鼻咽癌相關(guān)長(zhǎng)鏈非編碼RNA的研究進(jìn)展*

雷 越 綜述，駱文龍 審校

(重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院耳鼻喉科 400010)

盡管人類在惡性腫瘤的治療領(lǐng)域已經(jīng)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但惡性腫瘤至今仍嚴(yán)重威脅著人類的健康，給社會(huì)帶來(lái)了沉重的負(fù)擔(dān)和經(jīng)濟(jì)損失。每年因惡性腫瘤死亡的人數(shù)約占全年死亡人數(shù)的1/4，位居全部死因的首位[1]。起源于鼻咽部上皮細(xì)胞的鼻咽癌(NPC)是一種具有高度地域差異性和種族特異性的頭頸部惡性腫瘤。根據(jù)國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)，2018年全球約有12.9萬(wàn)例NPC新發(fā)病例[2]。雖然NPC新發(fā)病例僅占2018年全球新發(fā)惡性腫瘤病例的0.7%，然而由于其地理分布的不平衡性；有超過(guò)70.0%的新病例在東亞和東南亞。我國(guó)南方地區(qū)就是NPC的好發(fā)區(qū)，2018年該地區(qū)新發(fā)病例約占世界新發(fā)病例的47.7%[3]。

如何更有效地預(yù)防、及時(shí)診斷和有效治療NPC已成為社會(huì)普遍關(guān)注的重大公共健康問(wèn)題。有研究發(fā)現(xiàn)，NPC的發(fā)生、發(fā)展是一個(gè)涉及多個(gè)基因突變、環(huán)境作用及EB病毒感染等多因素的多步驟過(guò)程。目前公認(rèn)的NPC有效治療手段，主要是局部放療或放療聯(lián)合輔助化療[4]。雖然這些治療手段使NPC的局部控制率有了很明顯的提高，但并沒(méi)有顯著提升。因此，深入、系統(tǒng)地探究鼻咽部惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展機(jī)制，開拓新的治療靶點(diǎn)就顯得十分迫切。

由于長(zhǎng)鏈非編碼RNA(LncRNAs)沒(méi)有編碼蛋白的功能，起初僅作為轉(zhuǎn)錄的副產(chǎn)物并沒(méi)有得到研究人員的重視。然而，隨著對(duì)人類基因表達(dá)及調(diào)控研究的深入，越來(lái)越多的證據(jù)表明，LncRNAs通過(guò)與DNA、RNA、蛋白質(zhì)分子的相互作用，在染色質(zhì)結(jié)構(gòu)重塑、轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的剪接編輯、mRNA穩(wěn)定性、干細(xì)胞多向分化等細(xì)胞生理過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用[5]。此外，在多種人類腫瘤細(xì)胞中都發(fā)現(xiàn)了LncRNAs表達(dá)水平或活性的顯著改變，而人為的改變這些特定LncRNAs的表達(dá)會(huì)直接影響腫瘤細(xì)胞的生物學(xué)行為。這說(shuō)明它們不僅參與正常細(xì)胞生理活動(dòng)，并且在惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展的病理過(guò)程中也扮演了極其重要的角色。有研究發(fā)現(xiàn)，一部分LncRNAs在NPC腫瘤組織中存在表達(dá)異常并且在NPC的發(fā)生、遷移、局部侵襲或遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移甚至產(chǎn)生化療藥物和放射抵抗性方面發(fā)揮著極其重要的作用[6-8]。本綜述旨在系統(tǒng)回顧NPC領(lǐng)域中有關(guān)LncRNAs的最新研究進(jìn)展，希望能為L(zhǎng)ncRNAs今后作為NPC可能的生物標(biāo)志物和潛在治療靶點(diǎn)提供一定的理論基礎(chǔ)。

1 抑制NPC發(fā)生、發(fā)展的LncRNAs

1.1 母系表達(dá)基因3(MEG3)

MEG3是第1個(gè)被發(fā)現(xiàn)具有腫瘤抑制作用的LncRNA，定位于人類染色體14q32.3上[9]。MEG3在正常組織細(xì)胞中表達(dá)水平較高，而在肺癌、NPC等多種人類惡性腫瘤細(xì)胞中表達(dá)水平顯著下降。在NPC細(xì)胞中，DNA拷貝數(shù)的下調(diào)和其啟動(dòng)子區(qū)域的異常甲基化是MEG3表達(dá)下調(diào)主要原因。CHAK等[10]研究證實(shí)，在NPC細(xì)胞中上調(diào)MEG3的表達(dá)可以抑制NPC細(xì)胞的增殖，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞周期停滯并延緩細(xì)胞集落形成。因此，MEG3的失活或表達(dá)下調(diào)可能是NPC發(fā)生過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，恢復(fù)LncRNA-MEG3在NPC細(xì)胞中的表達(dá),也許會(huì)成為一個(gè)新的NPC治療靶點(diǎn)。

1.2 腫瘤低表達(dá)LncRNAs(LncRNA-LET)

LncRNA-LET的編碼基因位于15號(hào)染色體長(zhǎng)臂2區(qū)4帶,已被證實(shí)在消化道腫瘤[11-12]、女性生殖系統(tǒng)腫瘤[13]等多種人類惡性腫瘤組織中表達(dá)顯著下調(diào)。NPC的有關(guān)研究表明，通過(guò)增強(qiáng)LncRNA-LET在NPC細(xì)胞中的表達(dá)可以抑制腫瘤細(xì)胞的增殖、黏附和侵襲[14-15]。而SUN等[16]也在對(duì)68例NPC組織和正常組織配對(duì)樣本的比較中證實(shí)，與LET高表達(dá)或正常表達(dá)的NPC患者相比，LET低表達(dá)患者臨床分期更晚，腫瘤直徑更大，而5年生存率顯著降低。進(jìn)一步的細(xì)胞實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，NPC組織中LncRNA-LET的下調(diào)可能與促進(jìn)腫瘤發(fā)生、發(fā)展的組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶Zeste增強(qiáng)子人類同源物2(EZH2)持續(xù)高水平表達(dá)有關(guān)[16]。在NPCCNE2細(xì)胞系中上調(diào)LncRNA-LET的表達(dá)，可以抑制腫瘤的增殖、侵襲；相反，下調(diào)LncRNA-LET的表達(dá)可以顯著增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的增殖。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中的結(jié)果也進(jìn)一步證實(shí)了LncRNA-LET在NPC中發(fā)揮腫瘤抑制作用，但其調(diào)控的具體機(jī)制有待進(jìn)一步研究。

1.3 LINC0086

近來(lái)，研究者們對(duì)NPC腫瘤組織中LncRNAs的表達(dá)進(jìn)行了差異性分析，發(fā)現(xiàn)35個(gè)存在表達(dá)差異的LncRNAs。其中，LINC0086在NPC患者的血清樣本和組織中表達(dá)水平均有明顯下調(diào)，并且其表達(dá)水平與患者的3、5年生存率存在顯著的負(fù)相關(guān)[17]。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，在LINC0086的3′-UTR中有與促癌基因miRNA-214的結(jié)合位點(diǎn)，高表達(dá)的LINC0086可以通過(guò)直接與miRNA-214相互作用來(lái)明顯降低miRNA-214的表達(dá)，從而抑制了NPC細(xì)胞增殖并促進(jìn)其凋亡。此外，LINC0086對(duì)NPC細(xì)胞生長(zhǎng)的抑制作用可以通過(guò)體外和體內(nèi)miRNA-214的過(guò)表達(dá)而發(fā)生逆轉(zhuǎn)。因此，LINC0086對(duì)腫瘤的抑制作用有進(jìn)一步研究?jī)r(jià)值，并可能成為NPC的一種新型的潛在診斷標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)。此外，LncRNA-LOC401317、LINC00312等也都在其他腫瘤的研究中被證實(shí)可以通過(guò)多種作用機(jī)制發(fā)揮它們抑制腫瘤生長(zhǎng)的作用[18-19]。但在NPC細(xì)胞中是否也同樣存在抑癌功能尚需進(jìn)一步研究。

2 促進(jìn)NPC發(fā)生、發(fā)展的LncRNAs

2.1 HOX轉(zhuǎn)錄反義RNA(HOTAIR)

HOTAIR是第1個(gè)被發(fā)現(xiàn)具有反式轉(zhuǎn)錄調(diào)控作用的LncRNA，其編碼基因位于12號(hào)染色體長(zhǎng)臂上，由6個(gè)外顯子構(gòu)成[20]。HOTAIR在宮頸癌、乳腺癌及胃腸道腫瘤等多種類型的癌癥中均存在異常表達(dá)，并且已被認(rèn)為是患者預(yù)后不良的獨(dú)立預(yù)測(cè)因素[21-22]。RINN等[23]研究也發(fā)現(xiàn)，NPC細(xì)胞中高表達(dá)的HOTAIR與更大的腫瘤直徑和更晚的臨床分期緊密相關(guān)。此外，HOTAIR的表達(dá)量隨著腫瘤臨床分期的進(jìn)展呈指數(shù)增加，且HOTAIR的高表達(dá)提示NPC患者的預(yù)后不良。更深入的研究發(fā)現(xiàn)，HOTAIR通過(guò)直接和間接信號(hào)通路介導(dǎo)NPC腫瘤組織中的血管生成，從而促進(jìn)了NPC細(xì)胞的遷移、侵襲和增殖過(guò)程[20]。通過(guò)比較原發(fā)性和轉(zhuǎn)移性NPC組織中存在差異表達(dá)的LncRNAs，ZHANG等[24]發(fā)現(xiàn)在轉(zhuǎn)移性NPC組織中HOTAIR表達(dá)均顯著上調(diào)，較原發(fā)腫瘤的表達(dá)水平高出4倍以上。這些研究表明，HOTAIR在NPC中發(fā)揮促癌基因的作用并與其侵襲、轉(zhuǎn)移過(guò)程密切相關(guān)，其在NPC的治療及復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移的檢測(cè)中具有重要作用。

2.2 細(xì)胞周期激酶抑制因子4(INK4)基因座的反義RNA(ANRIL)

LncRNA-ANRIL的基因位于9p21.3，全長(zhǎng)約3.8 kb，由19個(gè)外顯子組成。其最初在家族性黑色素瘤患者的基因中發(fā)現(xiàn)，目前研究證明ANRIL與包括NPC在內(nèi)的多種癌癥有關(guān)。LncRNA-ANRIL可以通過(guò)促進(jìn)細(xì)胞增殖、提高糖代謝相關(guān)基因活性及誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞向干細(xì)胞樣細(xì)胞轉(zhuǎn)化等途徑來(lái)促進(jìn)NPC進(jìn)展[25]。通過(guò)在NPC細(xì)胞中導(dǎo)入miRNA let-7a來(lái)下調(diào)ANRIL的表達(dá)，可有效抑制NPC細(xì)胞的生長(zhǎng)并增強(qiáng)順鉑誘導(dǎo)的細(xì)胞毒性[15]。這一發(fā)現(xiàn)不僅進(jìn)一步揭示了LncRNAs在NPC的發(fā)生、發(fā)展中的重要作用，而且為NPC患者提供了新的、有希望的治療策略。

2.3 LncRNA-H19

H19是最早發(fā)現(xiàn)并且目前研究最為廣泛的LncRNA之一。此前的研究已經(jīng)證實(shí)，H19的表達(dá)水平在包括胃癌[26-27]、結(jié)直腸癌[28]、膀胱癌[29]、前列腺癌[30]等多種人類惡性腫瘤中顯著上調(diào)。在NPC患者中，與正常鼻咽部上皮相比，在低分化NPC細(xì)胞中H19表達(dá)升高明顯。H19通過(guò)調(diào)節(jié)miRNA-630/EZH2途徑從而抑制E-鈣黏蛋白表達(dá)，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)并促進(jìn)NPC細(xì)胞出現(xiàn)侵襲。EZH2是miRNA-630的下游靶標(biāo)，可以被下調(diào)，H19正是通過(guò)抑制miRNA-630的活性而調(diào)控EZH2的表達(dá)[31]。

2.4 重編程相關(guān)LncRNA(LncRNA-ROR)

LncRNA-ROR位于染色體18q21.31，首先在多能干細(xì)胞(PSC)中發(fā)現(xiàn)并受與惡性腫瘤發(fā)展密切相關(guān)的SOX2、OCT4、NONOG等多個(gè)分子的調(diào)控[32]。研究表明，LncRNA-ROR在人類NPC組織中表達(dá)水平顯著上調(diào)，過(guò)度表達(dá)的LncRNA-ROR可降低NPC細(xì)胞的凋亡率并促進(jìn)NPC細(xì)胞的增殖、轉(zhuǎn)移和侵襲行為。LncRNA-ROR可作為P53負(fù)調(diào)控因子而增強(qiáng)NPC腫瘤組織的化療耐受能力[7]。

2.5 肌動(dòng)蛋白絲相關(guān)蛋白1-反義RNA1(AFAP1-AS1)

AFAP1-AS1是一個(gè)長(zhǎng)約6.8 kb的LncRNA，定位于第4號(hào)染色體上，是編碼AFAP1的反義產(chǎn)物。BO等[33]在研究中發(fā)現(xiàn)，AFAP1-AS1在NPC組織中表達(dá)水平升高，并提示NPC患者的不良預(yù)后。在體外實(shí)驗(yàn)中，沉默AFAP1-AS1基因后，NPC腫瘤細(xì)胞的遷徙、侵襲能力明顯受到抑制，這可能與AFAP1-AS1對(duì)微小GTPase家族成員在肌動(dòng)蛋白中的表達(dá)有關(guān)[34-36]。因此，AFAP1-AS1可作為預(yù)測(cè)NPC患者的預(yù)后及NPC潛在的治療靶點(diǎn)。

3 結(jié) 語(yǔ)

近年來(lái)，LncRNAs在腫瘤發(fā)生、發(fā)展中的重要調(diào)控作用正在逐漸被人們深入認(rèn)識(shí)。應(yīng)該指出，盡管目前已經(jīng)鑒定出超過(guò)10萬(wàn)種LncRNAs，但與蛋白質(zhì)編碼基因或miRNA等其他基因相比，對(duì)于絕大多數(shù)LncRNA的功能和機(jī)制仍然知之甚少[37-39]。明確LncRNA與NPC的因果關(guān)系和效應(yīng)機(jī)制及其相應(yīng)靶基因間的相互作用在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展中的影響，是今后很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)LncRNA在鼻咽癌中作用研究亟須解決的問(wèn)題。