长链非编码RNA在头颈肿瘤中的研究进展

易翔 综述 唐安洲 审校

长链非编码RNA（long noncoding RNA，lncRNA）是一种长度超过200个核苷酸的RNA分子，根据lncRNA与蛋白编码基因的位置关系将lncRNA分为5类：正义lncRNA、反义lncRNA、双向lncRNA、基因间lncRNA和基因内lncRNA［1］。它们缺乏有意义的开放阅读框，不具备编码蛋白的功能，长期以来被认为是基因组转录的“噪音”，不具有生物学功能［2～4］，因此未得以重视。近年随着研究的开展，人们逐渐发现lncRNA可作为一种信号分子、诱饵分子、引导分子和骨架分子［5］，通过参与生物体X染色体沉默、基因组印迹、染色体修饰、转录激活、转录干扰以及核内运输等多种调控［6，7］，在表观遗传学、转录或转录后水平参与各种生物学过程，并且与人类多种疾病及肿瘤相关，逐渐成为研究的热点。随着研究的深入，人们也发现lncRNA与多种头颈肿瘤相关。本文就lncRNA在头颈肿瘤中的作用作一综述。

1 lncRNA与鼻咽癌

杨青青等［8］利用基因芯片技术在全基因组水平检测鼻咽癌及慢性鼻咽炎组织中lncRNA的表达谱，结果显示鼻咽癌中lncRNA的表达水平明显改变，差异表达的lncRNA共856条，其中上调的lncRNA 425条，下调者431条。进一步以生物信息学技术分析发现lncRNA的表达水平与邻近mRNA的表达有关。认为表达差异的lncRNA可能通过与邻近编码转录本或蛋白质相互作用而参与鼻咽癌的发生、发展。Gao等［9］利用lncRNA数据库GSE12452对初发鼻咽癌、复发鼻咽癌及非癌组织进行lncRNA筛选，发现5条lncRNA在鼻咽癌组织与正常鼻咽上皮组织中差异表达，其中不同lncRNA在初发或者复发者表达，不同性别及不同临床分期中的表达各有差异，提示不同的lncRNA在鼻咽癌发病中起不同作用。Huang等［10］研究发现在鼻咽癌HNE1细胞株中 LINC00312（又称 NAG7）通过 H-ras/p-c-Raf及JNK2/AP-1/MMP1信号传导通路，抑制细胞增殖和促进细胞凋亡。同时LINC00312具有促进鼻咽癌细胞黏附、运动、侵袭等作用。之后Zhang等［11］采用组织微芯片技术检测发现与非鼻咽癌鼻咽部上皮细胞相比，鼻咽癌细胞中LINC00312的表达明显下调，而且LINC00312的表达与肿瘤体积大小及EB病毒EBER-1的表达呈负相关，但与肿瘤淋巴结转移呈正相关，在无肿瘤淋巴结转移的患者中LINC00312的表达具有较好的预后。Nie等［12］通过原位杂交方法检测发现鼻咽癌中hotair高表达，并且与肿瘤大小、临床分期及淋巴结转移呈正相关。体外实验发现，鼻咽癌细胞株中hotair的表达较永生化鼻咽上皮细胞高表达，高侵袭性鼻咽癌细胞株中hotair的表达较低侵袭性鼻咽癌细胞株明显升高。当对高侵袭性鼻咽癌细胞株5-8F及S18进行hotair基因沉默时，发现两株细胞迁徙及侵袭能力明显下降，提示hotair与鼻咽癌进展及转移有关。谢林英等［13］通过qPCR检测发现鼻咽癌细胞株中malat-1的表达高于永生化鼻咽上皮细胞，且在高成瘤和高转移性的5-8F鼻咽癌细胞株中的表达最高；经转染malat-1后，鼻咽癌细胞CNE-1的增殖速度明显加快，迁移能力及侵袭能力明显增强，而抑制肿瘤转移后其E-Cadherin的表达显著降低。进行malat-1敲除的CNE-1细胞迁移能力及侵袭能力明显减弱。提示malat-1基因可以促进鼻咽癌细胞的增殖、侵袭和转移。Wang等［14］通过微芯片方法研究发现经过电离辐射后，鼻咽癌CNE2细胞株出现大量lncRNA的表达上调或者下调，而经姜黄素处理后可以逆转多种由电离辐射引起的CNE2细胞lncRNA的表达改变。其中lncRNA AK294004在电离辐射后表达明显上调，加入姜黄素后AK294004的表达下调。进一步研究发现AK294004可以抑制cyclin D1的表达，提示lncRNA可能与鼻咽癌放疗抵抗有关，姜黄素可通过下调lncRNA AK294004提高对肿瘤的放疗敏感性。

2 lncRNA与舌癌

Fang等［15］用qPCR方法对舌鳞状细胞癌标本进行检测，发现lncRNA UCA1在舌癌中高表达，并且与舌癌淋巴结转移相关。转染UCA1后，舌癌细胞株Tca8113细胞的转移能力明显增强，但其增殖能力未见明显变化，提示lncRNA UCA1可能促进了口腔鳞状细胞癌的转移。Gao等［16］利用 ncFANs（non-coding RNA function annotation server）对GSE9844微阵列芯片数据进行重注释，发现8条lncRNA在人舌鳞状细胞癌中的表达改变。然后通过RT-qPCR检测证实了其中lnc-MBL2-4∶3在舌鳞状细胞癌组织中高表达，在正常上皮组织中低表达，并且lnc-MBL2-4∶3高表达与舌鳞状细胞癌的淋巴结转移相关；lnc-AL355149.1-1在舌鳞状细胞癌组织中低表达，并且低T分期（T1～2）lnc-AL355149.1-1的表达显著低于高T分期者（T3～4）。体外实验发现经5-Fu或紫杉醇处理的舌癌细胞株HN21B lnc-AL355149.1-1表达升高，而lnc-MBL2-4∶3的表达减少，并呈剂量依赖关系；与非耐药的HN21B细胞相比，在顺铂耐药舌癌细胞株HN21B中，lnc-AL355149.1-1的表达上调，而 lnc-MBL2-4∶3的表达下调。提示lncRNA与舌癌进展及肿瘤耐药有关。Wu等［17］通过qPCR检测发现hotair在舌鳞状细胞癌组织中的表达明显高于邻近非肿瘤组织，与肿瘤转移、进展以及肿瘤分化程度有关，hotair高表达者预后更差。体外实验发现，hotair基因敲除后，口腔鳞状细胞癌细胞株（TSCCA、Tca8223）的增殖、克隆及转移侵袭能力均明显下降，hotair可通过促进EZH2以及H3K27me3与E-钙黏蛋白启动子相结合，下调E-钙黏蛋白的表达。提示hotair与口腔鳞状细胞癌的发展及转移有关。Tang等［18］利用qPCR检测发现，在口腔鳞状细胞癌组织中hotair、Hulc、neat-1及cdur较邻近非癌组织的表达上调，MEG-3在肿瘤组织中的表达下调。而且hotair、neat-1在有淋巴结转移病例中的表达明显高于无淋巴结转移者，而MEG-3在有淋巴结转移病例中的表达明显低于无淋巴结转移者，提示不同的lncRNA在口腔鳞癌中起不同的作用。

3 lncRNA与下咽癌

在下咽癌中有关lncRNA的报道不多。Zhou等［19］通过微芯片方法检测发现，与非癌组织相比，在下咽鳞状细胞癌中有669种lncRNA的表达明显上调，630种明显下调。lncRNAs可以分别位于X染色体或者Y染色体，随机选择其中 2种 lncRNAs（AB209630、AB019562）通过qPCR检测进行验证，结果证实了微芯片检测结果的准确性。进一步检测发现lncRNAs可以与邻近mRNA配对而发挥其生物学作用，提示lncRNAs可在下咽癌发病中起一定作用。

4 lncRNA与喉癌

Li等［20］及 Feng等［21］对 72 例喉癌组织以及其周围非肿瘤组织进行qPCR检测，发现hotair和malat-1在喉癌组织中高表达，并且与高 T分期（T3～4）、淋巴结转移、高临床分期相关。认为hotair及malat-1高表达者临床预后较差。hotair基因敲除后使喉癌Hep-2细胞的侵袭能力下降，并且细胞凋亡明显增加。hotair敲除裸鼠移植瘤较非hotair敲除移植瘤明显缩小，而且hotair敲除能明显减少ptenr的甲基化发生［20］。malat-1基因敲除后使喉癌Hep-2细胞的增殖能力明显下降，体内实验发现malat-1基因敲除后Hep-2细胞裸鼠移植瘤较非hotair敲除移植瘤明显缩小，显微镜下观察可见malat-1基因敲除移植瘤内有明显的肿瘤细胞凋亡［21］，提示hotair和malat-1可促进喉癌的发展及转移。

5 lncRNA与甲状腺癌

Yoon 等［22］及Zheng等［23］研究发现lncRNANAMA在甲状腺乳头状癌组织及甲状腺癌细胞株中低表达，Yoon等［22］通过敲除K1和NPA87甲状腺癌细胞株braf基因后，发现可抑制MAPK细胞信号通道，导致NAMA的表达明显升高，并且使K1和 NPA87细胞株生长抑制以及DNA损害，提示lncRNA NAMA具有抑制肿瘤生长作用。Jaroslaw等［24］采用qPCR方法检测发现ptcsc3在甲状腺乳头状癌组织中的表达明显低于癌旁组织，体外实验发现转染ptcsc3可抑制TPC-1和BCPAP甲状腺乳头状癌细胞株生长，并与细胞的DNA复制、修复有关，影响细胞的形态，促进肿瘤细胞死亡，提示ptcsc3具有抑癌基因的作用。Zhou等［25］通过qPCR方法检测发现lncRNA PVT1在甲状腺乳头状癌组织及甲状腺癌细胞株（IHH-4、FTC-133、8505C）中高表达，体外实验发现敲除PVT1后可抑制甲状腺癌细胞株增殖，并导致细胞周期阻滞于G0/G1期，同时可抑制zeste homolog 2增强子和抑制促甲状腺素受体的表达，提示PVT1可促进甲状腺癌的发展。Lan等［26］通过qPCR检测发现lncRNA NONHSAT037832在甲状腺乳头状癌组织、甲状腺癌细胞株（K1和IHH-4）和淋巴结转移者及肿瘤直径大于3 cm者低表达。认为NONHSAT037832可以抑制肿瘤生长。Guo等［27］研究发现lncRNA bancr在甲状腺乳头状癌组织中及甲状腺癌细胞株IHH-4中高表达，体外实验发现过表达的bancr可以促进IHH-4细胞增殖，抑制凋亡。提示bancr可促进甲状腺乳头状癌的发展。杜培准等［28］通过基因芯片检测发现，甲状腺乳头状癌癌组织与癌旁组织表达差异的lncRNA多达26 924条，有明显差异的lncRNA共245条，其中在肿瘤组织中高表达的IncRNA有73条，低表达者172条。而lncRNA p3715在正常组织中的表达量为肿瘤组织的4.98倍，为差异表达最明显的lncRNA。提示lncRNA可能与甲状腺乳头状癌的发病有关。Lan等［29］通过微芯片技术检测发现甲状腺乳头状癌组织比非癌组织具有数千条IncRNA的表达差异。选择其中10条lncRNA以qPCR检测进一步证实了微芯片检测结果的准确性。通过基因功能预测发现差异表达的lncRNA与p53、MAPK及PPAR细胞信号系统有关，提示大量的lncRNA参与了甲状腺乳头状癌的发病。

6 小结与展望

总之，现有研究已发现lncRNA与头颈肿瘤发生、发展、浸润、转移及预后等有密切的联系，近年有关lncRNA的研究发展迅速，但lncRNA在头颈部肿瘤中作用的研究刚刚起步，lncRNA数目繁多，其涉及细胞信号系统丰富，生物学功能复杂多样，更多与头颈肿瘤相关的lncRNA有待进一步发现，更多的机制有待阐明。lncRNA在头颈肿瘤早期诊断及预后判断中的应用有待深入探讨。有关lncRNA对提高头颈肿瘤放疗、化疗敏感性以及改善头颈肿瘤患者预后等值得深入研究。相信随着相关研究的深入开展，lncRNA将为头颈部肿瘤的诊断和治疗提供新的思路和新的疗法。

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