长链非编码RNA在子宫内膜异位症中表达模式的研究现状

蔡雪，何征秦，张广美

子宫内膜异位症（endometriosis，EMs）是指有活性的子宫内膜细胞种植在子宫内膜以外的位置而形成的一种激素依赖性疾病。该病多发生于生育年龄的女性，绝经后异位病灶可逐渐萎缩退化。其主要症状包括痛经、慢性盆腔痛、性交痛、月经异常及不孕，严重影响着育龄期女性的身心健康。临床上主要依据测定血清糖类抗原125（CA125）和影像学检查辅助诊断及评估病情。然而EMs的准确诊断方式、临床分期及治疗方案的制定主要依靠有创的腹腔镜检查。目前还没有用于诊断EMs的特异性生物标志物。即使手术切除异位病灶配合激素类药物治疗，仍有约50%的EMs患者在5年内复发[1]。EMs的发病机制复杂，推测有免疫缺陷、炎症因子、经血逆流、遗传因素、医源性EMs、着床假说及侵袭黏附和血管生成等，但目前尚无全面系统的阐释[2-4]。其主要病理表现为功能不良的子宫内膜细胞凋亡减少和持续异位子宫内膜（ectopic endometrium，EC）存活共同存在。近年来，人们发现了多种长链非编码RNA（long noncoding RNAs，lncRNAs）在基因调控上的作用，为探究EMs的发病机制提供了新的研究思路，本文就lncRNAs在EMs中表达模式的研究现状及EMs与自身免疫疾病（autoimmune diseases）共病作用机制的新思路进行综述。

1 lncRNAs的分类及功能

LncRNAs是一类长度超过200个核苷酸的具有异质性的非蛋白编码RNA。其种类繁多，数量远超过编码基因，根据功能可分为：支架lncRNAs、向导lncRNAs、诱饵lncRNAs或核转录抑制子、核糖体激活剂、竞争内源 RNAs（ceRNAs，又称 lncRNAs海绵）和前体lncRNAs[5]。LncRNAs能够在染色质修饰、选择性剪接、蛋白定位和活性上调节基因表达，并能保护 3′非翻译区（UTR）的信使 RNA（mRNA）不与微小RNA（miRNA）结合，增加其稳定性[6]。

LncRNAs在基因调控的各个水平上都发挥着作用，包括表观遗传机制和核组织，以及RNA的加工、稳定和翻译[7]。其中，细胞核中特异表达的lncRNAs主要参与转录调控和表观遗传修饰，而细胞质中的lncRNAs主要参与转录后调控和翻译后调控[8]。由于lncRNAs不仅在顺式或反式中作为转录本，还可以作为影响重叠基因表达的副产物，或者在其基因组位点调节DNA元件，因此分析它们在发育和疾病过程中的确切作用方式和功能比蛋白编码基因更为复杂和困难[7]。

2 lncRNAs在EMs中的表达模式

2.1 尿路上皮癌相关蛋白1（UCA1） UCA1首次在膀胱移行细胞癌中被发现，位于19p13.12正链上，序列评估表明其与人内源性逆转录病毒H家族同源[9]。其有三个变异体，大小分别为1.4 kb、2.2 kb和2.7 kb，通过选择性剪接产生[10]。基因芯片研究表明，UCA1在卵巢EMs患者中的表达受到抑制，提示UCA1可能参与了该病的发病过程[11]。此外，大多数卵巢子宫内膜异位组织中UCA1的表达水平明显降低，且UCA1的下调程度与卵巢EMs的严重程度呈正相关[12]。UCA1可能成为评估卵巢EMs分期和预后的生物标志物。

2.2 印迹基因H19 H19是在癌症、血管生成、糖尿病等领域研究最广泛的lncRNAs之一。其在胚胎发育过程中高表达，随后渐渐被抑制。人H19是一个2.3 kb的RNA分子，由位于染色体11p15.5的H19基因编码。H19基因与胰岛素样生长因子2（Igf2）一起形成一对印迹基因，其表达主要局限于卵巢和子宫内膜，在月经周期和增殖期表达上调[13]。既往研究表明，H19的表达水平与EMs进展相关。EMs患者的在位子宫内膜组织中的H19表达显著降低，H19表达的降低增加了miRNA let-7活性，从而在转录后水平抑制Igf1受体（Igf1r）表达，进而抑制了在位子宫内膜间质细胞（ESCs）的增殖，这可能是EMs患者不孕的机制之一[14]。H19在EMs患者异位子宫内膜中的表达却显著升高，在敲除异位子宫内膜细胞中的H19后，研究发现miR-124-3p表达上调而糖蛋白Ⅲa（ITGB3）表达下调，异位子宫内膜的增殖和侵袭力显著降低[15]，或为治疗提供了新的靶点。有研究表明，雌激素/H19/miR-216a-5p/α平滑肌肌动蛋白（ACTA2）途径的改变调节了EMs在位子宫内膜间质细胞（EuESC）的转移，其中H19或ACTA2的下调抑制了EMs患者EuESC的侵袭和迁移[16]。相反，另一项研究将H19过表达的慢病毒载体转染CD4+T细胞后，观察到过表达的H19通过调节miR-342-3p/人早期应答基因3（IER3）抑制了Th17细胞分化诱导的子宫内膜异位症样病变的生长[17]。上述两种相反的效应可能是由于人口学差异造成，如种族差异，因此H19在EMs中的作用机制还需要深入研究。

2.3 转移相关肺腺癌转录本1（MALAT1） MALAT1与多种疾病的发生、转移和上皮间质转化密切相关[18]。缺氧是导致EMs形成的重要微环境。EMs患者的异位子宫内膜中MALAT1和自噬水平均上调，其表达水平与缺氧诱导因子 1α（HIF-1α）呈正相关[19]。MALAT1的表达机制与P21上调激活细胞外信号调节蛋白激酶/丝裂原活化蛋白激酶（ERK/MAPK）信号通路有关[20]。MALAT1可能通过P21/P53在ERK/MAPK途径上控制细胞周期来调节卵泡颗粒细胞增殖，敲除MALAT1可导致细胞周期蛋白依赖性激酶2（CDK2），细胞周期蛋白D1和磷酸化P38 MAPK蛋白水平降低[21]。另一项研究显示，lncRNA BANCR的抑制剂可显著降低EMs大鼠血清中ERK/MAPK信号通路的表达，通过抑制EMs灶中血管生成因子的表达，抑制异位子宫内膜的增殖和发育[22]。因此，ERK在EMs的发生、发展和病理变化中起重要作用，抑制该信号通路的激活可作为治疗EMs的新策略。MALAT1小干扰RNA（siRNA）的转染抑制了MALAT1在子宫内膜细胞中的表达，增强了半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3（caspase3）活性，降低了核因子 κB/诱导型一氧化氮合酶（NF-κB/iNOS）或基质金属蛋白酶 9（MMP-9）的表达[23]，抑制了细胞的增殖或侵袭。MALAT1可能通过NF-κB/iNOS途径促进子宫内膜细胞凋亡并调节MMP-9表达[23]，从而导致EMs的发生。

2.4 lncRNA LINC00261 已有研究证明LINC00261具有抑制EMs病灶增长和转移的能力[24]。最新生物信息学分析、RNA结合蛋白免疫沉淀（RIP）分析、RNA下拉实验和荧光素酶分析揭示了竞争内源RNA的作用机制，进一步证实了LINC00261作为分子海绵直接与miR-132-3p结合调控BCL2L11基因的表达[25]。因此，LINC00261/miR-132-3p/BCL2L11调控网络可能成为治疗EMs的新靶点。

2.5 其他 细胞黏附样分子L1（CHL1）基因是神经细胞黏附分子L1基因家族成员，其中CHL1-AS1和CHL1-AS2是CHL1 mRNA的两个反义lncRNAs分子。与在位子宫内膜组织相比，CHL1-AS1、CHL1-AS2及CHL1 mRNA表达水平在异位子宫内膜组织中显著上调。CHL1与CHL1-AS1和CHL1-AS2相互作用，参与EMs的发生发展[26]。MiR-6076可与CHL1-AS1或CHL1结合，调节CHL1的表达，缺少miR-6076或CHL1过表达可部分挽救CHL1-AS1基因下调或miR-6076上调对细胞增殖和迁移的影响[27]。

AC002454.1是一种天然反义lncRNA[28]，其与细胞周期蛋白依赖性激酶6（CDK6）mRNA在EMs患者的异位子宫内膜和在位内膜组织中均高表达[29]。同时，AC002454.1和CDK6均对在位内膜细胞的增殖、迁移和侵袭能力有正向调节作用，并能促进细胞由G0/G1期向S期转化[28]。因此，AC002454.1和CDK6可能协同作用于子宫内膜细胞，促进EMs的进展。

HOXA11-AS1（同源盒A11反义lncRNAs）和部分同源盒A（HOXA）基因（主要包括HOXA9、HOXA10、HOXA11和 HOXA13）mRNA 在 EMs患者在位子宫内膜的表达水平明显低于异位子宫内膜，提示HOXA11-AS1可能在腹膜EMs的发生发展中起一定作用[30]。

LncRNA-TC0101441位于1号染色体上，包含两个外显子，可以促进卵巢上皮癌（EOC）增殖，介导雌二醇（E2）诱导的 EOC 细胞迁移[31-32]。TC0101441 在卵巢癌组织中高表达，并且这种过表达与侵袭性临床表型和不良预后密切相关[33]。临床上发现TC0101441在异位子宫内膜中的表达高于在位和正常子宫内膜，TC0101441高表达的子宫内膜异位囊肿基质细胞（ECSCs）生成细胞外囊泡（EVs）后，EVs被低表达ECSCs内化吸收，从而实现了TC0101441在ECSCs中的转移，最终促进子宫内膜异位症的迁移和侵袭[34]。该实验首次从“lncRNAs的细胞外囊泡转移”的角度提出了一种EMs迁移/侵袭的新机制[34]，可以看出细胞外囊泡TC0101441作为EMs特异性标志物的潜力。

3 lncRNAs可能在自身免疫性疾病与EMs中发挥桥梁作用

LncRNAs表达谱的改变在各种疾病的发病机制中都被认为是一个重要的影响因素。现已证实其与人类多种疾病尤其是免疫相关性疾病的发生密切相关。一项关于多发性硬化症患者的研究显示，与炎症相关的包括MALAT1在内的多种lncRNAs普遍表达失调[35]。遗传、免疫和炎症因素与在位子宫内膜的黏附性和强侵袭性可能导致了EMs的发生。其中免疫学因素在EMs的发病机制和病理生理机制中起重要作用，EMs的慢性局部炎症和自身抗体与自身免疫疾病有许多相似之处。

3.1 lncRNAs在免疫炎症因子中的表达调控LncRNAs能够调节免疫系统的反应和基因的表达，并显示出生物功能的组织特异性和复杂性。这些分子可以在免疫细胞的生长、分化，天然免疫和获得性免疫激活中起作用。LncRNAs在各种生物学和免疫学过程中起着关键作用，参与了机体固有免疫和适应性免疫，有证据支持lncRNAs参与自身免疫性疾病和炎症性疾病的发病机制[36]，如lincRNA-Cox2、lnc-DC（一种在树突状细胞中作用的lncRNAs）等。生物信息学分析表明，lncRNAs在与EMs相关的多种重要途径中富集，如甲状腺激素合成途径[37]。此外，在瞬时受体电位（Trp）离子通道和甲状腺激素合成中发现丰富的炎症介质，表明lncRNAs可能介导与EMs相关的炎症和免疫因子的表达[37]。LncRNAs在炎症反应的进展和管理中也可能发挥作用，一些非编码RNA被证明是炎症相关介质的重要转录调控因子，如 miR-126、miR-132 和 miR-146，其作为具有诊断价值的生物标志物，在评估预后、个体化治疗中发挥指导作用[38]。免疫学证据表明，B细胞的表观遗传失调，包括lncRNAs的异常表达、组蛋白修饰和DNA甲基化的改变，可导致机体产生致病性自身抗体[39]。

3.2 lncRNAs在遗传机制中的表达调控 大多数致EMs的常见遗传危险因素位于调控DNA序列中，并改变了基因转录的调控[40]。自然调节性T细胞（Treg细胞）特异性表观遗传变化，如DNA低甲基化和增强子激活，可能与常见自身免疫性疾病的易感性有关[41]。具有增加EMs风险的变异基因组区域包括1号染色体上的lncRNA LINC00339和细胞分裂周期42（CDC42）基因，9号染色体上的 lncRNA CDKN2A-AS1和12号染色体上的VEZT基因（一种抑癌基因），但目前仍然缺少进一步研究确认这些区域及其他区域的致病基因通过遗传机制导致EMs发生的具体途径[40]。

4 展望

综上所述，多种lncRNAs在细胞增殖、分化、侵袭、转移和凋亡中发挥重要作用，其异常表达与EMs的发生发展及预后密切相关。异常表达的lncRNAs通过改变在位和异位子宫内膜，内分泌/旁分泌的影响以及生长因子、细胞因子、免疫细胞和激素等免疫学方面的影响直接或间接参与了EMs的病理生理过程。随着对lncRNAs研究的不断深入，将会有更多种类的lncRNAs被发现，其表达、调控基因的方式也将会被更透彻地理解。结合lncRNAs在表观遗传学上的作用方式，或许将会为人类打开调控基因变异方向的大门，为EMs的基因水平治疗模式指明方向。

另外，EMs与自身免疫疾病在产生自身抗体、激素依赖、遗传易感性等方面关系密切，对lncRNAs的进一步研究可能揭示在EMs与自身免疫疾病之间存在共同的生物学途径。若将自身免疫性疾病的免疫调节治疗思路应用于EMs的治疗中，可能改善目前EMs激素和手术治疗的缺点。但目前相关方面研究较少，需要进行更大规模的研究来探讨EMs是作为自身免疫病发病的危险因素，抑或EMs是自身免疫病进一步发展的结果，或者这两种疾病具有共同的病理机制和途径，从而导致它们共同发生。随着该领域研究的不断深入，lncRNAs在EMs中的表达模式及作用机制将日趋明朗，将会为进一步的诊断与治疗提供特异性的诊断标志物和更加精确的治疗靶点。