长 链 非 编 码 RNA 与 鼻 咽 癌 的 关 系▲

熊 雨 邹 攀 何迎春 王贤文

(1 湖南中医药大学研究生院，长沙市 410208，电子邮箱：975914326@qq.com；2 中医药防治眼耳鼻咽喉疾病湖南省重点实验室，长沙市 410208；3 湖南省中医药防治眼耳鼻咽喉疾病与视功能保护工程技术研究中心，长沙市 410208；4 湖南中医药大学第一附属医院耳鼻咽喉科，长沙市 410007)

【提要】 鼻咽癌是东南亚地区和中国南方常见的恶性肿瘤之一。长链非编码RNA(lncRNA)是一类不能通过编码蛋白质发挥作用的RNA分子，是人类发育、生理和病理过程的关键调节剂。众多研究表明，lncRNA在肿瘤发生发展和癌症预后中起关键作用。在高通量测序技术发展的背景下，研究人员在鼻咽癌组织和细胞中发现了大量的功能性lncRNA。本文就lncRNA与鼻咽癌发生发展、血管生成、转移侵袭的关系进行综述。

鼻咽癌是好发于鼻咽上皮内壁的头颈部恶性肿瘤，发病率具有明显的地域倾向和种族差异特点，在中国南方、北非和东南亚发病率较高[1]。鼻咽癌的发生发展是一个多步骤、多因素的过程，发病机制复杂，病因包括EB病毒感染[2]、人乳头瘤病毒感染[3-4]、遗传易感性[5]等。如何早诊断早治疗鼻咽癌、提高晚期鼻咽癌患者的生存率及改善其生活质量仍是鼻咽癌研究学者们关注的主要问题。长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)可在多个水平调控基因的表达，如表观遗传水平调控、转录水平调控和转录后水平调控,广泛参与机体的生理与病理过程，与多种肿瘤的发生发展密切相关,是当前医学研究关注的热点之一。除了对基因的激活和沉默有直接作用外，lncRNA还在染色质的组装[6]、维持基因组完整性、剂量补偿[7]、X染色体失活[8]、基因组印迹、细胞分化、发育和死亡中发挥重要作用[9]。lncRNA在应激反应、免疫反应和神经功能方面也起着至关重要的作用[10]。lncRNA表达失调可能导致细胞功能异常和生长失衡，从而引起疾病。研究发现，lncRNA在癌症的发生发展中也起着关键作用，其异常表达、突变或单核苷酸多态性与肿瘤的发生和转移等有关[11]。此外，lncRNA还被视为诊断肿瘤和判断预后的标志物[12]。目前，关于lncRNA在鼻咽癌中的表达特征和功能机制尚未清楚。本文从lncRNA在鼻咽癌发生发展、血管生成、迁移侵袭中的作用角度出发，就鼻咽癌与lncRNA的关系做一综述。

1 lncRNA与鼻咽癌发生发展

肿瘤发生涉及多种癌基因激活与抑癌基因失活。lncRNA通过调控重要的癌基因或抑癌基因而参与细胞的恶性转化与肿瘤发生，还可通过调控肿瘤细胞周期和细胞凋亡影响肿瘤细胞增殖，如X染色体失活特异转录物(X inactivate-specific transcript，XIST)、长链非编码RNA重编程调节器(lncRNA-regulator of reprogramming，lncRNA-ROR)、长链非编码RNAINK4基因座中反义非编码RNA(lncRNA-antisense non-coding RNA in the INK4 locus，lncRNA-ANRIL)。

1.1 XIST XIST是最早被研究的lncRNA之一，其参与X染色体失活的复杂调控[13]。XIST已被证实为多种人类癌症的致癌基因，其表达失调与肿瘤的发生、发展密切相关。含有微小RNA(microRNA，miRNA)结合位点的特定内源性lncRNA可以充当特定miRNA的竞争性“海绵”，并干扰其功能，从而调节基因表达[14]。XIST主要通过干扰相关miRNA的功能来调节基因表达，进而调控鼻咽癌的发生发展，如XIST通过充当miRNA-34a-5p的竞争性“海绵”来上调miRNA-34a-5p靶基因E2F转录因子3的表达，是激活E2F转录因子3途径参与鼻咽癌进程的重要致癌调节剂[15]。Cheng等[16]的研究表明，XIST在体外抑制鼻咽癌细胞的增殖、迁移和侵袭，在体内可抑制肿瘤的生长，其作用可能与XIST通过充当内源性miRNA“海绵”与miRNA-491-5p结合来调节miRNA-491-5p和Notch3的表达，进而发挥抑癌作用有关。Shi等[17]发现下调XIST的表达可以促进鼻咽癌CNE2和SUNE-1细胞凋亡，抑制细胞增殖、迁移、侵袭；其机制是XIST充当miRNA-148a的竞争性“海绵”，进而下调下游靶标去整合素-金属蛋白酶17的表达，从而发挥抗肿瘤作用。此外，Han等[18]证实，沉默XIST的表达可以通过抑制鼻咽癌细胞的DNA损伤修复来抑制癌细胞增殖并显著提高鼻咽癌细胞的放射敏感性。王浩等[19]发现，XIST在人鼻咽癌顺铂耐药HNE1细胞株细胞中表达升高，下调和上调XIST的表达可相应的减弱和增强HNE1细胞对顺铂的耐药性，其机制可能与程序性细胞死亡因子4和Fas-L蛋白表达改变相关。

1.2 lncRNA-ROR lncRNA-ROR已被证明与包括鼻咽癌在内的多种肿瘤的发生、进展和转移有关[20-21]。lncRNA-ROR位于染色体18q21.31上，最初在诱导多能干细胞时被发现，并直接由干细胞标记的核心转录因子性别决定区Y-box蛋白2(SOX2)、八聚体结合转录因子4(OCT4)、同源蛋白转录因子NANOG调控，这些因子对于包括鼻咽癌在内的多种人类恶性肿瘤的发生发展至关重要[22]。p53作为肿瘤抑制因子，可以通过调节下游靶点的表达参与肿瘤发生和发展的所有步骤，这些下游基因的功能异常往往与鼻咽癌的发生和发展密切相关[23]。lncRNA-ROR参加p53调控途径，与p53形成了复杂的调控网络。lncRNA-ROR是p53的强负调节剂,与通过泛素-蛋白酶体途径导致p53降解的小鼠双微体基因2不同，其通过与异质核糖核蛋白Ⅰ的直接相互作用抑制p53翻译，从而抑制p53介导的细胞周期停滞和细胞凋亡[23]。lncRNA-ROR下调可导致作为DNA损伤诱导剂的p53基因和其他应激反应的关键基因上调；此外，其对p53途径的抑制作用可能是患者化疗不敏感的原因[24]。Li等[20]证实，lncRNA-ROR通过抑制DNA损伤后细胞p53的水平，影响细胞周期来调节增殖能力,并调节肿瘤细胞的黏附和迁移来促进肿瘤的转移迁移，参与鼻咽癌的发生发展过程，同时还是治疗耐药的关键位点。Hong等[25]报告多叶素Ⅰ通过下调lncRNA-ROR表达，从而促进p53信号传导，在体外和体内抑制肿瘤生长并诱导鼻咽癌细胞凋亡。由此可见，lncRNA作为调控因子，可以通过影响p53 mRNA的稳定性或降低其识别某些结合位点的能力来调控p53的表达，抑制p53的转录；lncRNA还可作为调节因子，通过与p53反应元件相互作用直接激活p53，从而调节p53的表达[26]。

1.3 lncRNA-ANRIL 在人类9p21染色体上有一个42 kb区域编码三种肿瘤抑制因子(p16INK4A、p14ARF和p15INK4B)，它们在大约30%～40%的人类肿瘤中异常表达，INK4a/ARF/INK4b基因簇的表达在正常细胞生长过程中是沉默的，而在致癌性损伤和衰老过程中会被激活[27]。lncRNA-ANRIL是p16INK4A和p15INK4B基因座的关键调节剂，在肿瘤抑制中起关键作用，其机制可能是通过与多梳阻抑复合物2(polycomb repression complex 2，PRC2)结合，募集PRC2复合体至特定位点并进而负调控下调p16INK4A和p15INK4B基因表达[28]。Zou等[29]发现，lncRNA-ANRIL可以诱导鼻咽癌中的干细胞样细胞(侧群细胞)增多，并促进细胞鼻咽癌增殖、增强集落形成和转化能力；此外，其还可以重新编程鼻咽癌细胞的葡萄糖代谢过程，可以迅速为细胞增殖提供ATP。Wang等[30]的研究证实，敲低lncRNA-ANRIL表达可明显抑制鼻咽癌细胞增殖并促进其凋亡，而抗let-7a则可抵消沉默lncRNA-ANRIL后所产生的抗肿瘤效应，表明lncRNA-ANRIL通过负调控let-7a来促进鼻咽癌细胞的增殖和抑制其凋亡。lncRNA-ANRIL也可以作为竞争性内源RNA来抵消miRNA-125a对mRNA的抑制作用，若下调lncRNA-ANRIL表达则可以抑制鼻咽癌细胞的增殖并促进其凋亡[31]。此外，lncRNA-ANRIL可以通过调控关键信号转导通路发挥致癌作用。Wu等[32]发现，SOX2通过与lncRNA-ANRIL结合来上调lncRNA-ANRIL的表达水平，促进β-连环蛋白信号传导通路，并激活Wnt/β-连环蛋白信号通路，从而促进鼻咽癌的发生；且临床鼻咽癌样本中的lncRNA-ANRIL的表达水平与SOX2和β-连环蛋白表达水平呈正相关,说明SOX2/lncRNA-ANRIL/β-连环蛋白轴在鼻咽癌发生发展中起重要作用。

2 lncRNA与鼻咽癌血管形成

肿瘤组织需要丰富的血流提供所需营养并代谢废物；血管生成是癌症的标志，它也被证实在肿瘤发生、侵袭和转移中起关键作用[33]。血管生成是肿瘤发展的关键步骤，新血管形成对于实体癌的形成更是必不可少的[34]。肿瘤诱导血管生成的调控机制十分复杂，包括肿瘤与周围微环境细胞之间复杂的相互影响，以及STAT3、核因子κB、AKT、mTOR和Wnt等致癌信号通路激活和血管生成相关基因的异常表达等[35]。作为肿瘤血管生成中可能的驱动因素，lncRNA的重要性不言而喻。

2.1 HOX转录反义基因间RNA HOX转录反义基因间RNA(HOX transcript antisense intergenic RNA，HOTAIR)是最早报道的反式作用调控基因之一，其参与癌细胞的增殖、侵袭和转移[36]。对于鼻咽癌，HOTAIR在体外和体内均可抑制肿瘤的生长和血管生成。在许多介导血管生成的生长因子中，血管内皮生长因子被认为是肿瘤血管生成初期的关键调节因子，而血管生成素2在血管成熟中起重要作用；HOTAIR可以直接与血管内皮生长因子抗体(anti-vascular endothelial growth factor,anti-VEGF)启动子的特定DNA序列结合，修饰基因组结构并促进anti-VEGF转录；另一方面，HOTAIR可以通过调节葡萄糖调节蛋白78水平来间接影响anti-VEGF和血管生成素2的表达；敲除HOTAIR基因可下调鼻咽癌中血管生成素2和anti-VEGF的分泌和表达，从而诱导肿瘤细胞凋亡、拮抗血管生成，进而抑制肿瘤的生长[37-38]。

2.2 转移相关的肺腺癌转录本1 转移相关的肺腺癌转录本1(metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1，MALAT1)长约8 700 nt,是位于染色体11q13.1的lncRNA，与多种疾病(尤其是癌症)相关；MALAT1在多种类型的肿瘤中表达上调，MALAT1对肿瘤细胞增殖、血管形成、迁移、侵袭和凋亡等均有影响[39]。MALAT1可以促进肿瘤血管形成，其机制可能与转化生长因子β(transforming growth factor β,TGF-β)相关信号传导通路异常激活有关[40]。TGF-β是一种对血管生成具有刺激或抑制作用的生长因子,TGF-β可通过上调MALAT1表达，从而促进血管生成[40]。TGF-β途径还介导内皮细胞向间充质细胞的转化过程，内皮细胞通过该过程可获得间充质细胞的基因表达而变得更具运动性和侵袭性[41]。Fan等[42]提出，MALAT1在内皮细胞中高表达，MALAT1表达下调可使体外增殖型内皮细胞和移行型内皮细胞之间相互转化达到平衡，从而减弱体内血管的生长。除TGF-β途径外，MALAT1还通过调控CCNA2、CCNB1/B2、p21和p27的表达促进血管生成[39]。此外，MALAT1还可以通过以下机制促进血管生成：缺氧缺血可明显上调MALAT1的表达，促进内皮细胞表型转换，进而促进内皮细胞增殖、迁移、血管生成；抑制MALAT1而减弱RNA降解，并促进尖端细胞迁移，阻止茎细胞增殖，从而导致体外异常血管形成；且MALAT1的基因缺失或药理抑制可以破坏体内的血管形成过程[43]。

3 lncRNA与鼻咽癌迁移侵袭

鼻咽癌是一种具有高度转移倾向和侵袭性的上皮癌，晚期可发生淋巴转移，肿瘤的转移侵袭是导致鼻咽癌预后不良的重要原因[44]。

3.1 H19 H19是11p15.5染色体上位于胰岛素样生长因子2(insulin-like growth factor 2，IGF2)基因座的lncRNA。母本等位基因表达的H19通过基因印迹沉默母本等位基因中的IGF2，而不影响IGF2在父本等位基因中的表达，但这种印迹模式在癌症中常常失调，导致恶性组织中H19的异常上调[45]。H19在大多数类型的癌症中均呈高表达，并与肿瘤细胞的增殖、侵袭和迁移相关[46]。Ng等[47]证实，H19基因在未分化的鼻咽癌细胞系CNE-2中呈高表达，而在高度分化的鼻咽癌细胞系HK1中不表达。Li等[48]证实了H19通过鼻咽癌细胞中的miRNA-630/Zeste同源2的增强器途径抑制E-钙粘蛋白的表达来促进鼻咽癌细胞的迁移和侵袭。近期研究发现，H19-let-7-肉瘤病毒癌基因同源物信号在鼻咽癌的发生和转移中具有关键作用，let-7基因可以负调控H19表达；H19通过分子海绵作用抑制let-7基因，间接上调肉瘤病毒癌基因同源物表达，从而导致鼻咽癌的发生；沉默H19可以增强let-7基因对肉瘤病毒癌基因同源物的抑制作用，导致肉瘤病毒癌基因同源物表达水平降低，最终可以达到抗肿瘤迁移侵袭作用[49]。

3.2 MALAT1 MALAT1可以通过促进鼻咽癌细胞上皮细胞-间充质转化(epithelial-to-mesenchymal transition,EMT)而达到促进肿瘤迁移、侵袭的作用。与胚胎期的完全EMT相比，肿瘤细胞为部分EMT，即癌细胞可以同时表达上皮和间充质标志物(上皮/间质表型)，经历过EMT的癌细胞更具转移性和侵犯性[50]。lncRNA可以作为竞争性内源RNA(ceRNA)发挥分子海绵miRNA的作用，从而抑制这些miRNA的靶标，MALAT1正是通过作为竞争性内源RNA来促进鼻咽癌细胞的EMT，进而促进鼻咽癌迁移侵袭。Shi等[51]的研究揭示了鼻咽癌的新型调控轴MALAT1/miRNA-124/钙蛋白酶小亚基1的作用机制：MALAT1通过充当内源分子海绵消除了miRNA-124对钙蛋白酶小亚基1的抑制作用，从而促进鼻咽癌细胞的增殖、侵袭和EMT。Hua等[52]进行了体外和体内试验，证明了上调miRNA-25水平可以显著抑制鼻咽癌细胞的增殖、迁移和侵袭，其机制为miRNA-25可下调鼻咽癌中MALAT1的表达，从而起到抑制鼻咽癌细胞增殖、迁移和侵袭的作用。MALAT1过表达还可以通过抑制E-钙粘蛋白的表达，促进波形蛋白的表达来促进鼻咽癌细胞的增殖、侵袭和转移[53]。

4 小 结

鼻咽癌是常见的侵袭性鳞状细胞癌之一，早期即可发生淋巴结转移，放化疗对多数鼻咽癌患者有效，但鼻咽癌患者的总存活率却没有显著提高[54]。因此，充分了解鼻咽癌发生发展、血管生成、迁移侵袭的机制至关重要。由于lncRNA在转录调控、转录后调控和表观遗传调控中均起重要作用，近年来学界在对其的生物学认识上取得了重大进展。但目前关于lncRNA的机制研究及作用模式尚未完全清楚，研究方法不够系统、命名不够规范等众多问题未能解决，lncRNA与鼻咽癌的联系也未能完全阐明。进一步深入了解lncRNA在鼻咽癌的生物学功能将有助于鼻咽癌的早期诊断及个体化治疗方法的开发。