長鏈非編碼RNA與乳腺癌侵襲轉移相關性研究進展

蘇薇，張瑾

綜述

長鏈非編碼RNA與乳腺癌侵襲轉移相關性研究進展

蘇薇，張瑾△

長鏈非編碼RNA（lncRNA）是一類長度大于200 nt，不具備編碼蛋白質能力的功能性RNA分子。研究發現，lncRNA的異常表達與乳腺癌的進展關系密切，部分lncRNA參與調控乳腺癌侵襲轉移的過程。本文對乳腺癌中異常表達的lncRNA及其與乳腺癌侵襲轉移的相關性進行綜述，以期為乳腺癌的診療提供新的思路。

長鏈非編碼RNA；乳腺癌；腫瘤侵潤；腫瘤轉移；分子標志物；綜述

據《2013中國腫瘤登記年報》的最新統計顯示，中國乳腺癌每年新發病例約21萬，位居女性惡性腫瘤第一位。研究發現，在人類基因組中，蛋白質編碼序列僅占人類基因組序列總長度的1.5%，而在不編碼蛋白質的序列中，多數序列可被轉錄成為RNA，這些RNA分子統稱為非編碼RNA （ncRNA）［1］。依據ncRNA所含堿基數量的多少，分為短鏈非編碼RNA（sncRNA）、中鏈非編碼RNA（mncRNA）及長鏈非編碼 RNA（lncRNA）。到目前為止，已經發現 8 000多種lncRNA，部分lncRNA在人體內的異常表達與包括乳腺癌在內的多種惡性腫瘤的發生、發展關系密切［2］。了解并研究lncRNA與乳腺癌侵襲轉移的關系，將有望以其作為治療靶點及生物標志物，控制乳腺癌轉移，提高患者生存質量，具有良好的臨床應用前景。

1 lncRNA概述

lncRNA是一類長度大于200 nt的不具備編碼蛋白質能力的功能性RNA分子，參與調控細胞內多種生物學過程，在20世紀90年代，XIST及H19等經典的lncRNA即被發現［3］。lncRNA可能的來源包括：（1）蛋白質編碼基因的結構中斷。（2）染色質重組。（3）非編碼基因通過逆轉錄轉座子進行復制的產物。（4）非編碼RNA發生相鄰的串聯復制。（5）基因組中轉座因子的插入產生功能性非編碼RNA［4-5］。根據lncRNA在基因組中相對于蛋白質編碼基因的位置，將其分為5類：正義型（sense lncRNA）、反義型（antisense lncRNA）、雙向型（bidirectional lncRNA）、基因內型（intronic lncRNA）、基因間型（intergenic lncRNA）［4］。現有的研究結果顯示，lncRNA的主要功能包括：（1）轉錄干擾。（2）染色體重排及組蛋白修飾。（3）選擇性剪接序列的修飾。（4）改變蛋白質功能及調節活性。（5）調節蛋白亞細胞定位。（6）小RNA的構建［6］。現已有上千種lncRNA參與調控哺乳動物基因表達，在多種惡性腫瘤中均有lncRNA異常表達的報道，其對人類疾病進程的影響越來越突出。

2 乳腺癌中異常表達的lncRNA

目前已在乳腺癌細胞及組織中發現多種異常表達的lncRNA，它們在乳腺癌細胞增殖、凋亡、侵襲、轉移及藥物敏感性等方面發揮重要作用。乳腺癌中常見的異常表達lncRNA及其主要作用，見表1。

3 乳腺癌侵襲轉移相關的lncRNA

惡性腫瘤發生侵襲及轉移的過程涉及多個步驟，包括多種基因調節的異常改變。與乳腺癌原發瘤相比，轉移灶中多種lncRNA的含量往往發生顯著改變，且表達水平的改變與發生轉移的情況及患者預后常具有相關性。lncRNA通過表觀修飾調節、轉錄及轉錄后水平調節、翻譯水平調節等多種途徑調控腫瘤侵襲轉移的過程，可影響腫瘤生長、血管形成、細胞黏附等生物學過程。以下介紹幾種目前研究較為明確的與乳腺癌侵襲轉移相關的lncRNA。

3.1 HOTAIR HOX轉錄反義基因間RNA（HOTAIR），由12號染色體HOXC基因座轉錄。其在乳腺癌原發灶及轉移灶中表達均異常升高，增強乳腺癌細胞的侵襲能力，與乳腺癌疾病進展關系密切［11］。HOTAIR含有2個主要功能域：5′端功能域與多梳蛋白復合物2（PRC2）結合，3′端功能域與LSD1/CoREST/REST H3K4復合物結合，橋接兩種復合物繼而導致基因沉默［25］。異常表達的HOTAIR誘導基因組對PRC2重新定位，引起H3組蛋白的第27位賴氨酸（H3K27）甲基化改變；同時導致一些基因異常表達，如連接黏附分子2（JAM2）、細胞黏附分子原鈣黏素（PCDH）、肝配蛋白受體1 （EPHA1）等，從而通過影響細胞間黏附、腫瘤血管生成等增加腫瘤細胞侵襲轉移的能力，其在乳腺癌原發瘤中的表達水平是最終發生轉移和死亡的有力預測指標［11］。Sorensen等［26］在對164例原發乳腺癌患者的回顧性研究中發現，HOTAIR在發生轉移與未發生轉移患者組織中存在差異表達，且高表達HOTAIR的原發乳腺癌患者預后不良；但在雌激素受體（ER）陰性的腫瘤組織中，未能檢測到對預后有價值的HOTAIR表達。可見HOTAIR為乳腺癌ER陽性的獨立預后因素，高表達提示高轉移風險及不良預后。

3.2 H19 H19基因全長2.5 kb，含有5個外顯子和4個內含子，是最早被鑒定的印跡基因，僅由母系等位基因表達。在多種實體瘤中可觀察到H19的異常表達，且具有抑癌與促癌的雙重作用。多數乳腺癌組織較正常組織高表達H19，且發現其與ER及孕激素受體（PR）存在關聯性，參與乳腺腫瘤形成的過程受到缺氧誘導因子（HIF）-1α、p53、E2F1等因素調節，影響乳腺癌細胞增殖、侵襲等過程［12］。Matouk等［13］在人類子宮內膜癌、膽管癌、乳腺癌等惡性腫瘤原發灶及轉移灶檢測中發現，H19在腫瘤常見的轉移部位（如肺、肝、腦、骨等）均有較高表達，而與原發瘤起源無關；在小鼠模型中H19的表達水平與乳腺癌細胞的轉移潛能顯著相關。

Tab.1 The common abnormally expressed lncRNAs in breast cancer表1 乳腺癌中常見的異常表達lncRNAs

3.3 lincRNA-ROR lincRNA-ROR在誘導性多能干細胞（iPSCs）中首次發現［19］。基因全長2.6 kb，位于18號染色體，包含4個外顯子。有研究表明，lincRNA-ROR在乳腺癌組織中表達異常升高，其通過阻止miR-205靶基因ZEB2的下調，誘導上皮-間質轉化（EMT）發生，使乳腺癌細胞獲得干細胞潛能，增加細胞遷移和侵襲能力；同時，體內實驗表明，沉默ROR可有效抑制乳腺腫瘤生長及肺轉移［19］。Zhang等［20］發現，LincRNA-ROR可通過與人異質性胞核核糖核蛋白I （hnRNP I）相互作用，抑制抑癌基因p53，從而影響DNA損傷修復、細胞周期進程、分化、細胞生長、衰老及凋亡等過程，成為p53介導的腫瘤抑制網絡中的重要部分。

3.4 BCYRN1（BC200） 腦胞質RNA1（BCYRN1），長度為200 nt。其在浸潤性乳腺癌中高表達，而在正常乳腺組織及良性病變組織中無顯著表達，且經敏感性與特異性數據分析證實BC200可作為浸潤性乳腺癌具有診斷能力的分子標志物；此外，在浸潤性導管癌中BC200高表達與高核分級相關，表明BC200的存在可能成為腫瘤進展的預后指標［7］。

3.5 MALAT-1 肺腺癌轉移相關轉錄本-1（MALAT-1），可與mRNA前體剪接體相互作用，其異常表達可影響細胞周期及凋亡［17］。MALAT-1在多種腫瘤細胞，包括乳腺癌細胞中高表達。Zhao等［27］發現高濃度17β-雌二醇（E2）在ER陽性及ER陰性乳腺癌細胞中均可影響細胞增殖、侵襲及轉移，因其降低了下游靶點MALAT-1的表達水平，從而抑制MALAT-1對乳腺癌細胞增殖及侵襲轉移的影響。

3.6 LOC554202 Augoff等［28］發現一種新型 lncRNA，即LOC554202，是miR-31的宿主基因。miR-31及LOC554202在三陰型乳腺癌中受到啟動子高甲基化調節，引起基因表達異常，影響癌細胞的侵襲轉移。Shi等［15］發現LOC554202在乳腺癌組織中表達顯著升高，且與腫瘤大小及臨床分期具有相關性；此外，LOC554202還可影響細胞周期及細胞凋亡，促進細胞增殖，增加細胞侵襲遷移能力；小鼠模型實驗表明其對于腫瘤生長具有明顯促進作用。

3.7 類固醇受體RNA激活因子（SRA） 起初認為，SRA是以非編碼RNA形式存在并激活類固醇激素受體，后來發現也存在編碼的SRA-RNA，通過轉錄獲得類固醇激素受體共激活蛋白質（SRAP）發揮作用，SRA的2種作用形式之間存在某種平衡，這種平衡的調節可以改變乳腺癌細胞的生長，描述特定腫瘤表型，同時也可調節特定基因的表達，參與乳腺癌腫瘤形成與轉移進展的過程［29］。SRA非編碼RNA分子長度875 nt，可激活多種人類激素受體，其在乳腺癌中高表達，與ER受體及PR受體關系密切，參與乳腺癌細胞浸潤及轉移的過程，干擾其表達可降低細胞侵襲能力；同時，SRA還與其他多種生物學功能相關，包括細胞增殖、凋亡、類固醇生成、肌細胞生成及骨骼肌分化等［21，30］。

4 結語

隨著分子生物學技術的不斷進步，越來越多lncRNA被發現，其對腫瘤的調控作用逐漸明確。lncRNA功能涉及許多重要的抑癌與促癌通路，包括與經典的抑癌基因RB基因及TP53基因的相互作用，從細胞增殖、凋亡、轉移、耐藥等途徑調控腫瘤的形成與進展。HOTAIR等在乳腺癌中可作為獨立預后因素的lncRNA的發現，使其具有成為新的乳腺腫瘤標志物的潛在價值。乳腺癌發生侵襲轉移的過程涉及EMT、血管形成等多個步驟，但目前多數lncRNA調控乳腺癌侵襲轉移的作用機制尚不明確，且在乳腺癌中的表達缺乏特異性，進一步明確lncRNA對乳腺癌侵襲轉移的調控機制，尋找敏感性高、特異性強的分子標志物，將有望使lncRNA檢測應用于乳腺癌診斷、預后及治療。

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（2014-10-11收稿 2014-11-09修回）

（本文編輯 胡小寧）

Progress in correlation of long non-coding RNA with breast cancer invasion and metastasis

SU Wei，ZHANG Jin△
The 3rd Department of Breast Cancer Tianjin Medical University Cancer Institute and Hospital；National Clinical Research Center of Cancer，Tianjin 300060，China；Tianjin Breast Cancer Prevention，Treatment and Research Center；Key laboratory of breast cancer prevention and therapy；Key Laboratory of Breast Cancer Prevention and Therapy，Tianjin Medical University，Ministry of Education，Tianjin 30060，China
△Reviser E-mail:zhangjin@tjmuch.com

Long non-coding RNA（lncRNA）is a group of functional RNA molecules，which is more than 200 nucleotides in length and lacks ability of encoding protein.The current study indicates that the abnormal expression of lncRNA is closely related with breast cancer progression.Some lncRNA takes part in regulating the process of breast cancer invasion and metastasis.This article reviews the abnormal expression of lncRNA in breast cancer and the relevance with breast cancer invasion and metastasis，which is expected to provide new strategy for breast cancer diagnosis and treatment.

lncRNA；breast cancer；neoplasm invasiveness；neoplasm metastasis；molecular marker；review

R737.9

A DOI：10.11958/j.issn.0253-9896.2015.05.030

天津市重大科技專項（工程）項目資助（12ZCDZSY15700）

天津醫科大學腫瘤醫院乳腺腫瘤三科（郵編300060）；國家腫瘤臨床醫學研究中心；天津市乳腺癌防治研究中心；天津市腫瘤防治重點實驗室；乳腺癌防治教育部重點實驗室

蘇薇（1988），女，碩士在讀，主要從事乳腺腫瘤研究

△審校者 E-mail:zhangjin@tjmuch.com