长链非编码RNA在卵巢癌中表达模式的研究进展

何征秦，张广美

卵巢癌是妇科常见的最致命的恶性肿瘤之一，超过75%的卵巢癌患者被诊断时已为晚期，生存率不到30%[1]。研究表明，基因缺失或基因扩增是包括卵巢癌在内的各种癌症发生、发展和转移的驱动因素。在人类基因组中存在大量非编码转录本，是基因表达的主要调节因素。其中许多转录本被称为长链非编码RNA（long noncoding RNAs，lncRNAs），参与了包括调节癌细胞的分化、增殖、凋亡、代谢和侵袭等多种细胞活动[2]。本文总结了近年在卵巢癌中的几种lncRNAs的研究进展，包括变异性浆细胞瘤异位1（plasmacytoma variant translocation 1，PVT1）、核富集转录体1（nuclear enriched abundant transcript 1，NEAT1）、HOX 转录反义RNA （HOX transcript antisense intergenic RNA，HOTAIR）、生长抑制特异性转录本5（growth arrest specific transcript 5，GAS5）和X-非活性特异性转录本（X-inactive-specific transcript，XIST）等，旨在为卵巢癌的临床诊断、治疗和预后提供依据。

1 LncRNAs概述

1.1 LncRNAs的结构和功能LncRNAs是一组长度超过200个核苷酸的RNA转录本，其结构及生物学功能等均不同于微小RNA（microRNAs）和其他类型的小RNAs[3]。LncRNAs是无或有小的开放阅读框的转录本，不产生功能性蛋白质，具有异质性的分子作用，在肿瘤发生发展中起到了关键调控作用[2]。LncRNAs直接与DNA、RNA和蛋白质相互作用，参与了广泛的生物学过程，包括通过调节染色质重塑来调控基因表达和转录、转录后mRNA的加工、蛋白质的功能或定位以及细胞间信号传递[4]。

1.2 LncRNAs的定位LncRNAs具有集中或分散的定位模式：①有的定位于细胞核，通过与mRNA结合调控基因表达[5]；②有的定位于细胞质中，作为竞争性内源RNA调控基因的表达[6]；③有的lncRNAs同时存在于细胞核和细胞质中[7]。值得注意的是，环境变化可以诱导lncRNAs从一个细胞室离域（或主动运输）到另一个细胞室[8]。

1.3 LncRNAs的分类根据lncRNAs的长度、转录本属性、相对于已知基因组的位置、调节元件和功能进行分类。为了突出lncRNAs的调节作用，通常根据其功能分为引导、诱饵、支架三类，其中引导性的lncRNAs可以将核糖核蛋白复合物（ribonucleoprotein complex，RNP）募集到特定的染色质位点；LncRNAs诱饵通过诱导变构修饰、抑制催化活性或阻断结合位点，发挥核转录抑制蛋白活性的作用[9]。LncRNAs支架通常是指基因表达调控的表观遗传和转录调控因子[10]。

1.4 LncRNAs的研究方法LncRNAs的差异性结构赋予其功能的多样性，故RNA的结构分析能加深对lncRNAs作用机制的理解，许多结构预测工具（如Rfold）使得RNA功能研究成为可能。利用高通量测序技术发现了缺乏蛋白质编码能力的转录的RNA分子，其可以通过翻译过程将DNA连接到蛋白质，调控细胞增殖、分化、代谢、凋亡、侵袭及DNA损伤[11]。

2 LncRNAs在卵巢癌中的作用模式

LncRNAs通过直接或间接地影响蛋白质的转录，从而发挥致癌或抑制肿瘤的功能。功能研究表明，lncRNAs在调控卵巢癌相关信号通路、结合miRNAs和调节上皮-间充质转化（EMT）方面发挥了重要作用[12]。在芯片研究中检测的4 956个lncRNAs中，卵巢癌高转移细胞中分别有583个lncRNAs表达上调和578个lncRNAs表达下调，这表明lncRNAs可能与卵巢癌的发生发展密切相关[13]。

2.1 LncRNA PVT1PVT1位于致癌基因c-Myc（一种可使细胞增殖、分裂的基因）附近的8q24基因组区域，长度为1.9 kb，在卵巢癌中表达上调。叉头框转录因子O4（FOXO4）通过TGTTT序列与PVT1的启动子区域结合，促进了PVT1的转录，从而导致卵巢癌细胞活力增加，代谢活性增强，S期癌细胞比例扩增[14]。同时，小干扰RNA（siRNA）抑制PVT1后，卵巢癌细胞的增殖、转移、侵袭能力明显降低，其作用机制可能与STAT3 信号通路有关[15]。值得注意的是，PVT1在结直肠癌中表达下调[6]。上述两种相反的效应，可能是由于细胞来源不同造成的，故PVT1在癌细胞中的表达模式还需要进行深入研究。鉴于PVT1在卵巢癌中的调控作用，提示其可能是卵巢癌治疗干预的重要靶点。

2.2 LncRNA NEAT1NEAT1长度约3.2 kb，主要定位于细胞核中，通过调控多种基因的表达，参与细胞核亚结构的形成与维持、机体的免疫调控和恶性肿瘤的发生发展。研究表明NEAT1在卵巢癌组织中表达上调，并与肿瘤FIGO分期、肿瘤大小、淋巴结转移和不良预后相关[16]。其作用机制可能是NEAT1促进了肿瘤转移相关基因Rho相关卷曲蛋白激酶1（ROCK1）的表达，通过调节miR-382-3p/ROCK1轴促进卵巢癌细胞的转移[17]。另有研究发现，NEAT1在高级别浆液性卵巢癌的增殖亚型中的表达却呈下调状态[18]。在紫杉醇耐药的卵巢癌细胞中，NEAT1表达上调，miR-194表达下调，NEAT1通过结合miR-194正向调控锌指增强子结合蛋白1（ZEB1）的表达[19]。这可能为卵巢癌的治疗提供新的靶点，并改善顺铂耐药性。

2.3 LncRNA HOTAIRHOTAIR是一个反式作用的lncRNA，定位于人类染色体12q13.13上，长度为6 232 bp，同时存在于细胞核和细胞质中，参与表观遗传调控过程[20]。卵巢癌细胞中HOTAIR的缺失增加了处于G0/G1期的细胞比例，降低了处于S和G2/M期的细胞比例[21]。HOTAIR表达上调与卵巢癌组织学分类、FIGO分期、广泛转移和不良预后呈正相关[21]。HOTAIR过表达促进了卵巢癌细胞DNA损伤反应（DDR）期间转录因子核因子κB的持续激活，且白细胞介素6（IL-6）以旁分泌方式影响周围细胞群体，导致化疗耐药性的产生[22]。在敲除HOTAIR后，通过抑制顺铂诱导的自噬从而增加顺铂对卵巢癌的敏感性[23]。因此，HOTAIR在肿瘤发生和耐药中的作用可能成为抗癌治疗的新靶点。

2.4 LncRNA GAS5GAS5位于人染色体1q25.1，在正常和良性卵巢上皮组织中的表达无显著差异，但在上皮性卵巢癌组织中的表达明显降低，且与淋巴结转移和肿瘤分期密切相关[24]。GAS5通过抑制miR-21的表达和随后上调快速发育生长因子同源蛋白2抗体（SPRY2）的表达来调控卵巢癌细胞增殖，故GAS5/miR-21/SPRY2信号通路可能是卵巢癌潜在的治疗靶点[25]。GAS5在卵巢癌药物敏感性和进展中也起到了作用。过表达的GAS5阻滞了卵巢癌细胞G0/G1期，促进细胞凋亡，可显著增强卵巢癌细胞对顺铂的敏感性[26]。从机制上讲，GAS5可能通过将腺病毒核转录因子4（E2F4）募集到其启动子上来调节多聚腺苷二磷酸核糖聚合酶1（PARP1）的表达，进而影响丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）通路的活性[26]。

2.5 LncRNA XISTXIST是位于X染色体失活中心的一种lncRNA，在维持基因组稳定以及X染色体失活初期发挥重要作用。XIST在正常卵巢组织中显著过表达，而在卵巢癌组织中表达下调，且与早期卵巢癌相比，晚期卵巢癌中XIST的表达显著下调[27]。此外，XIST与转录、蛋白质磷酸化、蛋白质泛素化和DNA修复等生物学过程密切相关[27]。当敲除XIST基因后，抑制了肿瘤抑制因子细胞程序性死亡基因4（PDCD4）的表达，促进了miR-150-5p表达，促进肿瘤细胞的生长、迁移和侵袭能力，同时启动了EMT，提高了肿瘤干细胞（CSC）在体外的存活率[28]。相反，有研究显示XIST在上皮性卵巢癌中上调，XIST的高表达与肿瘤分级、远处转移、FIGO分期和不良预后密切相关，具有促肿瘤发生发展的作用[29]。为了明确其在卵巢癌中的表达模式，还需要大量实验室研究来验证。

2.6 其他人类尿路上皮癌相关基因1（UCA1）位于人染色体19p13.12上，全长1 442 bp，在卵巢癌组织中的表达水平明显高于正常卵巢组织，与FIGO分期、组织学分类、腹腔积液、淋巴结转移、化疗反应、不良预后显著相关，但与年龄无关，故UCA1可以作为卵巢癌化疗反应和预后的指标[30]。UCA1在紫杉醇耐药的卵巢癌细胞中表达明显上调。通过沉默UCA1，可促进耐紫杉醇的卵巢癌细胞凋亡，减少卵巢癌细胞增殖、迁移和侵袭，为卵巢癌化疗耐药的研究提供了新的治疗靶点[31]。另外，UCA1在顺铂耐药的细胞中上调，在敲除UCA1基因后，抑制了顺铂诱导的卵巢癌细胞增殖，促进顺铂诱导的细胞凋亡[32]。

1号染色体上局部扩增的lncRNA（FAL1）位于人染色体1q21.2，在癌细胞胞质内呈核浓染模式[33]。FAL1对p21的抑制作用可能导致其致癌性的产生[33]。研究证实FAL1通过磷酸化细胞外信号调节蛋白激酶1/2（p-ERK1/2）及磷酸化丝裂原细胞外激酶1/2（p-MEK1/2），从而激活了丝裂原细胞外激酶（MEK）/细胞外信号调节蛋白激酶（ERK）通路，促进卵巢癌的发生和转移[34]。

母系表达基因（MEG3）位于人染色体14q32.2，通过激活P53而抑制多种癌症的发生和发展。MEG3通过调节自噬相关基因3（ATG3），诱导细胞周期阻滞于G2期，促进细胞凋亡，从而在上皮性卵巢癌中发挥肿瘤抑制作用[35]。此外，MEG3亦可通过调控卵巢癌细胞下游基因磷酸酶及张力蛋白同源基因（PTEN），阻滞细胞周期进程，促进细胞凋亡[36]。研究显示MEG3通过调节卵巢癌细胞EMT从而调节癌细胞转移[37]。另外，对700多个卵巢癌分子图谱的综合分析显示，73%的MEG3调控的EMT连锁途径基因含有MEG3结合位点，这也表明MEG3与癌细胞转移密切相关[38]。

3 展望

综上，近年越来越多的证据表明功能性lncRNAs通过不同的机制调控多种信号通路，影响卵巢癌的增殖、分化、转移及耐药性。在已报道的lncRNAs中，HOTAIR、H19、CCTA1、MALAT1、HOST2 和UCA1 等在卵巢癌中表达上调，HOXA11-AS、MEG3和GAS5等则表达下调，XIST和NEAT1等双向表达[39]。笔者发现上调的lncRNAs的数量超过了下调的数量，这可能说明致癌性lncRNAs比肿瘤抑制基因lncRNAs得到了更多的研究。这可能是由于过表达的lncRNAs更容易鉴定，更有利于探索以lncRNAs为靶点进行基因治疗的新策略。

LncRNAs在组织和细胞中的特异性表达模式对于卵巢癌发生发展的每个步骤都是重要的，应开发成为诊断、治疗和监测预后的生物标记物。在lncRNAs的调控网络中，其与编码或非编码转录本相互作用，特别是与miRNAs的关系更为紧密。虽然lncRNAs调控作用机制尚不清楚，但这是治疗的关键突破口，应对其调控通路以及参与这些通路的分子进一步研究。