長鏈非編碼RNAs在口腔鱗癌中的研究進展

徐文品 焦 琨 綜述 張 偉 審校

口腔鱗癌是口腔腫瘤科常見病，好發(fā)于舌、頰和牙齦等組織。其惡性程度高，易發(fā)生淋巴結轉移，導致患者預后不佳，生存率較低。目前臨床上普遍采用手術擴大切除和淋巴清掃為主，放化療為輔等多種綜合治療方法，但患者術后生存期和生活質量仍不理想。報道稱口腔鱗癌的發(fā)生與發(fā)展是一個涉及到多種遺傳和表觀遺傳改變的復雜生物學過程[1]。隨著生物信息和基因組學不斷的發(fā)展和深入，研究證實一組長度大于200 nt、無編碼能力的長鏈非編碼RNAs(Long non-coding RNAs，LncRNAs)在口腔鱗癌中存在異常表達。異常表達的LncRNAs可充當不同類型的功能性分子，對細胞的生長增殖、轉移和侵襲等生物學行為發(fā)揮調控作用[2-4]。本文主要論述口腔鱗癌中相關LncRNAs的表達水平以及闡述對口腔鱗癌細胞生長分化和代謝等生物學行為的影響，為口腔鱗癌診治提供理論依據(jù)和新的臨床思路。

1 LncRNAs

Okazaki等[5]首次發(fā)現(xiàn)LncRNAs這一新的轉錄物。起初LncRNAs一直被認為是RNA聚合酶Ⅱ在轉錄過程中生成的副產物。后來研究證實LncRNAs是一組長度超過200 nt、不能編碼蛋白的RNA[6]。雖然它們缺乏編碼蛋白的重要開放閱讀框，但是Ulitsky等[7]提出LncRNAs可行使多種功能，如直接或間接轉錄調控、轉錄因子隔離和蛋白質或RNA的調節(jié)等。LncRNAs可作為剪接因子和競爭性內源性RNA(Competitive endogenous RNA，ceRNA)參與干細胞分化和自身免疫疾病調控。研究報道LncRNAs在結直腸癌[8]、腎癌[9]、乳腺癌[10]和食道癌[11]等腫瘤中異常表達。腫瘤中異常表達的LncRNAs廣泛涉及各種生理和病理過程，調控腫瘤的生物學行為，如DANCR[12]、PVT1[13]和CASC15[14]等。Gibb等[15]發(fā)現(xiàn)LncRNAs在口腔癌前病變和口腔鱗癌中表達異常，第一次闡述了LncRNAs在口腔疾病中的表達水平和作用機制，為LncRNAs在口腔其它疾病研究邁出重要一步。近年來，眾多報道稱LncRNAs可作為口腔鱗癌的診斷標志物或治療靶點。

2 口腔鱗癌中相關LncRNAs的異常表達及其作用

2.1 核富集轉錄物1(Nuclear enriched abundant transcript 1，NEAT1)

NEAT1是重要的細胞功能調節(jié)因子，有兩種共享相同轉錄起始位點的轉錄變體(NEAT1-1和NEAT1-2)，但它們終止位點不同。NEAT1對結腸癌、膽囊癌和卵巢癌等腫瘤的生長和轉移起調節(jié)作用[16]。鼻咽癌中高表達的NEAT1通過抑制miR-124表達促進鼻咽癌的發(fā)展，這一復雜的過程是由調控miR-124/NF-κB信號通路來完成的[17]。Huang等[18]采用RT-PCR在口腔鱗癌細胞系和癌組織中檢測到NEAT1表達顯著上調，敲除NEAT1后發(fā)現(xiàn)口腔鱗癌細胞增殖和侵襲行為受到抑制。低表達的NEAT1可促使癌細胞停滯在G0和G1期并加快癌細胞進入凋亡程序。NEAT1的表達水平與口腔鱗癌的TNM分期和腫瘤的組織學類型密切相關。NEAT1與miR-365的表達呈負相關，抑制miR-365可消除NEAT1敲除后對口腔鱗癌細胞增殖和侵襲能力的抑制作用。NEAT1/miR-365軸可調節(jié)RGS20、Cyclin D1、E-鈣黏蛋白、N-鈣黏蛋白和波形蛋白的表達水平，從而對口腔鱗癌起調控作用。作為miR-365的直接靶點RGS20可通過增強細胞活力和運動性逆轉miR-365對腫瘤的抑制作用。故NEAT1/miR-365/RGS20軸可能參與調控口腔鱗癌的生物過程，是口腔鱗癌的治療靶點。

2.2 轉移相關肺腺癌轉錄物1(Metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1，MALAT1)

MALAT1位于人染色體11q13。MALAT1主要通過選擇性剪接和轉錄調控兩種方式發(fā)揮作用[19]。MALAT1在肝癌、乳腺癌和骨肉瘤等腫瘤中高表達并發(fā)揮調控功能[20]。Chang等[21]研究發(fā)現(xiàn)口腔鱗癌中MALAT1顯著高表達，敲除MALAT1后癌細胞活力減弱。作為ceRNA的MALAT1一方面調節(jié)miR-125b的表達；另一方面經miR-125b途徑調控STAT3的表達，以達到完成抑制或促進口腔鱗癌細胞增殖的功能。故MALAT1通過miR-125b/STAT3軸來調控口腔鱗癌細胞的增殖等行為。蛋白印跡實驗證實MALAT1通過激活β-catenin和NF-κB通路，參與上皮-間充質轉化(Epithelial-mesenchymal transition，EMT)介導口腔鱗癌的轉移；同時Slug、Zeb-1和Twist-1等轉錄因子的表達也受到抑制[22]。LncRNA-MALAT1在舌癌細胞系中高表達并促進舌癌細胞的增殖和侵襲，而腫瘤抑制因子miR-124高表達促使JAG1下調，阻止舌癌向鄰近和遠處出現(xiàn)侵襲轉移[23]。MALAT1/miR-124/JAG1的相互作用對舌癌的發(fā)展起重要作用。

2.3 轉錄超保守元件338(Transcribed ultraconserved element 338，TUC338)

TUC338位于人染色體12q13.13，轉錄本為590 bp。TUC338可通過相關下游基因如CDK4、CDK6和Cyclin D1或通過轉染TUC338改變下游相關因子STAT1、p-STAT1、Akt、p-Akt和Caspase-3的表達繼而影響腫瘤的發(fā)展。作為靶向TIMP1基因的新型致癌基因，TUC338抑制宮頸癌和結腸癌細胞的轉移與侵襲[24]。而在肺癌中TUC338通過激活MAPK途徑促進肺癌的侵襲[25]。Ouyang等在25例舌癌組織中發(fā)現(xiàn)TUC338高表達并促進舌癌細胞的增殖，瞬間轉染shRNA-TUC338后發(fā)現(xiàn)舌癌細胞系CAL-27和SCC-9細胞的增殖能力受到明顯抑制同時誘導舌癌細胞的凋亡；shRNA-TUC338轉染組的舌癌細胞增殖抑制率和癌細胞凋亡率高于對照組和空白組[26]。雖然Si-TUC338對舌癌細胞廣泛死亡起著誘導作用，但對處于S期的舌癌細胞沒有任何效果，這一點與肝細胞癌不同。綜上TUC338可作為舌癌診斷和治療的標志物，是舌癌潛在的新型治療靶標。但TUC338作用機制仍不清楚，有待繼續(xù)研究。

2.4 結腸癌相關轉錄物2(Colon cancer-associated transcript 2，CCAT2)

CCAT2是一種新型非編碼RNA，位于染色體8q24。CCAT2在胃癌和食管鱗癌等腫瘤中異常表達并調控著腫瘤的生物學行為。研究證實，與癌旁組織相比，CCAT2在口腔鱗癌中高表達，沉默CCAT2誘導癌細胞凋亡、抑制癌細胞增殖和減弱侵襲能力[27]。通過激活Wnt/β-catenin信號通路，CCAT2開啟致癌效應。氯化鋰激活的Wnt/β-catenin信號通路可抑制β-catenin、CCND1和MYC表達，同時激活GSK-3β可恢復以CCAT2為媒介的腫瘤惡性生物學行為。Yan等[28]統(tǒng)計、分析和評估62位口腔鱗癌患者整體生存率與CCAT2的表達水平是否存在相關性，結果顯示患者總體生存率與CCAT2表達水平呈負相關。Meta分析也顯示CCAT2高表達的患者整體生存率低，惡化率高[29]。CCAT2表達水平對口腔鱗癌的預后評估有著積極的意義。

2.5 SOX21反義RNA1(SOX21 antisense RNA 1，SOX21-AS1)

SOX21-AS1是一組長為2986 bp的長鏈非編碼RNA，位于人染色體13q32.1。SOX21-AS1和SOX21共享一個頭對頭的啟動子。SOX21-AS1可作為增強劑，增強腫瘤抑制基因的mRNA表達；也可作為誘餌，阻止某些轉錄因子與DNA結合以阻止癌基因轉錄。SOX21-AS1在肺癌中通過抑制p57發(fā)揮癌基因的致癌作用。SOX21-AS1在肺腺癌(Lung adenocarcinoma，LUAD)組織中顯著過表達并促進LUAD細胞的增殖。SOX21-AS1作用于靶標miR-145/MYO6軸促進結直腸癌的形成[30]。SOX21-AS1在口腔鱗癌中低表達，加快口腔鱗癌細胞的生長速度和增強癌細胞的侵襲力。體外甲基化實驗闡明DNA高甲基化具有抑制口腔癌細胞中SOX21-AS1啟動子轉錄活性的功能；口腔鱗癌中SOX21-AS1表達水平降低與CpG 2區(qū)的腫瘤高度甲基化有關，但與CpG 1區(qū)和CpG 3區(qū)無關[31]。SOX21-AS1的表達水平下調抑制E-鈣黏蛋白的表達和促進纖維連結蛋白和Cyclin D1的生成。SOX21-AS1的表達也受口腔鱗癌TNM分期、腫瘤直徑大小以及腫瘤類型的影響?？谇击[癌患者的癌組織中SOX21-AS1表達水平低，其生存期短。因此SOX21-AS1表達水平對口腔鱗癌患者的預后評估有重要的意義。SOX21-AS1可作為口腔鱗癌預后判斷的標志物，但SOX21-AS1抑制細胞生長和侵襲的機制仍不清楚。

2.6 ?；撬嵘险{基因1(Taurine up-regulated gene 1，TUG1)

TUG1是一種常見的LncRNAs。高表達的TUG1有助于食道癌和卵巢癌等腫瘤的轉移。Li等[32]證實TUG1在舌癌中高表達，促進舌癌細胞的生長、侵襲和轉移；敲除TUG1不僅可抑制細胞的增殖而且增加舌癌化療的效果。舌癌的TNM分期以及是否出現(xiàn)淋巴結轉移都會與TUG1的表達相關。Liang等[33]證實敲除TUG1能抑制β-catenin和Cyclin D1等相關蛋白的表達，從而抑制口腔鱗癌細胞生長增殖、減弱癌細胞侵襲力和促進癌細胞凋亡；同時敲除TUG1可干擾c-myc的mRNA和蛋白質合成，影響口腔鱗癌的進展。在Tca8113和TSCCA口腔鱗癌細胞系中，Wnt/β-catenin途徑的活化劑(氯化鋰，LiCl)能逆轉TUG1敲除后對癌細胞增殖、侵襲和凋亡的影響。TUG1可能是舌癌的一個潛在治療靶點，但舌癌中TUG1相關作用機制需要進一步研究。

2.7 尿路上皮癌相關1(Urothelial cancer associated 1，UCA1)

UCA1位于染色體19p13.12。UCA1由三個外顯子組成，轉錄本長度為1400 bp。UCA1通過以下途徑發(fā)揮調控功能：一是調節(jié)β-catenin的表達；二是作用于TCF4和Cyclin D1的下游靶分子。UCA1的表達水平與β-catenin、TCF-4和Cyclin D1呈正相關。LncRNA-UCA1最初是在膀胱癌中檢測到高表達。胃癌和骨肉瘤中UCA1的高表達促進癌細胞生長增殖和加快癌細胞遷移。在124例舌癌患者的腫瘤組織和癌旁組織中檢測到UCA1在腫瘤組中高表達并促進細胞的增殖，沉默UCA1后發(fā)現(xiàn)口腔鱗癌細胞的增殖能力出現(xiàn)抑制現(xiàn)象[34]。Fang等[35]發(fā)現(xiàn)UCA1抑制miR-184的表達，導致口腔鱗癌細胞增殖能力增強。口腔鱗癌中UCA1表達水平與腫瘤有無淋巴結轉移等臨床病理特征相關性分析時發(fā)現(xiàn)在有淋巴結轉移的腫瘤中，UCA1表達水平相對較低。UCA1在口腔鱗癌中異常表達以及對口腔鱗癌的調控作用表明UCA1可作為口腔鱗癌診治的新依據(jù)和靶標。

3 小結與展望

雖然LncRNAs無法編碼蛋白，但卻參與表觀遺傳調控、細胞調控和腫瘤調控。長鏈非編碼RNAs的功能性特征為腫瘤的診治及預后的判斷和評估提供了理論依據(jù)。近年來，研究發(fā)現(xiàn)許多相關LncRNAs在口腔鱗癌中表達異常。異常表達的LncRNAs對口腔鱗癌細胞的生物學行為具有調控作用。這些LncRNAs可作為口腔鱗癌診斷、治療和預后的標志物或靶點。雖然LncRNAs在口腔鱗癌中的作用機制被逐一闡明，但仍有部分LncRNAs作用機制不明確，仍需要進一步研究。