长链非编码RNA在喉鳞状细胞癌中作用机制的研究进展

林姗姗，金日群，彭韶平

（1.赣南医学院2018级硕士研究生；2.赣南医学院第一附属医院耳鼻咽喉头颈外科，江西 赣州 341000）

喉癌是头颈部的恶性肿瘤之一，在病理分型中90%以上为鳞状细胞癌（Squamous cell cancer，SCC）［1］，鳞状细胞癌的显著病理特点是侵袭性生长，具有早期淋巴结转移及局部侵袭等恶性行为，是导致其治疗后复发及转移的主要原因，影响患者远期疗效及生存率［2］。现阶段手术切除病理组织活检是喉癌确诊的金标准［3-4］，但临床上大部分患者就诊时以中晚期居多，对患者的治疗及预后产生很大影响。长链非编码RNA（Long noncoding RNA，lncRNA）在喉鳞状细胞癌的进展过程中发挥着重要作用［5］，参与癌细胞的增殖、迁移和侵袭，有可能成为诊断喉癌的新型标志物。本文就lncRNA 在喉鳞状细胞癌中的作用机制及功效等方面的进展进行综述。

1 lncRNA的概述

随着人类全基因组计划的实现及基因芯片和测序技术的应用，研究者们发现其中参与蛋白质编码的基因仅占全基因组中序列的2%，而剩下的最少90% 以上的基因组序列会转录成不具备编码蛋白质功能的非编码RNA。长链非编码RNA 是指长度＞200 nt的非编码RNA，具有广泛的生物学功能，不直接参与编码基因和合成蛋白质，其功能大致可分为4 类：信号分子作用、分子诱饵作用、引导功能和参与构成染色质支架。当作为信号分子时，有些lncRNA 的生成具有时间特异性及组织特异性，它们的表达是细胞对特定刺激（应激和温度等）反应的产物，从而引起细胞功能的改变［6］。当作为分子诱饵时，某些转录后的lncRNA 能与蛋白质分子结合让其脱离原结合部位。比如MALAT1 可结合，也可去除转录因子和染色质修饰分子从而负性调控基因的表达，类似海绵作用，在细胞内引起广泛的转录效应；当作为引导功能时，有些lncRNA 能诱导某些核糖核蛋白复合体（RNP）中的分子结合到特殊的染色质靶点，这种效应可以通过顺式作用或者反式作用引起基因表达的改变。当参与染色质支架的构成时，lncRNA 调控复杂的染色质的组成，lncRNA结合蛋白质分子后，其将形成新的作用，某些lncRNA有着不同的结构域结合不同的蛋白质分子，从而起到激活或抑制转录的作用。

2 lncRNA在喉癌中的作用

2.1 H19 与喉癌H19 是母系遗传印迹基因中首个发现的lncRNA，全长有2.5 kb，在胚胎发育期表达高，出生后则下降。H19 在不同的肿瘤中的作用不同，可表现为致癌或抑癌作用。在喉鳞状细胞癌中，H19 通过竞争性结合IGF2 从而调控癌症的发生、发展，且以喉鳞状细胞癌发展正相关的micro RNA 前体形式存在［7］。GRBESA I 等［8］对35 例喉鳞状细胞癌患者进行H19 的基因印迹分析，发现在24% 的癌组织中出现了印记丢失。H19 还可与miR-148a-3p和DNMT1形成调控网络影响喉鳞状细胞癌（Laryngeal squamous cell carcinoma，LSCC）细胞增殖、迁移和侵袭，当H19 表达升高，将会吸附miR-148a-3p，发生互补结合作用，解除miR-148a-3p对下游靶基因DNMT1 的抑制作用，导致DNMT1 水平升高，促进喉癌细胞DNA 甲基化，导致肿瘤细胞过度增殖［9］。MIRISOLA V 等［10］对20 例不同预后患者的喉癌标本进行了基因表达的微阵列分析，发现H19 在易复发的患者喉癌标本中表达为低水平，提示H19 起抑癌基因的作用。杨慧等［11］研究发现，肿瘤的大小，原发病灶和转移范围可通过H19 的基因位点进行调节。

2.2 HOTAIR 与喉癌HOTAIR 全称HOX 转录反义RNA(HOX transcript antisense RNA),是首条被发现以反式作用调控基因表达的lncRNA［12］。目前研究发现HOTAIR 通过结合polycomb 抑制复合物2 和组蛋白去甲基化酶LSD1 到靶基因上，从而抑制下游基因的表达，调节肿瘤的发生发展过程，不仅对靶蛋白的表达产生影响，也可以对相关基因的转录过程进行调节。LI D 等［13］通过qRT-PCR 技术检测喉鳞状细胞癌癌组织和癌旁组织的HOTAIR 表达水平，结果提示在癌组织中的表达量更高，并与病理分期、肿瘤分化程度及淋巴结转移相关，HOTAIR 在分化程度高，接受治疗早的患者组织中呈现为低表达，多因素分析进一步证实HOTAIR 基因可作为对喉癌预后不良预测的单独因素。进一步研究发现，通过慢病毒稳转抑制Hep-2 细胞株中HOTAIR 基因的表达，可以抑制肿瘤细胞的生长及侵袭能力，加速细胞凋亡，同时将敲除HOTAIR 基因的Hep-2 细胞移植到裸鼠体内成瘤，用GFP 慢病毒转染的小鼠对比，HOTAIR siRNA 慢病毒处理的Hep-2成瘤小鼠肿瘤生长受到明显抑制，HOTAIR siRNA 处理的Hep-2 成瘤小鼠肿瘤的平均重量明显低于对照组，提示HOTAIR 的下降可显著抑制喉鳞状细胞癌细胞的发生和发展［14］。也有研究发现HOTAIR 可以促进PTEN 甲基化，PTEN 为存在于多种肿瘤细胞株中的抑癌基因，具有磷酸酶活性，促进细胞凋亡，调节细胞生长，抑制肿瘤细胞的转移和浸润。 总之，HOTAIR可作为分子靶向治疗的潜在指标［15］。

2.3 MALAT1与喉癌MALAT1 是研究者们最初研究肺癌时发现的一个lncRNA，是一种长度超过8 000 nt 并广泛表达的非编码RNA。 研究证实MALAT1参与多种癌症的表达和调控［16］。JEFFERS L K等［17］通过对MALAT1 表达量的监测，提示MALAT1很可能是抑癌基因p53 失调的生物标记物，同时监测p53是否发生失调，对早期肿瘤进行预测或诊断。FENG G 等［18］利用qRT-PCR 技术检测72 例LSCC 癌组织及其癌旁组织中MALAT1 的表达量，发现在癌组织中的表达高于癌旁组织，且与病理分期、淋巴结转移和分化程度明显相关。对MALAT1 的表达进行下调后，癌细胞的增殖、迁移能力下降，促进细胞凋亡。在构建的异种移植小鼠模型中，发现抑制MALAT1 的表达水平后，癌细胞的生长能力明显受到抑制。CHEN H 等［19］在检索并确认了5 种与喉癌相关的lncRNA，其中就包括MALAT1，在癌组织中呈现高表达。进一步临床试验发现，提高紫杉醇和顺铂药物浓度及治疗时间，MALAT1 的表达显著降低。提示lncRNA 可能是化疗药物新的潜在靶点，在新药开发中寻找了新目标。

2.4 NEAT1 与喉癌NEAT1 是由多发性内分泌肿瘤（MEN）1 型基因转录而来［20］。WANG P 等［21］利用qRT-PCR 技术证实了NEAT1 在52 例喉鳞状细胞癌手术切除的癌组织及细胞株中高表达，敲低NEAT1 的表达，能明显抑制癌细胞的增殖并诱导Hep-2 细胞分裂间期阻滞和凋亡。该研究者还证明了NEAT1 通过与miR-107 相互结合作用抑制其表达，从而引起miR-107 的靶基因CDK6 表达上调，CDK6在调节细胞周期G1期转变成S期中发挥关键作用，在头颈部鳞状细胞癌中高表达，促进肿瘤的进展。

2.5 IRAIN 与喉癌IGFIR 基因区的反义RNA（IRAIN）是一种新发现的长链非编码RNA，位于染色体15q26.3 中，全长5.4 kb。有研究发现IRAIN在正常人喉咽部黏膜、喉癌患者癌组织及癌旁组织中呈A/G 双等位基因表达，为非印记表达，提示IRAIN存在组织特异性表达［22］。李靖等［23］检测喉鳞状细胞癌患者癌组织及癌旁组织IRAIN 表达水平发现，与癌旁组织相比，IRAIN 在喉癌组织中表达明显降低，与TNM 分期、淋巴结转移无明显相关性，提示IRAIN可能作为抑癌基因参与喉癌的发展过程。

2.6 XIST 与喉癌X 失活特异性转录本（XIST）是哺乳动物X 染色体失活的主要调节因子，涉及多种生物学功能如肿瘤发生、侵袭、转移、细胞凋亡、细胞周期、多功能干细胞性、自噬和耐药性等［24］。XIAO D 等［25］通过qRT-PCR 检测XIST 在喉鳞状细胞癌组织中表达上调，通过慢病毒稳转抑制XIST的表达，可抑制LSCC 细胞的增殖、迁移和侵袭，该学者进一步研究发现，XIST 可以作为miR-124 的竞争内源性RNA 调节EZH2的表达，即miR-124/EZH2轴促进LSCC 的肿瘤生长，将XIST 敲低后，导致miR-124的上调和EZH2 下调从而抑制肿瘤生长，提示XIST可作为喉癌分子治疗的靶标。

2.7 GAS5 与喉癌生长停滞特异性转录本5（Growth arrest specific 5，GAS5）是新发现的一类lncRNA，在缺少生长抑制因子或饥饿的条件下表达水平升高，起着抑癌基因的作用［26-27］。FILIPPOV-LEVY N等［28］研究证实GAS5 在喉鳞状细胞癌组织中较正常黏膜组织表达水平明显下调。SUN D 等［29］对GAS5的表达和喉癌相关临床病理特征作相关性分析，提示GAS5 表达水平与年龄、性别等因素无关联，与组织学分化程度、TNM 分期相关。且GAS5 通过抑制E2F1 和BTF3 的表达，从而促进Hep-2 细胞的增殖和凋亡，转录因子E2F1主要调控真核细胞分裂间期G1 期进入S 期，而BTF3 参与了真核基因的转录初始阶段，提示GAS5/E2F1/BTF3 轴可能成为喉癌治疗的新靶点。

2.8 DLEU2 与喉癌DLEU2 位于染色体13q14.3的临界区，LI X等［30］通过癌症基因组图谱（TCGA）数据库中的lncRNA-mRNA 谱发现在LSCC 发病机制中DLEU2 充当癌基因的角色。DLEU2 作为竞争性内源RNA，通过海绵作用结合miR-30c-5p 调节PIK3CD 的表达，进而激活Akt 信号通路，PIK3CD 作为DLEU2 的靶基因，也在喉癌患者表达中上调，可预测患者的预后。有实验证实了高表达DLEU2 在体内及体外促进LSCC 细胞的增殖、迁移和侵袭。揭示了DLEU2 作为一个独立的预后因子，通过miR-30c-5p/Akt 轴增强喉癌的恶性程度，可能是喉鳞状细胞癌的新型预后生物标志物和治疗靶点。

2.9 其他lnc RNA 与喉癌XU S 等［31］研究发现PCAT19通过调节miR-182/PDK4轴和代谢平衡来促进喉癌细胞的增殖和肿瘤的发生。LI R等［32］对喉癌化疗耐药的患者与化疗敏感的患者研究发现，化疗耐药组FOXD2-AS1 表达增加，提示FOXD2-AS1 促进LSCC化疗耐药，充当STAT3和PRMT5的支架，促进STAT3 转录，成为改善LSCC 患者化疗效果的潜在治疗靶标。lncRNAs 在喉癌中的作用不断的被发现，表1 总结了近几年lncRNA 在喉癌中的研究情况。

表1 lncRNA在喉鳞状细胞癌中的作用机制

续表1 lncRNA在喉鳞状细胞癌中的作用机制

3 小结与展望

尽管越来越多的lncRNA 在喉癌中被研究，但大部分lncRNA 作用机制仍不明确，且lncRNA 在喉癌中的研究也只是处于起步阶段。随着大量的lncRNA 不断的被发现及其功能机制的深入研究，lncRNA 将成为一种新的分子靶标应用于喉癌的诊断、治疗及预后，为喉癌患者带来新的希望。