长链非编码RNA与宫颈癌诊断及预后的关系

宫颈癌是全世界女性第二常见的妇科肿瘤，发病率处于女性生殖道肿瘤首位且趋向年轻化，严重威胁女性生命健康[1-3]。全世界每年大约15万例新发宫颈癌患者，死亡病例数达到8万例[4]。我国每年新发宫颈癌病例大约13.15万例，死亡病例数达到5.6万例。近年来，随着测序技术的广泛应用，已被鉴别出长链非编码RNA（Long non-coding RNAs，LncRNA）基因6万多种[5]，LncRNA与染色体修饰、X染色体沉默、RNA剪切、转录激活及抑制等有关，在细胞分化、组织与胚胎发育、肿瘤和神经代谢疾病发生等生物学过程中发挥重要作用[6-8]，但大部分功能还不清楚，需要进一步探索作用机制。研究发现LncRNA表达异常与宫颈癌存在相关性，其表达量与肿瘤病例特征相关，这提示可作为诊断肿瘤和预后评估的分子标志物[9-10]。本文对与宫颈癌相关的LncRNA研究情况进行汇总，为宫颈癌的临床诊断及治疗提供新思路。

一、LncRNA的概述

1. LncRNA的认识与概念：长链非编码RNA是一种内源性的RNA，是RNAⅡ聚合酶的副产物，转录物长度大于200bp，无开放阅读框和编码蛋白功能，一开始被认为是“转录噪音”[11]。人类基因组80%的转录产物是LncRNA，大多数功能还不明确[12]。LncRNA大多位于细胞核和细胞质，根据LncRNA与相邻编码蛋白基因相对位置的关系，可以分为5种：反义LncRNA、正义LncRNA、基因间LncRNA、双向LncRNA和基因内LncRNA[4，13]。研究已经证实LncRNA异常表达与多种疾病相关，在肿瘤形成过程中参与肿瘤细胞增殖、转移、凋亡和侵袭邻近正常组织等生物学行为。

2. LncRNA的功能与机制：LncRNA是以顺/反式的方式与蛋白分子和核酸分子结合参与细胞内生物学过程，主要通过组蛋白修饰、染色质重塑以及 RNA 代谢等多种途径在转录水平，表观遗传学水平以及转录后水平发挥其生物学功能对机体进行调控[14]。LncRNA主要的作用方式包涵以下5种：① RNA与特定蛋白质结合进而调节相应蛋白质功能；② 与mRNA结合成为互补的双链干扰mRNA剪切；③ 介导染色质的重构和组蛋白的修饰或者抑制RNA聚合酶Ⅱ；④ 在编码蛋白基因上游的启动子区域转录，干扰下游基因的编码；⑤ 直接结合到特定的蛋白从而改变细胞质的定位[15-16]。

3. LncRNA与宫颈癌的关系：高危HPV持续感染是宫颈癌主要致病因素，德国学者Hoppe-Seyler等[17]报道单独的高危HPV感染不足以导致宫颈癌，并推断LncRNA可能通过改变HPV转录水平，增强致癌靶基因和靶蛋白的表达调控HPV致癌过程，促进癌变发生。2012年，Gibb等[18]采用长片段基因表达关系序列技术检测不同级别的上皮内瘤病变16例组织样本，分析识别出人类宫颈组织中表达的LncRNA共1056种，确定了CIN中LncRNA表达水平存在差异，这可能与宫颈癌前病变以及发展存在关系。近年来，LncRNA与宫颈癌发生之间的关系成为研究热点，与宫颈癌发生相关的LncRNA陆续被发现，可作为临床上宫颈癌诊断与预后评估的分子标志物。

二、宫颈癌发生相关的LncRNA

1. TUG1：lncRNA牛磺酸上调基因1（TUG1）是一种7598bp的lncRNA，定位于22q12.2号染色体，最初在牛磺酸处理的小鼠视网膜细胞中被检测为上调，对正常感光细胞的发育至关重要[19]。HU Y等通过定量实时聚合酶链反应（qRT-PCR）发现TUG1在宫颈癌组织和宫颈癌细胞系显著上调。TUG1上调与肿瘤大小，国际妇产科联合会（FIGO）分期，分化不良和淋巴结转移相关。此外，通过调节Bcl-2和caspase-3的表达，敲低TUG1可以抑制细胞增殖并激活细胞凋亡。TUG1沉默通过上皮-间质转化（EMT）的进展抑制细胞迁移和侵袭。这些发现表明TUG1在宫颈癌中起癌基因的作用，并可能代表一种新型的治疗靶标[20]。Jie Zhu等研究表明lncRNA TUG1的过度表达是CC的一个特征性的分子变化，探讨了TUG1在体外和体内对CC细胞表型的作用。此外，潜在的机制显示，TUG1可以作为ceRNAs通过在CC中应答miR-138-5p来调节SIRT1的表达。阐明了TUG1-miR-135-5p-siRT1-Wnt/β-catenin信号通路轴的第一个证据，为CC患者的诊断和治疗提供了新的光照[21]。

2. LUCAT1：lncRNA LUCAT1，也称为SCAL1，位于5号染色体上[22]。它于2013年在吸烟者的呼吸道上皮细胞中首次发现，在非小细胞肺癌细胞系中高表达[23]。Liang Zhang等发现表明LUCAT1在CC中起癌基因的作用，其高水平与CC的进展和预后不良有关。SP1可以直接与LUCAT1启动子区结合并激活其转录。此外，LUCAT1基因的敲除虽然直接与miR-181a结合，但抑制了CC细胞的增殖、迁移和侵袭。LUCAT1已经成为一种新的预后生物标记物和治疗CC的潜在新靶点[24]。A.-H. WANG等发现LUCAT1显著上调，与宫颈癌患者的总生存时间呈负相关。此外，LUCAT1通过上调MTA1的表达，促进宫颈癌细胞的增殖、侵袭和迁移。这些发现提示LUCAT1可能作为一个候选靶点参与宫颈癌的治疗[25]。

3. SNHG14：Ji N等研究中发现SNHG14的表达在CC组织和细胞中显著上调。此外，敲低SNHG14抑制了SiHa和HeLa细胞系的增殖和转移，并促进了细胞凋亡。他们发现，敲除SNHG14会降低抗凋亡蛋白（Bcl-2）和间充质标记物（N-cadherin和Vimentin）的表达，但会增加促凋亡蛋白（Bax，Cleaved caspase-3和Cleaved PARP）和上皮标记（E-cadherin）的表达。分子机制研究表明，SNHG14充当miR-206的海绵，而YWHAZ是CC中miR-206的下游靶基因。Spearman的相关分析发现CC组织中SNHG14（或YWHAZ）与miR-206表达之间显著负相关，而SNHG14和YWHAZ表达之间呈显著正相关。我们还发现，通过同时表达YWHAZ，可以部分挽救SNHG14基因敲低对CC进展的影响。研究结果表明SNHG14充当miR-206的海绵体，调节CC中YWHAZ的表达，暗示SNHG4对CC患者具有希望的治疗靶作用[26]。Y.-Y. ZHANG等研究发现LncRNA SNHG14在宫颈癌组织或细胞中高表达，可促进宫颈癌的进展。此外，SNHG14可能与JAK-STAT通路的激活有关[27]。

4. MEG3：母系表达基因3（materally expressed gene 3，MEG3）是印记基因，位于人类14号染色体，长度1.6kb，其是首个被发现的能够抑制肿瘤的LncRNA，在肿瘤中表达量极低甚至缺失。MEG3与环磷酸腺苷、鼠双微、P53以及生长分化因子15结合作用，降低P53降解率，提高P53和GDF15启动子结合能力，促进GDF15转录，抑制肿瘤的发生[28]。Zhang等[29-30]研究发现MEG3甲基化水平在宫颈癌组织表达高于相邻正常组织，大多数宫颈癌组织样本中均发现MEG3启动子甲基化，ME3甲基化状态对宫颈癌患者肿瘤的大小和淋巴结转移的预测具有足够敏感性和特异性，此外低水平MEG3表达与复发和短总生存率相关，由此可见，MEG3可作为宫颈癌患者诊断和预后的有力工具。

5. BLACAT1：BLACAT1（也称为linc-UBC1）是为数不多的众所周知的lincRNA（一类lncRNA）之一，长度为2,616bp。BLACAT1首先在膀胱癌中得到了表征，并在募集并与多梳抑制复合物2（PRC2）结合中发挥了功能性作用[31]。Shan D等研究表明与邻近的非癌组织相比，宫颈癌组织中BLACAT1的相对表达显著上调。敲除BLACAT1抑制宫颈癌细胞增殖，蛋白质印迹分析表明，敲低BLACAT1会降低关键细胞周期调节因子Cyclin B1和CDC25C的蛋白质水平。敲除BLACAT1后，上皮特性（E-cadherin）超过了间充质特性（N-cadherin），这显著增强了BLACAT1耗竭的转移抑制作用。因此确定BLACAT1是宫颈癌细胞增殖和转移的关键介质[32]。C.-H.WANG等首次表明BLACAT1可能是一种新的预测CC预后的生物标志物。并发现BLACAT1通过调节Wnt/β-catenin信号通路来调节CC发生过程中的增殖和转移，起到肿瘤启动子的作用[33]。

三、小结

宫颈癌仍然是最常见的妇科恶性肿瘤之一。尽管传统疗法包括手术，化学疗法和放射疗法，但由于转移性或复发性，宫颈癌患者的长期预后仍然很差。鉴于不受控制的细胞生长和转移是宫颈癌的共同特征，鉴定与宫颈癌细胞增殖，迁移和侵袭有关的新因素将有助于开发新的有效疗法。最近的进展已经将lncRNA牵连到子宫颈癌的发展和进程中。LncRNA在宫颈癌发生过程中发挥很重要的作用，可作为宫颈癌早期诊断以及预后的分子标志物。深入研究LncDNA可能为宫颈癌的诊断和治疗提供新思路。

参考文献

蔡冬慧, 李燕, 郭润梅, 等. 宫颈癌HPV分型与Th17和Treg细胞的相关性研究[J]. 中国肿瘤临床, 2017, 43(63): 1099-1102.

Jin Tianbo, Wu Xiaohong, Yang Hua，et al. Association of the miR-17-5P variants with susceptibility to cervical cancer in a Chinese population[J]. Oncotarget, 2016, 7(47): 76647-76655.

严明基, 陈炳光, 赵鹏. 复方苦参注射液对宫颈癌患者并发症预防及生活质量的影响[J]. 现代医院, 2018, 18(4): 539-542.

韦康来, 曹越琦, 曹雪梅, 等. 宫颈癌中长链非编码 RNA研究进展[J]. 现代医药卫生, 2015, 31(6): 807-809.

Lyer MK, Niknafs YS, Malik R, et al. The landscape of long noncoding RNAs in the human transcriptome [J]. Nat Genet, 2015, 47(3): 199-208.

Morlando M, Ballarino M, Fatica A. Long non-coding RNAs: new Players in Hematopoiesis and Leukemia[J]. Font Med (Lausanne), 2015, 2: 23.

Yang X, Xie X, Xiao YF, et al. The emergence of long non-coding RNAs in tumorigenesis of hepatocellular carcinoma[J]. Cancer Lett, 2015, 360(2): 19-124.

Yang G, Lu X, Yuan L. LncRNA: a link between RNA and cancer[J]. Biochim Biophys Acta, 2014, 1839(11): 1097-1109.

Shi X, Sun M, Wu Y, et al. Post -transcriptional regulation of long noncoding RNAs in cancer[J]. Tumor Biol, 2015, 36(2): 503-513.

Chen LL, Zhao JJ. Functional analysis of long noncoding RNAs in development and disease[J]. Adv Exp Med Biol, 2014, 825: 129-158.

常卫东, 王丽, 赵盼盼，等. LncRNA在食管鳞癌中的研究进展[J]. 生物学杂志, 2017, 34(5): 89-92.

Sanchez Y, Huarte M. Long non-coding RNAs: challenges for diagnosis and therapies[J]. Nucleic Acid Ther, 2013, 23(1): 15-20.

Kunei T, Obsteter J, Pogacar Z, et al. The decalog of long non -coding RNA involvement in cancer diagnosis andmonitoring[J]. Crit Rev Clin Lab Sci, 2014, 51(6): 344-357.

李法君. 长链非编码RNA及其生物学功能概述[J]. 生物学教学, 2017, 42(2): 2-4.

王俊, 周凯. 长链非编码RNA在结直肠癌中的研究进展[J]. 江西医药, 2014, 49(10): 1118-1120.

连瑜, 李夏雨, 唐艳艳, 等. LncRNA作为ceRNA调控肿瘤的发生发展[J]. 生物化学与生物物理进展, 2016, 43(3): 219-225.

Hoppe-Seyler F, Hoppe-Seyler K. Emerging topics in human tumor virology[J]. Int J Cancer, 2011, 129(6): 1289-1299.

Gibb EA, Becker-Santos DD, Enfield KS, et al. Aberrant expression of long noncoding RNAs in cervical intraepithelial neoplasia[J]. Int J Gynecol Cancer, 2012, 22(9): 1557-1563.

Zhang E B, Yin D D, Sun M, et al. P53-regulated long non-coding RNA TUG1 affects cell proliferation in human non-small cell lung cancer, partly through epigenetically regulating HOXB7 expression[J]. Cell Death Dis, 2014, 5: e1243.

Hu Y, Sun X, Mao C, et al. Upregulation of long noncoding RNA TUG1 promotes cervical cancer cell proliferation and migration[J]. Cancer Med, 2017, 6(2): 471-482.

Zhu J, Shi H, Liu H, et al. Long non-coding RNA TUG1 promotes cervical cancer progression by regulating the miR-138-5p-SIRT1 axis[J]. Oncotarget, 2017, 8(39): 65253-65264.

Thai P, Statt S, Chen C H, et al. Characterization of a novel long noncoding RNA, SCAL1, induced by cigarette smoke and elevated in lung cancer cell lines[J]. Am J Respir Cell Mol Biol, 2013, 49(2): 204-211.

Sun Y, Jin S D, Zhu Q, et al. Long non-coding RNA LUCAT1 is associated with poor prognosis in human non-small lung cancer and regulates cell proliferation via epigenetically repressing p21 and p57 expression[J]. Oncotarget, 2017, 8(17): 28297-28311.

Zhang L, Liu S K, Song L, et al. SP1-induced up-regulation of lncRNA LUCAT1 promotes proliferation, migration and invasion of cervical cancer by sponging miR-181a[J]. Artif Cells Nanomed Biotechnol, 2019, 47(1): 556-564.

Wang A H, Zhao J M, Du J, et al. Long noncoding RNA LUCAT1 promotes cervical cancer cell proliferation and invasion by upregulating MTA1[J]. Eur Rev Med Pharmacol Sci, 2019, 23(16): 6824-6829.

Ji N, Wang Y, Bao G, et al. LncRNA SNHG14 promotes the progression of cervical cancer by regulating miR-206/YWHAZ[J]. Pathol Res Pract, 2019, 215(4): 668-675.

Zhang Y Y, Li M, Xu Y D, et al. LncRNA SNHG14 promotes the development of cervical cancer and predicts poor prognosis[J]. Eur Rev Med Pharmacol Sci, 2019, 23(9): 3664-3671.

苏冠男, 王冬亮, 王武亮, 等. 长链非编码RNA在宫颈癌中的研究进展[J]. 国际妇产科学杂志, 2015, 42(5): 583-587.

Zhang J, Yao T, Lin Z, et al. Aberrant Methylation of MEG3 Function as a potentialPlasma-Based Biomarker for Cervical Cancer [J]. Sci Rep, 2017, 7(1): 6271.

Zhang J, Lin Z, Gao Y, et al. Downregulation of long noncoding RNA MEG3 is associated with poor prognosis and promoter hypermethylation in cervical cancer[J]. J Exp Clin Cancer Res, 2017, 36(1): 5.

He W, Cai Q, Sun F, et al. linc-UBC1 physically associates with polycomb repressive complex 2 (PRC2) and acts as a negative prognostic factor for lymph node metastasis and survival in bladder cancer[J]. Biochim Biophys Acta, 2013, 1832(10): 1528-1537.

Shan D, Shang Y, Hu T. Long noncoding RNA BLACAT1 promotes cell proliferation and invasion in human cervical cancer[J]. Oncol Lett, 2018, 15(3): 3490-3495.

Wang C H, Li Y H, Tian H L, et al. Long non-coding RNA BLACAT1 promotes cell proliferation, migration and invasion in cervical cancer through activation of Wnt/beta-catenin signaling pathway[J]. Eur Rev Med Pharmacol Sci, 2018, 22(10): 3002-3009.