徐羽中，謝舒寧，梁輝，何臣，李曉軍

(1.南方醫(yī)科大學(xué)附屬深圳寶安人民醫(yī)院檢驗(yàn)科，廣東深圳 518108；2.東部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院中心實(shí)驗(yàn)科，南京210002)

非編碼RNA(non-coding RNA,ncRNA)是一種存在于細(xì)胞或病毒內(nèi)與蛋白質(zhì)表達(dá)相關(guān)的遺傳信息載體[1]。生物信息學(xué)研究表明，人類(lèi)只有<2%的蛋白質(zhì)編碼基因(protein-coding genes)，其他大部分為非編碼RNA。深入研究發(fā)現(xiàn)，非編碼RNA在疾病進(jìn)程中發(fā)揮巨大作用，能從轉(zhuǎn)錄及表觀遺傳等水平調(diào)控特定基因表達(dá)。miRNA(microRNA,miRNA)和lncRNA(long non-coding RNA,lncRNA)是近年來(lái)研究較為火熱的非編碼RNA分子。最新的概念提出，mRNA、假基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物、lncRNA等通過(guò)miRNA應(yīng)答元件競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合相同的miRNA來(lái)調(diào)控表達(dá)水平，進(jìn)而影響作用細(xì)胞的功能，它們被統(tǒng)稱(chēng)為競(jìng)爭(zhēng)性?xún)?nèi)源RNA(competing endogenous RNAs，ceRNA)[2]。

鼻咽癌(nasopahryngeal carcinoma,NPC)是一種最常見(jiàn)的頭面部惡性腫瘤，具有獨(dú)特的地理、病因和生物學(xué)特征[3]。目前鼻咽癌的治療手段主要是放療結(jié)合臨床綜合治療，而發(fā)現(xiàn)較晚、易轉(zhuǎn)移是鼻咽癌預(yù)后效果不佳、生存率下降的主要原因[4]。越來(lái)越多的資料顯示，非編碼RNA在腫瘤組織中表達(dá)失調(diào)，可以作為一種新的分子標(biāo)志物對(duì)腫瘤進(jìn)行早期診斷，并根據(jù)其表達(dá)水平來(lái)判斷疾病的治療和預(yù)后情況。非編碼RNA還能通過(guò)轉(zhuǎn)錄調(diào)控、表觀遺傳調(diào)控等一系列的機(jī)制發(fā)揮抑制或促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)的作用[5]。本文對(duì)miRNA和lncRNA這兩種非編碼RNA在鼻咽癌中的進(jìn)展進(jìn)行闡述。

1 miRNA

1.1miRNA簡(jiǎn)介 miRNA是一種內(nèi)源性小單鏈非編碼RNA，它只有20～25個(gè)核苷酸序列，通過(guò)針對(duì)性的抑制翻譯和降低mRNA的穩(wěn)定性以達(dá)到負(fù)向調(diào)控基因表達(dá)的作用[6]。絕大多數(shù)miRNA位于蛋白質(zhì)編碼基因的內(nèi)含子或非編碼基因的內(nèi)含子和外顯子，其首先由RNA聚合酶Ⅱ轉(zhuǎn)錄成pri-miRNA，然后5′端和3′端經(jīng)過(guò)加工后pri-miRNA進(jìn)一步折疊，形成1個(gè)或多個(gè)發(fā)卡式的二級(jí)結(jié)構(gòu)。接著pri-miRNA進(jìn)入細(xì)胞核被RNase Ⅲ和共同作用因子DGCR8切割，釋放到細(xì)胞質(zhì)。在細(xì)胞質(zhì)中，RNA聚合酶Ⅲ Dicer及TRBP將pre-miRNA加工成兩端含2 nt核苷酸尾部的雙鏈RNAs，稱(chēng)為miRNA。

miRNA通過(guò)與AGO蛋白結(jié)合形成RNA誘導(dǎo)沉默復(fù)合體(RNA-induced silencing complex,RISC)，RISC能將miRNA導(dǎo)向靶mRNA，通過(guò)CCR4-NOT和PAN2-PAN3 縮短mRNA的polyA[7]，起到轉(zhuǎn)錄后水平抑制基因表達(dá)的功能。有學(xué)者還發(fā)現(xiàn)，1個(gè)miRNA不只生成1個(gè)成熟的miRNA，它還能形成在長(zhǎng)度和序列上有差異的小分子RNA異構(gòu)體，這些異構(gòu)體被稱(chēng)為isomiR (isoforms of miRNA)。isomiR也具有生物學(xué)功能，并與很多疾病如癌癥、糖尿病的發(fā)生等相關(guān)。

1.2miRNA在鼻咽癌中的表達(dá) miRNA被認(rèn)為是一種早期的癌癥檢測(cè)標(biāo)志物并可用于治療效果的判斷。2008年，Sengupta等[8]證實(shí)miRNAs表達(dá)與鼻咽癌相關(guān),在NPC患者中miR-29c發(fā)生顯著性下調(diào)，且miR-29c下調(diào)能使編碼外基質(zhì)蛋白的mRNA表達(dá)上調(diào)。隨后，Wang等[9]等采用高通量測(cè)序技術(shù)發(fā)現(xiàn)一些miRNA(miR-34c-5p、miR-375、miR-449c-5p)在鼻咽癌患者組織標(biāo)本中的表達(dá)水平較炎癥患者明顯降低，并進(jìn)一步證實(shí)，miR-34c-5p的低表達(dá)與鼻咽癌的TNM分期相關(guān)。Plieskatt等[10]同時(shí)使用基因芯片和RNA測(cè)序兩種技術(shù)對(duì)石蠟包埋鼻咽癌和非癌人群組織標(biāo)本進(jìn)行miRNA檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)石蠟包埋標(biāo)本中miRNA的表達(dá)明顯上調(diào)，而血清標(biāo)本中則明顯下調(diào)，證明miRNA在不同部位的表達(dá)水平存在差異。miRNA分子可以作為一種新的分子標(biāo)志物用于鼻咽癌的診斷與分期。

1.3miRNA在鼻咽癌中的功能 miRNA與鼻咽癌的發(fā)生有關(guān)，EBV(Epstein-Barr Virus)是一種與鼻咽癌發(fā)生高度相關(guān)的病毒。Song等[11]通過(guò)構(gòu)建了1個(gè)EBV miRNA-dependent 基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，證實(shí)了EBV-miR-BART11能直接作用于FOXP1基因3′未翻譯區(qū)，抑制轉(zhuǎn)錄因子FOXP1誘導(dǎo)的腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(TAM)分化，同時(shí)分泌炎性因子誘導(dǎo)鼻咽癌細(xì)胞發(fā)生。miRNA還與鼻咽癌增殖和轉(zhuǎn)移有關(guān)，Mao等[12]發(fā)現(xiàn)miR-205通過(guò)調(diào)控PTEN、AKT信號(hào)水平促進(jìn)鼻咽癌CNE2細(xì)胞的增殖、遷移，并降低輻射誘導(dǎo)的凋亡。Wu等[13]發(fā)現(xiàn)，miR-222通過(guò)靶向PTEN促進(jìn)鼻咽癌的生長(zhǎng)并產(chǎn)生輻射抗性。除了可以作為促癌基因，miRNA還可作為抑癌基因抑制腫瘤的發(fā)展和轉(zhuǎn)移。Cheng等[14]研究發(fā)現(xiàn)，miRNA-185能促進(jìn)細(xì)胞凋亡和自噬，減少細(xì)胞增殖和侵襲，促使鼻咽癌患者生存期延長(zhǎng)。有學(xué)者還發(fā)現(xiàn)miRNA與mRNA之間可以通過(guò)雙向負(fù)反饋相互作用，例如，miRNA Let-7是一種原癌基因，Lin28A/Lin28B可作為miRNA Let-7轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)因子負(fù)調(diào)控miRNA Let-7的生物合成，阻礙其對(duì)癌基因發(fā)揮抑制作用[15]。

1.4miRNA與鼻咽癌的治療研究 放療是鼻咽癌的主要治療手段之一，miRNA能影響細(xì)胞對(duì)放射治療的敏感性。Chen等[16]研究發(fā)現(xiàn)，miR-7表達(dá)和X射線的劑量有直接關(guān)系，抑制miR-7表達(dá)能提升放療的敏感性。miRNA還參與鼻咽癌治療的順鉑耐藥過(guò)程。Yuan等[17]發(fā)現(xiàn)miR-125B能調(diào)節(jié)抗凋亡因子B/淋巴瘤2的表達(dá)水平，其低表達(dá)將降低DDP誘導(dǎo)的細(xì)胞毒性和調(diào)亡，促進(jìn)順鉑耐藥。miRNA作為基因治療的工具還體現(xiàn)在以下方面：人工構(gòu)建miRNA質(zhì)粒并將其轉(zhuǎn)染入癌細(xì)胞，從而通過(guò)下調(diào)VEGF的表達(dá)水平干擾鼻咽癌細(xì)胞的生長(zhǎng)等。miRNA與鼻咽癌相關(guān)的目標(biāo)蛋白質(zhì)及其生理功能見(jiàn)表1。

表1 miRNA與鼻咽癌相關(guān)的目標(biāo)蛋白及其生理功能

2 lncRNA

2.1lncRNA簡(jiǎn)介 lncRNA是一種廣泛存在于真核生物細(xì)胞中的，長(zhǎng)度大于200個(gè)核苷酸的，且能通過(guò)表觀遺傳、轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后水平來(lái)調(diào)節(jié)生物體基因表達(dá)的非編碼RNA[18]。多數(shù)lncRNA是RNA聚合酶Ⅱ的轉(zhuǎn)錄生產(chǎn)，它的來(lái)源方式多樣化，可因編碼蛋白質(zhì)的基因結(jié)構(gòu)破壞而產(chǎn)生，也可以是2個(gè)分隔開(kāi)的不轉(zhuǎn)錄的染色體重新排列后生成1個(gè)含有多個(gè)外顯子的長(zhǎng)鏈非編碼RNA。根據(jù)lncRNA所在的基因組位置，可大致分為正義lncRNA、反義lncRNA、基因內(nèi)lncRNA、基因間lncRNA和雙向lncRNA五類(lèi)。

研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA可通過(guò)調(diào)控DNA的甲基化，修飾組蛋白，與miRNA結(jié)合等雙向作用于蛋白質(zhì)編碼基因的表達(dá)。lncRNA通過(guò)不同方式的參與細(xì)胞內(nèi)基因表達(dá)調(diào)控來(lái)發(fā)揮生物學(xué)功能，它主要的調(diào)控方式包括：(1)作為轉(zhuǎn)錄子的激活或抑制協(xié)同子與RNA結(jié)合蛋白作用，調(diào)節(jié)靶向蛋白的啟動(dòng)子。(2)形成RNA-DNA復(fù)合體，阻止轉(zhuǎn)錄子結(jié)合。(3)與蛋白質(zhì)形成復(fù)合物，影響蛋白質(zhì)定位。(4)lncRNA還可通過(guò)堿基配對(duì)與沉默復(fù)合體結(jié)合(RNA-induced silencing complex,RISC)起到“miRNA海綿”的作用，使得這些小分子RNA活性降低，對(duì)miRNA靶向基因的表達(dá)起抑制作用[19-20]。

2.2lncRNA在鼻咽癌中的表達(dá) lncRNA作為一種新的分子標(biāo)志物與鼻咽癌關(guān)系密切。Yang等[21]使用基因芯片的方法篩查出856條在鼻癌組織中呈明顯異常表達(dá)的lncRNA,發(fā)現(xiàn)ENST00000443373和TCONS_00000828在JAK-STAT信號(hào)通路中起重要作用，可影響鼻咽癌病理進(jìn)程并作為新的分子標(biāo)志物指導(dǎo)治療。Gao等[22]通過(guò)芯片篩查31例鼻咽癌患者及10例健康志愿者組織標(biāo)本，選擇其中差異表達(dá)的5條lncRNA并在42例原發(fā)性鼻咽癌，33例復(fù)發(fā)鼻咽癌和29例健康志愿者中驗(yàn)證，結(jié)果發(fā)現(xiàn)Inc-AL355149.1、Inc-C22orf32-1和Inc-ZNF674-1在原發(fā)性鼻炎癌中高表達(dá)。此外，有學(xué)者對(duì)原位癌和轉(zhuǎn)移癌患者進(jìn)行l(wèi)ncRNA水平檢測(cè)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)H19在轉(zhuǎn)移的鼻咽癌中高表達(dá)，并證實(shí)ENST00000438550對(duì)鼻咽癌的預(yù)后評(píng)價(jià)具有重要的作用[23]。

2.3lncRNA對(duì)鼻咽癌的功能研究 研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA Hotair作為一種具有反式轉(zhuǎn)錄作用的非編碼RNA，其高表達(dá)會(huì)促進(jìn)多種癌癥的轉(zhuǎn)移。在鼻咽癌中，Hotair可通過(guò)直接激活血管生成因子VEGFA的轉(zhuǎn)錄，以及GRP 78介導(dǎo)的VEGFA和Ang2表達(dá)上調(diào)或通過(guò)FASN來(lái)促進(jìn)腫瘤發(fā)展[24-25]。Zhuang等[26]發(fā)現(xiàn)低表達(dá)lncRNA HNF1A-AS能使鼻咽癌細(xì)胞增殖和遷移能力減弱，并證明了HNF1A-AS與上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)途徑有關(guān)。雖然lncRNA與miRNA可獨(dú)立在鼻咽癌進(jìn)程中發(fā)揮作用，但這兩種ncRNA也能共同影響鼻咽癌發(fā)展。Li等[27]發(fā)現(xiàn)lncRNA H19通過(guò)抑制miR-630的活性調(diào)節(jié)EZH2的表達(dá)進(jìn)而影響鼻咽癌進(jìn)程；Lan等[28]發(fā)現(xiàn)lncRNA SNHG1與miR-145a-5p互相拮抗，通過(guò)NUAK1影響鼻咽癌細(xì)胞侵襲性。

2.4lncRNA與鼻咽癌的治療研究 Lu等[29]發(fā)現(xiàn)NEAT1通過(guò)調(diào)節(jié)EMT表型來(lái)調(diào)節(jié)癌細(xì)胞對(duì)射線的耐受性，因此通過(guò)基因治療的手段可以增強(qiáng)癌細(xì)胞對(duì)射線的敏感程度。Wang等[30]通過(guò)對(duì)中藥姜黃素研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA AK294004對(duì)鼻咽癌治療中放射誘導(dǎo)的輻射抵抗具有重要作用。lncRNA在鼻咽癌中的表達(dá)見(jiàn)表2。

表2 lncRNA在鼻咽癌中的表達(dá)

3 小結(jié)及展望

非編碼RNA除了miRNA和lncRNA外，還包括轉(zhuǎn)運(yùn)RNA、核糖體RNA、circRNA等[31]。隨著對(duì)非編碼RNA研究的不斷深入和擴(kuò)展，其在腫瘤中表達(dá)差異和功能作用越來(lái)越為人們所熟知。非編碼RNA作為一種新分子標(biāo)志物與鼻咽癌關(guān)系密切，可以用于鼻咽癌的診斷與分期，能影響鼻咽癌的病理進(jìn)程，還可起到指導(dǎo)治療并對(duì)鼻咽癌進(jìn)行預(yù)后評(píng)價(jià)的作用?，F(xiàn)階段我們研究與鼻咽癌相關(guān)且最為廣泛的ncRNA主要為miRNA，而lncRNA在鼻咽癌的研究還處于初步探索階段，轉(zhuǎn)運(yùn)RNA、核糖體RNA、circRNA等在鼻咽癌中的相關(guān)報(bào)道很少。隨著生物醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是RNA測(cè)序技術(shù)的快速發(fā)展，相信廣大研究者可以發(fā)現(xiàn)更多的非編碼RNA為鼻咽癌的早期診斷、臨床治療和預(yù)后情況提供新的契機(jī)。