长链非编码RNA、自噬与宫颈癌的关系

许淼，王志莲

宫颈癌是全球妇女第四大常见恶性肿瘤，每年造成27万人死亡，其中许多发生在发展中国家，也是妇女癌症死亡的主要原因[1]。宫颈癌是全球女性恶性肿瘤相关死亡的第四大原因。中国每年大约有14万新的宫颈癌病例，据报道大约有37 000人死亡[2]。人乳头瘤病毒（HPV）的持续感染是宫颈癌的重要原因。除了HPV感染，长链非编码RNA（long noncoding RNAs，lncRNAs）基因的改变在宫颈癌的发展中也起着关键作用[3]。

LncRNAs是一类长度超过200个核苷酸（nt）的单链RNA，没有蛋白质编码能力[4]。LncRNAs参与细胞生命活动的各个过程，包括细胞生长、增殖、细胞周期调节、分化和凋亡。LncRNAs不仅参与体内基因表达的调控，而且还调控疾病的发生和发展，尤其是恶性肿瘤[5]。自噬是一种进化上保守的细胞内降解过程，其通过去除受损的蛋白质和细胞器来维持细胞内的动态平衡。适度激活的自噬提供能量支持细胞新陈代谢，而过度激活的自噬会导致细胞死亡[6]。越来越多的证据支持lncRNAs参与自噬的调节，在宫颈癌的发生发展中起着重要作用。

由于转移和复发，宫颈癌的发病率和死亡率仍居高不下。因此，迫切需要寻找早期诊断的生物标志物，提高宫颈癌的生存率。随着高通量测序技术的广泛应用，许多lncRNAs已被证明是宫颈癌和其他癌症分子生物学中新的调控癌症进展的因子。

1 LncRNAs与宫颈癌

1.1 LncRNAsLncRNAs是一类转录RNA分子，定位于细胞核和细胞质[4]。LncRNAs的分类多样，根据其在相邻转录本之间的基因组邻近程度可分为5类，lncRNAs可以分别通过正义链、反义链、双向、内含子、基因间（也称为lincRNAs）5种合成方式合成。根据作用机制lncRNAs可分为4类：①作为信号分子，通过信号通路传递信息；②作为引导分子，招募染色质修饰酶将蛋白质复合体定位于顺式或反式调控位点；③作为诱导性分子，间接调节靶基因的转录；④作为支架，在表观遗传水平上通过组织修饰调节靶基因[7]。LncRNAs不仅可以作为“海绵”竞争微小RNA（miRNAs）与不同基因的mRNAs的结合，发挥竞争性内源性RNA（ceRNAs）的作用，还可以与一些关键蛋白质相互作用参与蛋白质的翻译和修饰，从而在表观遗传水平（基因组印迹、染色质修饰、染色体沉默）、转录水平和转录后水平调控基因表达。

越来越多的研究已经证明了lncRNAs在恶性肿瘤发展中发挥着重要作用。由于lncRNAs可以作为癌基因或抑癌基因，或两者兼而有之，因此，lncRNAs功能失调或异常表达与癌细胞增殖、迁移、侵袭、凋亡、免疫逃逸、代谢紊乱、干性维持（maintenance of stemness）和血管生成等密切相关。

1.2 LncRNAs参与宫颈癌的发生从HPV感染、宫颈上皮内瘤变、原位癌、浸润癌到远处转移，宫颈癌的发生发展是一个复杂、多步骤、多基因调控的过程，这个过程涉及多种编码和非编码基因的异常表达。到目前为止，已发现大量表达异常的lncRNAs参与宫颈癌的发生。

一方面，lncRNAs可以作为癌基因发挥作用，通过影响宫颈癌细胞增殖凋亡、侵袭迁移、放射/化疗耐药参与宫颈癌的发生；据报道，lncRNA小核仁RNA宿主基因7（lncRNA SNHG7）通过激活miR-485-5p上调jun D原癌基因（JUND）促进宫颈癌细胞增殖、迁移和侵袭[8]。此外，lncRNA核束旁组装转录因子1（lncRNA NEAT1）可能通过与miR-193B-3p竞争性结合，调节细胞周期蛋白D1（CCND1）的表达，促进宫颈癌的放射抗性[9]。另一方面，lncRNAs还作为抑癌基因，抑制宫颈癌的生长、侵袭及转移。Lin等[10]研究证实LINC00052可通过抑制信号转导和转录激活因子3（STAT3）抑制宫颈癌细胞的侵袭和转移。

已经证明，许多循环中的RNA对癌症具有诊断潜力，并且在血液中出人意料地稳定。Sun等[11]在宫颈癌患者血清中发现血浆lncRNA HOX转录反义基因间RNA（lncRNA HOTAIR）过表达。然而，其他循环中的lncRNAs的研究仍然十分缺乏。因此，lncRNAs可能成为宫颈癌诊断和预后的新的、特异的、敏感的生物标志物。

2 自噬与宫颈癌

2.1 自噬自噬是正常细胞保证细胞内稳态的基本生理机制。此外，自噬是一种进化上保守的细胞内降解过程，其通过去除受损的蛋白质和细胞器维持细胞内的动态平衡。根据自噬的形态，自噬有3种形式：一是巨自噬，即自噬小体吞噬细胞质成分并与溶酶体相互作用以进行降解；二是微自噬，即溶酶体膜直接内陷以吞噬受损蛋白；三是分子伴侣介导的自噬，即分子伴侣识别底物蛋白分子，与溶酶体膜受体结合后在溶酶体内进行降解[12]。

自噬是一个多步骤的复杂过程，包括起始、延伸、融合、降解过程，即自噬泡的形成，Atg5-Atg12-Atg16L复合物形成并与自噬泡融合，微管相关蛋白轻链3（LC3）与自噬泡结合形成自噬体，自噬体捕获需降解或清除的蛋白质、细胞器等物质，自噬体与溶酶体结合形成自噬溶酶体，这个过程受30多个自噬相关蛋白（Beclin1、P62、LC3等）和包括磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（PI3K/AKT/mTOR）、腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）、蛋白激酶R样内质网激酶（PERK）在内的多种信号通路的调控[13]。

2.2 自噬失调促进宫颈癌的发生发展最近的研究发现，病毒能够增强宿主细胞的自噬水平以支持其生存，HPV16E6/E7具有通过加速宫颈癌细胞起始阶段的自噬通量来维持适当激活的自噬，从而维持细胞活力的能力。然而，病毒感染本身并不足以致癌，自噬的低表达也是一种重要的致癌因子。在癌变早期阶段，当细胞受到HPV感染时，会反馈性上调自噬活性，若细胞的自噬功能降低，则导致细胞增殖失控，说明在宫颈癌前病变或早期癌变时期，自噬具有抑制细胞癌变的作用。随着肿瘤体积较大或进入进展期癌症阶段，癌细胞增殖失控，血液供应不足，则可能通过启动自噬促进肿瘤的生长，从而促进宫颈癌的发展[14]。

此外，有研究发现微管相关蛋白7（MAP7）通过调节自噬途径促进宫颈癌的迁移、侵袭和进展[15]。最新的研究表明，当归素可能通过抑制自噬抑制宫颈癌细胞的恶性行为，包括增殖、集落形成、肿瘤形成、迁移和侵袭[16]；苦参碱衍生物MASM可通过抑制自噬促进宫颈癌细胞的凋亡[17]。可见，自噬失调在宫颈癌的发生发展中起着至关重要的作用，自噬在宫颈癌进展中的动态作用一直是潜在的研究热点。

3 LncRNAs通过调控自噬促进宫颈癌的进展

越来越多的证据支持lncRNAs参与自噬的调节，促进宫颈癌的发生与进展。现介绍几种通过调控自噬来促进宫颈癌发生发展的LncRNAs。

3.1 LncRNA HOTAIRHOTAIR是为数不多的几个经过充分研究的lncRNAs之一，其位于12号染色体上的HOXC基因簇内[18]，长度为2 158 nt，HOTAIR与多梳抑制复合体2（PRC2）相互作用增强甲基转移酶（EZH2）催化组蛋白H3K27三甲基化的能力，并降低大量基因的表达[19]，已经成为癌症发生和转移的关键调节因子和潜在的预后标志物。

最新的研究显示，下调HOTAIR可通过抑制Wnt信号通路减少自噬和逆转上皮-间充质转化（EMT），从而提高宫颈癌细胞对放射治疗的敏感性[20]。另有研究表明，敲除HOTAIR基因可降低HeLa细胞Wnt/β-catenin信号通路的活性，并增加其负调控因子的mRNA水平，提示HOTAIR通过下调原钙黏蛋白 10（PCDH10）、SOX17、黏附连接相关蛋白 1（AJAP1）、膜相关鸟苷酸激酶2（MAGI2）和甲基胞嘧啶双加氧酶1（TET1）等多种负调控因子的mRNAs来促进Wnt/β-catenin信号通路的过度激活[21]。自噬的激活是由β-catenin沉默诱导的[22]，进一步探讨HOTAIR基因、自噬与Wnt/β-catenin信号通路上潜在作用的确切分子机制可能成为宫颈癌诊断和评估预后的潜在靶点，为宫颈癌患者寻找一种新的诊断方法。

3.2 LINC00511其又称onco-lncRNA-12，是一种新发现的位于染色体17q24.3上的致癌lncRNA[23]。研究显示，LINC00511在宫颈癌组织和细胞系中的表达增加，且LINC00511高表达与宫颈癌患者的临床进展及预后不良相关，LINC00511基因敲除明显抑制宫颈癌细胞的增殖、迁移与侵袭[24]。Shi等[25]证明LINC00511的下调抑制了转录因子类视黄醇X受体α（RXRA）在磷脂酶 D1（PLD1）基因启动子区的积累，从而抑制PLD1的表达，进一步阻止了宫颈癌的发生。通过转录因子RXRA调控的PLD1抑制LINC00511，促进宫颈癌细胞自噬和凋亡。LINC00511可通过调控miR-185-3p/转录因子E2F1（E2F1）、miR29b-3p/血管内皮生长因子A（VEGFA）、miR-15a-3p/Wnt信号通路、miR-765/脱嘌呤/脱嘧啶核酸内切酶（APE1）、miR-765/层黏连蛋白γ2（LAMC2）分别促进乳腺癌、胰腺癌、膀胱癌、骨肉瘤、舌癌的发生发展。然而LINC00511调控miRNA及其靶点在宫颈癌中的作用机制仍不清楚，研究LINC00511调控自噬通路上的miRNA可能是一种新的研究方向，为寻找新的宫颈癌生物标志物提供理论依据。

3.3 LincRNA-p21其是p53的转录靶点，是p53通路的一个组成部分，位于编码关键的细胞周期调节因子细胞周期素依赖性激酶抑制因子1A（CDK1A）P21的基因上游15 kb，转录本全长约为3.0 kb，包含2个外显子。LincRNA-p21与细胞周期、增殖、代谢、重新编程、多能性等多种生物过程有关。最近研究表明，lincRNA-p21的基因敲除可通过下调缺氧诱导因子1（HIF-1）蛋白水平和激活AKT mTOR/核糖体蛋白S6激酶（p70S6K）信号通路来抑制缺氧肿瘤细胞的自噬，从而显著增强缺氧肿瘤细胞对放射的敏感性[26]。因此，lincRNA-p21可能成为一种新的诊断恶性肿瘤的生物标志物。

3.4 LncRNA RP11-381N20.2RP11-381N20.2对宫颈癌有抑制作用，并与化疗敏感性密切相关。最近的研究发现，RP11-381N20.2在宫颈癌组织中表达下调，与肿瘤大小和癌症分期有关，对宫颈癌具有抗肿瘤作用。Zou等[27]证明紫杉醇通过lncRNA RP11-381N20.2抑制自噬，从而抑制宫颈癌进展。

截至目前，已证实的通过调控自噬来参与宫颈癌发生的 lncRNAs仅有HOTAIR、LINC00511、lincRNA-p21和RP11-381N20.2这4种，还需要进一步的研究来阐明lncRNAs调控自噬参与宫颈癌的机制。许多lncRNAs已经被证明是调控宫颈癌进展的ceRNAs，因此，研究自噬通路上与miRNAs竞争的lncRNAs可能是研究宫颈癌发生机制的新靶点，从而为宫颈癌的诊断和治疗提供有效的策略。

4 结语与展望

宫颈癌是妇科恶性肿瘤中发病率最高的疾病，这是一项全球性的重大健康挑战[28]。虽然HPV疫苗的应用可以预防宫颈癌，使宫颈癌的发病率在过去10年中有所下降，但患者的5年生存率仍然很低。因此，迫切需要寻找早期诊断的生物标志物，寻找新的研究靶点来提高宫颈癌的生存率。LncRNAs是宫颈癌诊断与预后的重要生物标志物，自噬失调也促进宫颈癌的发展。然而，目前针对LncRNAs调控自噬促进宫颈癌发展的研究还甚少，还需要进一步的探索，这对于发现新的宫颈癌诊断生物标志物是非常必要的。