LncRNA在乳腺癌发生、发展中的相关作用机制研究进展*

弭苗苗，魏晓楠，姜慧慧，张贵丽，王 娜，辛 钰 综述,孙成铭△ 审校

1.青岛大学,山东青岛 266000；2.青岛大学附属烟台毓璜顶医院检验中心,山东烟台 264000；3.滨州医学院,山东烟台 264000

乳腺癌作为一种高度异质性的恶性肿瘤，已成为女性健康的最大威胁之一。肿瘤的远处转移和治疗的耐药性是导致肿瘤死亡和复发的主要原因。长链非编码RNA(LncRNA)参与细胞内多种过程的调控，与多种肿瘤的发生、发展密切相关。LncRNA被认为是治疗乳腺癌远处转移的新靶点，其在乳腺癌预后中的作用具有较好的研究前景，但目前研究仍处于起步阶段，未来还需要更多的关注和探索。本文对LncRNA是如何调节乳腺癌细胞的侵袭、迁移和转移，在乳腺癌发生、发展中发挥作用的相关机制进行了综述。

1 LncRNA概述

LncRNA是非编码RNA家族的重要成员之一，其长度超过200个核苷酸，是RNA转录本的一种亚型，由于未知的生物学功能，其曾被认为是遗传的副产物[1]。随着生物技术及高通量测序的发展，RNA结构，以及RNA与RNA、RNA与DNA、RNA与蛋白质之间的相互作用逐渐被揭示。近年来，研究人员发现大量LncRNA在各种生物学过程中发挥了重要作用，尤其是在恶性肿瘤的发生、发展中。基于LncRNA与蛋白编码转录本的关系，其可分为5类：正义长链非编码RNA、反义长链非编码RNA、双向长链非编码RNA、内含子长链非编码RNA及基因间长链非编码RNA。LncRNA与肝癌、胃癌、肺癌、膀胱癌等多种恶性肿瘤有关，且在原发性肿瘤的进展中发挥着不可或缺的作用。

据报道，很多LncRNA都与乳腺癌的发展密切相关，可大致分为促癌型及抑癌型两类[1]，其作用机制为影响乳腺癌细胞的增殖、侵袭、远处转移、凋亡和耐药等。目前，乳腺癌的远处转移是导致乳腺癌患者死亡的主要原因，且鉴于LncRNA在乳腺癌转移中的重要作用，可将其作为预后的预测因子及治疗的新靶点。

2 增强乳腺癌细胞侵袭性的LncRNA

2.1促进乳腺癌细胞增殖及迁移的LncRNA

2.1.1H19 LncRNA H19已被证实在多种肿瘤中参与多项生物学过程，如肿瘤细胞增殖、侵袭及凋亡等。在乳腺癌中，H19的异常表达可能与肿瘤表皮生长因子受体2(HER2)阳性有关。在体外实验模型中，H19可刺激乳腺癌细胞增殖，抑制凋亡[2]。DNA的高甲基化参与了乳腺癌细胞的癌变过程，其启动机制是DNA甲基转移酶(DNMT)的异常表达，如DNMT1、DNMT3a、DNMT3b的异常表达。有研究表明，H19在乳腺癌中的表达异常上调，并通过微小RNA-152(miR-152)/DNMT1轴来促进乳腺癌细胞的侵袭，而miR-152过表达和敲除DNMT1可对上述现象产生逆转作用[2]。此外，有研究在H19/胰岛素样生长因子2(IGF2)位点发现了H19基因的一个新的保守反义LncRNA H91，H91通过一种名为Pm的新启动子来促进IGF2基因表达[3]。

2.1.2同源盒转录反义RNA(HOTAIR) HOTAIR被证实与乳腺癌的大小、进展和转移程度密切相关。有研究者推测HOTAIR可能通过上调血管内皮生长因子、基质金属蛋白酶和上皮-间质转化(EMT)相关基因来增加肿瘤的侵袭性[4]。敲除HOTARI可通过p53/Akt/JNK信号通路和雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号通路来抑制乳腺癌细胞的迁移和侵袭。目前，基于LncRNA与微小RNA(miRNA)之间的双向作用，研究人员正试图探索更多涉及miRNA的信号网络。HOTAIR可以作为微小RNA-20a-5p(miR-20a-5p)的海绵体，通过HOTAIR/miR-20a-5p/高迁移率族AT Hook蛋白2(HMGA2)轴显著影响乳腺癌的迁移和侵袭[5]。

2.1.3分化拮抗非蛋白编码RNA(DANCR) LncRNA中的DANCR与包括乳腺癌在内的多种肿瘤相关，尤其是三阴乳腺癌。下调DANCR的表达可抑制乳腺癌细胞的侵袭和迁移，从机制上看，DANCR的下调可能和组蛋白甲基转移酶Zeste同源物增强子2(EZH2)与CD44、ATP结合匣式转运子G2(ABCG2)启动子的结合增加有关[6]。EZH2是起始复合体2 (PRC2)的一部分，其通过组蛋白3的第27位赖氨酸(H3K27)残基的三甲基化来促进靶基因的沉默。而生物信息学分析另一种可能机制与三阴乳腺癌细胞中DANCR/微小RNA-216a-5p(miR-216a-5p)轴相关，当敲除DANCR时，转录因子性别决定区域Y-box2(SOX2)及八聚体结合转录因子4(OCT4)表达降低，从而使细胞侵袭受到抑制[7]。

除了以上提及的3种LncRNA外，LINC00152、LINC00461、LINC01857等也被证明与乳腺癌细胞的增殖及迁移相关。LINC000152可通过DNA甲基转移酶灭活BRCA1、PTEN基因，从而诱导乳腺癌的发生[8]。LINC00461通过微小RNA-30a-5p(miR-30a-5p)/整合素β3轴加速乳腺癌细胞的迁移和侵袭[9]。LncRNA HOXA11-AS的高表达可通过影响EMT促进乳腺癌的侵袭、转移，而干扰其表达可诱导癌细胞凋亡，使细胞周期于G1/G0期停止。干扰LncRNA HOXA11-AS可通过影响EMT相关分子标志物(E-cadherin、N-cadherin、Vimentin)的表达，从而抑制乳腺癌细胞的侵袭和迁移[10]。

2.2促进乳腺癌细胞远处转移的LncRNA

2.2.1转移相关肺腺癌转录物1(MALAT1) MALAT1首次在非小细胞肺癌患者中被发现，作为一种预后因子，其过表达可用于预测肺癌、骨源性肉瘤、结直肠癌等一系列肿瘤的发生，还提示非小细胞肺癌患者存在远处转移的风险[11]。有研究者发现高表达MALAT1可促进脂多糖(LPS)诱导的人和小鼠乳腺癌细胞的侵袭和转移[12]。MALAT1在乳腺癌细胞中的具体调控机制可能与缺氧有关，缺氧可能会引起乳腺癌细胞中特定的染色质相互作用，明显增加MALAT1及其反义链TALAM1的表达。有研究者证实，通过MALAT1/微小RNA-129-5p(miR-129-5p)轴可抑制三阴乳腺癌的远处转移[13]。

2.2.2长链非编码RNA-ROR(LincRNA-ROR) LincRNA-ROR可通过EMT有效促进乳腺癌的侵袭和远处转移。HOU等[14]首次发现，LincRNA-ROR在乳腺癌中表达上调，并且其在人类乳腺上皮细胞中的异位过表达诱导了EMT的发生。LincRNA-ROR与微小RNA核糖核蛋白复合物(miRNPs)相关，是一种与微小RNA-205(miR-205)竞争的内源性RNA。LincRNA-ROR的过表达可阻止miR-205靶基因在乳腺癌细胞中的降解。LincRNA-ROR是EMT的重要调控因子，通过调控miRNA促进乳腺癌的进展和远处转移，而沉默其表达可抑制体内乳腺癌的生长和肺转移[14]。

2.2.3与脑转移相关的LncRNA(Lnc-BM) Lnc-BM已被证明是乳腺癌患者脑转移进展的一个预后因素。在小鼠实验中，Lnc-BM的表达上调促进了乳腺癌脑转移的发生，而Lnc-BM表达下调则有效减轻了小鼠模型的脑转移[15]。在乳腺癌细胞中，Lnc-BM可增加酪氨酸激酶2(JAK2)活性，参与抑癌蛋白M和白细胞介素-6(IL-6)介导的信号传导与转录激活因子3(STAT3)磷酸化。在乳腺癌细胞中，Lnc-BM促进了细胞间黏附分子-1(ICAM1)和单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)的STAT3依赖性表达，分别介导了脑内巨噬细胞的血管共选择和募集，招募的巨噬细胞反过来产生抑癌蛋白M和IL-6，从而进一步激活Lnc-BM/JAK2/STAT3通路，促进乳腺癌脑转移的发生[15]。

3 减弱乳腺癌细胞侵袭性的LncRNA

3.1抑制乳腺癌细胞增殖及迁移的LncRNA

3.1.1金属硫蛋白1J(MT1JP) MT1JP位于16号染色体的1个簇中，该簇由金属硫蛋白家族中的几个同源蛋白编码基因组成。MT1JP是1种调节p53蛋白表达水平的抑癌基因，参与调控p53相关的信号通路[16]。最近1项研究首次证明了MT1JP过表达可显著抑制乳腺癌细胞的侵袭，增强其顺铂治疗敏感性。MT1JP可竞争性结合微小RNA-24-3p(miR-24-3p)，抑制Wnt/β-catenin信号通路。此外，在乳腺癌患者中MT1JP表达下调与肿瘤进展和不良预后有关[17]。

3.1.2锌指结构反义转录本1(ZFAS1) 在乳腺癌细胞中，微小RNA-589(miR-589)被证实是ZFAS1的靶点。ZFAS1过表达可抑制乳腺癌细胞的增殖、集落形成、侵袭和迁移，而miR-589过表达可以逆转这些变化。ZHANG等[18]发现，ZFAS1过表达主要通过激活PTEN基因来抑制PI3K/AKT信号通路，靶向miR-589，从而抑制乳腺癌细胞的增殖、侵袭和迁移。

3.1.3FGF13-AS1 FGF13-AS1可通过抑制糖酵解和下调干细胞特性来抑制乳腺癌细胞的增殖、迁移和侵袭。从机制上看，FGF13-AS1通过结合RNA结合蛋白、胰岛素样生长因子2 mRNA结合蛋白(IGF2BPs)，阻断IGF2BPs与Myc mRNA的相互作用，缩短了Myc mRNA的半衰期。此外，Myc mRNA转录抑制FGF13-AS1，在该信号通路中形成反馈回路。FGF13-AS1/IGF2BPs/Myc反馈环可能成为乳腺癌患者新的治疗靶点[19]。

3.2抑制乳腺癌细胞远处转移的LncRNA

3.2.1母系表达基因3(MEG3) MEG3被证实参与了乳腺癌的发生、发展，其机制与DNMT有关，而微小RNA-506(miR-506)可以靶向DNMT1和DNMT3b，延缓肿瘤发展，控制肿瘤转移。下调miR-506可增加人乳腺癌细胞系中MEG3启动子的甲基化水平，通过miR-506/SP3/SP1/DNMT1/MEG3轴来抑制MEG3的表达，从而减弱MCF-7和MDA-MB-231细胞的远处转移[20-21]。因此，可以推测miR-506和MEG3在乳腺癌中都有抑癌作用。

3.2.2X非活性特异性转录物(XIST) XIST是一种潜在的肿瘤抑制因子。荧光素酶实验证实，过表达XIST可通过微小RNA-155(miR-155)/CDX1靶向轴显著抑制乳腺癌细胞的迁移和侵袭[22]。基于基因集富集分析(GSEA)的途径筛选发现XIST通过激活X染色体上的膜突蛋白(MSN)激活c-Met信号通路。MSN是ERM蛋白家族的成员，通过肌动蛋白细胞骨架与质膜的交联参与细胞功能，参与上皮完整性的维持[23]。而c-Met的缺失降低了乳腺癌细胞的转运能力，抑制了乳腺癌细胞向脑转移。XIST下调的乳腺癌细胞可以分泌外泌体微小RNA-503(miR-503)，将小胶质细胞从M1表型(肿瘤抑制型)转化为M2表型(肿瘤促进型)，从而导致局部免疫抑制。因此，XIST可通过影响肿瘤细胞和肿瘤微环境，在乳腺癌脑转移中发挥重要作用。

4 与乳腺癌化疗耐药相关的LncRNA

目前，乳腺癌患者的临床治疗方法包括手术、术后化疗、靶向治疗或放疗，合理选择化疗方案至关重要。不同类型的乳腺癌对不同的方案和特定的药物有不同的反应，例如瑞博西尼联合氟维司群适用于激素受体与HER2阳性的患者[24];曲妥珠单抗、奈拉替尼和拉帕替尼适用于HER2阳性的患者[25]。化疗药物协同作用可在最初的治疗阶段清除大多数乳腺癌细胞。然而，频繁发生的耐药性仍然是乳腺癌治疗的主要障碍，治疗后乳腺癌复发率为10%～41%[26]，因此需要深入了解导致治疗耐药，特别是化疗耐药的分子机制。LncRNA作为调节肿瘤进展的重要分子，被认为与多种耐药机制有关，如改变药物外流、干扰DNA损伤修复、触发细胞凋亡、诱导药物靶点突变等。EMT不仅与肿瘤转移有关，而且与传统治疗的抗肿瘤能力有关。使用化疗药物(如奥沙利铂、5-氟尿嘧啶)治疗产生的化疗耐药细胞可发生EMT，经单克隆抗体(如曲妥珠单抗)治疗也可产生耐药细胞。

4.1终末分化诱导非蛋白编码RNA(TINCR) TINCR在表皮细胞分化中具有重要作用，可促进表皮形成，TINCR缺乏时则表现为表皮形成障碍。研究发现，TINCR在乳腺癌中表达异常[27]。与敏感细胞相比，对曲妥珠单抗耐药的肿瘤细胞中TINCR表达水平明显升高，下调TINCR的表达水平可逆转这些细胞对曲妥珠单抗的耐药性。此外，Snail-1是微小RNA-125b(miR-125b)的靶基因，过表达Snail-1可以逆转TINCR上调导致的乳腺癌细胞迁移、侵袭和EMT抑制。乳腺癌中TINCR上调的原因是TINCR启动子区cAMP效应元件结合蛋白(CBP)介导的H3K27乙酰化。临床上HER2阳性乳腺癌患者TINCR表达水平升高，曲妥珠单抗治疗效果差，生存时间短。因此，TINCR可能是乳腺癌潜在的预后指标，同时也是提高曲妥珠单抗疗效的研究靶点[28]。

4.2LINC00968 LINC00968是一种新发现的LncRNA，具有抑制肿瘤进展的作用。LINC00968能减弱MCF-7/ADM和KPL-4/ADM细胞对阿霉素、紫杉醇和长春新碱的耐药性。从机制上看,LINC00968可能通过HEY1靶向负调控Wnt2。过表达LINC00968或抑制Wnt2/β-catenin信号通路的激活可降低细胞集落形成能力，抑制乳腺癌细胞的迁移和侵袭，诱导细胞凋亡，从而减少耐药性[29]。

5 小 结

LncRNA和肿瘤之间的关系，特别是LncRNA在肿瘤转移中的作用机制是目前研究的热点[30]。对LncRNA进行系统分析，对于阐明其作用机制，提高临床个性化治疗水平具有重要意义。笔者在本文中对部分参与乳腺癌发生、发展的LncRNA进行了综述，大多数LncRNA在乳腺癌细胞的增殖、迁移、EMT或远处转移过程中起到了启动子的作用，而少部分LncRNA在乳腺癌的转移过程中起到了相反的作用。LncRNA可在不同水平调节乳腺癌的发生、发展，如转录水平或转录后水平。不同的LncRNA参与途径可能是未来乳腺癌治疗的新靶点。然而，关于大多数LncRNA对乳腺癌调节的潜在机制目前仍不明确。

近年来，尽管乳腺癌的筛查、诊断和治疗取得了进展，但仍有近12%的乳腺癌患者最终发生了转移，而转移性乳腺癌目前尚无明确的治愈方法。笔者在文中对LncRNA与乳腺癌肺转移、脑转移的相关内容进行了阐述，其中MEG3与XIST被证明能够抑制乳腺癌的远处转移，其将可能成为临床治疗乳腺癌远处转移的新靶点。

在乳腺癌治疗方面，笔者回顾了一些能够调节化疗敏感性的LncRNA，并对相关分子机制进行了简要阐述。了解乳腺癌相关LncRNA、靶miRNA和基因之间的相互作用网络，对开展乳腺癌早期诊断和治疗的研究是非常有用的。