长非编码RNA在乳腺癌中的研究进展

贾岩 综述 佟仲生 审校

乳腺癌是女性常见的恶性肿瘤，也是肿瘤相关死亡的主要原因之一[1]。2019年国家癌症中心数据显示，中国每年乳腺癌新发病约30.4 万例，其中3%～10%确诊时已发生远处转移。除手术和放疗外，内科主要的治疗手段为化疗、内分泌、靶向和免疫治疗。随着医疗水平的进步，乳腺癌的诊治能力大幅提高，然而仍有部分患者病情进展迅速，预后较差。目前需要明确乳腺癌发生和进展的分子机制以挽救更多患者生命。研究表明，长非编码RNA（long non-coding RNA，lncRNA）在乳腺癌中发挥着重要作用，影响肿瘤的分子调控、癌细胞的增殖和转移、肿瘤代谢和自噬等[2]。本文对lncRNA 的作用进行综述，为乳腺癌的早期诊断、进展监测、评估疗效和预后的新型分子标志物及分子治疗靶点提供新的思路。

1 lncRNA 概述

lncRNA 是一类长度超过200 个核苷酸的非编码蛋白的RNA 分子，可被RNA 聚合酶Ⅱ转录，并依赖转录后修饰，如加帽、剪切和聚腺苷酸化，可分为基因间、内含子、增强子、有义、反义和双向lncRNA。主要作用有：1）形成互补双链RNA 影响mRNA 切割；2）直接结合影响蛋白活性或胞质定位；3）抑制RNA聚合酶II，调控染色质重塑和组蛋白修饰，或启动编码基因转录影响基因表达；4）与转录产物形成双链RNA 并产生内源性siRNA；5）作为小RNA（如miRNA或piRNA）前体等[3]。此外，lncRNA 可提供结合位点供与DNA、RNA 结合，并可形成复杂空间结构作用于蛋白质，并参与X 染色体沉寂、基因组印迹、和表观遗传学调控（如组蛋白修饰）和翻译后修饰（如磷酸化和泛素化）等[4]，因此lncRNA 在生命过程中具有重要的作用。

2 lncRNA 在乳腺癌中的作用

lncRNA 参与细胞的发育分化，也调控肿瘤的发生和进展。在多种恶性肿瘤中，如乳腺癌和前列腺癌等，lncRNA 异常调控并表现出“癌基因”或“抑癌基因”特性。lncRNA 与microRNA、mRNA、蛋白质和基因组DNA 相互作用，参与肿瘤的相关信号通路，如Wnt、PI3K/AKT/mTOR 等[5]。因此，lncRNA 可能具备成为肿瘤诊断、预后评估和靶向治疗标志物的潜力。

2.1 影响乳腺癌的增殖和转移

肿瘤转移的动态过程涉及肿瘤微环境改变、上皮-间质转化、缺氧和血管生成等多方面。乳腺癌中lncRNA LINC00504 上调，敲除后抑制癌细胞增殖、迁移和侵袭，并促进细胞凋亡。LINC00504 作为竞争性内源RNA（competing endogenous RNA，ceRNA）吸附miR-876-3p 引起HMGB3 表达上调。当miR-876-3p 下调或HMGB3 上调后有效逆转LINC00504 缺失对癌细胞的抑制作用，因此LINC00504/miR-876-3p/HMGB3轴参与调控乳腺癌的生物学行为[2]。研究显示，乳腺癌中lncRNA SNHG3 表达增高，引起ZEB1 表达上调，SNHG3 通过调控miR-186-5p/ZEB1 轴诱导上皮-间质转化，促进乳腺癌细胞的增殖、迁移和侵袭[6]。

研究发现，lncRNA HNF1A-AS1 在三阴性乳腺癌（triple-negative breast cancer，TNBC）中高表达，敲除后抑制癌细胞增殖并促进凋亡。RNF38 是miR-32-5p 的靶分子，HNF1A-AS1 作为RNF38 的ceRNA 吸附miR-32-5p，上调RNF38 可逆转沉寂HNF1A-AS1后对TNBC 细胞的抑制作用。该研究还发现GATA1激活HNF1A-AS1 转录，并通过miR-32-5p/RNF38 轴促进TNBC 进展[7]。在乳腺癌中LINC00483 表达增加，而在转移、分期偏晚患者的表达更高，IGF2BP1与LINC00483 结合，上调IGF2BP1 后显著地促进LINC00483 表达，LINC00483 促进肿瘤细胞增殖并受到IGF2BP1 调控[8]。TNBC 中较高的LINC00173 提示患者预后较差，沉寂LINC00173 抑制肿瘤集落形成、增殖和侵袭能力[9]。

在乳腺癌中lncRNA TINCR 表达增加，TINCR结合STAU1 引导STAU1 调控OAS1 的稳定性，低水平OAS1 促进肿瘤增殖和迁移；TINCR 下调诱导细胞周期阻滞并促进凋亡[10]。TINCR 作为miR-761的分子海绵，对其具有正向调节作用。TINCR 吸附miR-761，并在早期TNBC 患者血清中增高，下调TINCR 或miR-761 抑制TNBC 细胞的侵袭、迁移和上皮-间质转化[11]。

在乳腺癌中lncRNA MALAT1 表达上调，尤其在转移性TNBC 和曲妥珠单抗耐药的人表皮生长因子受体-2（HER-2）过表达的乳腺癌中MALAT1 表达升高，通过激活PI3K/AKT 信号通路诱导细胞侵袭性增加[12]。然而Kim 等[13]研究发现，MALAT1 是乳腺癌转移抑制性lncRNA，通过结合并失活促转移转录因子TEAD 抑制癌细胞迁移和侵袭。敲除MALAT1 增加miR-145 表达，降低癌细胞VEGF 表达抑制增殖和迁移，体内研究可抑制小鼠移植瘤的生长和转移，但MALAT1 的功能和机制尚需进一步研究。

2.2 对抗肿瘤治疗敏感性的影响

研究发现，lncRNA 影响蒽环类和紫杉类药物的治疗敏感性。lncRNA H19 通过调节MDR1 和MRP4影响蒽环类和紫杉类药物耐药性，同敏感细胞相比，H19 在多柔比星或紫杉醇耐药的乳腺癌中表达升高，敲降H19 后癌细胞增殖降低并促进细胞凋亡，对多柔比星和紫杉醇治疗的敏感性增强。同时，在耐药细胞中lncRNA H19 与miR-340-3p 结合介导YWHAZ 对Wnt/β-catenin 信号通路的调控参与肿瘤转移和侵袭[14-15]。另有研究发现，他莫昔芬耐药的乳腺癌中H19 表达上调，H19 过表达促进自噬，减弱雌激素受体阳性乳腺癌对他莫昔芬的敏感性，敲降H19 后Beclin1 甲基化增加，DNMT3B 与Beclin1 启动子区结合增强，恢复对他莫昔芬治疗的敏感性[16]。该研究还发现，H19 通过影响H19/SAHH/DNMT3B 轴的甲基化调控激活自噬，引起他莫昔芬耐药。

Han 等[17]研究发现，曲妥珠单抗耐药细胞中的lncRNA ZNF649-AS1 表达增高，与治疗耐药和生存期缩短有关。该研究还发现，抗HER-2 治疗中的组蛋白H3K27ac 乙酰化修饰ZNF649-AS1 表达上调，与PTBP1 相互作用促进ATG5 转录引起自噬和曲妥珠单抗耐药，敲降ZNF649-AS1 后通过调控ATG5 表达和自噬逆转曲妥珠单抗治疗耐药。因此，调控lncRNA有望改善乳腺癌的治疗耐药。

2.3 对细胞自噬的影响

异常的细胞自噬可激活肿瘤细胞生长并引起治疗耐药。通过分析自噬相关lncRNA 发现，lncRNA MAPT-AS1、LINC01871、AL122010.1、AC090912.1和AC061992.1 与患者的预后有关[18]。Zhang 等[19]研究发现，乳腺癌中自噬相关的lncRNA 分子特征为lncRNA USP30-AS1、TFAP2A-AS1、MAPT-AS1 和LINC 01087 表达上调，HOXB-AS1 表达下调，提示乳腺癌较好的预后与lncRNAUSP30-AS1、ST7-AS1、VPS9D1-AS1、TFAP2A-AS1、HOXB-AS1、LINC01087和MAPT-AS1 相关，而lncRNA KMT2E-AS1 和OTU B6DB-AS1 与不良预后有关。同时，USP30-AS1、ST 7-AS1、VPS9D1-AS1、OTUB6DB-AS1、LINC01087 和MAPT-AS1 与患者的总生存相关。因此基于lncRNA分子特征的预后模型有望为乳腺癌的预测提供新的思路。

2.4 对细胞代谢的影响

lncRNA 调控肿瘤代谢，乳腺癌中LINC00538 调节PFK2 细胞周期蛋白依赖性激酶CDK6 磷酸化，催化6-磷酸葡萄糖生成2，6-双磷酸果糖/-1，6-双磷酸果糖，促进癌细胞糖酵解，影响细胞增殖和肿瘤生长[20]。研究发现，lncRNA HIFAL 募集脯氨酸羟化酶3（PHD3）到丙酮酸激酶2（PKM2），诱导脯氨酸羟化，通过与hnRNPF 结合将PKM2/PHD3 复合物引入细胞核内增强HIF-1α 的反式激活；HIF-1α 诱导HIFAL 转录，形成正向前馈循环[21]。该研究还发现，HIFAL 表达增加促进肿瘤生长，与乳腺癌的侵袭性表型和不良预后有关。

研究显示，在TNBC 中，lncRNA BCAR4 为YAP的转录靶点，通过GLI2 依赖性Hedgehog 信号途径促进YAP 糖酵解，BCAR4 促进糖酵解激活因子HK2和PFKFB3 的转录。当BCAR4 和GLI2 单独或同时上调，导致葡萄糖摄取和乳酸生成增加。此外，YAP和BCAR4 表达增加均与TNBC 较差的无复发生存相关。乳腺癌中的LINC00346 表达增加，敲降LINC00346后上调miR-148a/b 诱导细胞凋亡并抑制癌细胞增殖，通过降低GLUT1 表达抑制乳腺癌细胞的糖酵解[22]。因此，通过调控lncRNA 对肿瘤细胞糖酵解的影响，有望为分子治疗提供新的方向。

2.5 参与表观遗传学调控

lncRNA 作为乳腺癌的致癌或抑制因子，在表观遗传学调控中也显示出潜力。MLL1 是组蛋白赖氨酸4（H3K4）的甲基转移酶，MLL1 重排导致无H3K4甲基化活性的融合蛋白表达。Hu 等[23]研究发现，乳腺癌中的lncRNA ROR 表达增加，通过招募MLL1促进H3K4me3 诱导的TIMP3 转录。ROR 沉寂后抑制癌细胞增殖和侵袭，促进细胞凋亡，并抑制乳腺癌进展。

研究发现，lncRNA LINC00472 参与甲基化调控发挥抑癌作用，在TNBC 中，LINC00472 表达较低，恢复LINC00472 表达后抑制癌细胞的增殖、侵袭和迁移。LINC00472 通过招募DNA 甲基转移酶进入MCM6 的启动子区，诱导位点特异性DNA 甲基化，进而降低MCM6 表达[24]。该研究还发现，LINC00472通过抑制MCM6 表达发挥其抑癌作用，主要包括抑制TNBC 细胞增殖和肺转移。

N6-甲基腺苷（N6-methyladenosine，m6A）甲基化修饰是真核生物中最为丰富的mRNA 修饰之一。乳腺癌中METTL3 作为m6A 的甲基转移酶，其表达上调并作用于Bcl-2 调控细胞凋亡和肿瘤生长。Rong等[25]研究发现，在乳腺癌中LINC00958 表达较高，METTL3 促进LINC00958 的RNA 转录稳定性，引起LINC00958 上调，上调后促进肿瘤进展，与不良预后有关。该研究还发现，沉寂METTL3 后m6A 甲基化修饰的LINC00958 减低。同时LINC00958 作为miR-378a-3p 的ceRNA，在乳腺癌中靶向于miR-378a-3p，作用于下游YY1，使其受到LINC00958/miR-378a-3p 轴的共同调控。因此，lncRNA 也受到RNA 甲基化修饰的调控并在乳腺癌进展中发挥作用。

3 结语

lncRNA 缺乏蛋白编码能力，但在肿瘤的发生、发展和调控中发挥着重要作用，在乳腺癌中影响癌细胞的增殖转移潜能、治疗敏感性、自噬、代谢和表观遗传学修饰等。目前，在乳腺癌中lncRNA 研究主要集中在表达和功能方面，今后需要对lncRNA 调控肿瘤发生、发展的模式及机制进行更加深入研究，以期更好地理解乳腺癌的分子机制，为乳腺癌的早期诊断、进展监测、疗效评估、预后判断和分子靶向治疗等提供新的策略。