長 鏈 非 編 碼 RNA 與 鼻 咽 癌 的 關 系▲

熊 雨 鄒 攀 何迎春 王賢文

(1 湖南中醫藥大學研究生院，長沙市 410208，電子郵箱：975914326@qq.com；2 中醫藥防治眼耳鼻咽喉疾病湖南省重點實驗室，長沙市 410208；3 湖南省中醫藥防治眼耳鼻咽喉疾病與視功能保護工程技術研究中心，長沙市 410208；4 湖南中醫藥大學第一附屬醫院耳鼻咽喉科，長沙市 410007)

【提要】 鼻咽癌是東南亞地區和中國南方常見的惡性腫瘤之一。長鏈非編碼RNA(lncRNA)是一類不能通過編碼蛋白質發揮作用的RNA分子，是人類發育、生理和病理過程的關鍵調節劑。眾多研究表明，lncRNA在腫瘤發生發展和癌癥預后中起關鍵作用。在高通量測序技術發展的背景下，研究人員在鼻咽癌組織和細胞中發現了大量的功能性lncRNA。本文就lncRNA與鼻咽癌發生發展、血管生成、轉移侵襲的關系進行綜述。

鼻咽癌是好發于鼻咽上皮內壁的頭頸部惡性腫瘤，發病率具有明顯的地域傾向和種族差異特點，在中國南方、北非和東南亞發病率較高[1]。鼻咽癌的發生發展是一個多步驟、多因素的過程，發病機制復雜，病因包括EB病毒感染[2]、人乳頭瘤病毒感染[3-4]、遺傳易感性[5]等。如何早診斷早治療鼻咽癌、提高晚期鼻咽癌患者的生存率及改善其生活質量仍是鼻咽癌研究學者們關注的主要問題。長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA,lncRNA)可在多個水平調控基因的表達，如表觀遺傳水平調控、轉錄水平調控和轉錄后水平調控,廣泛參與機體的生理與病理過程，與多種腫瘤的發生發展密切相關,是當前醫學研究關注的熱點之一。除了對基因的激活和沉默有直接作用外，lncRNA還在染色質的組裝[6]、維持基因組完整性、劑量補償[7]、X染色體失活[8]、基因組印跡、細胞分化、發育和死亡中發揮重要作用[9]。lncRNA在應激反應、免疫反應和神經功能方面也起著至關重要的作用[10]。lncRNA表達失調可能導致細胞功能異常和生長失衡，從而引起疾病。研究發現，lncRNA在癌癥的發生發展中也起著關鍵作用，其異常表達、突變或單核苷酸多態性與腫瘤的發生和轉移等有關[11]。此外，lncRNA還被視為診斷腫瘤和判斷預后的標志物[12]。目前，關于lncRNA在鼻咽癌中的表達特征和功能機制尚未清楚。本文從lncRNA在鼻咽癌發生發展、血管生成、遷移侵襲中的作用角度出發，就鼻咽癌與lncRNA的關系做一綜述。

1 lncRNA與鼻咽癌發生發展

腫瘤發生涉及多種癌基因激活與抑癌基因失活。lncRNA通過調控重要的癌基因或抑癌基因而參與細胞的惡性轉化與腫瘤發生，還可通過調控腫瘤細胞周期和細胞凋亡影響腫瘤細胞增殖，如X染色體失活特異轉錄物(X inactivate-specific transcript，XIST)、長鏈非編碼RNA重編程調節器(lncRNA-regulator of reprogramming，lncRNA-ROR)、長鏈非編碼RNAINK4基因座中反義非編碼RNA(lncRNA-antisense non-coding RNA in the INK4 locus，lncRNA-ANRIL)。

1.1 XIST XIST是最早被研究的lncRNA之一，其參與X染色體失活的復雜調控[13]。XIST已被證實為多種人類癌癥的致癌基因，其表達失調與腫瘤的發生、發展密切相關。含有微小RNA(microRNA，miRNA)結合位點的特定內源性lncRNA可以充當特定miRNA的競爭性“海綿”，并干擾其功能，從而調節基因表達[14]。XIST主要通過干擾相關miRNA的功能來調節基因表達，進而調控鼻咽癌的發生發展，如XIST通過充當miRNA-34a-5p的競爭性“海綿”來上調miRNA-34a-5p靶基因E2F轉錄因子3的表達，是激活E2F轉錄因子3途徑參與鼻咽癌進程的重要致癌調節劑[15]。Cheng等[16]的研究表明，XIST在體外抑制鼻咽癌細胞的增殖、遷移和侵襲，在體內可抑制腫瘤的生長，其作用可能與XIST通過充當內源性miRNA“海綿”與miRNA-491-5p結合來調節miRNA-491-5p和Notch3的表達，進而發揮抑癌作用有關。Shi等[17]發現下調XIST的表達可以促進鼻咽癌CNE2和SUNE-1細胞凋亡，抑制細胞增殖、遷移、侵襲；其機制是XIST充當miRNA-148a的競爭性“海綿”，進而下調下游靶標去整合素-金屬蛋白酶17的表達，從而發揮抗腫瘤作用。此外，Han等[18]證實，沉默XIST的表達可以通過抑制鼻咽癌細胞的DNA損傷修復來抑制癌細胞增殖并顯著提高鼻咽癌細胞的放射敏感性。王浩等[19]發現，XIST在人鼻咽癌順鉑耐藥HNE1細胞株細胞中表達升高，下調和上調XIST的表達可相應的減弱和增強HNE1細胞對順鉑的耐藥性，其機制可能與程序性細胞死亡因子4和Fas-L蛋白表達改變相關。

1.2 lncRNA-ROR lncRNA-ROR已被證明與包括鼻咽癌在內的多種腫瘤的發生、進展和轉移有關[20-21]。lncRNA-ROR位于染色體18q21.31上，最初在誘導多能干細胞時被發現，并直接由干細胞標記的核心轉錄因子性別決定區Y-box蛋白2(SOX2)、八聚體結合轉錄因子4(OCT4)、同源蛋白轉錄因子NANOG調控，這些因子對于包括鼻咽癌在內的多種人類惡性腫瘤的發生發展至關重要[22]。p53作為腫瘤抑制因子，可以通過調節下游靶點的表達參與腫瘤發生和發展的所有步驟，這些下游基因的功能異常往往與鼻咽癌的發生和發展密切相關[23]。lncRNA-ROR參加p53調控途徑，與p53形成了復雜的調控網絡。lncRNA-ROR是p53的強負調節劑,與通過泛素-蛋白酶體途徑導致p53降解的小鼠雙微體基因2不同，其通過與異質核糖核蛋白Ⅰ的直接相互作用抑制p53翻譯，從而抑制p53介導的細胞周期停滯和細胞凋亡[23]。lncRNA-ROR下調可導致作為DNA損傷誘導劑的p53基因和其他應激反應的關鍵基因上調；此外，其對p53途徑的抑制作用可能是患者化療不敏感的原因[24]。Li等[20]證實，lncRNA-ROR通過抑制DNA損傷后細胞p53的水平，影響細胞周期來調節增殖能力,并調節腫瘤細胞的黏附和遷移來促進腫瘤的轉移遷移，參與鼻咽癌的發生發展過程，同時還是治療耐藥的關鍵位點。Hong等[25]報告多葉素Ⅰ通過下調lncRNA-ROR表達，從而促進p53信號傳導，在體外和體內抑制腫瘤生長并誘導鼻咽癌細胞凋亡。由此可見，lncRNA作為調控因子，可以通過影響p53 mRNA的穩定性或降低其識別某些結合位點的能力來調控p53的表達，抑制p53的轉錄；lncRNA還可作為調節因子，通過與p53反應元件相互作用直接激活p53，從而調節p53的表達[26]。

1.3 lncRNA-ANRIL 在人類9p21染色體上有一個42 kb區域編碼三種腫瘤抑制因子(p16INK4A、p14ARF和p15INK4B)，它們在大約30%～40%的人類腫瘤中異常表達，INK4a/ARF/INK4b基因簇的表達在正常細胞生長過程中是沉默的，而在致癌性損傷和衰老過程中會被激活[27]。lncRNA-ANRIL是p16INK4A和p15INK4B基因座的關鍵調節劑，在腫瘤抑制中起關鍵作用，其機制可能是通過與多梳阻抑復合物2(polycomb repression complex 2，PRC2)結合，募集PRC2復合體至特定位點并進而負調控下調p16INK4A和p15INK4B基因表達[28]。Zou等[29]發現，lncRNA-ANRIL可以誘導鼻咽癌中的干細胞樣細胞(側群細胞)增多，并促進細胞鼻咽癌增殖、增強集落形成和轉化能力；此外，其還可以重新編程鼻咽癌細胞的葡萄糖代謝過程，可以迅速為細胞增殖提供ATP。Wang等[30]的研究證實，敲低lncRNA-ANRIL表達可明顯抑制鼻咽癌細胞增殖并促進其凋亡，而抗let-7a則可抵消沉默lncRNA-ANRIL后所產生的抗腫瘤效應，表明lncRNA-ANRIL通過負調控let-7a來促進鼻咽癌細胞的增殖和抑制其凋亡。lncRNA-ANRIL也可以作為競爭性內源RNA來抵消miRNA-125a對mRNA的抑制作用，若下調lncRNA-ANRIL表達則可以抑制鼻咽癌細胞的增殖并促進其凋亡[31]。此外，lncRNA-ANRIL可以通過調控關鍵信號轉導通路發揮致癌作用。Wu等[32]發現，SOX2通過與lncRNA-ANRIL結合來上調lncRNA-ANRIL的表達水平，促進β-連環蛋白信號傳導通路，并激活Wnt/β-連環蛋白信號通路，從而促進鼻咽癌的發生；且臨床鼻咽癌樣本中的lncRNA-ANRIL的表達水平與SOX2和β-連環蛋白表達水平呈正相關,說明SOX2/lncRNA-ANRIL/β-連環蛋白軸在鼻咽癌發生發展中起重要作用。

2 lncRNA與鼻咽癌血管形成

腫瘤組織需要豐富的血流提供所需營養并代謝廢物；血管生成是癌癥的標志，它也被證實在腫瘤發生、侵襲和轉移中起關鍵作用[33]。血管生成是腫瘤發展的關鍵步驟，新血管形成對于實體癌的形成更是必不可少的[34]。腫瘤誘導血管生成的調控機制十分復雜，包括腫瘤與周圍微環境細胞之間復雜的相互影響，以及STAT3、核因子κB、AKT、mTOR和Wnt等致癌信號通路激活和血管生成相關基因的異常表達等[35]。作為腫瘤血管生成中可能的驅動因素，lncRNA的重要性不言而喻。

2.1 HOX轉錄反義基因間RNA HOX轉錄反義基因間RNA(HOX transcript antisense intergenic RNA，HOTAIR)是最早報道的反式作用調控基因之一，其參與癌細胞的增殖、侵襲和轉移[36]。對于鼻咽癌，HOTAIR在體外和體內均可抑制腫瘤的生長和血管生成。在許多介導血管生成的生長因子中，血管內皮生長因子被認為是腫瘤血管生成初期的關鍵調節因子，而血管生成素2在血管成熟中起重要作用；HOTAIR可以直接與血管內皮生長因子抗體(anti-vascular endothelial growth factor,anti-VEGF)啟動子的特定DNA序列結合，修飾基因組結構并促進anti-VEGF轉錄；另一方面，HOTAIR可以通過調節葡萄糖調節蛋白78水平來間接影響anti-VEGF和血管生成素2的表達；敲除HOTAIR基因可下調鼻咽癌中血管生成素2和anti-VEGF的分泌和表達，從而誘導腫瘤細胞凋亡、拮抗血管生成，進而抑制腫瘤的生長[37-38]。

2.2 轉移相關的肺腺癌轉錄本1 轉移相關的肺腺癌轉錄本1(metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1，MALAT1)長約8 700 nt,是位于染色體11q13.1的lncRNA，與多種疾病(尤其是癌癥)相關；MALAT1在多種類型的腫瘤中表達上調，MALAT1對腫瘤細胞增殖、血管形成、遷移、侵襲和凋亡等均有影響[39]。MALAT1可以促進腫瘤血管形成，其機制可能與轉化生長因子β(transforming growth factor β,TGF-β)相關信號傳導通路異常激活有關[40]。TGF-β是一種對血管生成具有刺激或抑制作用的生長因子,TGF-β可通過上調MALAT1表達，從而促進血管生成[40]。TGF-β途徑還介導內皮細胞向間充質細胞的轉化過程，內皮細胞通過該過程可獲得間充質細胞的基因表達而變得更具運動性和侵襲性[41]。Fan等[42]提出，MALAT1在內皮細胞中高表達，MALAT1表達下調可使體外增殖型內皮細胞和移行型內皮細胞之間相互轉化達到平衡，從而減弱體內血管的生長。除TGF-β途徑外，MALAT1還通過調控CCNA2、CCNB1/B2、p21和p27的表達促進血管生成[39]。此外，MALAT1還可以通過以下機制促進血管生成：缺氧缺血可明顯上調MALAT1的表達，促進內皮細胞表型轉換，進而促進內皮細胞增殖、遷移、血管生成；抑制MALAT1而減弱RNA降解，并促進尖端細胞遷移，阻止莖細胞增殖，從而導致體外異常血管形成；且MALAT1的基因缺失或藥理抑制可以破壞體內的血管形成過程[43]。

3 lncRNA與鼻咽癌遷移侵襲

鼻咽癌是一種具有高度轉移傾向和侵襲性的上皮癌，晚期可發生淋巴轉移，腫瘤的轉移侵襲是導致鼻咽癌預后不良的重要原因[44]。

3.1 H19 H19是11p15.5染色體上位于胰島素樣生長因子2(insulin-like growth factor 2，IGF2)基因座的lncRNA。母本等位基因表達的H19通過基因印跡沉默母本等位基因中的IGF2，而不影響IGF2在父本等位基因中的表達，但這種印跡模式在癌癥中常常失調，導致惡性組織中H19的異常上調[45]。H19在大多數類型的癌癥中均呈高表達，并與腫瘤細胞的增殖、侵襲和遷移相關[46]。Ng等[47]證實，H19基因在未分化的鼻咽癌細胞系CNE-2中呈高表達，而在高度分化的鼻咽癌細胞系HK1中不表達。Li等[48]證實了H19通過鼻咽癌細胞中的miRNA-630/Zeste同源2的增強器途徑抑制E-鈣粘蛋白的表達來促進鼻咽癌細胞的遷移和侵襲。近期研究發現，H19-let-7-肉瘤病毒癌基因同源物信號在鼻咽癌的發生和轉移中具有關鍵作用，let-7基因可以負調控H19表達；H19通過分子海綿作用抑制let-7基因，間接上調肉瘤病毒癌基因同源物表達，從而導致鼻咽癌的發生；沉默H19可以增強let-7基因對肉瘤病毒癌基因同源物的抑制作用，導致肉瘤病毒癌基因同源物表達水平降低，最終可以達到抗腫瘤遷移侵襲作用[49]。

3.2 MALAT1 MALAT1可以通過促進鼻咽癌細胞上皮細胞-間充質轉化(epithelial-to-mesenchymal transition,EMT)而達到促進腫瘤遷移、侵襲的作用。與胚胎期的完全EMT相比，腫瘤細胞為部分EMT，即癌細胞可以同時表達上皮和間充質標志物(上皮/間質表型)，經歷過EMT的癌細胞更具轉移性和侵犯性[50]。lncRNA可以作為競爭性內源RNA(ceRNA)發揮分子海綿miRNA的作用，從而抑制這些miRNA的靶標，MALAT1正是通過作為競爭性內源RNA來促進鼻咽癌細胞的EMT，進而促進鼻咽癌遷移侵襲。Shi等[51]的研究揭示了鼻咽癌的新型調控軸MALAT1/miRNA-124/鈣蛋白酶小亞基1的作用機制：MALAT1通過充當內源分子海綿消除了miRNA-124對鈣蛋白酶小亞基1的抑制作用，從而促進鼻咽癌細胞的增殖、侵襲和EMT。Hua等[52]進行了體外和體內試驗，證明了上調miRNA-25水平可以顯著抑制鼻咽癌細胞的增殖、遷移和侵襲，其機制為miRNA-25可下調鼻咽癌中MALAT1的表達，從而起到抑制鼻咽癌細胞增殖、遷移和侵襲的作用。MALAT1過表達還可以通過抑制E-鈣粘蛋白的表達，促進波形蛋白的表達來促進鼻咽癌細胞的增殖、侵襲和轉移[53]。

4 小 結

鼻咽癌是常見的侵襲性鱗狀細胞癌之一，早期即可發生淋巴結轉移，放化療對多數鼻咽癌患者有效，但鼻咽癌患者的總存活率卻沒有顯著提高[54]。因此，充分了解鼻咽癌發生發展、血管生成、遷移侵襲的機制至關重要。由于lncRNA在轉錄調控、轉錄后調控和表觀遺傳調控中均起重要作用，近年來學界在對其的生物學認識上取得了重大進展。但目前關于lncRNA的機制研究及作用模式尚未完全清楚，研究方法不夠系統、命名不夠規范等眾多問題未能解決，lncRNA與鼻咽癌的聯系也未能完全闡明。進一步深入了解lncRNA在鼻咽癌的生物學功能將有助于鼻咽癌的早期診斷及個體化治療方法的開發。