长链非编码RNAs与妇科疾病

林典超，陈琼华

长链非编码RNAs与妇科疾病

林典超，陈琼华△

长链非编码RNAs（long non-coding RNAs，lncRNAs）是一类长度超过200个核苷酸的功能性分子，不具备编码蛋白的功能，参与表观遗传学的调控、转录及转录后水平的修饰等，是机体生理和病理过程的重要调控者。目前已证实有上千个lncRNA参与到人类或动物的生命活动中，在妇科疾病中（包括宫颈恶性肿瘤、子宫内膜异位症、多囊卵巢综合征、子宫内膜癌、卵巢癌等）也有相关文献报道。随着lncRNA研究的进展，lncRNA将对妇科疾病的三级预防（早发现、早诊断、早治疗）起重要作用。目前，lncRNA的作用机制及其与疾病的关系尚不明确，介绍lncRNA的功能研究进展、lncRNA在各种妇科疾病发生发展中的作用及其在妇科疾病诊疗中的价值。

长链非编码RNA；后成说，遗传；子宫内膜异位症；生殖器疾病，女（雌）性

【Abstract】Long non-coding RNAs（lncRNAs）are a kind of functional RNA molecules with longer than 200 nucleotides.Although lncRNAs have not the protein-coding function，they are involved in epigenetic control，and transcriptional/post-transcriptional modification，suggesting that lncRNAs are key regulators in many pathological and physiological processes.There are thousands of lncRNAs in human and animals，including some reported lncRNAs which are related to gynecological diseases such as cervical cancer，endometriosis，PCOS，endometrial cancer，ovarian cancer and so on.With the development of lncRNA research，lncRNAs will play an important role in the tertiary prevention（early detection，early diagnosis，early treatment）.However，themechanism of lncRNAs and the relationship with diseases are still unclear.In this review，the research progress on lncRNAs′function，the pathological and pathophysiological roles in gynecological diseases，and the potential application of lncRNAs in the diagnosis and therapy of gynecological diseaseswere summarized.

【Keywords】Longnon-codingRNA；Epigenesis，genetic；Endometriosis；Genitaldiseases，female

（JIntReprod Health/Fam Plan，2016，35：429-432）

长链非编码RNA（long non-coding RNA，lncRNA）种类繁多，但目前功能较为明确的lncRNA非常少。lncRNA一开始被认为是一种转录副产物，是转录过程中的干扰因素，无生物学作用。但最近研究揭示，lncRNA可以参与遗传标记、性染色体和染色质修饰、核内运输等多种调节过程［1］，lncRNA的调节作用也开始受到普遍关注。近年对lncRNA的研究也突飞猛进，但其相关的功能及其作用机制尚不明确，随着研究的推进，lncRNA可以在复制、转录、翻译等多个层面调控基因的表达，广泛参与机体的生理和病理过程。综述lncRNA功能的研究进展和lncRNA在妇科疾病中的作用。

1　lncRNA

lncRNA是一种转录本长度超过200个核苷酸单元的功能性分子，不具备编码蛋白的功能，从多方面（复制、转录、翻译等层面）调节基因的表达水平。lncRNA分布不同，但相关报道均表明其在基因表达调控方面拥有很多类似的功能［1］。

1.1lncRNA的结构特点lncRNA长度较长，构型近似于信使RNA（mRNA），可通过不同的剪切、拼接方式进行不同的表达。lncRNA启动子能够结合转录因子，如Oct3/4、胚胎干细胞关键蛋白抗体（Nanog）、环磷腺苷效应元件结合蛋白（CREB）、特异蛋白1（Sp1）、骨髓细胞瘤病毒癌基因蛋白（c-myc）等，部分的染色质组蛋白同样有特异性的修饰方法与构型特点。众多的lncRNA在生命发生发展过程中，其时间空间的表达特异性都较为明确。另外，lncRNA在各种疾病中的表达方法各有不同，具有特征性，且仅有极小部分的lncRNA可以在除人之外的生物体中找到。

1.2lncRNA的作用方式［2］①lncRNA可以通过在蛋白质编码区域（CDS区）基因的上游启动子区转录，进而阻断邻近的CDS区基因的表达。②通过介导组蛋白在相关酶作用下的反应、染色质结构的重塑，或者抑制RNA聚合酶Ⅱ（RNAPⅡ）的合成，干扰基因表达。③CDS区基因的转录本可以与lncRNA结合并形成互补的双链，干扰mRNA的剪切，产生不同的剪切形式，并且在形成双链后，通过RNAPⅢ家族中对双链RNA具有特异性的酶的作用，产生种类繁多的小干扰RNA（siRNA），调控基因的表达水平。④某些特殊的蛋白分子可以直接与lncRNA结合，使其自身活性受到调节。⑤可通过形成核酸蛋白质复合体发挥作用。⑥在特殊蛋白上铆定lncRNA，改变这些蛋白分子在胞质中的位置。⑦lncRNA可作为小分子RNA，如微小RNA（miRNA）、与Piwi蛋白相作用的RNA（piRNA）、mas-cRNA发挥作用。

1.3lncRNA的生物学功能①通过多种模式保护CDS区基因。②lncRNA拥有众多与调控相关的高效序列，具有较蛋白质更为直接的构型及作用的限制。③参与了包括基因组印迹、染色质修饰等多种重要调控进程［3］。④哺乳动物基因的保守区域经过长时间的演变可以转录为lncRNA［4］。⑤lncRNA既存在顺式调控作用，又存在反式调控作用。⑥研究显示，人类及动物等的基因组中最终经过转录成为可编码蛋白的仅有极小部分（不到2%），而转录本是lncRNA的占4%～9%，其中包含的大部分lncRNA只可在特别的发育阶段出现［5］，或者具有空间的特异性，此外尚有众多lncRNA的剪切方式、二级结构以及精确的细胞定位具有一定程度的保守性［6］。

2　lncRNA与妇科疾病

2.1lncRNA与多囊卵巢综合征（PCOS）Huang等［7］通过微阵列基因芯片研究发现，PCOS患者的卵丘细胞和非PCOS患者卵丘细胞中，许多lncRNA存在明显的表达差异。此外，Liu等［8］研究表明，lncRNA类固醇激素受体RNA激活剂（SRA）在PCOS患者中的表达量较正常对照高，差异有统计学意义；且lncRNA SRA的高表达与患者的肥胖程度、体质量指数（BMI）等有关，在同样的PCOS患者中，BMI高的患者相对于BMI低的患者的lncRNA SRA水平升高，lncRNA SRA可通过调节相关的转录因子增强类固醇受体的转录水平，促进PCOS的发生发展。

2.2lncRNA与宫颈恶性肿瘤

2.2.1lncRNA生长阻滞特异转录本5（GAS5）Cao等［9］研究发现，宫颈恶性肿瘤患者的lncRNAGAS5表达量低于正常女性，低表达lncRNAGAS5的宫颈恶性肿瘤患者预后不良、术后生存率低；用转染技术干扰下调lncRNAGAS5后，通过调节细胞周期蛋白依赖性激酶6（CDK6）可使宫颈恶性肿瘤的迁移、侵袭能力显著增强，并提升增殖力；且lncRNAGAS5在临床上与宫颈恶性肿瘤的国际妇产科联盟（FIGO）分期、血管侵袭、淋巴结转移有关。

2.2.2lncRNA CCHE1 Yang等［10］研究显示，宫颈恶性肿瘤患者的病灶组织中lncRNA CCHE1的表达量高于同一患者的恶性肿瘤旁组织，lncRNA CCHE1通过调节与增殖细胞核抗原（PCNA）相关的mRNA、miRNA，从而上调PCNA的表达量，通过PCNA的大量表达，促进宫颈恶性肿瘤的增殖能力，lncRNACCHE1与宫颈恶性肿瘤的恶性程度、分期等关系密切。

2.2.3lncRNA肿瘤低表达基因（LET）、同源异型框基因反义基因间RNA（HOTAIR）Jiang等［11］和Huang等［7］研究发现，lncRNA LET、HOTAIR在宫颈恶性肿瘤组织中表达高于正常宫颈组织，其高表达的程度与宫颈恶性肿瘤的预后及术后生存率有关；尤其lncRNALET，在体外实验用转染方式干扰lncRNA LET片段后，可显著抑制宫颈恶性肿瘤组织的致瘤作用。

2.2.4lncRNA H19、尿路上皮癌相关抗原1（UCA1）、SRA、人肺腺癌转移相关转录本1基因（MALAT1）等杨慧等［12］研究发现，在宫颈恶性肿瘤组、宫颈上皮内瘤样变（CIN）组标本中的lncRNA H19表达量低于正常宫颈组；宫颈恶性肿瘤组中SRA的表达量低于CIN组；CIN组中MALAT1、UCA1和HOTAIR的表达量高于宫颈恶性肿瘤组及宫颈正常组织组；但上述各组INK4基因座中反义非编码RNA（ANRIL）和BCYRN1的表达量差异无统计学意义。从上述实验中得出结论，在宫颈恶性肿瘤、CIN发生发展中lncRNA H19起抑制作用；在宫颈恶性肿瘤中lncRNA SRA也可起抑制作用，但其对CIN的作用相反；此外CIN的发生发展中，lncRNAMALAT1、UCA1和HOTAIR起重要的促进作用。因此，lncRNA可能成为宫颈恶性肿瘤及CIN三级预防（早发现、早诊断、早治疗）新的监测靶向标志物。

2.2.5lncRNA EBIC Sun等［13］研究发现，宫颈恶性肿瘤中lncRNA EBIC表达量极高，其通过与组蛋白修饰关键酶果蝇zeste基因增强子同源物2（EZH2）结合抑制E-钙黏素生成，促进宫颈恶性肿瘤的上皮间质转化（EMT），进一步促进了宫颈恶性肿瘤的进展。lncRNA促进EMT是lncRNA对肿瘤及非肿瘤疾病中起作用的关键机制之一［14］。随着lncRNAEBIC促进EMT具体机制研究的深入，lncRNA EBIC可能成为临床上诊断宫颈恶性肿瘤良好的肿瘤标记物。

2.3lncRNA与卵巢恶性肿瘤

2.3.1lncRNA上皮性卵巢癌特异转录子2（HOST2）Gao等［15］研究发现，lncRNA HOST2在卵巢恶性肿瘤组织中高表达，其高表达可以促进肿瘤的增殖与迁移能力。该研究还发现，miRNA let-7b是一种与抑制肿瘤相关的RNA，而lncRNAHOST2通过结合且抑制miRNA let-7b的表达减弱了机体抑制肿瘤的能力，促进卵巢恶性肿瘤的发生发展［15］。因此，lncRNA HOST2调节miRNA let-7起作用的机制可能成为卵巢上皮肿瘤早期发现及相关临床处理的新指标。

2.3.2lncRNA ANRIL Qiu等［16］研究发现，卵巢恶性肿瘤（包括人卵巢腺癌细胞SK-OV-3.ip1及高转移卵巢癌细胞HO8910-PM细胞株）中lncRNA ANRIL高表达，其下游存在涉及卵巢恶性肿瘤侵袭及迁移的一种原癌基因MET和基质金属蛋白酶3（MMP-3）可对人类肿瘤的表观遗传学中部分抑癌基因起抑制作用，进而促进卵巢恶性肿瘤的侵袭和迁移能力。此外，lncRNA ANRIL还可以提示肿瘤不良预后，其表达较高者5年生存率低［15］。ANRIL基因还具有促进细胞增殖、抑制细胞凋亡的作用［17］。此外，lncRNA ANRIL在许多肿瘤疾病中具有致恶性肿瘤作用，包括黑色素瘤、乳腺恶性肿瘤、胰腺恶性肿瘤、鼻咽恶性肿瘤、神经胶质瘤、白血病等。

2.3.3lncRNA HOTAIR Qiu等［18］研究发现，lncRNA HOTAIR可以通过调节细胞周期及细胞凋亡的相关蛋白，如细胞周期蛋白E（cyclin E）、B淋巴细胞瘤-2（Bcl-2）、凋亡相关基因9（caspase-9）、caspase-3、乳腺癌易感基因1（BRCA1），促进卵巢恶性肿瘤的发展。该研究发现，lncRNAHOTAIR在卵巢恶性肿瘤中高表达，沉默lncRNA HOTAIR序列可影响A2780、OVCA429细胞株的增殖，下调lncRNAHOTAIR的表达量使MMP-9、MMP-3同步下调，进一步证明lncRNA HOTAIR高表达与卵巢恶性肿瘤的发生发展呈正相关，提示lncRNA HOTAIR与卵巢恶性肿瘤的进展和预后有关［18］。

2.3.4lncRNA UCA1王帆等［19］成功构建了lncRNA UCA1的真核表达载体，细胞的侵袭及迁移能力的发展有赖于卵巢恶性肿瘤细胞SKOV3中lncRNA UCA1的过表达，同时细胞中促进侵袭的相关MMP的表达水平增加。推测lncRNA UCA1可能通过调控相关MMP在卵巢恶性肿瘤细胞的过表达而发挥促进侵袭及转移的作用。此外，Yang等［20］发现UCA1还可以通过充当内源性竞争性RNA抑制卵巢上皮恶性肿瘤。以上研究可能为干扰卵巢恶性肿瘤的侵袭及转移能力提供崭新的思考方向，为研究卵巢恶性肿瘤的发生提供新的靶向标志物。

2.4lncRNA与子宫内膜恶性肿瘤

2.4.1lncRNA HOTAIR He等［21］在子宫内膜恶性肿瘤组织中发现lncRNA HOTAIR的异常表达，其表达量显著超过子宫内膜不典型增生患者的内膜及正常对照的正常内膜组织（P＜0.001）。此外，子宫内膜恶性肿瘤的肿瘤细胞转移、子宫内膜癌（EC）分期及子宫肌层浸润深度与lncRNA HOTAIR表达水平呈正相关，lncRNAHOTAIR表达量低，患者的5年生存率升高。lncRNAHOTAIR是通过调节与肿瘤转移相关的抑癌基因，促进肿瘤的浸润程度和恶化程度，其促进肿瘤转移的作用与EMT机制等有关，将lncRNAHOTAIR片段沉默后，子宫内膜肿瘤细胞将通过肿瘤坏死因子α（TNF-α）通路发生凋亡。

2.4.2lncRNA ASLN04080及基因芯片对3例子宫内膜癌患者的配对肿瘤组织与癌旁组织的基因芯片进行研究发现，子宫内膜恶性肿瘤中，有4 010个lncRNA表达上调，包含24条信号通路；3 350个lncRNA表达下调，包含27条信号通路［22-23］。在所有差异表达的lncRNA中［20］，lncRNA ASLN04080在子宫内膜恶性肿瘤组织中显著高表达，其对肿瘤的调控是通过调节细胞色素P450-19A1/醛固酮还原酶1（CYP19A1/AKR1C1）、激肽释放酶3（KLK3）等转录因子而实现。在细胞周期中，体外实验敲除lncRNA ASLN04080后促使S期阻滞，G1期上升，进而促进肿瘤细胞凋亡［21］，由此可见其在子宫内膜恶性肿瘤的诊断和临床治疗上是一种潜在的分子靶向标志物。

2.5lncRNA与子宫内膜异位症（EM s）近期lncRNA在EMs致病机制中的功能也引起了关注，Ghazal等［24］研究发现，在EMs患者的在位子宫内膜组织中lncRNA H19的表达水平与正常内膜组织相比明显下降；体外研究发现，lncRNAH19的存在可增强子宫内膜间质细胞的增殖能力，而EMs中H19的低表达可导致let-7上调，并在转录前水平抑制胰岛素样生长因子1受体（IGF1R），进而抑制胰岛素生长因子Ⅰ（IGFⅠ）转导通路，使子宫内膜基质细胞的增殖减少。另外，Sun等［25］首次利用微阵列（microarray）技术分析了卵巢EMs患者病灶组织及其配对的在位内膜组织中lncRNA的差异表达谱，结果发现，与配对在位内膜组织相比，卵巢EMs患者病灶组织中共有948个差异表达的lncRNA。因此，lncRNA在EMs的早期发现及诊疗中起到一定的靶向标志物作用，其可能成为EMs中新的检测指标。

3　结语

在非编码调控RNA领域，siRNA、miRNA和lncRNA发展迅速。但是在小分子RNA及CDS区序列水平，lncRNA的研究才刚刚开始。lncRNA的作用机制已是现代遗传学研究的重要方向之一。然而，目前对于lncRNA作用机制的认知尚不完善。因此对lncRNA等非编码转录本的重视程度有待提升［26］。已证实大部分的妇产科常见疾病与lncRNA存在一定程度上的关系，因此探索这些lncRNA的功能及其引发妇科疾病的相关机制尤为重要，在妇科疾病的早期筛查、发现及诊断中，将lncRNA作为分子靶向标志物，提高妇科疾病的诊断效率，在疾病发生发展乃至恶变之前寻其根源，并且通过药物等其他方式靶向调控lncRNA表达，对妇科疾病可起到精准治疗的作用，这将对实现妇科疾病的三级预防有很好的导向作用。

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Long Non-coding RNAs and Gynecological Diseases

LIN Dian-chao，CHEN Qiong-hua.
First Clinical Medical College of Fujian Medical University，Fuzhou 350005，China（LIN Dian-chao）；The First Hospital of Xiamen Attached to the Xiamen University，Xiamen 361004，Fujian Province，China（CHENQiong-hua）
Corresponding author:CHEN Qiong-hua，E-mail:cqhua616@126.com

2016-07-15）

［本文编辑秦娟］

国家自然科学基金资助项目（81571418）；福建省中青年骨干项目（2014-ZQN-ZD-31）

350005福州，福建医科大学第一临床医学院（林典超）；厦门大学附属第一医院（陈琼华）

陈琼华，E-mail：cqhua616@126.com

△审校者