骨肉瘤相關的lncRNA研究進展*

白廣建 韓智濤 劉戈 陳廣輝 信保全 劉鐵龍

骨肉瘤是最常見的原發性惡性骨腫瘤，發生率為4.4/100萬。在美國，骨肉瘤占青少年惡性骨腫瘤的56%以上[1]。由于骨肉瘤具有惡性程度高、生長迅速、侵襲力強、轉移早等腫瘤學特征，其惡性生物學行為演變過程的分子機制研究已經成為國內外骨肉瘤基礎研究的焦點。肺癌轉移相關轉錄本1（MALAT1）的發現提示lncRNA與腫瘤的發生發展密切相關[2]。當對lncRNA的進行深入了解時，不僅可以發現lncRNA與腫瘤的緊密聯系，還可以由此來尋找治療骨肉瘤等其他癌癥的一個新的分子機制靶點。本文就骨肉瘤相關lncRNA的研究進展進行綜述。

1 骨肉瘤和lnc-RNA概述

骨肉瘤主要好發于青少年長骨的干骺端，這與青春期股骨遠端和脛骨近端的骨骺生長板生長迅速有關[3]。除在青少年多發之外，在60歲以上的人群中骨肉瘤會出現第二個發病高峰[4]。有研究資料顯示，青少年中女性的發病年齡較男性提前1～2年，這與女性較早進入青春期及其青春期的生長速度較快有關，即在青春期的骨骼生長和激素的變化可能有助于骨肉瘤的發生發展[5]。近年，外科治療及新輔助化療取得了長足的進展，使患者的5年生存率有了一定的提高，但多數患者最終死于局部復發或遠處轉移[6]。據報道，骨肉瘤的轉移發生較早，20%在明確診斷時已有轉移，且90%的轉移灶發生在肺部[7-8]。由于骨肉瘤具有惡性程度高、生長迅速、侵襲力強、轉移早等腫瘤學特征，其惡性生物學行為演變過程的分子機制研究已經成為國內外骨肉瘤基礎研究的焦點。然而，目前對這一分子機制的了解還非常有限，這已成為骨肉瘤基礎研究與臨床治療的瓶頸。

lncRNA是長度＞200個核苷酸的非編碼RNA，雖然不能直接編碼蛋白質，但其可以在轉錄或者轉錄后水平調節基因的表達，從而實現生物學功能[9-10]。ln?cRNA可以通過不同的機制調節基因的表達量，包括表觀遺傳沉默、mRNA剪接、lncRNA-miRNA互作機制、ln?cRNA-蛋白互作機制與lncRNA-mRNA互作機制等來調節[11]。研究證實，lncRNA廣泛參與細胞的生物學行為，如細胞增殖、細胞周期、生長和凋亡等過程[12]。

2 lncRNA與骨肉瘤

2.1 骨肉瘤中lnc-RNA表達譜

隨著對lncRNA研究的深入，大量證據揭示了ln?cRNA的上調或者下調與骨肉瘤的發生發展等機制有密切聯系。lncRNA表達譜的分析為闡明lncRNA在骨肉瘤中的功能開辟了新的思路。Li等[13]首次對骨肉瘤相關的lncRNA、表達譜進行探索。利用基因芯片技術對9對骨肉瘤及毗鄰非癌樣本進行檢測，發現共有25 733個lncRNA在骨肉瘤樣本中表達，其中403個lncRNA表達上調，798個lncRNA表達下調。生物信息學分析顯示，34條信號通道活性變化與ln?cRNA表達上調有關，32條信號通路活性變化與ln?cRNA表達下調有關。Zhu等[14]利用基因芯片技術，對具有耐藥性的MG63/DXR細胞系中的3 465個ln?cRNA進行檢測，發現1 761個lncRNA表達升高，1 704個lncRNA表達下降，進一步的研究發現，部分ln?cRNA影響骨肉瘤細胞對藥物的敏感性，并與AB?CB1、HIF1A和FOXC2基因的表達調控有著密切的關聯。因此，研究骨肉瘤中lncRNA的生物學作用有助于徹底闡明骨肉瘤發生發展的分子機制。

2.2 lncRNA與骨肉瘤的增殖

2.2.1 促進骨肉瘤增殖的lncRNA 在骨肉細胞中，表達升高的lncRNA往往對細胞的增值起促進作用。Yin等[15]發現lncRNA-MFI2在骨肉瘤中表達升高，而沉默lncRNA-MFI2的表達會抑制骨肉瘤細胞系的細胞增殖并誘導細胞凋亡。同時發現，在骨肉瘤組織中，具有促進細胞增殖作用的的叉頭框P4蛋白（FOXP4）的表達水平與lncRNA-MFI2表達量呈正相關。因此推測，lncRNA-MFI2可能通過上調FOXP的表達促進骨肉瘤的細胞增殖。Sun等[16]發現在骨肉瘤中，lncRNA-bx537709通過與FGFR3 mRNA形成了1 053個完全互補的“尾-尾”配對模式從而增加FGFR3 mRNA的穩定性，研究者將這條lncRNA稱作FGFR3的反義轉錄本1（FGFR3-AS1）。實驗中沉默FGFR3-AS1的表達可降低FGFR3 mRNA表達水平，抑制細胞增殖；反之，結果相反。類似該種“反義轉錄本結構”發揮作用的還有 lncRNA-SATB2-AS1[17]和 ln?cRNA-HNF1A-AS1[18]。

Hua等[19]在MG63細胞系中抑制 lncRNA-HO?TAIR的表達后，抑制凋亡的TGF-β和Bcl-2表達下調，而促進凋亡的p53和TNF-α表達明顯上調，這說明lncRNA-HOTAIR可以促進骨肉瘤的細胞增殖。有研究顯示lncRNA-ak093407[20]也可通過下調周期促凋亡蛋白Caspase-3的表達來促進骨肉瘤的增殖。

lncRNA除了通過調節周期蛋白影響骨肉瘤的發病機制，還可以通過影響miRNA的活性促進骨肉瘤的發生發展，如通過 lncRNATUG1-miR153[21]、lncRNAXist-mir320b-RAP2B[22]、lncRNA-ATB-mir200-ZEB1/ZEB2[23]等調控軸對骨腫瘤的增殖發揮作用。

2.2.2 抑制骨肉瘤增殖的lncRNA Cong等[24]通過對82例骨肉瘤樣本的lncRNA-TUSC7進行檢測，結果顯示在骨肉瘤組織中其表達量明顯低于癌旁組織，研究分析顯示，骨肉瘤中lncRNA-TUSC7的表達與術后復發率呈負相關。在隨后的研究中，高表達的lncRNA-TUSC7伴隨著Bcl-2表達水平的提高，這提示在骨肉瘤的增殖機制中，lncRNA-TUSC7發揮了關鍵因素。總之，關于lncRNA影響骨肉瘤發生發展機制的研究是該領域研究的熱點，不同的致/抑癌基因及其靶基因之間的相互作用網絡的廣泛性、復雜性，需要深入發掘和討論。

2.3 lncRNA與骨肉瘤的侵襲和轉移

2.3.1 促進骨肉瘤侵襲和轉移的lncRNA lncRNA在骨肉瘤的發生、發展中發揮重要作用，近來研究表明，lncRNA在腫瘤侵襲和轉移中也發揮重要作用，如lncRNA-BANCR[25]。lncRNA可通過調節部分基因的表達從而促進骨肉瘤的侵襲性，如lncRNA-HOTAIRMMP2/MMP9[26]、lncRNA-SNHG12-AMOT[27]、lncRNAMALAT1-EZH-E-cadherin[28]調控軸。Li等[29]通過對135例骨肉瘤樣本及多種骨肉瘤細胞系中lncRNAUCA1的表達進行分析，結果表明其表達明顯高于癌旁組織，MG-63細胞系中其表達最高，HOS細胞系中表達水平相對較低。RNA干擾技術下，下調的lncRNAUCA1阻礙了MG-63細胞的侵襲/遷移；上調lncRNAUCA1促進HOS細胞系侵襲/遷移的能力。

Chen等[30]對60例骨肉瘤組織及瘤旁正常組織研究發現lnc RNA BCAR4的表達在骨肉瘤組織中明顯上調。同時臨床資料顯示lncRNA-BCAR4與骨肉瘤臨床分期存在密切關系。隨后，研究者上調ln?cRNA-BCAR4的表達，發現GLI2及其靶基因RPS3、IL-6、MUC5AC和TGF-β1的表達量均顯著下降。已有報道指出[31-33]，GLI2作為Sonic Hedgehog信號通路中的關鍵中介物，可顯著的促進腫瘤的發生與轉移。揭示了lncRNA-BCAR4-GLI2-Sonic Hedgehog調控軸在骨肉瘤分子機制的重要性。HIF2α的上游啟動子lncRNA-HIF2PUT可以調控宿主編碼蛋白基因（PCGs）的轉錄活性影響自身表達[34-37]。有研究證實HIF2α與腫瘤細胞甚至腫瘤干細胞的生長抑制有關[38-39]。研究顯示上調的lncRNA-HIF2PUT不僅可以明顯促進骨肉瘤細胞的凋亡[40]；其表達水平可對遠處轉移、分化和侵襲深度具有明顯的預測作用[41]。

2.3.2 抑制骨肉瘤的侵襲和轉移的lncRNA Tian等[42]通過對64例骨肉瘤進行qRT-PCR檢測及臨床資料特征的單因素分析，發現lncRNA-MEG3在骨肉瘤起抑癌作用，并且與骨肉瘤的臨床分期、遠處轉移及術后生存率有密切聯系，認為lncRNA-MEG3可作為研究骨肉瘤的潛在的生物標志物，其具體的分子機制仍需進一步的研究探索。同樣對骨肉瘤的侵襲和轉移有抑制作用的還包括loc285194等[43]。總之，闡明與轉移相關機制的作用靶點并探究靶向治療以期控制骨肉瘤的轉移對改善骨肉瘤患者的預后有著重大的意義。

2.4 lncRNA與骨肉瘤化療

目前，骨肉瘤的治療主要以手術切除為主并輔以術后化療，但由于不同個體之間骨肉瘤細胞對化療藥物的敏感性不同而使化療效果并不理想。所以，將ln?cRNA與腫瘤耐藥性相結合來探討其對骨肉瘤的作用機制，為骨肉瘤的治療方法指引了一個新的方向。Zhang等[44]利用lncRNA基因組芯片技術篩選出促進骨肉瘤對阿霉素產生耐藥性的相關lncRNA（ln?cRNA-ODRUL）。lncRNA-ODRUL可以上調經典耐藥相關性ABCB1基因，增加骨肉瘤對阿霉素的耐藥性，抑制癌細胞的凋亡。Wang等[45]提出FOXC2-AS1可通過提高FOXC2的表達，進一步上調ABCB1表達水平來提高骨肉瘤對阿霉素耐藥性。也有資料顯示lncRNA-CTA[46]可以通過抑制細胞自噬提高骨肉瘤組織對阿霉素的敏感性。隨后Wang等[47]提出ln?cRNA-LINC00161-miRNA645-IFIT2調控軸的存在。lncRNA LINC00161可發揮“miRNA645海綿”的作用，抑制miRNA645的活性，上調IFIT2（干擾素誘導蛋白2），提高骨肉瘤細胞對化療藥物順鉑敏感性，誘導腫瘤細胞凋亡。化療作為一種輔助治療為骨肉瘤術后患者提供了新的希望，更多地了解lncRNA對化療藥物的影響將使得化療的精準性得到提高。

2.5 循環lncRNA作為骨肉瘤的生物標志物

Ma等[48]分別對骨肉瘤患者術前及術后、術后復發患者、對照志愿者血清中lncRNA-TUG1的表達情況進行分析，發現術前血清中lncRNA-TUG1表達量較術后患者及健康志愿者顯著增高。并且預后較差的患者血清lncRNA-TUG1表達量較預后良好者明顯提高。

Huo等[28]發現骨肉瘤患者血清中lncRNA-MALAT1的表達水平在較健康個體顯著升高，并且與腫瘤大小及遠處轉移有明顯聯系。聯合血清lncRNA-MALAT1、ALP的AUC檢查可將診斷敏感率及特異率分別由80.84%和72.5%提高到82.61%和82.50%。

所以，lncRNA不僅可作為判斷骨肉瘤預后的生物標志，還可作為骨肉瘤診斷的一種新型無創性生物學指標。

3 小結

綜上所述，眾多的研究結果已經證實，lncRNA可通過多種方式參與骨肉瘤的增殖、遷移和侵襲，但我們必須清醒地認識到，關于骨肉瘤的lncRNA的分子水平研究也僅僅處于起步階段，具體機制還有待于進一步研究。鑒于lncRNA在骨肉瘤診斷及治療中存在的潛能，通過確定lncRNA在骨肉瘤治療中的作用靶點，可為骨肉瘤的治療提供一種新的手段。

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