cervical Cancer[J].PLoS One，2014，9（7）：e100340.

[27]Liao LM，Sun XY，Liu AW，et al.Low expression of long noncoding XLOC_ 010588 indicates a poor prognosis and promotes proliferation through upregulation of c-Myc in cervical cancer[J].Gynecol Oncol，2014，133（3）：616-623.

[28]Tornesello M，Annunziata C，Buonaguro L，et al.TP53 and PIK3CA gene mutations in adenocarcinoma，squamous cell carcinoma and high-grade intraepithelial neoplasia of the cervix[J].J Transl Med，2014，12（1）：255.

Latest progress in long non-coding RNA of cervical cancer

Wei Kanglai，Cao Yueqi，Cao Xuemei，Chen Gang
（Department of Pathology，the First Affiliated Hospital of Guangxi Medical University，Nanning，Guangxi 530021，China）

Long non-coding RNA（LncRNA）is a non-coding RNA molecule between 200nt and 100 kb of transcription in eukaryotic cells without protein coding function.Many studies over the years have shown that LncRNA not only had closely connection with cervical cancer occurence development，diagnosis and prognosis，but also provided a new research direction for specific target treatment.In this review，it had summarized the impacts of a variety of LncRNAs in cervical cancer in recent years.

Uterine cervical neoplasms； RNA； Long non-coding RNA（LncRNA）； Cervical carcinoma； Molecular regulation； Review

10.3969/j.issn.1009-5519.2015.06.003

：A

：1009-5519（2015）06-0807-03

2014-11-08）

广西壮族自治区卫生厅自筹经费科研课题（桂Z2014057）。

韦康来（1973-），男，广西桂林人，硕士研究生，副教授，主要从事女性生殖系统疾病临床病理诊断及科研工作；Email：yxwwkl@163.com。

陈罡（E-mail：chen_gang_triones@163.com）。