长链非编码RNA靶向调控自噬对结直肠癌化学治疗敏感性的影响研究进展

常 宇，胡云峰，苏亚妮，侯慧娜

(延安大学附属医院放射治疗科，陕西 延安 716000)

结直肠癌(colorectal cancer，CRC)是最常见的消化道肿瘤之一，其发病率居恶性肿瘤的第2位[1-3]。化学治疗是目前治疗CRC的主要方法之一，其在很大程度上延长了CRC患者的生存期。但是，随着CRC对多种化学治疗药物产生耐受，导致部分CRC患者化学治疗失败。因此，了解化学治疗耐药的机制对提高CRC患者化学治疗的有效性至关重要。自噬是一种高度保守的过程，有助于维持适当的癌症微环境，能对饥饿和缺氧等环境变化产生反应，及时清除体内破损的细胞器、损坏的蛋白等有害成分，为机体提供能量。在CRC发生、发展过程中，自噬可以促进肿瘤细胞的生存或癌细胞死亡，其主要取决于肿瘤的类型、CRC的分期分化程度及代谢微环境[4-5]。长链非编码RNA(long non-coding RNA，lncRNA)可在表观遗传水平、转录水平和转录后水平调控基因的表达，其功能的失调与恶性肿瘤的发生、发展密切相关[6]。研究证实，lncRNA在CRC癌细胞中异常表达，且其异常表达可对CRC的侵袭、迁移及化学治疗耐药性有一定影响[7]。同时，有研究表明，lncRNA可通过调控自噬抑制CRC癌细胞凋亡，进而使CRC对化学治疗药物产生耐药[8]。本文就lncRNA调控自噬的机制及其在CRC化学治疗耐药中的作用研究进展进行综述，以期为CRC患者的治疗提供新的治疗策略及潜在的治疗靶点。

1 LncRNA与自噬

1.1 LncRNA的功能及其与化学治疗药物敏感性的关系LncRNA是指长度超过200个核苷酸的非编码RNA，其不直接参与基因编码与蛋白质的合成，但可在DNA、RNA和蛋白质多种分子水平上通过作为支架、诱饵、信号和向导或通过基因靶向、顺式或反式调节等多种机制参与调控基因的表达。lncRNA在过去被认为没有功能，是基因组中的“噪音”，但是，最近发现lncRNA存在多种生物学功能，如在癌症中调控上皮间充质转化(epithelial to mesenchymal transition,EMT)、血管生成、肿瘤细胞的侵袭和转移等。此外，越来越多的证据表明，lncRNA与药物的敏感性有一定关系。与绝大多数基因转录产物一样，lncRNA是类似mRNA的转录产物，可位于细胞核或细胞质内，位于细胞核内的lncRNA 可通过调控转录及表观遗传来调控相关基因的表达；在细胞质中，lncRNA具有mRNA翻译增强子、蛋白复合物支架、作为微RNA(microRNA，miRNA)海绵和保护mRNA等功能[8]。近几年研究发现，lncRNA与恶性肿瘤的增殖、分化、凋亡、侵袭和转移密切相关，lncRNA在癌细胞中的异常表达与肿瘤细胞对化学治疗药物的耐药也有一定关系[9-11]。研究报道，许多lncRNA通过竞争性内源性RNA(competitive endogenous RNA，ceRNA)机制，竞争性占据miRNA的共享结合序列，从而通过隔离miRNA并改变其下游靶基因的表达来调节肿瘤细胞对药物的敏感性[9]。YIREN等[10]研究报道，lncRNA MALAT1为miR-23b-3p竞争的内源性RNA，可减弱miR-23b-3p对自噬相关基因(autophagy related gene,ATG)的抑制作用，导致胃癌细胞化学治疗诱导的自噬和化学治疗耐药。HAN等[11]研究报道，lncRNA CRNDE可通过调节miR-181a-5p的表达水平和Wnt/β-catenin信号通路的活性来调节CRC的发生、发展和对化学治疗的耐药性。

1.2 自噬的分类及功能自噬是一种非常保守的分解代谢过程，该过程中一些损坏的蛋白或细胞器被双层膜结构的自噬小泡包裹后，进入溶酶体(动物)或液泡(酵母和植物)中进行降解并得以循环利用[12]。自噬可分为3种类型：即巨自噬、微自噬及伴侣分子介导的自噬。由于目前对于自噬的研究主要集中在巨自噬，且其作用机制比其他类型的自噬更为明确，因此，通常所说的自噬指的是巨自噬[13]。自噬的形成是一个由自噬相关基因介导、并受自噬相关信号通路调控的复杂过程，具体过程包括分离膜的形成(囊泡成核)和自噬小泡的形成，自噬小泡的不断延伸，将细胞质中的物质包裹其中，从而形成自噬体。自噬体可与溶酶体融合形成自噬溶酶体，自噬体的内膜及其包裹的物质被溶酶体酶降解。降解产物被输送到细胞质中，被细胞重新利用，而无用的残渣或被排出细胞外或滞留在细胞质中[14]。

自噬在肿瘤发生、发展的不同阶段起着不同的作用，如：在肿瘤生长的早期阶段，由于癌细胞的营养供给有限，需要通过自噬分解损害的蛋白细胞器等为机体提供营养；当肿瘤到晚期时，由于基因变异积累，众多抑癌基因失活，使自噬活力降低。化学治疗既能诱导细胞发生凋亡，也能诱导其产生自噬，但化学治疗诱导的自噬往往作为一种肿瘤细胞对抗各种治疗的保护性机制来抑制凋亡，从而使肿瘤细胞具有耐药性，不利于肿瘤的治疗，抑制自噬可用于提高抗肿瘤治疗的疗效[15]。可见，自噬的失调在恶性肿瘤化学治疗耐药性中发挥着重要的作用。

1.3 LncRNA对自噬的调控LncRNA在不同的恶性肿瘤中表达情况不一，许多lncRNA参与自噬的调控，其与DNA、RNA或蛋白质相互作用，通过不同的机制调控自噬相关基因的表达来影响自噬的发生，进而影响与自噬水平相关的一些疾病的进展[16]。早幼粒白血病基因-维甲酸受体α(promyelocytic leukemia-retinoic acid receptor α,PML-RARα)蛋白是早幼粒白血病基因和维甲酸受体α基因融合形成的癌蛋白，其可抑制早幼粒细胞向粒细胞分化。HOTAIRM1是一种位于 HOXA1 和 HOXA2 之间的 lncRNA，同时也是miR-20a、miR-106b和miR-125b 这3个miRNA的天然海绵，靶向3个蛋白编码基因，通过miRNA介导的沉默通路交叉调控自噬相关基因ULK1和E2F1的表达，以此来增强自噬水平，继而调节PML-RARA蛋白的降解和髓系细胞分化[17]。研究报道，lncRNA Meg3表达上调可通过与自噬相关基因ATG3相互作用来触发自噬通量，诱导自噬的发生[18]。XIONG等[19]研究发现，lncRNA HULC通过上调沉默信息调节因子1(silent information regulator 1,SIRT1)蛋白的表达触发肝癌细胞保护性自噬，从而削弱肝癌细胞对化学治疗药物的敏感性。LIU等[20]研究发现，lncRNA GAS5在CRC癌细胞中高表达，其可通过作为miR-222-3p的ceRNA上调PTEN的表达促进细胞自噬，从而抑制CRC癌细胞的迁移和侵袭。哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin，mTOR)为自噬的负向调节信号，研究发现，胃癌组织中lncRNA HAGLROS可通过拮抗 miR-100-5p 来增加mTOR的表达，从而抑制癌细胞自噬的发生[21]。综上，lncRNA是自噬的一种重要的调控因子，在恶性肿瘤的发生发展及对化学治疗药物的敏感性中发挥着一定的作用。

2 LncRNA通过调控自噬对CRC化学治疗敏感性的影响

不同lncRNA可通过调控不同或者相同的自噬相关基因来影响自噬的发生，进而使CRC对化学治疗药物产生耐药性。现阐述通过调控自噬影响CRC癌细胞化学治疗耐药的几种主要lncRNA。

2.1 LncRNA小核仁RNA 宿主基因 6(lncRNA small nucleolar RNA host gene 6，SNHG6)lncRNA SNHG6位于染色体 8q13，其是许多癌症中的致癌基因，例如胃癌、神经胶质瘤、肝细胞癌和骨肉瘤等。WANG等[22]研究发现，lncRNA SNHG6在CRC中显著上调，并通过抑制miR-26a-5p诱导unc-51样激酶1(unc-51 like kinase 1,ULK1)的表达，而自噬的启动始于ULK1的激活，ULK1过表达促进自噬的发生，自噬可通过抑制5-氟尿嘧啶(5-fluorouracil，5-Fu)诱导的细胞凋亡来增强CRC癌细胞对5-Fu的耐药。

2.2 LncRNA H19H19是最早被发现的基因，位于人类11号染色体上，是一个母系表达的印迹基因，在哺乳动物发育以及多种肿瘤发生发展过程中起着至关重要的作用。WANG等[23]研究发现，H19在对5-Fu耐药的CRC细胞中呈高表达，其可通过海绵miR-194-5p降低miR-194-5p在CRC细胞中的表达，以此增强SIRT1的活性，而SIRT1通过调节不同的自噬相关蛋白和途径促进自噬。同时，在该研究中使用自噬抑制剂氯喹可消除H19诱导的5-Fu耐药，说明H19可通过促进自噬来诱导CRC癌细胞对5-Fu抗性。

2.3 LncRNA核副啄木鸟组装转录本 1(nuclear paraspeckle assembly transcript 1，NEAT1)NEAT1是一种核限制性lncRNA，可通过调节基因在细胞核中的表达来调节病理生理过程。LIU等[24]研究发现，NEAT1在CRC组织和细胞中表达增加，并可抑制miR-34a表达，而miR-34a靶向HMGB1、ATG9A和ATG4B3`-UTR中的假定结合位点，参与自噬的激活，促进自噬的发生，进而促进CRC对5-Fu的耐药；而3-甲基腺嘌呤可通过逆转CRC癌细胞中NEAT1过表达诱导的耐药性。因此，说明lncRNA NEAT1可通过作用于自噬来增强CRC癌细胞对化学治疗药物的敏感性。

2.4 LncRNA尿路上皮癌相关 1 (urothelial carcinoma-associated 1，UCA1)UCA1是一种首次在人体膀胱癌中发现的lncRNA，目前发现其在胃癌、卵巢癌、肺癌等多种癌组织中的表达上调，并与各种癌症的发生、发展密切相关[25-27]。XIAN等[28]研究发现，对5-Fu耐药的CRC组织中UCA1表达水平高于对5-Fu敏感的CRC组织，而对5-Fu耐药的组织中自噬被促进，表明CRC癌细胞对5-Fu的耐药性与UCA1、自噬水平有关；UCA1可通过miR-23b-3p/ZNF281轴促进自噬和抑制凋亡介导CRC癌细胞对5-Fu耐药性。因此，抑制UCA1的表达可能会成为治疗CRC的有效靶点。

2.5 LncRNA KCNQ1 反链/反义转录本(KCNQ1 opposite strand/antisense transcript 1，KCNQ10T1)LncRNA KCNQ10T1已被证明是一种染色质调控RNA。研究表明，KCNQ1OT1可调控膀胱癌[29]、肝癌[30]、胃癌[31]的进展及舌癌[32]对顺铂的耐药性。LI等[33]研究发现，KCNQ1OT1在CRC癌细胞中也呈高表达，并通过海绵miR-34a上调Atg4B基因的表达来增强保护性自噬，从而增强奥沙利铂在CRC化学治疗中的耐药性。因此，KCNQ1OT1可能成为CRC治疗的一个的靶点。

2.6 LncRNA核内小RNA宿主基因14(small nucleolar RNA host gene 14,SNHG14)SNHG14是一种新发现的lncRNA，在子宫内膜癌[34]、非小细胞肺癌[35]及宫颈癌[36]等恶性肿瘤中呈异常表达，对肿瘤的增殖、侵袭、转移、耐药等恶性生物学行为起到调控作用[37]。HAN等[38]研究发现，SNHG14在CRC癌细胞中呈高表达，而高表达的SNHG14可增强CRC癌细胞的增殖、迁移和侵袭能力。同时，SNHG14可通过miR-186/ATG14轴刺激细胞发生自噬，进而促进CRC癌细胞对顺铂的耐药性。

综上所述，一些lncRNA在CRC中高表达，不同lncRNA可通过ceRNA海绵不同的miRNA来调节自噬相关基因的表达，增强CRC癌细胞自噬水平和抑制CRC癌细胞凋亡，进而使CRC癌细胞对化学治疗药物的敏感性降低，导致化学治疗的失败。因此，敲除这些lncRNA或抑制自噬可提高CRC癌细胞对化学治疗药物的敏感性，这对CRC的治疗具有深远的意义。

3 结语与展望

CRC是常见的消化道恶性肿瘤，化学治疗是治疗CRC的主要方法之一。化学治疗耐药是导致CRC化学治疗失败的重要原因。LncRNA通过参与自噬的调控在CRC化学治疗敏感性中发挥着重要作用。然而，目前关于lncRNA对CRC癌细胞自噬的调控机制尚不清楚，lncRNA在CRC癌细胞自噬和化学治疗耐药性中的作用及机制尚未得到广泛的研究，还需要进行进一步的研究。