長鏈非編碼RNA在腎細胞癌發生、發展中的作用研究進展

崖文童，黃群

1右江民族醫學院研究生學院，廣西百色 533000；2右江民族醫學院附屬醫院

腎細胞癌(RCC)簡稱為腎癌，占腎臟惡性腫瘤的85%左右，是泌尿系統中惡性程度較高的腫瘤，也是最常見的腫瘤之一。據流行病學相關數據統計，RCC的發病率僅低于膀胱腫瘤，在我國泌尿生殖系統腫瘤中排第二位，占成人惡性腫瘤的2%～3%，且發病率呈上升趨勢[1]。文獻[2]報道，近30%的RCC患者在初次確診時已經存在遠處轉移，并且近1/3的患者在接受了積極的治療后仍會出現轉移或復發，據統計腎癌患者的5年生存率約55%，而轉移性腎癌患者則不到10%。長鏈非編碼RNA(lncRNA)是指長度超過200個核苷酸的RNA分子，最初被認為是RNA聚合酶Ⅱ轉錄的副產物，是幾乎不能編碼蛋白質的RNA分子，故不具有生物學功能[3]。之后的研究表明，lncRNA類型及功能繁多，可在轉錄水平上直接或間接與靶基因相互作用。同時lncRNA可以調節組蛋白修飾和染色質重塑，并通過全基因組轉錄調節以及與不同信號傳導途徑中的蛋白質的相互作用影響細胞功能，從而參與細胞的生長、發育等諸多生理過程[4]。近年隨著對非編碼RNA的研究，lncRNA逐漸成為科學研究的熱點。在lncRNA與RCC的發生、發展關系的研究過程中，HOTAIR、H19、母系表達基因3(MEG3)、GAS5、肺腺癌轉移相關轉錄因子1(MALAT1)、小核仁RNA宿主基因(SNHGs)、ATB基因等腫瘤相關性lncRNA基因被逐漸發現，它們在腫瘤組織、細胞中的異常表達具有致癌或抑癌作用，這些基因具有成為RCC早期診斷標志物及評估預后的潛力。本文就lncRNA在RCC發生、發展中的作用研究進展情況作一綜述。

1 HOTAIR基因在RCC發生、發展中的作用

HOTAIR基因全長約2 158 nt，位于染色體12q13.13的HOXC11與HOXC12基因之間，共含6個外顯子，包括5個短外顯子及1個長外顯子[5]。Pan等[6]通過對人RCC組織和RCC細胞系中HOTAIR、miR-124、ST8SIA4基因的表達水平進行實時PCR分析和蛋白質印跡，證實RCC樣品和RCC細胞系中HOTAIR水平顯著上調，HOTAIR的過度表達促進了RCC細胞系中增殖、遷移和侵襲的能力。

Dasgupta等[7]發現，RCC細胞系和臨床標本中miR-203的表達明顯不足，而HOTAIR則呈過表達，進一步實驗顯示miR-203與HOTAIR的直接相互作用導致上皮—間質轉化(EMT)和轉移基因的抑制，表明miR-203介導的HOTAIR通過調節EMT和轉移途徑基因在RCC中誘導腫瘤抑制作用，通過提高miR-203的表達水平對HOTAIR進行治療性調節可能提供控制RCC生長和轉移的機會。另外，Hong等[8]證明了HOTAIR表達上調與腫瘤進展相關，并且miR-217在RCC組織和細胞中下調，表明HOTAIR通過miR-217/HIF-1α/AXL信號傳導促進RCC腫瘤發生。以上研究表明，HOTAIR的表達水平與RCC的發生、發展密切相關，這可為我們提供新的診斷標志物或治療靶標，以在未來更好地抑制RCC進展。

2 H19基因在RCC發生、發展中的作用

H19基因作為被發現的首個腫瘤相關lncRNA，位于人染色體11p15.5，全長2.3 kb，共有5個外顯子及4個內含子，主要存在于細胞質內，在胚胎發育期高度表達，主要集中于內胚層及中胚層來源的組織，與胰島素樣生長因子2(IGF2)是一對交互印記基因，具有抗癌和致癌雙重作用[9]。He等[10]通過實時熒光定量PCR檢測得出lncRNA-H19在腎透明細胞癌(ccRCC)中呈高表達，且與miR-29a-3p表達呈負相關，并發現H19可能是通過內源性RNA調控網絡miR-29a-3p的調控作用來防止轉錄因子E2F1降解，而轉錄因子E2F1能促進細胞增殖，從而促進RCC的發生、發展，通過敲除H19基因可抑制RCC細胞的增殖、侵襲和遷移能力。Charlton等[11]通過對13例腎母細胞瘤患者的腎臟組織進行了全面的甲基化分析，發現其中11例患者的H19基因位點調控區DMR發生顯著甲基化，正常腎組織低于腎源性休克的甲基化水平，腎源性休克甲基化水平低于腎母細胞瘤的甲基化水平，H19調控的相關DNA甲基化等表位變異可能參與了RCC的發生、發展。以上研究表明，H19在RCC中存在異常表達，且與患者腎臟的臨床病理特征關系密切，故推測lncRNA H19對RCC的發生、發展具有促進作用，并可能成為RCC干預的潛在治療靶標，但仍需進一步研究并評估。

3 MEG3基因在RCC發生、發展中的作用

MEG3基因定位于人類染色體14q32.3，長度約為1.6 kb，隸屬人類母源性印記基因DLK1-MEG3單元，在多種正常細胞中表達，但在RCC等惡性腫瘤中表達缺失[12]。相關研究[13]表明，MEG3是調節p53的抑癌基因lncRNA，MEG3的缺失或低表達進而影響p53的表達水平，p53則有著抑制腫瘤發生的作用。Zhou等[14]證明了MEG3促進p53的表達，而p53是miR-124的正轉錄調節因子，通過增加miR-124或MEG3的表達水平可抑制RCC細胞增殖，遷移和侵襲，并在體內抑制腫瘤生長。He等[15]通過逆轉錄定量 PCR發現在ccRCC組織和細胞中MEG3表達降低，而MEG3的過表達則促進細胞凋亡，并抑制細胞增殖，遷移和侵襲。并且MEG3可誘導G0/G1期細胞周期停滯，而直接與MEG3結合的MiR-7在ccRCC組織中過表達，進而抑制細胞凋亡并促進ccRCC細胞的遷移和增加侵襲力。以上研究表明，MEG3及其調控的miRNA在RCC的發生、發展過程中起到抑癌作用，但其潛在調控途徑及作用機制還未能完全明確，對MEG3的研究可為探索治療RCC治療靶點提供新思路。

4 GAS5基因在RCC發生、發展中的作用

GAS5基因定位于人類染色體1q25.1，長度約為630 nt，是一種生成snoRNAs、miRNAs、piRNAs和lncRNA的抑癌基因[16]。Qiao等[17]發現，RCC組織中GAS5表達水平明顯降低，而體外試驗發現通過增加GAS5的表達水平，癌細胞侵襲及轉移能力受到抑制。Dong等[18]認為，GAS5通過與miR-223相互作用進而調節人鋅鐵調控蛋白-1(hZIP1)的mRNA和蛋白質水平，進而對細胞增殖、細胞周期分布、凋亡和侵襲產生影響，通過降低GAS5表達水平可增強ccRCC細胞的致瘤性，GAS5的表達下降指示腫瘤進展和復發。Fawzy等[19]通過定量實時逆轉錄聚合酶鏈反應測定GAS5，發現GAS5的表達下調與腫瘤淋巴結浸潤及包膜、骨盆浸潤有關的不良預后相關，并認為GAS5可作為RCC的潛在治療學生物標志物。以上研究表明，GAS5是RCC的抑癌基因之一，其在RCC中表達失調可能促進多種致癌機制。因此，針對GAS5的檢測在未來可能成為治療RCC的關鍵，但其機制仍需更深入研究。

5 MALAT1基因在RCC發生、發展中的作用

MALAT1定位于人類染色體11q13.1，長度約為8 kb，最早在非小細胞肺癌相關文獻中被提及[20]。在其與RCC的相關研究中，Zhang等[21]通過研究發現RCC組織及其細胞株中的MALAT1均為高表達，并且與MALAT1表達較低的ccRCC患者相比，MALAT1表達較高的ccRCC患者具有較顯著的臨床特征和較短的總生存時間，MALAT1表達水平增高，患者的總生存時間顯著降低。并且其表達水平與腫瘤的大小、分期、淋巴結轉移的關系密切。Hirata等[22]發現MALAT1可促進RCC中EZH2基因表達和上皮-間質轉化，并與miR-205相互作用促進RCC發生，通過敲除MALAT1可降低RCC細胞的增殖和侵襲能力，并促進了RCC細胞凋亡。Li等[23]研究認為miR-22-3p是MALAT1的作用靶標，MALAT1是通過PI3K/Akt信號通路靶向調控miR-22-3p，使其失活，從而影響了RCC細胞的增殖和遷移。Chen等[24]研究認為MALAT1介導的RCC增殖和轉移能力的增強可能是由于Livin蛋白表達的上調而引起，MALAT1的高表達可以視為早期發現淋巴結轉移的生物標志物，也可作為RCC患者生存率的預測指標。以上研究表明，針對MALAT1的表達沉默可能抑制RCC細胞的增殖和遷移，進而改善預后，并且有望成為RCC早期診斷及評估預后的理想生物標志物及治療靶點。

6 SNHGs基因在RCC發生、發展中的作用

SNHGs定位于染色體11p12.3，是snoRNAs的宿主基因，可轉錄出多種snoRNA參與細胞的生長、發育過程。其中，長鏈非編碼小核仁宿主基因(lnc-SNHGs)是SNHGs的一類[25]。研究人員發現長鏈非編碼小核仁宿主基因與多種疾病的發展有關，并對RCC的發生、發展有重要意義[26]。Wu等[27]在比較SNHG12在ccRCC和鄰近正常組織中的表達水平時發現SNHG12在ccRCC組織和細胞系中過表達，抑制其功能可抑制ccRCC細胞的活力和遷移性，并指出SNHG12通過海綿機制與miR-129-5p相互作用，進而在ccRCC發展過程中調控MDM4和p53的表達。Chen等[28]通過監測ccRCC小鼠模型中體內腫瘤生長及體內SNHG12的表達水平時發現SNHG12在體內和體外的表達均異常增高，且SNHG12的高表達與預后不良有關，這可能是SNHG12通過與miR-199a-5p競爭來調節HIF1α表達有關。相反的，SNHG12的缺乏會顯著抑制癌細胞活力，使其不依賴錨定的生長并誘導凋亡，并抑制癌細胞的遷移和生長。現階段的研究表明SNHGs的異常表達與RCC發生以及轉移，浸潤和不良預后密切相關，同時SNHGs也是大多數惡性腫瘤的預后因素。但是，這些研究只是初步的討論，將來還需要對SNHGs成員和snoRNA的機制進行進一步的研究。

7 ATB基因在RCC發生、發展中的作用

ATB基因定位于人類第13、14和22號染色體，長度約為 2.4 kb，是能被轉化生長因子激活的lncRNA，轉化生長因子-β(TGF-β)的過度表達可導致ATB基因的上調[29]。研究表明ATB基因作為一種致癌因子，可能是通過誘導EMT，從而導致RCC發生，并促進腫瘤的增殖，遷移和侵襲[30]。Xiong等[31]發現，RCC組織和腎癌細胞中的ATB基因表達均高于鄰近的正常非腫瘤組織和正常人近端腎小管上皮細胞，并且通過敲除ATB基因可抑制細胞增殖、觸發細胞凋亡以及減少EMT從而抑制癌細胞遷移和侵襲。Qi等[32]分析了ATB基因表達與臨床病理特征之間的關系得出ATB基因的高表達與病理組織學分級、淋巴結轉移、遠處轉移密切相關，并且ATB基因高表達患者的總生存期明顯短于ATB基因低表達患者。Song等[33]通過RNA免疫沉淀和染色質免疫沉淀分析證實了ATB基因與DNA甲基轉移酶1(DNMT1)結合并穩定其表達，同時促進DNMT1與p53的結合，通過下調p53從而增強RCC細胞的增殖和遷移能力，并抑制其凋亡。但ATB基因在RCC中的研究尚處于初步階段，其確切的功能作用和分子機制尚不清楚。因此，將ATB基因作為RCC早期診斷的生物標志物還有待進一步研究。未來，ATB基因可能成為治療RCC的新的分子靶點。

綜上所述，lncRNA功能的改變是促進RCC的發生、發展的關鍵因素，致癌lncRNA包括HOTAIR、MALAT1、SNHGs、ATB等，抑癌lncRNA包括GAS5、MEG3等。lncRNA可能是通過相關分子海綿機制介導相關miRNA，激活不同的信號傳導途徑和調節關鍵標志物的表達來調控RCC的發生、發展。然而，由于lncRNA種類繁多，且其生物學功能、分子機制很復雜，具體介導的相關信號通路及調控機制尚未完全明確，仍需進一步探索。并且目前研究主要集中于腎透明細胞癌這一類病理組織類型上，且納入的樣本量較少。由于RCC的巨大異質性，以及癌癥的發生發展過程是一個多環節、多因素相互作用的結果，單一基因的異常表達難以解釋RCC的發生、發展機制，在未來可增加實驗樣本量及納入不同的組織學類型，并通過聯合多個lncRNA的指標來揭示RCC發生、發展。相信隨著研究的深入，lncRNA在RCC的發生、發展過程中具體調控機制的揭示可為RCC的早期診斷、治療、評估預后等方面提供新的理論依據，對lncRNA的深入研究將會給RCC患者帶來福音。