長鏈非編碼RNA在子宮內膜異位癥發(fā)病機制中的研究進展*

王焓，張宗峰

（哈爾濱醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院 婦科，黑龍江 哈爾濱150001）

子宮內膜異位癥是一種雌激素依賴性疾病[1]，其特征為子宮內膜組織在子宮外出現生長和浸潤[2]，主要分布于盆腔腹膜、卵巢和直腸陰道隔，可造成盆腔疼痛、不孕等不良影響[3]。子宮內膜異位癥作為女性常見疾病，其發(fā)病率不斷上漲。雖然關于子宮內膜異位癥的病因學有很多理論，但子宮內膜異位癥的發(fā)病機制仍未有一致觀點。長鏈非編碼RNA（lncRNAs）是一類轉錄本長度>200 nt、不編碼蛋白質的RNA 分子。其作用廣泛，在多個層面上影響基因表達，如轉錄前調控，轉錄后翻譯等。大量研究發(fā)現lncRNA 引起了子宮內膜異位癥多種生物學行為，可能為子宮內膜異位癥發(fā)病機制的探索、診治提供新方向。本文就近5年的lncRNAs 與子宮內膜異位癥發(fā)病機制關系的研究做一簡要綜述。

1 長鏈非編碼RNA概述

長鏈非編碼RNA（lncRNAs）是一類轉錄本長度>200 nt、不編碼蛋白質的RNA 分子。與mRNA 一樣，大多數lncRNA 都是通過加帽、加尾和結合（加帽、聚腺苷酸和剪接）來修飾的[4]。在非編碼RNA 超家族中，lncRNAs 是最常見的非編碼RNA。由于缺乏開放的閱讀框架和生物學功能，lncRNAs 最初被認為是基因轉錄過程中的“轉錄噪聲”。隨著全基因轉錄組測序的發(fā)展和測序深度的增加，在生物體內發(fā)現數萬種非編碼RNA（ncRNAs）。最近研究表明，在哺乳動物中編碼基因僅占2%，而ncRNAs 比例高達75%～90%。目前已在人類基因組中鑒定出8 801 個小ncRNAs（<30 nt）和9 640 個 長ncRNAs（>200 nt）[5]。非編碼RNA 主要功能如下：RNA 修改、信使RNA 加工、轉座子的鎮(zhèn)壓和維護生殖細胞系穩(wěn)定性、調節(jié)基因表達、及染色質修飾和沉默[6]。LncRNAs 占ncRNAs 的比例最高。雖然沒有證據證明這些RNA 具有直接的生物學功能，但是大多數lncRNAs 都可以通過與microRNAs 互補配對來調控DNA 復制、RNA 轉錄和蛋白質翻譯。LncRNAs 存在功能局限性，表達具有細胞選擇性，同時其表達水平通常低于編碼蛋白的基因。lncRNA 分類繁多復雜，如根據其在基因組中的位置，lncRNAs 可以分為：長基因間非編碼RNA（lincRNAs）、自然反義轉錄本（NATs）及RNA聚合酶ii[7]從基因組基因間區(qū)域轉錄的內含子lncRNAs。LncRNAs 不僅參與個體生長發(fā)育的生理過程，而且在疾病的發(fā)病、發(fā)展過程中發(fā)揮重要作用。

2 與子宮內膜異位癥發(fā)病機制相關的lncRNAs

2.1 lncRNA 印記基因H19

印記基因H19是長度為2.3 KB 的lncRNA，置于人類染色體11p15.5 區(qū)域。其表達主要局限于子宮內膜組織和卵巢，在月經周期和增殖期時上調，分泌期無差異。H19基因可以轉錄但不能翻譯，與胰島素樣生長因子2（Igf2）一起形成一對印跡基因[8]。在胚胎組織中H19轉錄水平較高，但出生后顯著降低，在多種腫瘤細胞中均存在此現象。H19具有致癌和抑癌雙重作用。H19致癌作用表現在肝癌、膀胱癌及乳腺癌中，而在結腸癌中表現為抗癌作用[9]。近年來，研究人員對H19的異常印跡與子宮內膜異位癥是否相關進行廣泛研究。GHAZAL 等[10]發(fā)現在子宮內膜異位癥患者的異位子宮內膜和正常子宮內膜中檢測H19水平發(fā)現，與正常對照組比較，子宮內膜異位癥婦女在位子宮內膜中H19的表達明顯降低，降低的H19增加let-7 活性，抑制IGF1R 表達，減少子宮內膜基質細胞的增殖。由此可見，H19/Let-7/IGF1R 調節(jié)途徑的干擾可能會導致子宮內膜異位癥患者的子宮內膜準備性下降和不孕癥。LIU 等[11]發(fā)現，取自子宮內膜異位癥婦女的異位子宮內膜細胞顯示出升高的lncRNA-H19 水平，敲除異位子宮內膜細胞中的H19，引起microRNA-124-3p（miR-124-3p）的增加和整聯(lián)蛋白beta-3（ITGB3）水平的降低，同時抑制細胞增殖和侵襲。結果推斷出miR-124-3p 和ITGB3 均作為H19 信號通路中的下游效應蛋白。lncRNA-H19 的下調可通過調節(jié)miR-124-3p 和ITGB3 抑制異位子宮內膜細胞的增殖和侵襲。LIU 等[12]也發(fā)現過表達的LncRNA H19 通過調節(jié)miR-342-3p/IER3 抑制Th17 分化和子宮內膜間質細胞（ESC）增殖。XU 等[13]通過體外研究也發(fā)現子宮內膜異位癥婦女的異位子宮內膜間質細胞（euESC）原代細胞培養(yǎng)中H19 和ACTA2 水平較高，通過熒光素酶測定表明，H19 通過miR-216a-5p 來調節(jié)ACTA2 表達，從而促進euESC 的侵襲和轉移。綜上所述，H19 對子宮內膜異位癥生物學行為的影響，可能成為治療的潛在靶點。

2.2 lncRNA CHL1-AS2

ZHANG 等[14]利用qRT-PCR 技術檢測lncRNA CHL1-AS2 在子宮內膜異位癥患者中的表達。實驗結果表明，lncRNA CHL1-AS2 在子宮內膜異位組織中表達較低，但在異位病變及鄰近組織中表達較高。月經周期不影響lncRNA CHL1-AS2 的表達比例，推測子宮內膜異位癥的發(fā)病機制與lncRNA CHL1-AS2 的異常表達存在關聯(lián)。

2.3 lncRNA MALAT-1

MALAT1 是一種新發(fā)現的、在非小細胞肺癌中表達的lncRNA，與肺癌的轉移有關。近年來相關研究也證實該基因與腫瘤多種生物學行為，如腫瘤的增殖、侵襲轉移及上皮-間質轉化息息相關[15]。盡管lncRNA MALAT1 參與各種生物學活動，但對子宮內膜異位癥的生物學功能是否有影響尚不清楚。LIANG 等[16]通過定量逆轉錄酶-聚合酶鏈反應確定原代子宮內膜基質細胞（HESC）中miR-200c 的差異表達，通過熒光素酶活性確定miR-200c 結合位點，經表型實驗發(fā)現外源性過表達的miR-200c通過下調MALAT1 抑制了HESC 的增殖、遷移和上皮-間質轉化。得出結論：MALAT1/miR-200c 海綿可能是子宮內膜異位癥的潛在治療靶標。YU 等[17]也通過熒光定量PCR 檢測發(fā)現，MALAT1 在正常和異位子宮內膜組織中的差異表達。經Western blotting 檢測lncRNA MALAT1 可影響NF-κB/iNOS 和MMP9 蛋白的表達。得出結論MALAT1 可通過NFκB/iNOS 途徑促進子宮內膜細胞凋亡并調節(jié)MMP-9表達，抑制細胞的增殖和侵襲。LI 等[18]發(fā)現在體外實驗中，敲除MALAT-1 可上調P21 和P53 的表達，使ERK 1/2 磷酸化。因此，MALAT-1 可能通過p21/p53 依賴性細胞周期調控顆粒細胞的增殖，進而激活ERK/MAPK 信號通路參與子宮內膜異位癥的進展。有報道稱在視網膜母細胞瘤中MALAT1 參與自噬的調控[19]，LIU 等[20]發(fā)現，子宮內膜異位癥患者異位子宮內膜中l(wèi)ncRNA MALAT1 和自噬表達上調，且上調水平與缺氧誘導因子-1α（HIF-1α）呈正相關。在體外模型中，lncRNA MALAT1 的上調依賴于HIF-1α 信號傳導；當lncRNA MALAT1 敲除后可抑制缺氧誘導的自噬。證實lncRNA MALAT1介導低氧誘導的自噬參與子宮內膜異位癥的進展。綜上所述，MALAT1 通過多種機制誘導子宮內膜異位癥細胞增殖、侵襲轉移與自噬的調控，可為治療提供了新方向。

2.4 lncRNA AC002454.1

LncRNA AC002454.1位于人類染色體7:92465802-92546437 上，與重要細胞周期調節(jié)因子CDK6 是鄰近基因[21]。WANG 等[22]研究結果發(fā)現，lncRNA AC002454.1 和CDK6 均表達異常，且呈正向趨勢。這樣可以得出結論lncRNA AC002454.1 通過調節(jié)CDK6 的表達改變細胞周期，可能與分泌期子宮內膜異位細胞的增殖密切相關，也存在潛在調節(jié)遷移、侵襲的可能性，從而參與子宮內膜異位癥的發(fā)生、發(fā)展。

2.5 lncRNA 類固醇受體RNA激活物

類固醇受體RNA 激活物（SRA）位于人類染色體5q31.3 上，轉錄本長度為883 nt，特性表現為物種間高度保守，并有5 個獨立的外顯子。SRA 是類固醇激素轉錄的激動劑，可調節(jié)類固醇激素受體，在與激素相關的腫瘤中異常表達。通過不同的分子剪接方式，SRA 前體分子分別產生lncRNA SRA和mRNA，mRNA 可以翻譯出類固醇受體激活蛋白（SRAP）[23]。LIN 等[24]發(fā)現，正常子宮內膜組織中l(wèi)ncRNA SRA 與SRAP 的比值低于子宮內膜異位癥組織中l(wèi)ncRNA SRA 與SRAP 的比值。SRA基因可以降低lncRNA SRA 與SRAP 在不同疾病發(fā)展中的比例。SRA lncRNA 和ER-α 在卵巢子宮內膜異位組織表達與正常子宮內膜組織比較呈現低表達水平，而SRAP 和ER-β 則呈現高表達。經過類固醇受體RNA 激活劑1（SRA1）治療顯著增加了子宮內膜異位基質細胞（ESC）中的ER-α 水平，降低了ER-β水平。此外治療還可以降低這些細胞的增殖并促進其早期凋亡。在卵巢子宮內膜異位癥中SRA 通過調節(jié)ER 可能對ESC 的生長中起關鍵調節(jié)作用。

2.6 lincRNAs

lincRNAs 作為lncRNAs 的重要亞型之一，近年來也得到廣泛研究。SHA 等[25]用CCK-8 測定、Transwell 測定、流式細胞儀分別檢測了細胞表型。最后結果表明，linc00261 不僅可以抑制子宮內膜異位癥細胞的增殖轉移，還可以誘導細胞凋亡。因此得出結論linc00261 可以抑制子宮內膜異位細胞的生長和遷移。此外，WANG 等[26]通過RIP、RNA pull down 和熒光素酶分析，證實了linc00261 通過直接結合miR-132-3p 來充當調節(jié)BCL2L11 表達的分子海綿。推測linc00261/miR-132-3p/BCL2L11 調控網絡的數據可能是子宮內膜異位癥的新型治療靶標。LIU 等[27]發(fā)現，linc01279 在子宮內膜異位癥患者中表達異常，且與細胞周期蛋白依賴性激酶14 和CXC 基序趨化因子配體12 密切相關。根據這些結果，證明linc01279 可能參與子宮內膜異位癥相關子宮內膜異位癥的發(fā)病機制。這可能代表linc01279 成為子宮內膜異位癥治療的目標之一。MAI 等[28]用17β-雌二醇（17β-E2）刺激人子宮內膜基質細胞，以模擬子宮內膜異位癥中發(fā)現的異位細胞。在上皮-間質轉化，細胞侵襲和轉移相關的蛋白質水平上研究linc01541 對子宮內膜異位癥的影響。研究結果表明，linc01541 可以通過調節(jié)Wnt/β-catenin 途徑來抑制EMT 過程，子宮內膜基質細胞的轉移和VEGFA 的表達。得出結論，linc01541 對子宮內膜異位癥的生物學行為產生了廣泛的影響。

2.7 lncRNA HOXA11-AS1

已知lncRNA 同源盒（HOX）轉錄反義RNA（HOTAIR）普遍過度表達，并與各種人類癌癥（包括乳腺癌）的腫瘤的增殖、侵襲轉移和不良預后相關。進一步的研究表明，HOTAIR 水平的高表達與細胞的遷移和預后不良相關[29]。除乳腺癌外，高水平HOTAIR 也與結直腸癌、肝癌、胰腺癌、胃癌和胃腸道間質瘤相關，但在子宮內膜異位癥中并未得到重視。WANG 等[30]發(fā)現采用實時逆轉錄-聚合酶鏈反應檢測異位子宮內膜和在位子宮內膜的lncRNA 表達水平。LncRNA HOXA11-AS1 同源盒和HOXA9、HOXA10、HOXA11 和HOXA13 在位子宮內膜的表達水平明顯低于異位子宮內膜，即在腹膜子宮內膜異位癥婦女中的表達水平。HOXA10 和HOXA11 在子宮內膜異位癥患者異位組織中與對照組比較表達水平明顯降低，然而lncRNA HOXA11-AS1、HOXA9 和HOXA13 的表達水平在兩組間無差異。總之，研究結果表明，在腹膜子宮內膜異位癥中HOXA11-AS1 lncRNA 對其生物學進展發(fā)揮作用，但HOXA11-AS1 對子宮內膜異位癥相關不孕癥的子宮內膜容受性并未產生明顯影響。

2.8 其他lncRNAs

2.8.1 lncRNA 反義的缺氧誘導因子與血管新生相關的lncRNA 反義的缺氧誘導因子（aHIF）[31]被認為是影響癌癥進展的因素，但未確定是否在子宮內膜異位癥中也發(fā)揮作用。QIU 等[32]通過透射電子顯微鏡觀察到子宮內膜異位癥患者血清中細胞外囊泡來源lncRNA aHIF 上調，并促進子宮內膜異位癥的血管生成。

2.8.2 lncRNA TC0101441QIU 等[33]也發(fā)現細胞外囊泡來源的TC0101441 促進了子宮內膜異位癥囊腫基質細胞（ECSCs）的遷移、侵襲能力。兩者研究結論闡明了子宮內膜異位癥中通過細胞外囊泡在ECSC之間的潛在的細胞-細胞通訊，從“l(fā)ncRNA的細胞外囊泡轉移”的角度提出了子宮內膜異位癥發(fā)展的新機制。

2.8.3 lncRNA 尿路上皮癌相關蛋白1lncRNA 尿路上皮癌相關蛋白1（UCA1）在各種卵巢疾病的發(fā)病機制中起關鍵作用[34]。HUANG 等[35]應用qRTPCR 檢測lncRNA UCA1 在子宮內膜異位癥患者表達水平較對照組高。經過臨床治療后發(fā)現lncRNA UCA1 水平明顯下降，結果表明lncRNA UCA1 的下調可能與子宮內膜異位癥的發(fā)病機制相關，可能有助于該疾病診斷和預后。

2.8.4 BRAF 激活的lncRNAZHU 等[36]通過大鼠自體移植建立EM 模型，研究BRAF 激活的非編碼RNA（lncRNA BANCR）在子宮內膜異位癥中的作用。結果顯示，lncRNA BANCR 干預組大鼠子宮內膜異位量明顯減少，病理形態(tài)明顯改善，血清VEGF，MMP-2 和MMP-9，ERK 和MAPK mRNA 含量以及子宮內磷酸ERK 和MAPK 蛋白含量明顯降低。得出結論，LncRNA BANCR 抑制劑可通過抑制子宮內膜異位癥灶內血管生成因子的產生而抑制異位子宮內膜組織的發(fā)育，其機制可能與抑制ERK/MAPK 信號通路有關。

2.8.5 lncRNA 前列腺癌相關轉錄本1lncRNA 前列腺癌相關轉錄本1（PCAT1）以前被報道在抑制細胞凋亡的同時促進前列腺癌細胞的生長[37]。PCAT1可作為miR-145 的海綿發(fā)揮作用。而miR-145 可抑制腫瘤的侵襲性、增殖，子宮內膜異位癥中的干細胞表型[38]。WANG 等[39]通過熒光素酶測定發(fā)現PCAT1 小干擾RNA（siRNA）明顯增加miR-145 的表達，同時Matrigel 侵襲室分析和MTT 分析結果表明同時減少子宮內膜異位干細胞的侵襲性、增殖。結果表明，PCAT1 表達確實存在降低子宮內膜異位的風險的可能。

2.8.6 LncRNA 母體表達基因3LncRNA 母體表達基因3（MEG3）是一種抑癌基因，在各種癌細胞和組織中均被下調，并調節(jié)多種生物學過程。新興研究表明，MEG3 對蛋白質的調控與疾病的發(fā)展有關[40]。Galectin-1 影響細胞運動，信號轉導和血管生成，并且在子宮內膜異位癥中過表達[41]。LIU等[42]采用qRT-PCR 檢測MEG3-210 在子宮內膜和子宮內膜基質細胞中的表達。同時進行了CCK-8 測定，Transwell 測定，流式細胞儀和動物模型以評估MEG3-210 在體外和體內的功能。利用生物信息學、Western blotting、RNA pulldown 分析及RNA 免疫沉淀探討MEG3-210 在子宮內膜異位癥中的潛在機制。結果表明，MEG3-210 在子宮內膜異位癥婦女的異位子宮內膜中的表達較低。MEG3-210 的下調促進ESC 的遷移，侵襲，體外抗凋亡以及體內子宮內膜異位病變的生長。此外，MEG3-210 的下調可以激活由Galectin-1 介導的p38 絲裂原活化蛋白激酶（p38 MAPK）并抑制cAMP 依賴性蛋白激酶A/肌漿網Ca2 ATPase 2（PKA/SERCA2）信號傳導。子宮內膜異位癥患者Galectin-1 的蛋白水平升高，并且Galectin-1 siRNA 可以縮小病變的大小。得出結論：MEG3-210 通過與Galectin-1 相互作用，通過p38 MAPK 和PKA/SERCA 信號傳導調控ESC。這種新穎的調節(jié)機制可以為藥物治療和子宮內膜異位癥的診斷提供新的見解。

2.8.7 lncRNA CCDC144NL-AS1ZHANG 等[43]進行了微陣列分析，比較來自卵巢子宮內膜異位癥患者的4 對異位子宮內膜組織和在位子宮內膜組織的lncRNAs 表達譜。與在位子宮內膜和正常子宮內膜組織比較，子宮內膜組織中的CCDC144NLAS1 表達上調。高級別的子宮內膜異位癥病例較低級別的表現出較高的CCDC144NL-AS1 水平。亞細胞分級顯示CCDC144NL-AS1 位于人類子宮內膜異位癥衍生的永生化子宮內膜基質細胞系hEM15A 的細胞質和細胞核中。CCDC144NL-AS1 耗竭抑制了hEM15A 細胞的遷移和侵襲，但對細胞黏附，增殖，凋亡或細胞周期沒有影響。CCDC144NL-AS1改變了細胞骨架絲狀肌動蛋白（F-actin）應力纖維的分布。Western blotting 顯示，敲低C CDC144NLAS1 會減弱波形蛋白細絲和MMP-9 的蛋白質水平，但不會減弱N-鈣黏著蛋白或β-連環(huán)蛋白。最后得出結論，CCDC144NL-AS1 可能參與了子宮內膜異位癥的發(fā)病機制，并為其提供了新的靶標。

2.8.8 lncRNA ENST00000433673LI 等[44]發(fā)現3種候選 lncRNAs，即 ENST00000414116、ENST00000433673 和ENST00000448179，其在正常患者的子宮內膜組織中均高表達。通過生信分析結果表明，lncRNA ENST00000433673 的靶基因與生物黏附有關。進一步的研究發(fā)現，靶基因整合素亞單位αL（ITGAL）和相互作用的細胞間黏附分子1（ICAM1）在正常人子宮內膜組織和子宮內膜上皮細胞（EEC）中高表達。ICAM1 是靶基因ITGAL 相互作用的mRNA，為胚胎著床的重要調節(jié)因子。最后得出結論lncRNA ENST00000433673 可介導靶基因IT‐GAL 的高表達，從而促進相互作用的ICAM1 的表達和EEC 的黏附，從而促進胚胎與母體之間的黏附和植入。

3 小結

lncRNAs 在子宮內膜異位癥中的研究表明，lncRNAs 對子宮內膜異位癥產生諸多方面的影響，如子宮內膜異位癥細胞的增殖、侵襲、轉移、凋亡、自噬等。由于近年來高通量測序和基因芯片技術的不斷地提高，lncRNAs 在子宮內膜異位癥發(fā)病機制中的作用還有待進一步深入研究。隨著lncRNAs 的研究深入，其有望成為診斷、治療或評估患者預后的潛在靶點，為提高育齡期子宮內膜異位癥婦女的生活質量具有非常高的臨床價值。