宮頸癌發生相關LncRNA的研究進展

周青 張瑞金 劉帥妹 石慧 林寧 吳玉璘 許豪勤

[摘要] 長鏈非編碼RNA（LncRNA）是長度大于200 bp且無編碼蛋白功能的RNA。研究發現LncRNA在轉錄、表觀遺傳學以及轉錄后水平等方面發揮重要的調控作用，調節機體的病理和生理過程。一些LncRNA在宮頸癌組織中異常表達，且在宮頸癌的發生過程中起到重要作用，可作為宮頸癌早期診斷以及預后監測的分子標志物。

[關鍵詞] 長鏈非編碼RNA；宮頸癌；分子標志物；臨床診斷

[中圖分類號] R737.3 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-7210（2018）07（a）-0042-04

Research progress of LncRNA in cervical cancer

ZHOU Qing ZHANG Ruijin LIU Shuaimei SHI Hui LIN Ning WU Yulin XU Haoqin

Jiangsu Institute of Planned Parenthood Research， Jiangsu Clinical Laboratory of Reproductive Health， Jiangsu Province，Nanjing 210036，China

[Abstract] Long non-coding RNAs are a group of RNA molecules considered as transcripts longer than 200 nucleotides without protein coding function. Many studies have indicated that LncRNAs play an important role in the regulation of transcription， epigenetics and transcriptional level and lncRNAs regulate the pathological and physiological process of the body. Some LncRNAs are abnormal expression in cervical cancer tissues and play an important role in the occurrence of cervical cancer， which can be used as a molecular marker for the early diagnosis and prognosis of cervical cancer.

[Key words] Long non-coding RNA； Cervical cancer； Molecular marker； Clinical diagnosis

宮頸癌是全世界女性第二常見的婦科腫瘤，發病率處于女性生殖道腫瘤首位且趨向年輕化，嚴重威脅女性生命健康[1-3]。宮頸癌發生是一個循序漸進的過程，由宮頸上皮內瘤病變（cervical intraepithelial neoplasia，CIN）發展形成，發展過程是CIN1、CIN2、CIN3、早期浸潤癌，最終發展成浸潤癌[4-5]。全世界每年大約有15萬例新發宮頸癌患者，死亡病例數達到8萬例[6]。我國每年新發宮頸癌病例大約13.15萬例，死亡病例數達到5.6萬例。近年來，隨著測序技術的廣泛應用，已被鑒別出長鏈非編碼RNA（Long non-coding RNAs，LncRNA）基因6萬多種[7]，LncRNA與染色體修飾、X染色體沉默、RNA剪切、轉錄激活及抑制等有關，在細胞分化、組織與胚胎發育、腫瘤和神經代謝疾病發生等生物學過程中發揮重要作用[8-10]，但大部分功能還不清楚，需要進一步探索作用機制。研究發現LncRNA表達異常與宮頸癌存在相關性，其表達量與腫瘤病例特征相關，提示可作為診斷腫瘤和預后評估的分子標志物[11-12]。本文對與宮頸癌相關的LncRNA研究情況進行匯總，為宮頸癌的臨床診斷及治療提供新思路。

1 LncRNA的概述

1.1 LncRNA的認識與概念

長鏈非編碼RNA是一種內源性的RNA，是RNAⅡ聚合酶的副產物，轉錄物長度大于200 nt，無開放閱讀框和編碼蛋白功能，一開始被認為是“轉錄噪音”[13]。人類基因組80%的轉錄產物是LncRNA，大多數功能還不明確[14]。LncRNA大多位于細胞核和細胞質，根據LncRNA與相鄰編碼蛋白基因相對位置的關系，可以分為5種：反義LncRNA、正義LncRNA、基因間LncRNA、雙向LncRNA和基因內LncRNA[6，15]。研究已經證實LncRNA異常表達與多種疾病相關，在腫瘤形成過程中參與腫瘤細胞增殖、轉移、凋亡和侵襲鄰近正常組織等生物學行為。

1.2 LncRNA的功能與機制

LncRNA是以順/反式的方式與蛋白分子和核酸分子結合參與細胞內生物學過程，主要通過組蛋白修飾、染色質重塑以及RNA代謝等多種途徑在轉錄水平，表觀遺傳學水平以及轉錄后水平發揮其生物學功能對機體進行調控[16]。LncRNA主要的作用方式包涵以下5種：①RNA與特定蛋白質結合進而調節相應蛋白質功能；②與mRNA結合成為互補的雙鏈干擾mRNA剪切；③介導染色質的重構和組蛋白的修飾或者抑制RNA聚合酶Ⅱ；④在編碼蛋白基因上游的啟動子區域轉錄，干擾下游基因的編碼；⑤直接結合到特定的蛋白從而改變細胞質的定位[17-18]。

1.3 LncRNA與宮頸癌的關系

高危HPV持續感染是宮頸癌主要致病因素，德國學者Hoppe-Seyler等[19]報道單獨的高危HPV感染不足以導致宮頸癌，并推斷LncRNA可能通過改變HPV轉錄水平，增強致癌靶基因和靶蛋白的表達調控HPV致癌過程，促進癌變發生。2012年，Gibb等[20]采用長片段基因表達關系序列技術檢測不同級別的上皮內瘤病變16例組織樣本，分析識別出人類宮頸組織中表達的LncRNA共1056種，確定了CIN中LncRNA表達水平存在差異，這可能與宮頸癌前病變以及發展存在關系。近年來，LncRNA與宮頸癌發生之間的關系成為研究熱點，與宮頸癌發生相關的LncRNA陸續被發現，可作為臨床上宮頸癌診斷與預后評估的分子標志物。

2 宮頸癌發生相關的LncRNA

2.1 H19

H19基因位于人類的第11號染色體（11P15.5），它的長度為2.322 kb，包含4個內含子和5個外顯子，是胰島素樣生長因子2印記基因產物，通過轉錄和轉錄后水平調控基因表達[21]。Vidal等[22]研究發現，H19基因印記功能缺失，宮頸組織H19表達量增加同時促進HPV感染宮頸，導致癌變。周高英等[23]利用實時熒光定量PCR對10例宮頸癌患者術前和術后H19表達量進行比較，發現術后H19表達量明顯下降。Lempridee[24]研究發現H19表達量在宮頸癌組織中升高，通過敲除實驗發現H19能夠促進腫瘤細胞增殖。由此可見，H19在宮頸癌組織中表現為上調，可作為宮頸癌診斷與術后監測的分子標志物。

2.2 MALAT1

肺腺癌轉移相關轉錄子1（metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1，MALAT1）位于人類第11號染色體（11q13.1），長度8000 bp，為基因間轉錄本。Guo等[25]報道宮頸癌細胞系中沉默的MALAT1表達，可阻止細胞遷移和增殖。同時分析細胞周期，當MALAT1受到干擾，處于G1期細胞增加而S期的細胞數減少，表明MALAT1能夠促進細胞從G1期向S期轉變，加速細胞增殖；與此同時凋亡基因caspase-8、BAX以及caspase-3表達上調，Bcl-xl和Bcl-2表達下調，由此說明，MALAT1促進宮頸癌細胞增殖、成長以及凋亡[26]。Zhang等[27]將Hela細胞進行分組，分別用MALAT1和MALAT1抑制劑進行轉染，分析Hela細胞中MALAT1的表達、細胞增殖和遷移情況，結果發現MALAT1增加了細胞的侵襲和遷移能力，可見MALAT1高表達促進宮頸癌發生。Zhang等[28]通過對30例宮頸癌組織和癌旁組織中MALAT1表達量進行比較發現，癌組織表達水平高于癌旁組織，MALAT1過表達與淋巴結轉移、腫瘤分化和臨床分期之間存在密切相關性。Sun等[29]研究發現，在宮頸癌細胞中shRNA對MALAT1的下調抑制癌細胞的侵襲與轉移；MALAT1的表達水平與宮頸上皮組織中HPV感染成正相關；EMT誘導MALAT1表達上調促進宮頸癌侵襲與轉移，這可能是宮頸癌預防和治療的靶點。

2.3 HOTAIR

HOX基因的反義基因間RNA（HOX antisense intergenic RNA，HOTAIR）是第一個被發現的具有反式轉錄調控作用長度為2158 nt LncRNA，由位于人類的第12號染色體HOXC基因編碼，可通過結合PRC2導致位于2號染色體上的基因HOXD甲基化沉默表達[30]。近年來，研究發現HOTAIR與多種腫瘤發生以及轉移密切相關。張艷梅等[31]采用熒光定量PCR檢測36例宮頸癌和癌旁組織中的HOTAIR表達水平，同時應用CCK-8和FCM方法檢測干擾HOTAIR基因的Hela細胞周期、凋亡以及增殖情況，結果發現HOTAIR在宮頸癌組織高表達，受到干擾的Hela細胞增殖被抑制，細胞凋亡率以及G0/G1期細胞比率均升高。周高英等[23]利用實時定量PCR對10例手術前后的宮頸癌患者HOTAIR表達水平進行檢測發現，術后明顯降低。Zhang等[32]研究發現在宮頸癌細胞中，HOTAIR表達顯著上調，而在Hela細胞中抑制HO-TAIR的表達，細胞增殖、遷移和侵襲均被抑制。由此可見，HOTAIR在宮頸癌組織中表現為上調，可作為宮頸癌診斷與術后監測的分子標志物。

2.4 MEG3

母系表達基因3（materally expressed gene 3，MEG3）是印記基因，位于人類14號染色體，長度為1.6 kb，其是首個被發現的能夠抑制腫瘤的LncRNA，在腫瘤中表達量極低甚至缺失。MEG3與環磷酸腺苷，鼠雙微、P53以及生長分化因子15結合作用，降低P53降解率，提高P53和GDF15啟動子結合能力，促進GDF15轉錄，抑制腫瘤的發生[33]。Zhang等[34-35]研究發現MEG3甲基化水平在宮頸癌組織表達高于相鄰正常組織，大多數宮頸癌組織樣本中均發現MEG3啟動子甲基化，ME3甲基化狀態對宮頸癌患者腫瘤的大小和淋巴結轉移的預測具有足夠敏感性和特異性，此外低水平MEG3表達與復發和短總生存率相關，由此可見，MEG3可作為宮頸癌患者診斷和預后的有力工具。

2.5 P21

P21定位于人類第6號染色體（6p21.2），其長度為2.953 kb。P53下游重要基因包括P21，當細胞遭受體外和體內環境損傷，P53蛋白促進P21蛋白表達，其是具有廣泛激酶抑制活性細胞周期蛋白。Yoon等[36]研究發現，宮頸癌細胞株SiHa的RNA結合蛋白HuR能夠使LinRNA P21沉默，提高核糖體與編碼β-連環鎖基因CTNNB1等結合，促進編碼蛋白，由此可見，P21與宮頸病變存在相關性[6]。趙文龍等[37]通過比較40例宮頸癌組織和癌旁組織中P21表達情況，分析發現癌旁組織中表達水平較高且宮頸癌中P21 mRNA表達水平與病理分化程度，FIGO分期、淋巴結轉移、浸潤深度有關。

2.6 其他LncRNA

UCA1、SRA、Dleu2、HOTTIP和CRNDE基因分別位于人類的第19號染色體、5號染色體、13號染色體、7號染色體和16號染色體。楊慧等[38]利用數據庫篩選出宮頸組織可能異常表達的LncRNA，再利用實時熒光定量PCR進行驗證發現，UCA1基因在宮頸癌組織和正常宮頸組織中的表達水平均低于宮頸上皮內瘤變組織，SRA在上皮內瘤變組織中的表達量高于宮頸癌組織，可見UCA1和SRA可能促進宮頸病變的發生。Yan等[39]研究發現UCA1在宮頸癌中表達上調，敲除UCA1可抑制宮頸癌細胞增殖，可作為宮頸癌治療的潛在靶點。Eoh等[40]研究發現SRA與宮頸癌細胞增殖和遷移密切相關，可作為宮頸癌潛在治療靶點和預后標志。張歡等[41]研究發現LncRNA Dleu2在宮頸癌組織中表達低于癌旁組織，同時高水平的Dleu2可抑制宮頸癌細胞遷移、增殖和侵襲。劉芳等[42]研究發現HOTTIP在宮頸癌組織表達量高，同時高表達的HOTTIP促進癌細胞遷移、增殖以及侵襲。韓懿等[43]研究發現CRNDE在宮頸癌組織表達量高于癌旁組織。可見，HOTTIP和CRNDE促進宮頸癌的發生。

3 小結

宮頸癌的發生是一個復雜的生理過程，環境因素與遺傳因素均可導致宮頸癌。流行病學研究發現，高危HPV持續感染是宮頸癌發生以及癌前病變主要因素，但是單獨的HPV感染不足以導致宮頸癌，基因改變和轉錄異常發揮重要作用，尋找診斷宮頸癌標志物，可提高宮頸癌的診治水平，降低死亡率。近年來，LncRNA與宮頸癌發生研究成為熱點，研究發現一些LncRNA在宮頸癌發生過程中發揮很重要的作用，可作為宮頸癌早期診斷以及預后的分子標志物。探討高危類型HPV、LncRNA與宮頸癌發生之間的關系，為宮頸癌臨床上診斷以及治療提供新的思路。

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（收稿日期：2018-04-02 本文編輯：任 念）