雷琛1，肖粤中，陈宁， 成浩2*
南华大学附属郴州市第一人民医院南院肿瘤五区，湖南，郴州，423000
摘要：鼻咽癌在我国南方地区发病率高，其发病有明显的地域及种族差异，并存在家族高发倾向[1]。研究表明，长链非编码RNA（Longnon-codingRNA，LncRNA）在鼻咽癌肿瘤细胞的发生、发展，甚至远处转移的过程中具有重要作用，是鼻咽癌潜在的生物标志物。本文就LncRNA及其在鼻咽癌中的相关性研究做如下综述。
关键词：LncRNA；鼻咽癌；基因调控；生物标志物
1长链非编码RNA
1.1LncRNA的概述 长链非编码RNA(LncRNA)是基因组内功能未知、异质性大的RNA分子，且转录本长度超过200nt[2]。人类基因组共有30亿个碱基序列，虽然与蛋白质合成有关的基因只占整个基因组序列的1.5%-2%左右，但人类基因组中75%的基因能被转录成RNA[3]，这其中绝大部分是缺乏完整有效阅读框的无编码功能的基因组序列。LncRNA因其分子量大和体外稳定性差，阻碍了其分子结构的揭示[4],故绝大多数都没有得到注释。因此，非编码RNA的研究是解答这一问题的重要方面。
1.2长链非编码RNA的作用机制和生物功能 从宏观角度看，LncRNA作为重要的调控因子几乎涉及人类病理生理的各个方面，他们参与人类生长发育的各个器官的正常运作,同时也能导致包括肿瘤在内的各种疾病的发生发展[5、6]；从微观调控方向看，LncRNA具有多种功能，作为分子支架、诱饵作用、与MicroRNA相关等；这些转录本微妙的作用方式和巧妙的生物功能及灵活多变的存在形式能让我们在分子水平上更好的理解细胞和机体的发育过程和肿瘤发生发展的作用途径。
近十年来全国各地的研究学者对全基因组的不断研究扩大了LncRNA的种类，重塑LncRNA转录本的特性，使得lncRNA在细胞表观遗传上的作用方式极其多样化与复杂化。大多数已知的lncRNA的功能与基因表达沉默或激活有关，对小鼠胚胎干细胞中表达的lncRNAs进行的系统性功能丧失（LOF）分析发现，敲除lncRNAs后，可观察到数量相当的激活和抑制基因，这表明lncRNAs在两个方向上调节基因表达[7]。具体来说，LncRNA在表观遗传学中可以起支架作用，lncRNA通过将染色质重组子定位到基因组的特定区域来影响基因表达。其次，lncRNAs也起诱饵的作用，包括将染色质重组子和转录因子从它们的作用部位分离出来以调节基因表达[8]。以往LncRNA被认为是全基因组的“噪音”和“垃圾”，直致竞争性内源性RNA（ceRNA）[9]假说的提出。ceRNA假说认为lncRNAs既能与miRNA竞争结合靶基因又能作为诱饵来减弱miRNA的功能。具体表现在LncRNA与microRNAs（miRNAs）的交叉对话，通过调节EMT（上皮间质转换）的过程来影响胃癌转移[10]。LncRNA还与MicroRNA有关联，lncRNAs可能是miRNAs的前体。例如，H19的裂解产物miR-675在胃癌的发生中起着至关重要的作用[11]。故而LncRNAs能够调节基因的表达，能多维度地调控机体各种生理作用途径，其与疾病的发生，特别是肿瘤的发生密切相关，有望成为肿瘤发生的预测标志和疾病的治疗靶点和预后标志物。
2长链非编码RNA与鼻咽癌
已有大量的基础研究在鼻咽癌患者组织中发现许多LncRNA表达的改变，它们通常充当肿瘤关键基因的调控分子，在鼻咽癌细胞的发生、无限增殖、局部侵袭、生长抑制、血管再生成甚至远处转移等各个肿瘤恶化过程中发挥重要作用[12]。LncRNA在多处基础研究中被证实可以作为鼻咽癌早期诊断特异性生物标志物和预后判断。
2.1长链非编码RNA与鼻咽癌的发生发展 通过与DNA、RNA和蛋白质等细胞大分子相互作用，lncRNAs可以驱动一系列重要的肿瘤表型[13]。能调控鼻咽癌发生发展的lncRNA为数不少，下面详细介绍经典LncRNAH9和LncRNAHOTAIR及最新鉴定的LncRNA及它们在鼻咽癌发生发展中的调控机制。
2.1.1LncRNAH9 LncRNAH9位于染色体11p15.5上，基因全长2.5kb,具有开放阅读框，它不编码蛋白质，但编码2.3kb的H19[14]，作为第一个被发现的LncRNA[15],已被证明多种癌症中表达异常[6]。早前在一份关于Twist基因产物在肿瘤转移中的重要性的研究中，研究人员表明H19是所研究的转移肿瘤细胞系中差异表达最高的基因[16]。在鼻咽癌中，H19起海绵作用竞争et-7基因，从而上调HRAS，导致了其在鼻咽癌细胞中的致癌活性。H19-let-7-HRAS信号轴在鼻咽癌的发病和癌细胞的转移中起至关重要的作用[17]。
2.1.2LncRNAHOTAIR耳熟能详的LncRNAHOTAIR(HOX转录物反义基因间RNA)基因全长2.2kb,由染色体12q13.13上的HOXC基因座编码[18]。HOTAIR最初是在乳腺癌中被发现过表达，后发现它在多种癌症的肿瘤发生和转移中起作用，例如肺癌、肝癌、前列腺癌、肝细胞癌等,且表达水平高与较差的预后具有相关性[12]。济宁医学院附属医院马登殿团队实验发现HOTAIR也能促进了鼻咽癌肿瘤细胞的增殖，在鼻咽癌标本中的HOTAIR都表达上调，并且与正常鼻咽上皮细胞系相比，NPC细胞中的HOTAIR表达增加的程度在约5-20倍之间[19]。另有报道HOTAIR在鼻咽癌中的表达高于非癌组织，且与肿瘤大小、临床分期和淋巴结转移呈正相关。此外，HOTAIR过表达与存活率显著降低相关，并且体外分析表明HOTAIR在鼻咽癌细胞的增殖、迁移和侵袭中起重要作用[20]。肿瘤的发生离不开血管的再生，Wei-mingFu等人证明在鼻咽癌中HOTAIR通过直接促进血管内皮生长因子的转录以及通过上调GRP78表达间接激活血管内皮生长因子和血管生成素2的表达，确定了HOTAIR在介导肿瘤发生和血管生成中的作用[21]。
2.1.3其余LncRNA 竞争性内源RNA（ceRNA）假说[9]的提出廓清了我们对基因调控网络复杂性的认识，FAM225A即是这样一个致癌LncRNA，它作为竞争性的内源性RNA（ceRNA）参与miR-590-3p和miR-1275的调控，导致靶整合素β3（ITGB3）上调，激活FAK/PI3K/Akt信号，从而促进NPC细胞增殖、迁移、侵袭、肿瘤生长和转移[22]。同样致癌LncRNAFOXCUT，为转录因子Forkheadbox家族成员之一，有学者研究表明敲除基因FOXCUT后可以导致基质金属蛋白酶7和基质金属蛋白酶9以及血管内皮生长因子A和β-catenin的表达下调，从而显著抑制鼻咽癌细胞株的增殖和迁移[23]。同属于Forkheadbox家族的FoxC1亦在被证明在NPC组织中的表达显著升高，其通过上调波形蛋白、纤维连接蛋白和N-钙粘蛋白的表达而在上皮间质转化中起关键作用[24]。中山学者运用定量逆转录聚合酶链反应来确定DANCR的表达，通过生物信息学的方法和技术表明DANCR作为鼻咽癌的癌基因，通过与NF90/NF45相互作用增加缺氧诱导因子-1α基因的稳定性，导致NPC转移和疾病进展[25]。高昌辉等研究表明HOXC13-AS的高表达与鼻咽癌局部复发、远处转移以及临床分期密切相关。更重要的是，高水平的HOXC13-AS与鼻咽癌患者预后不良有关。HOXC13-AS主要通过调节miR‐383‐3p/HMGA2轴而发挥致癌作用[26]。以上介绍了LncRNA在鼻咽癌发生发展中的重要调控机制，种种证据都表明其可以成为一个潜在的分子标志物，用于鼻咽癌早期诊断和治疗疗效的预测。
3小结与展望
随着全基因组科研研究者对LncRNA研究的不断深入，LncRNA越来越多的功能被挖掘出来，在基因组中的地位也越来越重，其在包括鼻咽癌在内的各种肿瘤发生发展中的调控机制的作用不容忽视，特别是H9和HOTAIR。此外，现有的基础研究也把LncRNA认为是包括鼻咽癌在内的肿瘤早期诊断和预后评估的生物标志物。但现阶段关于LncRNA在鼻咽癌中的研究仍为有限，其作用机制的复杂多样化，远超出目前人类对LncRNA的认识度。在未来，运用现代分子生物学技术完成LncRNA的基础研究到能使其在临床上具有指示意义将是我们努力的方向。
[1].CHENYP,CHANATC,LEQT,etal.Nasopharyngealcarcinoma.Lancet.2019;394(10192):64-80.doi:10.1016/S0140-6736(19)30956-0.
[2].DYEKSIM,EMANUELIC.TranscriptionalandPost-transcriptionalGeneRegulationbyLongNon-codingRNA.GenomicsProteomicsBioinformatics.2017Jun;15(3):177-186.doi:10.1016/j.gpb.2016.12.005.Epub2017May19.PMID:28529100;PMCID:PMC5487525.
[3].FENGY,FANY,HUIQINGC,etal.[Theemerginglandscapeoflongnon-codingRNAs].YiChuan.2014May;36(5):456-68.Chinese.PMID:24846995.
[4].ZHANGL,MENGX,ZHUXW,etal.Longnon-codingRNAsinOralsquamouscellcarcinoma:biologicfunction,mechanismsandclinicalimplications.MolCancer.2019May27;18(1):102.doi:10.1186/s12943-019-1021-3.PMID:31133028;PMCID:PMC6535863.
[5].HUANGZ,ZHUOW,XUR,etal.TherelationshipbetweenLongNoncodingRNA(lncRNA)SmallNucleolarRNAHostGene12(SNHG12)expressioninsolidmalignanttumorsandprognosisoftumorpatients:Asystematicreviewandmeta-analysis.Medicine(Baltimore).2020Oct9;99(41):e22247.doi:10.1097/MD.0000000000022247.PMID:33031264.
[6].HASHEMIM,MOAZENI-ROODIA,SARABANDIS,etal.AssociationbetweengeneticpolymorphismsoflongnoncodingRNAH19andcancerrisk:ameta-analysis.JGenet.2019Sep;98:81.PMID:31544800.
[7].ALVAREZ-DOMINGUEZJR,LODISHHF.EmergingmechanismsoflongnoncodingRNAfunctionduringnormalandmalignanthematopoiesis.Blood.2017;130(18):1965-1975.doi:10.1182/blood-2017-06-788695。
[8].AKHADEVS,PALD,KANDURIC.LongNoncodingRNA:GenomeOrganizationandMechanismofAction.AdvExpMedBiol.2017;1008:47-74.doi:10.1007/978-981-10-5203-3_2。
[9].SALMENAL,POLISENOL,TAYY,etal.AceRNAhypothesis:theRosettaStoneofahiddenRNAlanguage?Cell.2011Aug5;146(3):353-8.doi:10.1016/j.cell.2011.07.014.Epub2011Jul28.PMID:21802130;PMCID:PMC3235919.
[10].SUNW,YANGY,XUC,etal.RolesoflongnoncodingRNAsingastriccancerandtheirclinicalapplications.JCancerResClinOncol.2016;142(11):2231-2237.doi:10.1007/s00432-016-2183-7。
[11].ZHANGEB,HANL,YINDD,etal.c-Myc-induced,long,noncodingH19affectscellproliferationandpredictsapoorprognosisinpatientswithgastriccancer.MedOncol.2014;31(5):914.doi:10.1007/s12032-014-0914-7。
[12].TANGQ,HANNSS.HOTAIR:AnOncogenicLongNon-CodingRNAinHumanCancer.CellPhysiolBiochem.2018;47(3):893-913.doi:10.1159/000490131.Epub2018May24.PMID:29843138.
[13].SCHMITTAM,CHANGHY.LongNoncodingRNAsinCancerPathways.CancerCell.2016;29(4):452-463.doi:10.1016/j.ccell.2016.03.010.
[14].CAIX,CULLENBR.TheimprintedH19noncodingRNAisaprimarymicroRNAprecursor.RNA.2007Mar;13(3):313-6.doi:10.1261/rna.351707.Epub2007Jan19.PMID:17237358;PMCID:PMC1800509.
[15].PACHNISV,BELAYEWA,TILGHMANSM.Locusunlinkedtoalpha-fetoproteinunderthecontrolofthemurinerafandRifgenes.ProcNatlAcadSciUSA.1984Sep;81(17):5523-7.doi:10.1073/pnas.81.17.5523.PMID:6206499;PMCID:PMC391738.
[16].YANGJ,MANISA,DONAHERJL,etal.Twist,amasterregulatorofmorphogenesis,playsanessentialroleintumormetastasis.Cell.2004Jun25;117(7):927-39.doi:10.1016/j.cell.2004.06.006.PMID:15210113.
[17].ZHANGY,ZHUR,WANGJ,etal.UpregulationoflncRNAH19promotesnasopharyngealcarcinomaproliferationandmetastasisinlet-7dependentmanner.ArtifCellsNanomedBiotechnol.2019Dec;47(1):3854-3861.doi:10.1080/21691401.2019.1669618.PMID:31556327.
[18].RINNJL,KERTESZM,WANGJK,etal.FunctionaldemarcationofactiveandsilentchromatindomainsinhumanHOXlocibynoncodingRNAs.Cell.2007Jun29;129(7):1311-23.doi:10.1016/j.cell.2007.05.022.PMID:17604720;PMCID:PMC2084369.
[19].MADD,YUANLL,LINLQ.LncRNAHOTAIRcontributestothetumorigenesisofnasopharyngealcarcinomaviaup-regulatingFASN.EurRevMedPharmacolSci.2017Nov;21(22):5143-5152.doi:10.26355/eurrev_201711_13831.PMID:29228426.
[20].NIEY,LIUX,QUS,etal.Longnon-codingRNAHOTAIRisanindependentprognosticmarkerfornasopharyngealcarcinomaprogressionandsurvival.CancerSci.2013Apr;104(4):458-64.doi:10.1111/cas.12092.Epub2013Jan30.PMID:23281836.
[21].FUWM,LUYF,HUBG,etal.LongnoncodingRNAHotairmediatedangiogenesisinnasopharyngealcarcinomabydirectandindirectsignalingpathways.Oncotarget.2016Jan26;7(4):4712-23.doi:10.18632/oncotarget.6731.PMID:26717040;PMCID:PMC4826237.
[22].ZHENGZQ,LIZX,ZHOUGQ,etal.LongNoncodingRNAFAM225APromotesNasopharyngealCarcinomaTumorigenesisandMetastasisbyActingasceRNAtoSpongemiR-590-3p/miR-1275andUpregulateITGB3.CancerRes.2019;79(18):4612-4626.doi:10.1158/0008-5472.CAN-19-0799.
[23].XUYZ,CHENFF,ZHANGY,etal.ThelongnoncodingRNAFOXCUTpromotesproliferationandmigrationbytargetingFOXC1innasopharyngealcarcinoma.TumourBiol.2017;39(6):1010428317706054.doi:10.1177/1010428317706054.
[24].OU-YANGL,XIAOSJ,LiuP,etal.ForkheadboxC1inducesepithelial mesenchymaltransitionandisapotentialtherapeutictargetinnasopharyngealcarcinoma.MolMedRep.2015Dec;12(6):8003-9.doi:10.3892/mmr.2015.4427.Epub2015Oct12.PMID:26461269;PMCID:PMC4758279.
[25].ZHANGX,YANGJ,BIANZ,etal.LongnoncodingRNADANCRpromotesnasopharyngealcarcinomaprogressionbyinteractingwithSTAT3,enhancingIL-6/JAK1/STAT3signaling.BiomedPharmacother.2019;113:108713.doi:10.1016/j.biopha.2019.108713.
[26].GAOC,LUW,LOUW,etal.LongnoncodingRNAHOXC13-ASpositivelyaffectscellproliferationandinvasioninnasopharyngealcarcinomaviamodulatingmiR-383-3p/HMGA2axis.JCellPhysiol.2019;234(8):12809-12820.doi:10.1002/jcp.27915.
[基金项目] 郴州市科学技术局科技发展计划项目（yfzx201803）；郴州市第一人民医院院内重点项目（N2018-003）.
[作者简介] 第一作者雷琛1，硕士研究生，初级，研究方向：鼻咽癌的生物信息学分析
通讯作者成浩2，硕士学历，高级，主任医师，硕士研究生导师，研究方向：主要从事鼻咽癌临床及基础研究。
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