長鏈非編碼RNA在AML中作用的研究進展

徐英英，葛繁梅

(延安大學附屬醫院，陜西延安716000)

急性髓細胞白血病(AML)是一種具有高度異質性的疾病群，可由正常髓系細胞分化發育過程中不同階段的造血祖細胞惡性變轉化而來，常伴有染色體易位或突變。目前對于AML的治療，除急性早幼粒細胞白血病外，仍以聯合化療為主，但其總體緩解率為50%～70%，復發率極高。長鏈非編碼RNA(lncRNA)是一類長度超過200 nt的RNA分子，不編碼蛋白，但可與蛋白質、DNA和RNA相互作用，通過基因印記、染色質重塑、細胞周期調控、剪接調控等機制，在表觀遺傳學、轉錄調控、轉錄后調控等層面調控基因表達。隨著對腫瘤發生機制研究的不斷深入發現，lncRNA在多種腫瘤的發生、發展過程中扮演重要角色，在AML細胞中存在許多異常表達的lncRNA。這些異常表達的lncRNA在AML的發生、發展過程中可能發揮抑癌或促癌作用，有可能成為新型腫瘤生物標志物和治療靶點。本文結合文獻就lncRNA在AML中作用的研究進展作一綜述。

1 lncRNA及其作用

非編碼RNA(ncRNA)是指不編碼蛋白質的RNA，根據其生物學功能大致分為結構性ncRNA和調控性ncRNA。lncRNA是調控性ncRNA中的一種[1～3]。根據lncRNA編碼序列與蛋白質編碼基因的相對位置，可將lncRNA分為正義lncRNA、反義lncRNA、雙向lncRNA、內含子lncRNA和基因間lncRNA[4]。長期以來，lncRNA一直被認為是基因轉錄過程中的噪音。隨著研究的不斷深入，逐漸認識到lncRNA在發育過程中通過調節遺傳網絡和信號傳導途徑發揮重要作用，其表達變化可能會導致某些疾病的發生[5，6]。目前認為，lncRNA主要從表觀遺傳學、轉錄調控和轉錄后調控三個層面實現對基因表達的調控[7]。lncRNA主要通過以下四種作用方式發揮生物學功能[8～11]：①信號功能：lncRNA具有刺激轉錄因子組合的作用，可作為信號分子調控基因表達；②誘餌功能：lncRNA能誘導轉錄因子或蛋白質遠離染色質引起基因轉錄抑制；③引導功能：lncRNA能招募染色質修飾酶，使其接近或遠離靶基因起到調控作用；④支架功能：lncRNA能與許多蛋白質聚集到一起形成核蛋白復合體，從而參與組蛋白的修飾作用。目前已證實，在許多實體瘤組織中存在多種lncRNA異常表達，表現出促進或抑制腫瘤發生、發展的作用。如H19表達上調可促進肝癌細胞增殖和侵襲[12]，IRAIN表達下調可抑制乳腺癌進展[13]。

2 lncRNA與AML的關系

研究發現，AML細胞中存在許多異常表達的lncRNA，其中表達上調的lncRNA有RUNXOR、UCA1、PVT1、HOTAIRM1、CCAT1，表達下調的lncRNA有IRAIN、LLEST、NEAT1，其生物學活性亦明顯不同。

2.1 在AML細胞中表達上調的lncRNA

2.1.1 RUNXOR RUNXOR是一條由RUNX1上游啟動子轉錄并與RUNX1基因重疊的全新lncRNA，其轉錄方向與RUNX1一致，跨度超過216 kb。RUNXOR定位于細胞核內，主要功能為基因轉錄及調控。RUNXOR通過其3′端序列與RUNX1的啟動子和增強子結合，參與RUNX1染色體內環狀結構形成及募集組蛋白調節因子，繼而對RUNX1基因進行表觀遺傳學調控。此外，RUNXOR還能連接RUNX1易斷裂基因和不相鄰的基因，通過改變染色體空間構象，為染色體轉位的發生提供可能條件。Wang等[14]研究發現，AML患者骨髓中RUNXOR高表達，其表達變化與疾病惡性轉化有關。表明RUNXOR在AML的發生、發展過程中具有促癌作用。

2.1.2 UCA1 UCA1是在膀胱癌中篩選并克隆出的一種膀胱癌特異性lncRNA，全長1 439 bp，定位于人染色體19p13.12。CCAAT/增強子結合蛋白α(C/EBPα)是骨髓細胞增殖的關鍵調節劑之一，對UCA1的表達具有調控作用[15]。Hughes等[16]研究發現，C/EBPα突變的AML患者，其骨髓細胞C/EBPα-p30(C/EBPα同工型)表達明顯升高。C/EBPα-p30可與UCA1的啟動子結合，誘導UCA1基因表達，導致C/EBPα突變型AML患者UCA1表達明顯上調，表明UCA1是C/EBPα-p30的作用靶點。該研究還發現，UCA1能通過抑制細胞周期調節物p27kip1表達，促進腫瘤細胞增殖，繼而促進AML進展，是患者預后差的一個指標。

2.1.3 PVT1 PVT1定位于人染色體8q24亞帶1和亞帶2之間，全長670 bp，與致癌基因c-myc密切相關。目前已證實，c-myc過表達可促進腫瘤細胞增殖[17]。Zeng等[17]研究發現，急性早幼粒細胞白血病(APL)患者外周血細胞PVT1表達明顯上調；進一步分析全反式維甲酸(ATRA)對c-myc表達的影響發現，ATRA誘導的APL分化和細胞周期停滯期間細胞的c-myc和PVT1表達明顯降低。在APL細胞株NB4中敲低c-myc可導致PVT1下調。此外，通過PVT1干擾RNA轉染的APL細胞中PVT1表達降低，導致myc蛋白表達受到抑制，APL細胞增殖亦受到抑制[17]。證實在APL細胞中PVT1表達上調可促進腫瘤細胞增殖。

2.1.4 HOTAIRM1 HOTAIRM1定位于人染色體HOXA1與HOXA2基因之間，其基因表達對成熟髓系細胞具有高度特異性[18,19]。Zhang等[18]研究發現，HOTAIRM1能通過視黃酸(RA)受體和RA信號傳導，誘導粒細胞分化成熟，HOTAIRM1敲低可減弱RA誘導的HOXA1和HOXA4表達，并選擇性降低對髓樣分化基因CD11b和CD18轉錄產物的誘導，說明HOTAIRM1通過調節HOXA簇中的基因表達在骨髓細胞生成中起作用。另有研究證實，敲低NB4細胞中HOTAIRM1，可削弱ATRA誘導的腫瘤細胞增殖抑制，并保持正常在分化過程中下調的DNA復制和細胞周期基因表達，同時伴隨CD49d表達保留和CD11c表達下降，表明HOTAIRM1能在基因表達水平上調節整聯蛋白，繼而影響髓細胞分化成熟[19]。以上研究均表明，HOTAIRM1可促進骨髓細胞分化成熟，有利于提高AML誘導化療緩解率，具有抑癌作用。

2.1.5 CCAT1 CCAT1定位于人染色體8q24.21，在原位癌基因c-myc上游被轉錄并參與調控c-myc的轉錄和染色質構象。研究證實，在結腸癌組織中CCAT1表達上調，其表達變化可促進腫瘤細胞增殖和侵襲能力[20]。Chen等[21]研究發現，AML患者外周血CCAT1表達上調，特別是在AML-M4和AML-M5亞型中變化更明顯；該研究還發現，CCAT1作為競爭性miR-155的內源性RNA，可明顯降低AML患者外周血miR-155表達，如將miR-155重新轉染入APL細胞HL-60，則可恢復單核細胞成熟并抑制腫瘤細胞增殖。表明CCAT1具有抑制細胞分化和促進細胞增殖作用，可作為內源性RNA調控AML的發生、發展，有可能作為治療AML的潛在靶標。

2.2 在AML細胞中表達下調的lncRNA

2.2.1 IRAIN IRAIN是位于胰島素樣生長因子1型受體(IGF1R)基因座內的反義lncRNA。IGF1R屬于磷酸化受體酪氨酸激酶，在AML細胞中表達豐富，能通過PI3K/Akt信號傳導途徑促進細胞增殖。Sun等[22]研究發現，在AML患者外周血中IRAIN表達下調，而AML細胞內IGF1R高表達。孫京男[23]通過檢測化療后AML患者外周血和應用去甲基化藥物處理后的AML細胞株發現，AML患者外周血和相應細胞株IRAIN表達上調。IRAIN可通過參與IGF1R染色體內增強子/啟動子環的形成，繼而調控相關基因表達，敲除IRAIN則可消除其在染色體內的相互作用[22，23]。這些研究結果表明，IRAIN可通過基因表達調控，降低IGF1R表達，從而發揮抑制腫瘤細胞增殖的作用。

2.2.2 LLEST LLEST是李正等[24]發現的一個新的lncRNA，在血液系統惡性腫瘤中低表達。在AML患者骨髓單個核細胞中發現，LLEST表達明顯下調，且LLEST表達越低，其病情越重、復發率越高，患者預后越差。通過觀察LLEST對AML細胞惡性生物學行為發現，LLEST能促進凋亡相關蛋白Bcl-2、Caspase-9表達，使細胞周期停滯在G2/M期，從而抑制腫瘤細胞增殖。因此，LLEST有可能作為判斷AML患者預后的生物學標志物之一。

2.2.3 NEAT1 NEAT1是一種核限制性lncRNA，具有兩種同種型，即NEAT1_1(3.7 kb)、NEAT1_2(23 kb)，通過保留mRNA在細胞核中進行編輯，從而參與調控基因表達[25～27]。Zeng等[28]研究發現，初治APL患者外周血單核細胞中NEAT1表達下調，尤其是在表達PML-RARα的細胞中表達顯著降低，而敲低PML-RARα，NEAT1表達上調，表明PML-RARα能抑制NEAT1表達；該研究團隊還發現，在ATRA誘導的急性APL細胞NB4分化時，NEAT1表達明顯上升。此外，應用小干擾RNA敲低NEAT1則可抑制ATRA誘導的APL細胞分化。表明NEAT1可作為抑癌基因參與APL的發生、發展，這為APL的治療提供了新思路。

隨著高通量技術的不斷發展，lncRNA已成為腫瘤研究領域的熱點，越來越多的lncRNA被發現和鑒定。在AML細胞中存在多種lncRNA異常表達，通過不同的作用機制表現出促癌或抑癌作用，這些lncRNA有可能成為疾病診斷和預后判斷的生物標志物，甚至有可能成為治療靶點。但目前許多lncRNA在AML中的作用機制尚不完全清楚，仍需進一步深入研究。