宫颈癌上皮-间充质转化相关长链非编码RNA的研究进展

辛文虎，王芳

(1.兰州大学第二医院 a.妇科,b.生殖医学科，兰州 730030； 2.兰州大学第二临床医学院，兰州 730030)

宫颈癌是全球女性第四大恶性肿瘤，也是女性癌症死亡的第四大疾病类型[1]。据统计，2020年全世界宫颈癌新发病例为60.4万，死亡人数为34.2万[1]，且年轻人群宫颈癌的患病风险逐年上升[2]，对女性的健康构成严重威胁。尽管随着人乳头瘤病毒疫苗的广泛应用和宫颈癌早期筛查的逐渐普及，宫颈癌在全球范围内的发病率和病死率均呈下降趋势[3]，但中晚期宫颈癌患者的预后仍不理想，尤其是出现远处转移和肿瘤复发往往预示着预后不良[4]。因此，寻找新的治疗靶点和预后生物标志物以提高宫颈癌患者的生存率尤为重要。

宫颈癌的侵袭和转移是一个多因素、多步骤、连续级联反应过程。有研究表明，上皮-间充质转化(epithelial-mesenchymal transformation，EMT)作为连续级联反应的关键环节，在宫颈癌的侵袭和远处转移过程中发挥重要作用，而间质细胞向上皮细胞转化可抑制宫颈癌细胞的侵袭转移能力及肿瘤干细胞的增殖[5]，增加肿瘤细胞对传统细胞毒药物及放疗的敏感性，从而降低转移和临床复发的可能性，这为宫颈癌的治疗提供了新思路。近年来，随着新一代基因测序和微阵列技术的快速发展，发现长链非编码RNA(long non-coding RNA，lncRNA)在肿瘤细胞侵袭、转移等生物学过程中发挥重要调控作用，多种lncRNA与EMT的多个核心转录因子相互作用，影响肿瘤的EMT进程，从而影响宫颈癌进展[6]。现就宫颈癌进展中与EMT过程相关的lncRNA研究进展进行综述，为进一步探索lncRNA在宫颈癌EMT过程中的具体作用机制提供参考。

1 lncRNA

lncRNA是一类二级结构高度保守且长度大于200个核苷酸的非编码RNA，由RNA聚合酶Ⅱ转录形成，因缺乏开放阅读编码框而不参与蛋白质编码，因此不具有生物学功能[7]，曾被普遍认为是基因组“暗物质”或“转录噪音”。近年来，随着高通量测序技术的发展及广泛应用，越来越多的研究表明lncRNA广泛参与基因表达调控，与细胞增殖、分化、自噬、迁移、免疫调节等生物学过程密切相关，尤其在恶性肿瘤的发生发展中发挥重要作用[8-9]。目前认为，lncRNA可与RNA、DNA和蛋白质等相互作用，通过参与表观遗传修饰、转录和转录后水平的基因表达调控而影响肿瘤进展[10]，部分lncRNA的异常表达在肿瘤中发挥着潜在的癌基因或抑癌基因的作用，如LINC00472、膀胱癌相关转录因子1和乳酸脱氢酶A的α复合体4等lncRNA已被确定为多种癌症的肿瘤促进因子或肿瘤抑制因子[11-12]；lncRNA尿路上皮癌抗原1作为肿瘤细胞增殖生长调节因子，可以促进肿瘤的新生血管形成、侵袭和转移，在子宫内膜癌中发挥作用；lncRNA牛磺酸上调基因1(taurine upregulated gene 1,TUG1)上调可促进宫颈癌细胞增殖和迁移[13]。多种lncRNA已被证实可作为新型肿瘤生物标志物来评价肿瘤恶性程度和预测肿瘤进展结局，如lncRNA A174084可作为区分胃上皮良性病变与胃恶性肿瘤的生物标志物[14]。此外，部分lncRNA在指导个体化综合治疗方面发挥一定作用，lncRNA HOX转录反义RNA(HOX transcript antisense RNA，HOTAIR)可以预测卵巢癌对不同铂类化疗药物治疗的敏感性差异[5]。由此可见，多种lncRNA对肿瘤性疾病的诊治以及预后评估具有一定的指导价值，但大多数lncRNA在肿瘤疾病中的生物学功能及确切调控机制尚不清楚，需要进一步研究。

2 EMT

EMT是指在某些生理或病理情况下，细胞失去典型的上皮特征并获得间质特性且以高度可塑性和动态方式进行转换的一系列协调转录和形态程序[15]。EMT是一个受过渡态和微环境影响的动态过程，调节EMT的机制包括表观遗传修饰、转录调控、选择性剪接、蛋白质稳定和亚细胞定位以及自噬调节等，其在胚胎发育、伤口愈合、组织再生、器官纤维化、肿瘤发生进展等方面发挥重要作用[16]。EMT是机体正常的、复杂且受严格调控的发育程序，一旦这种有序调控失控就会触发肿瘤的侵袭及发展。研究表明，EMT是恶性肿瘤侵袭、转移的关键步骤，癌细胞在特定微环境中响应Snail、Zeb、Twist等信号因子发生EMT重塑细胞骨架，使上皮细胞表型发生改变，上皮钙黏素、闭锁小带蛋白-1、桥粒蛋白等细胞黏附蛋白表达减少，而神经钙黏素、波形蛋白、基质金属蛋白酶等间质细胞分子标志物表达增加[15]，从而导致细胞间黏附力下降或丧失，上皮基底细胞极性丧失，细胞游走性明显增加，这是恶性肿瘤出现周围组织侵袭及发生远处转移的重要生物学变化过程[17]。有研究发现，循环肿瘤细胞具有上皮细胞、间充质细胞和从上皮细胞向间充质细胞过渡细胞3种亚型，进一步证实多种信号诱发EMT使肿瘤细胞原位浸润分离，并表现出肿瘤干细胞样特性，进入循环系统后转移至远处，在远隔器官出现间充质细胞向上皮细胞转化，从而触发迁移停止，诱导相同的细胞增殖并孕育出新的肿瘤，可见上皮细胞与间充质细胞之间相互转化在肿瘤细胞侵袭、迁移过程中发挥重要作用[18]。目前研究显示，EMT与宫颈癌、胃癌、结直肠癌、乳腺癌等的肿瘤周围浸润和继发远处转移密切相关[19]。有研究证实，宫颈癌、肺癌、乳腺癌等恶性肿瘤的化疗耐药与EMT相关[16]，但具体机制仍未完全阐明。

综上所述，多种lncRNA与宫颈癌的侵袭、转移过程密切相关，通过测定宫颈癌组织与正常宫颈组织的特定lncRNA表达差异，同时检测不同生物学状态下肿瘤细胞表型蛋白差异发现，部分lncRNA表达水平与决定细胞类型的表型蛋白存在紧密联系，且存在多个共同调控通路，这为宫颈癌侵袭、转移机制研究提供了新方向。

3 宫颈恶性肿瘤中EMT相关的lncRNA

研究报道，多种lncRNA在宫颈癌EMT相关的侵袭、转移和放化疗抵抗中发挥重要作用[20],其作用机制涉及与多梳抑制复合体2相互作用、调控EMT信号通路、介导EMT相关转录因子及标志蛋白表达等[21]，部分lncRNA可与微RNA(microRNA，miRNA/miR)相互作用通过多个通路促进肿瘤的发展。

3.1lncRNA肺腺癌转移相关转录本1(metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1,MALAT1) lncRNA MALAT1位于染色体11q13.1，长度为8 707 nt，在多种肿瘤中高度富集，是一种转移标志物和预后因子。研究发现，lncRNA MALAT1在宫颈癌细胞和组织中的表达水平显著升高，是肿瘤进展的独立危险因素，与肿瘤大小、国际妇产科联盟分期和淋巴结转移有关，其作为miR-145的“分子海绵”与宫颈癌放疗抵抗密切相关[22]。lncRNA MALAT1基因敲除可上调上皮细胞中紧密连接蛋白和上皮钙黏素等上皮标志蛋白，下调β联蛋白和波形蛋白等间充质标志蛋白，从而抑制宫颈癌细胞的局部侵袭和远处转移，同时发现调节EMT的转录因子Snail在转录物和蛋白质水平上同样下调间充质标志蛋白，表明lncRNA MALAT1通过EMT调节宫颈癌的侵袭和转移[23]。周莉等[24]研究发现，lncRNA MALAT1通过下调miR-124-3p/胰岛素样生长因子2信使RNA结合蛋白1分子轴促进宫颈癌细胞增殖、侵袭和EMT，为临床宫颈癌早期诊断、治疗提供潜在的分子靶点。因此，lncRNA MALAT1可能通过调控EMT过程中的关键基因表达影响肿瘤细胞的侵袭、转移。

3.2lncRNA HOTAIR lncRNA HOTAIR位于染色体12q13.13，长度为2 158 nt，被认为是癌症转移的有效预测因子。研究发现，lncRNA HOTAIR在晚期宫颈癌组织中高表达，与不良预后预测因子人乳头瘤病毒致癌基因E7呈正相关，是宫颈癌患者转移和死亡增加的危险因素之一，宫颈癌细胞中HOTAIR的促转移潜能与血管内皮生长因子、基质金属蛋白酶9和EMT相关基因密切相关[25]，lncRNA HOTAIR过表达可促进其5′区域与多梳抑制复合物结合，介导组蛋白的甲基化，调控并影响EMT进程，最终促进肿瘤转移[26]。此外，lncRNA HOTAIR过表达可通过激活Wnt途径促进细胞增殖，下调宫颈癌细胞lncRNA HOTAIR表达可通过阻断Wnt信号通路减少自噬和逆转EMT，从而提高对放疗的敏感性[27]。从理论上讲，lncRNA HOTAIR的活性可通过特定的干扰小RNA沉默、小分子干扰、miRNA竞争性调节、功能结构域屏蔽以及高级结构破坏等方式进行阻断，也可以利用药物直接干预其下游通路达到治疗目的，因此针对宫颈癌组织中lncRNA HOTAIR高表达可设计多种药物从不同角度对宫颈癌进行干预治疗。可见，lncRNA HOTAIR可作为宫颈癌侵袭、转移、疾病进展的有效预测因子，且可作为治疗晚期宫颈癌的候选靶点。

3.3lncRNA浆细胞瘤多样异位基因1(plasmacytoma variant translocation 1，PVT1) lncRNA PVT1位于染色体8q24.21，长度为1 716 nt，其通过与多种转录因子(如p15、p16、增殖相关核仁蛋白和c-MYC)相互作用促进癌性疾病发展[28]。研究发现，宫颈癌组织中lncRNA PVT1的表达明显高于癌旁组织，lncRNA PVT1的表达水平与患者的总生存期呈负相关，敲低宫颈癌Siha细胞株中lncRNA PVT1表达水平，细胞增殖、侵袭和迁移能力均显著下降，同时宫颈癌细胞株对顺铂的药物反应性显著增加，表明lncRNA PVT1可能通过驱动细胞增殖、侵袭、迁移而促进子宫颈癌的发生发展，并与宫颈癌细胞的顺铂耐药性密切相关[29]。Sun等[30]证实lncRNA PVT1可以通过增强miR-195启动子区域的组蛋白H3K27me3或直接竞争性结合miR-195来降低宫颈癌抑癌基因、EMT抑制因子miR-195的表达，增加肿瘤细胞侵袭及转移能力，同时lncRNA PVT1/miR-195轴可通过调节EMT影响宫颈癌细胞对紫杉醇的敏感性[31]。此外，lncRNA PVT1还可以通过负性调控其靶基因miR-424、miR-200b的表达促进宫颈癌细胞的增殖及迁移[32]。由此可见，lncRNA PVT1可能作为特定miRNA海绵，在宫颈癌进展中吸附特定miRNA，介导加速EMT进程，从而促进宫颈癌侵袭、转移。因此，lncRNA PVT1及其靶向调控的miRNA均有望成为子宫颈癌治疗的新靶点。

3.4lncRNA TUG1 lncRNA TUG1位于人染色体22q12，全长7.1 kb，主要表达于血管内皮细胞，可通过影响细胞周期调控肿瘤细胞的增殖与凋亡，是潜在的肿瘤生物标志物及疾病治疗靶点。lncRNA TUG1在宫颈癌组织中表达上调，与肿瘤体积大、国际妇产科联盟分期晚、出现淋巴结转移和细胞分化程度低相关，lncRNA TUG1通过上调Bcl-2的表达抑制胱天蛋白酶3的活化，通过调控Bcl-2/胱天蛋白酶3轴促进宫颈癌细胞增殖，减少细胞凋亡，敲除lncRNA TUG1基因可激活宫颈癌细胞桥粒蛋白的表达，降低波形蛋白和纤维连接蛋白等间充质标志蛋白的表达，部分解释了该病的转移机制与EMT有关[13]。此外，Hu等[13]证实lncRNA TUG1通过EMT促进癌细胞侵袭和放疗耐受。可见，lncRNA TUG1在宫颈癌进展相关的EMT进程中扮演重要角色，降低lncRNA TUG1表达可抑制宫颈癌的侵袭及转移，提高肿瘤的放疗敏感性。

3.5lncRNA 锌指E盒结合同源异型盒1反义基因1(Zinc finger E-box binding homeobox 1 antisense 1，ZEB1-AS1) lncRNA ZEB1-AS1包括2个外显子和1个内含子，位于染色体10p11.22，长度约2 535 nt[33]。研究表明，lncRNA ZEB1-AS1基因敲除可以诱导宫颈癌细胞中上皮钙黏素上调和神经钙黏素下调，从而抑制EMT过程，茴香霉素作为p38促分裂原活化的蛋白激酶通路激活剂可以逆转lncRNA ZEB1-AS1对HeLa细胞EMT的抑制作用，提示lncRNA ZEB1-AS1可能通过阻断p38促分裂原活化的蛋白激酶信号通路抑制HeLa细胞EMT和迁移[34]。此外，lncRNA ZEB1-AS1被首次证明可能通过调控ZEB1促进宫颈癌的发生发展，ZEB1是一种通过诱导EMT促进肿瘤侵袭和转移的转录因子，其在多种人类癌症中表达异常已有报道[35]。Cheng等[36]研究发现，ZEB1的激活是miR-101-3p过表达引发EMT的原因，miR-101-3p/ZEB1信号通路在宫颈癌EMT过程中发挥重要作用。血管生成拟态在肿瘤形成、侵袭、转移过程中扮演重要角色，lncRNA ZEB1-AS1与血管生成拟态关系密切[35]，这可能与lncRNA ZEB1-AS1调控相关核转录因子、改变EMT细胞肿瘤微环境成分、表达EMT细胞的干细胞特性等环节密切相关，这将为lncRNA在宫颈癌进展中的作用机制研究提供新思路。

3.6lncRNA核旁斑组装转录本1(nuclear paraspeckle assembly transcript 1，NEAT1) lncRNA NEAT1是近年来发现的位于人染色体11q13.1，长约3.7 kb的新型lncRNA。据报道，与邻近正常组织相比，宫颈癌组织中lncRNA NEAT1表达上调，lncRNA NEAT1表达增强与肿瘤体积大、细胞分化不良、国际妇产科联盟分期晚、淋巴结转移和总生存率下降均显著相关，因此是宫颈癌的预后标志物[37]。lncRNA NEAT1通过调节靶点miRNA功能在癌症中发挥重要作用，有研究证实lncRNA NEAT1在宫颈癌中通过miR-361/热激蛋白90轴促进宫颈癌侵袭及EMT进程，其中miR-361被确定为lncRNA NEAT1的抑制靶点[38]。研究表明，lncRNA NEAT1基因的敲除可以抑制宫颈癌细胞增殖、迁移和侵袭，并通过调节miR-133a/性别决定区相关高迁移率族蛋白4通路诱导细胞凋亡，lncRNA NEAT1还充当miR-9-5p的分子海绵，促进宫颈癌细胞的增殖和迁移[39]。此外，lncRNA NEAT1的过表达影响EMT进程，通过调节miR-124/核因子κB通路促进宫颈癌细胞的迁移和侵袭[39]。上述研究为宫颈癌发生进展相关的侵袭、转移机制提供了新的理论基础。

3.7lncRNA母系表达基因3(maternally expressed gene 3，MEG3) lncRNA MEG3位于染色体14q32.3，长度为1 600 nt，是具有10个外显子组成的单拷贝印记基因，也是首个被发现的具有肿瘤抑制功能的lncRNA[40]。Zhang和Gao[41]研究发现，lncRNA MEG3在宫颈癌组织中表达明显下调，且其表达下调与肿瘤分期、淋巴结转移、高危型人乳头瘤病毒感染呈负相关，lncRNA MEG3在宫颈癌细胞中的表达缺失部分是由于lncRNA MEG3启动子区和基因间差异甲基化区的超甲基化所致；另外，lncRNA MEG3过表达可降低miR-21-5p表达水平，从而通过激活p53抑制宫颈癌细胞增殖，促进宫颈癌细胞凋亡。张艳等[42]通过检测lncRNA MEG3、miR-9-5p和细胞因子信号转导抑制物5在宫颈癌组织和细胞系中的表达，发现MEG3/miR-9-5p/细胞因子信号转导抑制物5轴可能抑制宫颈癌细胞侵袭、迁移和EMT进程，成为宫颈癌治疗的潜在靶点。侯歌等[43]研究发现，lncRNA MEG3具有增强宫颈癌细胞放射敏感性的作用，其机制可能与靶向负调控miR-181a-5p并激活人第10号染色体缺失的磷酸酶及张力蛋白同源基因/蛋白激酶B信号通路有关，为放射抵抗性宫颈癌的治疗提供了新方向。

3.8其他lncRNA 近年来，还有许多lncRNA被研究证实与宫颈癌进展中的EMT进程密切相关。Bo等[44]通过分析CRN、MethCH和UCSC XENA数据库发现，lncRNA肌动蛋白丝相关蛋白1反义RNA 1在宫颈癌中的表达水平明显升高且呈低甲基化，且其高表达与患者不良预后密切相关，表明沉默宫颈癌细胞肌动蛋白丝相关蛋白1反义RNA 1表达主要通过调控EMT相关基因表达和影响Rho/Rac信号通路来介导抗肿瘤作用。Tian等[45]研究发现，lncRNA分化拮抗非编码RNA在宫颈癌组织和细胞系中表达上调，且与肿瘤体积增大、国际妇产科联盟分期进展及预后恶化呈正相关，lncRNA分化拮抗非编码RNA/miR-335-5p/Ras同源物相关卷曲螺旋蛋白激酶1轴在促进宫颈癌EMT进程中形成了一个新的调控网络[46]；LINC00861在宫颈癌组织以及caski和Me180细胞系中的表达水平显著下调，LINC00861表达水平下调与宫颈癌患者的国际妇产科联盟分期晚、淋巴结发生转移和总生存率下降等密切相关，LINC00861/miR-513b-5p轴通过人第10号染色体缺失的磷酸酶及张力蛋白同源基因/蛋白激酶B/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白信号通路抑制宫颈癌进展的EMT过程[47]；Wu等[48]首次揭示了人第10号染色体上磷酸酶及张力蛋白同源缺失性基因假基因1/miR-27a-3p/早期生长反应因子1轴在宫颈癌中可抑制细胞迁移、侵袭和EMT；Fan等[49]研究发现，lncRNA SPRY4内含转录因子1通过调节miR-101-3p/ZEB1轴促进宫颈癌EMT，SPRY4内含转录因子1/miR-101-3p/ZEB1调控网络可能对宫颈癌的发生发展有一定指导意义；Yang等[50]证实LINC00319通过调节miR-3127-5p/核糖核酸酶P/MRP25亚基轴，促进宫颈癌的迁移、侵袭和EMT过程，为宫颈癌的治疗提供了新的干预靶点。尽管目前已发现多个与宫颈癌EMT过程密切相关的lncRNA下游通路，但宫颈癌患者肿瘤组织或血液中与正常人群差异表达的多个lncRNA的共同关键基因或信号通路仍不明确，需要进一步深入研究。

4 展 望

肿瘤侵袭、转移是宫颈癌预后不良的重要影响因素，尽管越来越多的证据表明大量lncRNA参与肿瘤侵袭、转移相关的EMT过程，但lncRNA在宫颈癌EMT过程中的确切机制仍不明确。一方面，需要更多的基础研究来探索其确切作用机制，如不断探索不同种类lncRNA下游途径和相关分子、发现与宫颈癌EMT进程密切相关的lncRNA下游共同分子或共同通路等，为研发治疗宫颈癌的药物提供理论基础及治疗靶点；另一方面，要解决基于lncRNA诊疗技术在临床应用方面的挑战，如开发便捷有效的检测技术、实现脱靶效应的最小化、避免lncRNA在人体体液中的降解、探寻循环lncRNA的可行组织来源。影响宫颈癌发生、发展的因素较多，目前基于单个基因的研究或诊断具有一定的片面性，如何将多种lncRNA与目前已确定的鳞状细胞癌抗原、凋亡抑制因子Bcl-2、环加氧酶2等指标有机结合、综合分析，为患者制订个体化治疗、随访方案也是值得关注的重要课题。因此，未来的研究应在大量理论研究的基础上，深入探究宫颈癌EMT相关lncRNA的作用机制及共同靶点，更多关注循环lncRNA的存在形式和具体功能，以进行高效的临床诊断，研制新的靶向lncRNA的治疗药物。