微小RNA及長鏈非編碼RNA與子宮內膜異位癥關系的研究進展

冒晨昱，蔡云朗

(1.東南大學 醫學院，江蘇 南京 210009； 2.東南大學附屬中大醫院 婦產科，江蘇 南京 210009)

子宮內膜異位癥(endometriosis，EMs)是指具有生長功能的子宮內膜組織(腺體和間質)出現在子宮以外其他部位的一種雌激素依賴的慢性疾病。EMs好發于育齡期婦女，其發病率高達10%～15%。EMs不僅嚴重影響婦女身心健康和生活質量，而且明顯加重社會經濟負擔。相關流行病學調查顯示，加拿大和美國因EMs增加的醫療支出分別高達18億和180～220億美元[1]。盡管目前關于EMs病因和發病機制的研究已取得長足進步，但遺憾的是，其早期診斷和治療仍十分棘手，因此亟待對EMs病因及發病機制進一步深入探究，尋找特異靈敏的檢測指標及治療靶點，為臨床早期診斷及治療提供新的思路和策略。

近年來，隨著基因表達及其調控研究的不斷深入，研究者發現，微小RNA(miRNA)和長鏈非編碼RNA(lncRNA)異常表達在EMs發生發展中扮演著十分重要的角色[2]。現對miRNA及lncRNA與EMs發生發展及相關性不孕、惡變關系的研究進展進行綜述。

1 miRNA

1.1 miRNA的生物學特點、作用機制及功能

miRNA是由21～25個核苷酸組成的一種小的內源性非編碼RNA，具有高度保守性、時序性和組織特異性等特點。miRNA在RNA聚合酶Ⅱ作用下，在細胞核內轉錄成初級轉錄物，后經Drosha核酸酶剪切形成長約70個核苷酸、具有莖環結構的前體miRNA(preRNA)，最后轉運進入細胞質的preRNA在Dicer加工酶作用下產生成熟的miRNA。成熟的miRNA通過與靶基因mRNA3′端非編碼區不完全結合，抑制其翻譯，或者可與其他蛋白質組成基因沉默復合體，后者通過與mRNA特異性堿基互補配對，引起mRNA降解，實現對mRNA轉錄后調控[3]。研究發現，一個miRNA能靶向介導多個mRNA表達，而一個mRNA又可同時受多個miRNA調控，通過這種復雜的轉錄后調控網絡，miRNA幾乎參與了機體所有的病理生理過程，例如：Zhou等[4]發現，過表達的miR-9可通過下調上皮型鈣黏附蛋白(E-cadherin)及上調神經型鈣黏附蛋白(N-cadherin)和波形蛋白的表達促進漿液性卵巢癌侵襲轉移；Khorrami等[5]發現，miR-146a可通過改變調節性T細胞的數量在免疫抑制中發揮作用。

1.2 miRNA與EMs的關系

近年來隨著miRNA研究的進展，miRNA與EMs相關的研究也日益增多。研究發現，miRNA不僅在EMs發生發展過程中發揮著重要的調節作用，還與EMs相關性不孕、惡變密切相關。

1.2.1 miRNA與EMs發生發展的關系 一項入選了17例EMs患者和252名健康女性的病例對照研究結果顯示，mir-126 rs4636297及TGF β RI rs334348與EMs發生風險及嚴重程度有顯著相關性，據此推測，miRNA和miRNA結合位點的多態性可能影響EMs個體易感性及其嚴重性[6]。Zhou等[7]通過基因芯片技術對比EMs患者在位內膜與正常子宮內膜，發現66個miRNA和357個mRNA存在差異表達，其中miR-196a在上述miRNA表達譜中上調最明顯，過表達的miR-196a通過激活MEK/ERK信號通路抑制孕激素受體表達，延遲在位內膜蛻膜化從而促進EMs進展。Okamoto等[8]研究發現，異位子宮內膜基質細胞中miR-210表達較正常子宮內膜基質細胞明顯增加，高表達的miR-210通過上調轉錄因子3激發一系列細胞增殖、凋亡和血管形成等多種信號通路，促進EMs病程演進。Abe等[9]發現，Bcl-2是miR-196b下游基因，被miR-196b負調控。Bcl-2是一種重要的凋亡抑制基因，在正常子宮內膜中Bcl-2表達量可根據月經周期自發進行周期性變化，既可保證內膜修復再生又可避免內膜過度增殖。但研究發現，Bcl-2在EMs患者內膜細胞特別是異位內膜細胞中明顯上調，高表達的Bcl-2可使月經期逆流的內膜細胞抗凋亡能力明顯增強，為內膜細胞成功種植增加機會，同時已種植的異位內膜細胞由于抗凋亡性大大增強更不易凋亡，可在種植部位長期存活不斷生長，從而有利于異位病灶的形成。Hirakawa等[10]研究發現，miR-503抑制EMs發生發展的機制可能是：一方面miR-503可使細胞周期蛋白D1表達下調抑制異位內膜基質細胞增殖和分化；另一方面miR-503可以負調控Ras同源基因(Rho)/Rho相關螺旋卷曲蛋白激酶(ROCK)信號通路，抑制血管內皮生長因子A(vascular endothelial growth factor-A,VEGF-A)表達和干擾細胞外基質重塑。

1.2.2 miRNA與EMs相關性不孕發生的關系 EMs與不孕密切相關。據統計，EMs患者不孕率可達30%～50%，為健康人群的20倍，30%～35%的不孕由EMs引起[11]。研究[12]顯示，一對正常夫婦每月妊娠率為15%～20%，而一對EMs夫婦妊娠率僅為2%～10%。EMs可從多個環節特別是胚胎著床干擾正常妊娠造成不孕。胚胎成功著床子宮內膜容受性是關鍵。事實上，EMs患者常常存在不同程度的子宮內膜容受性下降[13]。研究表明，miRNA可通過調節多種子宮內膜容受性相關的細胞因子和信號通路參與胚胎著床過程[14]。王洋等[15]通過對比3例因EMs發生不孕患者與3例因輸卵管因素發生不孕患者著床窗口期子宮內膜組織中miRNA的表達發現，EMs組內膜組織中存在多個差異表達的miRNA，其中以miR-142-5p上調最明顯。miR-142-5p的預測靶基因包括骨橋蛋白(osteopontin，OPN)和基質金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases，MMPs)等多種子宮內膜容受性標志分子對應的基因。OPN是細胞外基質中的一種黏附分子，在胚胎著床、生長發育及分化等方面具有多種生物學功能[16-17]。有學者發現，OPN可通過激活ERK1/2、絲氨酸/蘇氨酸激酶(AKT)和p38等信號通路誘導叉頭框轉錄因子M1表達，促進子宮內膜增殖，改變子宮內膜的容受性，影響胚胎植入[18]。MMPs特別是MMP-9能降解子宮內膜基底膜及細胞外基質，參與子宮內膜分化和蛻膜化過程的基質重建，改善子宮內膜的容受性，為胚胎著床作準備。因此，上調的miR-142-5p可能是通過影響內膜容受性干擾胚胎正常著床導致不孕。阮鈺等[19]提出，異常表達的miR-145可能通過調控靶基因影響EMs患者子宮內膜的容受性，導致胚胎著床失敗，在EMs相關性不孕中發揮作用。

1.2.3 miRNA與EMs惡變發生的關系 雖然EMs是良性病變，但卻具有增生、浸潤、轉移及復發等類似惡性腫瘤的生物學行為，并且研究表明，約有1%的EMs患者病變會發生組織學改變，成為癌瘤。EMs惡變最常見于卵巢，被稱為EMs相關性卵巢癌(endometriosis associated ovarian carcinoma，EAOC)。目前EMs惡變機制尚不完全清楚。有研究表明，miRNA異常表達在卵巢癌發生發展中起著關鍵作用，例如高表達的miR-365和miR-215可分別通過下調Wnt5a和NOB1阻止卵巢癌進展[20-21]。因此，有學者推測miRNA可能同樣參與EAOC的發生發展。相關研究似乎也證實了該假設，如Dong等[22]發現，miR-191在EAOC組織中和EMs異位內膜組織中表達明顯高于正常卵巢組織，且miR-191表達水平與基質金屬蛋白酶抑制因子3(tissue inhibitor of metalloproteinases 3，TIMP3)表達水平呈負相關。TIMP3是一種抑癌基因，在多種腫瘤中低表達，可通過特異性抑制MMPs的活性，參與腫瘤發生、侵襲及轉移等過程[23-24]。因此，過表達的miR-191可能通過調控靶標TIMP3，上調MMPs，提高異位內膜細胞侵襲及遷移能力，從而促使EMs發生惡變。此外，死亡相關蛋白激酶(death-associated protein kinase 1，DAPK1)也是miR-191的一種功能靶基因。DAPK1是一種細胞凋亡正性調節因子，在機體中廣泛參與P53、γ-干擾素、腫瘤壞死因子-α和Fas等多種信號介導的細胞凋亡過程，在細胞凋亡和疾病發生過程中發揮著重要作用[25-27]。Tian等[28]發現，DAPK1在EAOC組織中和EMs異位內膜組織中表達明顯下調，他們認為，DAPK1基因表達降低導致正常的細胞凋亡機制受到抑制，最終使細胞增殖與凋亡動態平衡失調可能是EMs發生惡變的重要機制之一。

2 lncRNA

2.1 lncRNA的生物學特點、作用機制及功能

lncRNA是指轉錄本長度大于200個核苷酸、不具備蛋白質編碼功能的一類RNA。根據與鄰近蛋白編碼基因在基因組上相對位置和相對方向的不同可分為反義lncRNA、正義lncRNA、基因內lncRNA、基因間lncRNA(即lincRNA)和雙向lncRNA 5類。以往認為lncRNA是“轉錄噪音”，無生物學功能。但近年來越來越多研究發現，lncRNA可以在DNA復制、RNA轉錄以及蛋白質翻譯等多個層面上調控基因表達，不僅參與個體生長發育等生理過程，而且還在疾病發生發展等病理過程中發揮著重要作用[29]，如Yu等[30-31]研究發現，linc00261能通過調控E-cadherin、N-cadherin及slug等上皮間質轉化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)相關基因的表達控制EMT的發生，抑制胃癌細胞侵襲和遷移。

2.2 LncRNA與EMs的關系

隨著研究的深入，越來越多的研究表明，lncRNA表達失衡是EMs發生發展的重要機制之一。2014年Sun等[32]首次應用高通量微陣列基因芯片技術比較EMs在位及異位內膜組織中lncRNA和mRNA表達的不同，發現有948個lncRNA轉錄本和4 088個mRNA轉錄本存在差異。同時利用已有的mRNA的功能注釋，預測差異表達的lncRNA的生物學功能，發現lncRNA可能通過多種生物學通路參與到EMs的發病機制中。張琛等[33]利用qRT-PCR對上述lncRNA表達譜中上調最明顯的CHLI-AS2進行檢測，結果顯示，CHLI-AS2在EMs患者在位內膜中低表達，而在異位病灶及病灶旁組織中高表達，異位病灶和病灶旁組織的表達量趨近，提出lncRNACHL1-AS2異常表達可能與EMs發病機制有關。Wang等[34]發現，與正常分泌期子宮內膜相比，EMs患者分泌期在位內膜中分別有488個lncRNA、578個mRNA表達上調和789個lncRNA、638個mRNA表達下調。同時通過pathway分析及GO分析發現，這些異常表達的lncRNA與細胞所處周期及免疫調節密切相關。用qRT-PCR檢測LncRNAAC002454.1與CDK6在上述兩種內膜中的表達發現，兩者不僅均表達異常，而且在組織中的表達量呈正相關，推測lncRNAAC002454.1可通過調控CDK6的表達使細胞周期發生改變參與EMs病程演進。Sha等[35]通過轉染上調異位子宮內膜細胞中linc00261的表達發現，高表達的linc00261能誘導異位內膜細胞凋亡、抑制細胞增殖和遷移，阻止EMs進展。Ghazal等[36]通過對10例EMs患者在位內膜及10例正常子宮內膜組織中lncRNA-H19表達水平進行檢測發現，H19在在位內膜中的表達明顯低于正常內膜。體外敲除子宮內膜基質細胞中H19基因后，抑癌基因let-7表達上調，后者能在轉錄前水平抑制胰島素樣生長因子1受體(insulin like growth factor receptor, IGF1R)表達，使子宮內膜基質細胞增殖能力降低，最終影響EMs患者子宮內膜的修復及容受性。據此Ghazal等推斷H19/let-7/IGF1R信號通路可能是EMs患者不孕的潛在機制之一。

3 miRNA和lncRNA相互作用與EMs的關系

miRNA與lncRNA在疾病發生發展過程中扮演著十分重要的角色，它們介導了轉錄前調控、轉錄調控和轉錄后調控等基因表達調控機制。與此同時，兩者又有著十分微妙的相互作用關系，可形成復雜的調控網絡，參與各種病理生理過程。如Sun等[37]研究發現，LOC100129148在鼻咽癌中表達上調，可作為Kruppel樣轉錄因子12(Kruppel-like factor 12，KLFl2)的競爭性內源RNA(competitive endogenous RNA, ceRNA)，競爭性結合靶向KLFl2的miR-539-5p，提高KLFl2表達水平，促進癌細胞增殖，從而有利于鼻咽癌的發生。H19可作為miR-675的前體分子，通過產生miR-675，抑制后者靶基因Runt相關轉錄因子1表達，促進胃癌細胞增殖、侵襲與轉移[38-39]。

miRNA和lncRNA相互作用在EMs發生發展過程中同樣發揮著重要作用。如Wang等[40]發現，lncRNA ENST00000465368含有miR-199a的結合位點，可與VEGF-A競爭性結合miR-199a，導致miR-199a與其靶基因VEGF-A結合減少，從而削弱miR-199a對VEGF-A的降解作用，使VEGF-A表達上調。VEGF-A是一種血管生成特異性調節因子，通過與其受體結合，激活下游信號通路，誘導內皮細胞增殖和遷移，增加微血管通透性，促進新生血管生成，有利于異位內膜成功種植。此外，研究者還發現，下調lncRNA NR_033688表達可使miR-10b對其靶基因多配體蛋白聚糖1(Syndecan-1，SDC1)抑制作用增強，導致SDCl表達水平降低[41]。SDC1是一種細胞黏附分子，其表達量下降可致細胞-細胞和細胞-基質間黏附功能降低，從而利于異位子宮內膜腺上皮細胞侵襲遷移[42-43]。

4 總結與展望

綜上所述，miRNA和lncRNA及其之間的相互作用與EMs發生發展密切相關，在EMs增殖、侵襲、轉移等多個環節中發揮著關鍵作用，但目前相關研究仍處于初步探索階段，具體機制及作用靶點有待進一步研究證實。相信隨著lncRNA和miRNA在EMs中研究的不斷深入，EMs早期診斷、治療和預后評估會出現革命性突破。

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