魯首男，戰(zhàn)鐵翔，蘇志雷，符 穩(wěn)，邰 升，姜興明

(哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院膽胰外科，哈爾濱 150086)

長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA, lncRNA)是長度大于200個(gè)核苷酸的一類非編碼RNA[1-4]。LncRNA可以通過調(diào)控染色質(zhì)狀態(tài)和基因活性、調(diào)控基因表達(dá)和調(diào)控細(xì)胞核域結(jié)構(gòu)等途徑在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中起重要作用[5-6]。盡管手術(shù)技術(shù)、放化療方案和靶向藥物等治療方法有了很大的改進(jìn)，但癌癥仍然是一個(gè)嚴(yán)重的全球公共衛(wèi)生問題[7]。因此，為了更好地控制癌癥，尋找用于早期診斷和預(yù)后的新型生物標(biāo)志物是必要的。長鏈非編碼RNA HOXA11反義RNA(HOXA11-AS)是近年來被發(fā)現(xiàn)的能夠促進(jìn)腫瘤增殖與轉(zhuǎn)移的lncRNA，并且與腫瘤的侵襲能力和預(yù)后密切相關(guān)[8-9]。本文簡要綜述lncRNA HOXA11-AS在惡性腫瘤中的研究現(xiàn)狀。

1 HOXA11-AS概述

長鏈非編碼RNA HOXA11反義RNA(lncRNA HOXA11-AS)(也稱為HOXA11S，HOXA-AS5，HOXA11AS，HOXA11-AS1或NCRNA00076)，是位于染色體7p15.2上的長度為3885nt的同源盒(HOX)家族基因的成員[10-11]。HOXA11-AS在小鼠胚胎cDNA文庫中首次被發(fā)現(xiàn)[12-13]。隨著研究的深入，lncRNA HOXA11-AS相繼在人宮頸癌細(xì)胞、神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞等惡性腫瘤細(xì)胞中被發(fā)現(xiàn)，并且表示HOXA11-AS的表達(dá)水平與腫瘤的進(jìn)展和預(yù)后密切相關(guān)。近年來研究發(fā)現(xiàn)HOXA11-AS在腫瘤細(xì)胞的基因調(diào)控和細(xì)胞周期進(jìn)展等方面都發(fā)揮著重要作用。

2 HOXA11-AS與惡性腫瘤

2.1 HOXA11-AS與神經(jīng)膠質(zhì)瘤

研究發(fā)現(xiàn)HOXA11-AS與神經(jīng)膠質(zhì)瘤的生長與轉(zhuǎn)移有著密切的關(guān)系。有學(xué)者認(rèn)為HOXA11-AS能夠成為神經(jīng)膠質(zhì)瘤分級與分型的標(biāo)志物。在高級別神經(jīng)膠質(zhì)瘤(III-IV級)組織中的HOXA11-AS表達(dá)水平顯著高于低級別神經(jīng)膠質(zhì)瘤(I-II級)組織；在神經(jīng)膠質(zhì)瘤分型中經(jīng)典亞型和間充質(zhì)亞型中的HOXA11-AS表達(dá)水平也明顯高于神經(jīng)亞型和前體亞型。在預(yù)后方面，HOXA11-AS的表達(dá)水平與膠質(zhì)瘤患者的生存率顯著相關(guān)，并且經(jīng)過統(tǒng)計(jì)學(xué)分析表示HOXA11-AS是神經(jīng)膠質(zhì)瘤的獨(dú)立預(yù)后因子。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)HOXA11-AS可以通過改變細(xì)胞周期相關(guān)蛋白的表達(dá)來調(diào)節(jié)細(xì)胞周期進(jìn)程。HOXA11-AS的過表達(dá)能夠上調(diào)細(xì)胞周期G1/S轉(zhuǎn)換所需的細(xì)胞周期素依賴性激酶4(cyclin-dependent kinases 4, CDK4)、CDK2、Cyclin D1和Cyclin E，而抑制細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶p16、p21和p27被下調(diào)。進(jìn)行進(jìn)一步細(xì)胞實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)HOXA11-AS能夠通過2種不同的途徑調(diào)節(jié)細(xì)胞周期。Cui等[14]提出HOXA11-AS/miR-140-5p軸能夠?qū)δz質(zhì)瘤的生長進(jìn)行調(diào)節(jié)。MiR-140-5p直接作用于HOXA11-AS 3’-非翻譯區(qū)(untranslated region, UTR)直接調(diào)節(jié)HOXA11-AS的表達(dá)，并與HOXA11-AS表達(dá)呈負(fù)相關(guān)。外源性下調(diào)HOXA11-AS表達(dá)能夠抑制腫瘤細(xì)胞的增殖、凋亡以及正常細(xì)胞周期的進(jìn)行，而使用miR-140-5p抑制劑后可使HOXA11-AS的表達(dá)恢復(fù)正常并且解除對細(xì)胞增殖、細(xì)胞凋亡和細(xì)胞周期阻滯的抑制作用。另一條途徑是通過調(diào)節(jié)miR-214-3p/果蠅zeste基因增強(qiáng)子同源物2(enhancer of zeste homolog 2, EZH2)軸來促進(jìn)神經(jīng)膠質(zhì)瘤的細(xì)胞生長和轉(zhuǎn)移。低表達(dá)的HOXA11-AS對神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞生長的抑制作用可通過抑制miR-214-3p的表達(dá)得到部分恢復(fù)，并且抑制miR-214-3p的表達(dá)很大程度上消除了HOXA11-AS的小干擾RNA(small interfering RNA, siRNA)在腫瘤細(xì)胞中誘導(dǎo)的遷移和侵襲的抑制作用。過表達(dá)miR-214-3p顯著降低神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞中EZH2的mRNA和蛋白質(zhì)表達(dá)水平，并且EZH2的表達(dá)與膠質(zhì)瘤組織中HOXA11-AS的表達(dá)呈正相關(guān)，與miR-214-3p的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)。這些證據(jù)表明HOXA11-AS可以通過miR-214-3p在膠質(zhì)瘤中調(diào)節(jié)EZH2的表達(dá)從而促進(jìn)神經(jīng)膠質(zhì)瘤的細(xì)胞生長和轉(zhuǎn)移[15-16]。Zhang等[17]研究發(fā)現(xiàn)：HOXA11-AS能夠調(diào)控膠質(zhì)瘤腫瘤細(xì)胞的干細(xì)胞特性，外源性過表達(dá)HOXA11-AS能夠促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的成球能力并上調(diào)干細(xì)胞特性相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子Oct4/Sox17/Sox2的表達(dá)；體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中沉默HOXA11-AS后裸鼠移植瘤的生長受到抑制，并且腫瘤干細(xì)胞標(biāo)志物的表達(dá)也呈下降趨勢。Yang等[18]也得到了與上述相似的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并進(jìn)一步指出膠質(zhì)瘤中HOXA11-AS通過負(fù)向抑制miR-124-3p的表達(dá)來調(diào)控腫瘤細(xì)胞的惡性生物學(xué)行為能力。

2.2 HOXA11-AS與胃癌

HOXA11-AS在胃癌(gastric cancer, GC)中同樣起著重要作用。統(tǒng)計(jì)學(xué)研究發(fā)現(xiàn)GC患者中較高的HOXA11-AS表達(dá)水平與腫瘤大小、腫瘤的分化程度、病理分期和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移呈正相關(guān)，且HOXA11-AS高表達(dá)組3年總生存率和無進(jìn)展生存率都低于低表達(dá)組[19]。通過動物實(shí)驗(yàn)，Liu等[20]發(fā)現(xiàn)HOXA11-AS低表達(dá)組收集的腫瘤組織具有較少的Ki-67陽性細(xì)胞，而HOXA11-AS過表達(dá)組具有更多的Ki-67陽性細(xì)胞。這表示HOXA11-AS的上調(diào)能夠促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的遷移和侵襲能力。在細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中，Sun等[21]發(fā)現(xiàn)HOXA11-AS可以同時(shí)結(jié)合多梳抑制復(fù)合體2(polycomb repressive complex 2, PRC2)等，并在轉(zhuǎn)錄水平上調(diào)節(jié)蛋白酶絲氨酸8(protease serine 8, PRSS8)和kruppel樣因子2(Kruppel-like factor 2, KLF2)。HOXA11-AS同時(shí)也作為細(xì)胞質(zhì)中miR-1297的競爭性內(nèi)源RNA(competing endogenous RNA, ceRNA)，并且與miR-1297結(jié)合來促進(jìn)其對EZH2 mRNA的抑制，導(dǎo)致EZH2蛋白水平升高。隨后EZH2蛋白能夠進(jìn)入細(xì)胞核，HOXA11-AS可以進(jìn)一步募集EZH2蛋白來抑制PRSS8和KLF2的轉(zhuǎn)錄。減少的PRSS8蛋白可以進(jìn)一步刺激β-連環(huán)蛋白(β-catenin)增多。該反饋環(huán)將導(dǎo)致PRSS8和KLF2的喪失以及β-catenin的持續(xù)高表達(dá)，其最終促進(jìn)GC細(xì)胞增殖和侵襲。另外有研究發(fā)現(xiàn)HOXA11-AS能夠影響細(xì)胞周期，用si-HOXA11-AS轉(zhuǎn)染的腫瘤細(xì)胞在G1/G0期有明顯的細(xì)胞周期停滯，但其具體機(jī)制尚不清楚有待進(jìn)一步闡明。

2.3 HOXA11-AS與結(jié)直腸癌

最近研究證實(shí)，HOXA11-AS與結(jié)直腸癌(colorectal cancer, CRC)的侵襲和轉(zhuǎn)移有著密切的關(guān)系。HOXA11-AS過表達(dá)能顯著加速細(xì)胞遷移，且HOXA11-AS siRNA轉(zhuǎn)染至腫瘤細(xì)胞后能夠顯著減少細(xì)胞遷移。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，在結(jié)直腸癌細(xì)胞中miR-125a-5p能夠直接結(jié)合HOXA11-AS，HOXA11-AS的過表達(dá)顯著降低結(jié)直腸癌細(xì)胞中miR-125a-5p的表達(dá)，而miR-125a-5p能夠靶向調(diào)節(jié)蛋白精氨酸脫亞氨酶2(protein-arginine deiminase 2, PADI2)的表達(dá)，二者同樣呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。這就表示HOXA11-AS的過表達(dá)能夠顯著降低結(jié)直腸癌細(xì)胞中miR-125a-5p的表達(dá)從而提高PADI2的表達(dá)，三者有著密切的關(guān)聯(lián)。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)證實(shí)，PADI2 siRNA轉(zhuǎn)染能顯著減少細(xì)胞遷移并降低腫瘤細(xì)胞的侵襲能力[22-23]。綜上，通過HOXA11-AS/miR-125a-5p/PADI2調(diào)控網(wǎng)絡(luò)能夠調(diào)節(jié)結(jié)直腸癌的轉(zhuǎn)移及侵襲能力，這為治療和預(yù)防結(jié)直腸癌轉(zhuǎn)移找到了新的治療靶點(diǎn)。另外，HOXA11-AS與CRC患者的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、TNM分期、腫瘤大小和CEA水平同樣顯著相關(guān)。但具體的調(diào)節(jié)機(jī)制尚不明確，需要進(jìn)一步研究。

2.4 HOXA11-AS與非小細(xì)胞肺癌

非小細(xì)胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)是肺癌中最常見的一類腫瘤。有趣的是，在NSCLC中HOXA11-AS對腫瘤的促癌作用同樣存在。HOXA11-AS在NSCLC組織中顯著上調(diào)，是正常組織的2.38倍，并且HOXA11-AS的水平與NSCLC患者的預(yù)后呈正相關(guān)[24]。目前已知的促進(jìn)NSCLC侵襲及轉(zhuǎn)移的途徑有兩條，第一條途徑是通過HOXA11-AS的過度表達(dá)抑制非小細(xì)胞肺癌中的miR-200b促進(jìn)細(xì)胞上皮間質(zhì)化(epithelial mesenchymal transition, EMT)。HOXA11-AS過表達(dá)時(shí)，能與細(xì)胞中的與EZH2和DNA甲基轉(zhuǎn)移酶(DNA methyltransferase 1, DNMT1)相互作用來抑制miR-200b的表達(dá)從而促進(jìn)細(xì)胞的EMT過程，直接表現(xiàn)為鋅指E-盒結(jié)合同源異形盒1(zinc finger E-box binding homeobox 1, ZEB1)、ZEB2、Snail和N-鈣粘蛋白(N-cadherin)的mRNA和蛋白表達(dá)顯著升高，而E-cadherin表達(dá)下降[25]；第二條途徑是HOXA11-AS過表達(dá)能夠降低miR-124的表達(dá)，從而使轉(zhuǎn)錄因子Sp1的水平升高[26]。而Sp1的水平高低與腫瘤細(xì)胞的侵襲能力呈正相關(guān)，這表示HOXA11-AS能夠通過該途徑提高腫瘤細(xì)胞的侵襲能力。另外有研究報(bào)道稱HOXA11-AS與miR-642b相互作用也能影響NSCLC的生長，但具體調(diào)節(jié)方式與途徑尚不清晰[27]。

2.5 HOXA11-AS與肝細(xì)胞癌

近年來有研究發(fā)現(xiàn)HOXA11-AS同樣能夠促進(jìn)肝細(xì)胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC)的發(fā)生發(fā)展。體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，HOXA11-AS在HCC組織中的表達(dá)水平明顯升高，高于正常組織表達(dá)一倍以上，且高HOXA11-AS表達(dá)的患者的總體生存時(shí)間顯著短于低表達(dá)的患者，而HOXA11-AS降低可顯著抑制HCC細(xì)胞的腫瘤形成能力。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)提示，HOXA11-AS能夠攜帶PRC2到大腫瘤抑制激酶1(large tumor suppressor kinase 1, LATS1)啟動子區(qū)域以抑制其轉(zhuǎn)錄，從而抑制HCC細(xì)胞增殖并促進(jìn)細(xì)胞周期進(jìn)展至G1/G0期以及凋亡[28]。Zhan等[29]認(rèn)為HOXA11-AS抑制miR-214-3p的表達(dá)同樣能夠促進(jìn)HCC細(xì)胞的增殖與侵襲能力，并且HOXA11-AS的過表達(dá)會促進(jìn)EMT相關(guān)蛋白的過表達(dá)從而促進(jìn)腫瘤的增殖與轉(zhuǎn)移。另外Liu等[30]發(fā)現(xiàn)，HOXA11-AS能將EZH2募集到雙特異性蛋白磷酸酶5(dual specificity protein phosphatase 5, DUSP5)的啟動子上并抑制DUSP5的轉(zhuǎn)錄。而DUSP5是一種腫瘤抑制因子，它的轉(zhuǎn)錄抑制能夠促進(jìn)腫瘤的增殖，這為抑制HCC腫瘤生長提供一種新的思路。

2.6 HOXA11-AS與腎癌

Yang等[31]的研究發(fā)現(xiàn)，HOXA11-AS在腎癌腫瘤組織和腫瘤細(xì)胞系中呈異常上調(diào)表達(dá)，并且HOXA11-AS的表達(dá)水平與腎癌的臨床晚期分期、腫瘤分期以及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中，外源性轉(zhuǎn)染siRNA下調(diào)HOXA11-AS表達(dá)后能夠抑制腫瘤細(xì)胞增殖和侵襲能力、阻滯細(xì)胞周期，EMT標(biāo)志蛋白ZEB1、Snail1、N-cadherin的表達(dá)下降。進(jìn)一步的機(jī)制研究證實(shí)，腎癌中HOXA11-AS通過內(nèi)源性海綿吸附miR-146b-5p，阻斷miR-146b-5p與其下游靶基因基質(zhì)金屬蛋白酶16(matrix metalloproteinase 16, MMP16)的3’-UTR結(jié)合，進(jìn)而上調(diào)MMP16的表達(dá)來促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的侵襲能力(HOXA11-AS/miR-146b-5p/MMP16調(diào)控軸)。后續(xù)的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)也證實(shí)，下調(diào)HOXA11-AS的表達(dá)后，腎癌腫瘤細(xì)胞在體內(nèi)的增殖能力受到明顯抑制。

2.7 HOXA11-AS與其他惡性腫瘤

HOXA11-AS在其他腫瘤中同樣存在高表達(dá)，但在不同的腫瘤中發(fā)揮不同作用的機(jī)制。Richards等[32]認(rèn)為單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphisms, SNPs)能夠影響HOXA11-AS抑制卵巢癌的生長；Kim等[33]的實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)HOXA11-AS在宮頸癌中呈異常高表達(dá)，過表達(dá)的HOXA11-AS能夠促進(jìn)宮頸癌腫瘤細(xì)胞的增殖與侵襲轉(zhuǎn)移能力，并調(diào)控腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞干性及上皮間質(zhì)化過程，同時(shí)HOXA11-AS可以作為宮頸癌患者整體生存的獨(dú)立評估因素；骨肉瘤中發(fā)現(xiàn)：HOXA11-AS能夠通過HOXA11-AS/miR-124-3p/ROCK1信號傳導(dǎo)軸的相互作用促進(jìn)骨肉瘤細(xì)胞的增殖[34-35]；Li等[36]研究發(fā)現(xiàn)HOXA11-AS通過調(diào)節(jié)EMT過程參與乳腺癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移；Lu等[37]研究認(rèn)為HOXA11-AS可能通過抑制p21表達(dá)和擴(kuò)增miR-124來提高眼色素層黑色素瘤細(xì)胞的增殖和侵襲能力。Sun等[38]的研究證實(shí)HOXA11-AS在食管鱗癌腫瘤組織和腫瘤細(xì)胞中均呈上調(diào)表達(dá)，其表達(dá)水平與腫瘤的組織學(xué)分級和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，低表達(dá)HOXA11-AS組患者的中位生存時(shí)間和中為無病生存時(shí)間均更長，并且HOXA11-AS的表達(dá)可以作為食管鱗癌患者預(yù)后的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。此外，HOXA11-AS在頭頸部鱗癌中同樣為上調(diào)表達(dá)，并且與患者的總體生存率和無病生存率相關(guān)；外源性沉默HOXA11-AS表達(dá)后腫瘤細(xì)胞的遷移能力明顯下降[39]。Zhao等[40]研究發(fā)現(xiàn)HOXA11-AS在順鉑耐藥的肺腺癌(lung adenocarcinoma, LUAD)細(xì)胞內(nèi)的表達(dá)明顯升高，外源性抑制HOXA11-AS的表達(dá)后LUAD細(xì)胞的增殖和遷移能力下降、細(xì)胞凋亡增加、EMT過程受到阻滯，并且能夠能提高LUAD細(xì)胞對順鉑的敏感性；該研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步指出HOXA11-AS是通過調(diào)控miR-454-3p/信號轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活因子3(signal transducers and activators of transcription 3, STAT3)軸來促進(jìn)LUAD細(xì)胞的順鉑耐藥。

3 總結(jié)與展望

近年來lncRNA已成為近代遺傳研究的新熱點(diǎn)，越來越多的研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)lncRNA在各種癌癥類型中的失調(diào)，并且lncRNAs的異常表達(dá)實(shí)際上參與了癌癥發(fā)展的各個(gè)階段，包括癌癥的發(fā)生，發(fā)展和轉(zhuǎn)移。目前對于HOXA11-AS的認(rèn)識有了很大的進(jìn)步；現(xiàn)今認(rèn)為HOXA11-AS能夠?qū)Υ蠖鄶?shù)腫瘤都有促癌作用，如神經(jīng)膠質(zhì)瘤、胃癌和非小細(xì)胞肺癌等，且作用機(jī)制與靶點(diǎn)不盡相同。但總體來說，對于HOXA11-AS的作用機(jī)制尚處于早期階段，很多詳細(xì)深入的研究尚需繼續(xù)進(jìn)行，如HOXA11-AS對于喉鱗狀細(xì)胞癌的促癌機(jī)制尚不明確、HOXA11-AS與腫瘤化療耐藥及患者治療后的反應(yīng)關(guān)系研究等。但隨著研究的深入，研究方法及技術(shù)的不斷進(jìn)步，終將探明HOXA11-AS對腫瘤增殖與轉(zhuǎn)移的作用機(jī)制，HOXA11-AS也具有很大潛力能夠成為疾病預(yù)防、診斷及治療的新靶點(diǎn)。