肿瘤相关巨噬细胞与长链非编码RNA在肿瘤发展中的研究进展*

葛将 李文坤 李倩 王芸 王亚丹 综述 吴静② 审校

1 长链非编码RNA

2003年人类基因组测序完成后，发现仅有20 000个基因参与蛋白质编码，然而超过98%的基因不进行蛋白质翻译，称为非编码RNA（non-coding RNAs，ncRNAs）［1］。传统意义上的ncRNAs分为两大类。第一大类根据长度的不同分为：长度＜200个核苷酸的短链非编码RNA，如microRNA（miRNA）、转运RNA（tRNA）；长度超过200个核苷酸达到10万个碱基对的长链非编码RNA（long non-coding RNA，lncRNA）。第二大类组成包括：在X染色体失活中发挥重要作用的X染色体失活特异转录物（X-inactive-specific transcript，Xist）、同源框基因反义基因间RNA（homeobox gene antisense intergenic RNA，HOTAIR）、H19［2］。

1.1 lncRNA分类和结构

lncRNA构成了非编码基因组大部分空间，根据其在基因组上相对于蛋白质编码基因的位置，lncRNA分类为正义lncRNA、反义lncRNA、双向lncRNA、基因间lncRNA、内含子lncRNA。这些非编码转录本通常与相应的mRNA编码序列存在部分重叠，可能具有mRNA相同的功能。lncRNA包括一类不同转录本，其结构类似于mRNA，但不编码蛋白质［3］。与mRNA相同，大多数lncRNA也是由RNA聚合酶Ⅱ转录，进行可选择性剪切，可能携带有单核苷酸多态性（SNPs），进行5’端加帽和聚腺苷酸化［4］。结构上，lncRNA可以形成复杂二级结构及复杂高级结构，增强识别蛋白质的能力［5］。

1.2 lncRNA调控机制

lncRNA在转录和转录后水平调控基因表达［6］。在转录水平，lncRNA通过顺式或者反式作用以与染色质修饰酶相互作用、诱捕转录因子和直接与启动子结合等方式导致基因的激活或沉默［7-9］。lncRNA LNAPPCC与EZH2结合，抑制EZH2与PCDH7启动子结合，下调PCDH7启动子中组蛋白H3K27me3水平，激活PCDH7的表达［10］。lncRNA HAND2-AS1将转录因子E2F4募集到C16orf74启动子区域，并下调C16orf74表达。有报道表明，HAND2-AS1通过募集转录因子E2F4抑制C16orf74表达而抑制宫颈癌发生发展［11］。在转录后水平，lncRNA通过介导翻译和增强部分互补mRNA的稳定性调控基因表达；lncRNA干涉RNA结合蛋白，影响剪切和翻译过程以及调节蛋白质的活性和位置；lncRNAs作为竞争性内源性RNA（ceRNA）吸附micRNA［12］。lncRNA RPPH1通过与β-Ⅲ微管蛋白（TUBB3）相互作用，阻止其泛素化，从而诱导大肠癌细胞上皮-间充质转化［13］。lncRNA CASC19作为ceRNA通过CASC19/miR-130b-3p/ZBR2轴调控非小细胞肺癌进展［14］。lncRNA功能与其亚细胞定位有关［15］，细胞核内的lncRNA主要参与指导和招募组蛋白蛋白修饰酶、转录因子到达特定基因位点，最终引起转录抑制因子失活和致癌基因激活［16］。细胞质中lncRNA通常作为ceRNA调控mRNA蛋白稳定性参与细胞生物学进程［7］。多项数据表明，lncRNA在不同疾病的基因表达，尤其是恶性肿瘤中发挥重要调节作用［17］。在癌症中异常表达的lncRNA可以作为诊断、预后的分子标记，以及癌症治疗潜在靶点［18］。

2 肿瘤相关巨噬细胞

肿瘤是一个多基因多因素疾病，除肿瘤细胞之外，肿瘤微环境（tumor microenvironment，TME）其他组成部分也介入到肿瘤发展过程中。TME与肿瘤细胞之间相互关系对肿瘤发生发展起重要作用。除了肿瘤细胞，TME由许多不同的非癌细胞类型组成，包括内皮细胞、脂肪细胞、成纤维细胞、肌成纤维细胞、周细胞、平滑肌细胞以及不同的免疫细胞［19］。来源于骨髓的单核细胞随着血液循环迁移到组织和器官，之后分化为巨噬细胞［20］。巨噬细胞是不同的群体，不断改变其功能表型应对不同压力条件［21］。在TME当中，巨噬细胞受到不同刺激极化成两种不同亚型巨噬细胞：传统激活型M1巨噬细胞亚型和交替激活型M2巨噬细胞亚型［22］。在非恶性肿瘤中，大多数巨噬细胞是M1亚型，主要发挥促炎作用，以抗原呈递和促进肿瘤消亡为特征。恶性肿瘤中的巨噬细胞，通常被称为肿瘤相关巨噬细胞（tumor-associated macrophages，TAMs），主要是M2亚型，产生细胞因子和下调抗炎免疫反应促进肿瘤进展［21］。巨噬细胞从M1亚型转变成M2亚型是可逆过程，取决于微环境中的信号［23］。

实体TME中，外周血单核细胞通过血管浸润到肿瘤组织中极化为TAMs，肿瘤发展不同时期有不同亚型［24］。肿瘤发展早期阶段，TAMs发挥促炎表型作用，启动抗肿瘤I型炎症反应，通过释放TNF-α、ROS或者吞噬作用抑制肿瘤细胞生长［25-26］。肿瘤进展期，TME刺激巨噬细胞分泌IL-10、TGF-β限制细胞毒性T淋巴细胞和自然杀伤细胞的活性。大多数肿瘤中，巨噬细胞大量浸润与临床预后不良相关［27］。TAMs占据肿瘤实体50%以上，大多数为M2亚型。高密度的TAMs与多种肿瘤预后不良有极大相关性［28］。TAMs是TME主要的免疫抑制细胞，被认为是肿瘤干性和药物抵抗主要促进因素［29］。有研究表明，lncRNA在癌症免疫方面发挥重要作用，包括免疫激活、免疫细胞迁移和抗癌细胞毒性［30］。肿瘤发展过程中，TAMs在TME中发挥不同作用，lncRNA与TAMs在肿瘤发展过程中存在调控关系。

3 肿瘤组织内lncRNA通过TAM对肿瘤细胞作用

lncRNA是免疫细胞激活和分化的重要调控者［31］。肝癌细胞中高表达的lnc LINC00662 与miRNA-16、miRNA-107、miRNA-15a结合调控WNT3A表达水平发挥ceRNA的机制，高表达的WNT3A激活肿瘤细胞内Wnt/β-catenin信号通路促进肝癌细胞增殖、迁移和侵袭，同时高表达的WNT3A激活TME中TAMs内Wnt/β-catenin信号通路，使其表现为M2型功能巨噬细胞［32］。

lncRNA RP11-361F15.2在骨肉瘤组织中表达显著增加，其表达与CPEB4的表达呈正相关，与miRNA-30c-5p表达呈负相关。过表达RP11-361F15.2在体外增加了骨肉瘤细胞迁移/侵袭和TAMs M2样极化，并促进了体内移植瘤生长。RP11-361F15.2通过miRNA-30c-5p促进CPEB4介导肿瘤发生和TAM M2样极化，RP11-361F15.2/miRNA-30c-5p/CPEB4环可作为治疗内肉瘤潜在策略［33］。在结直肠癌癌细胞中，高表达的lncRNA RPPH1被TME中巨噬细胞摄取，促使巨噬细胞分化为M2型TAMs，肿瘤细胞中的RPPH1既可对自身作用发挥促进肿瘤侵袭和迁移作用，又可通过促使M2型极化，间接促进肿瘤侵袭和迁移［34］。目前，M1型巨噬细胞抑制肿瘤进展，M2型巨噬细胞促进肿瘤进展被广泛接受，如CASC2c［35］、GNAS-AS1［36］通过一定机制调控TME中巨噬细胞浸润、极化，lncRNAs通过调控M1或者M2极化对肿瘤进展产生不同作用。异常表达的lncRNAs可作为肿瘤早期诊断分子或潜在治疗靶点和未来研究的治疗方向。

4 TAMs中lncRNA对肿瘤细胞的作用

有报道显示，TAMs中lncRNA通过调控巨噬细胞极化亚型，对肿瘤细胞产生不同作用。在乳腺癌中，敲降TME中TAMs内linc-p21逆转TAMs功能亚型，同时增加抗乳腺癌能力，促进肿瘤细胞凋亡，抑制肿瘤细胞迁移和侵袭。linc-p21可以直接作用于p53，去除MDM2对p53的降解作用，促进乳腺癌微环境TAMs亚型维持作用。敲降TAMs中linc-p21，p53与linc-21之间的作用关系减弱，增强p53与MDM2之间的作用关系，激活NF-κB和STAT3信号通路，逆转TAMs的亚型，产生大量的TNF-α杀伤肿瘤细胞发挥抗肿瘤作用［37］。lncRNA ANCR在TAMs中高表达，使TAMs不表现为M1功能亚型，ANCR在诱导M1型巨噬细胞中呈现低表达，过表达M1中ANCR后，通过下调FoxO1蛋白，抑制M1功能亚型巨噬细胞极化，胃癌发生侵袭和迁移的能力增强［38］。在肝细胞癌中，lncRNA cox-2在M1型巨噬细胞中高表达，敲降lncRNA 后，M1 型巨噬细胞分子标记IL-12、iNOS、TNF-α表达下降，而M2型分子标记IL-10、Arg1、Fizz-1表达增加，逆转巨噬细胞M1表型为M2亚型。敲降lncRNA cox-2的M1型巨噬细胞与肝癌细胞共培养，抑制肝癌细胞增殖、侵袭、迁移和上皮间充质转化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）。lncRNA cox-2通过促进M1型巨噬细胞极化抑制肝癌细胞的免疫侵袭和迁移，同时抑制M2型巨噬细胞极化［39］。相关的疾病中lncRNAs与TAM极化相互作用的相关机制见表1。

表1 不同肿瘤中lncRNA与TAMs极化

目前，临床上已采取针对TAMs作为靶点的临床治疗方式，肿瘤常规治疗方式主要包括手术、放疗、化疗，存在一定不良反应，动员和加强免疫系统，以识别和消除癌细胞。这些治疗方法之一就是以单核细胞和巨噬细胞作为免疫治疗靶点。主要是从以下几个方面进行干预：阻止巨噬细胞聚集到肿瘤组织中；消除在肿瘤组织中已经存在的TAMs；将TAMs重编程为抑癌的M1型巨噬细胞；中和TAMs产生的促肿瘤产物；利用TAMs传递杀肿瘤药物进入到微环境中［23］。

TAMs内lncRNA调控TME中巨噬细胞极化，进而影响肿瘤进展。lncRNA还影响肿瘤血管生成，lncRNA MALAT1抑制了VEGF-A的产生，损害了HUVECs血管生成［40］。TAMs通过局部降解细胞外基质，释放内皮细胞生长刺激因子FGF-2、VEGF、GM-CSF等刺激内皮细胞增殖和迁移，影响血管成熟，进而促进肿瘤血管生成［41］。在M2中高表达，M1中低表达的LncRNA-MM2P，增强M2巨噬细胞促血管生成功能，进而促进肿瘤进展［42］。

5 结语

了解lncRNA结构和功能，可进行以lncRNA为基础的肿瘤治疗。根据lncRNA 与TAMs 之间的关系及对肿瘤产生的作用，未来临床上可为肿瘤新的诊断分子及治疗靶点提供线索。