顧軒妍，王新宇

宮頸癌是目前最常見的女性生殖系統(tǒng)惡性腫瘤，其發(fā)病率和死亡率居全球女性腫瘤第4 位。據(jù)統(tǒng)計，2018年全球約有57 萬新發(fā)病例，31 萬死亡病例[1]。近年我國宮頸癌的發(fā)生率和死亡率有明顯上升和年輕化趨勢，給女性健康帶來了極大的威脅。雖然高危型人乳頭瘤病毒（HPV）持續(xù)感染是宮頸癌發(fā)生的重要因素，但宮頸癌是一種多因素相互作用導致宮頸細胞癌變的疾病，分子調控機制復雜。HOX 轉錄反義RNA（HOX transcript antisense RNA，HOTAIR）作為最典型的長鏈非編碼RNA（long non-coding RNA，lncRNA）之一，與宮頸癌細胞增殖凋亡能力、侵襲遷移能力、治療及預后密切相關，引起了廣大科研工作者的關注，其作為診斷宮頸癌及判斷宮頸癌預后的新型生物標志物有潛在價值。

1 lncRNA 與HOTAIR

lncRNA 是指長度超過200 個核苷酸的非編碼RNA，其具有mRNA 的許多結構特征，包括polyA尾、帽子結構以及啟動子結構，但不具有開放閱讀結構域。因此，lncRNA 缺乏蛋白質編碼能力，一般定位于細胞核和細胞質。隨著高通量測序等新興研究技術的應用，lncRNA 的生物功能（如參與調節(jié)細胞周期、細胞增殖、凋亡、分化等）及其作用機制逐漸被科學家發(fā)現(xiàn)。

HOTAIR 是首個發(fā)現(xiàn)的以反式作用沉默染色質的HOTAIR。HOTAIR 與由SUZ12、EZH2 和EED 組成的多梳抑制復合物2（polycomb repression complex 2，PRC2）相互作用，建立抑制性H3K27me3 染色質標志，通過染色質致密化作用形成轉錄沉默，抑制大量抑癌基因的表達，這一調控機制已在多種癌癥中被證實[2]。

2 HOTAIR 在宮頸癌細胞增殖和凋亡方面的作用研究

研究證明，HOTAIR 在大部分宮頸癌細胞系中的表達較正常宮頸細胞系顯著上調，約增加2.9～4.2倍[3]。Liu 等[3]研究發(fā)現(xiàn)沉默HOTAIR 可以抑制絲裂原活化蛋白激酶1（mitogen-activated protein kinase 1，MAPK1）在DoTc2 宮頸癌細胞中的表達，低表達的MAPK1 可通過激活細胞凋亡來抑制宮頸癌細胞的生長。此外，Li 等[4]報道過表達HOTAIR 可上調缺氧誘導因子1（hypoxia inducible factor-1，HIF-1）的表達，導致放射治療下HeLa 細胞和C33A 細胞的凋亡減少。

HOTAIR 也可以作為競爭性內源RNA（ceRNA）發(fā)揮作用。研究表明HOTAIR 在宮頸癌中是一種腫瘤致癌基因，也是miR-331-3p 的ceRNA。在HPV 陽性患者中，HOTAIR 顯著升高，并通過抑制miR-331-3p增加其靶點神經(jīng)纖毛蛋白2（neuropilin-2，NRP2）的表達，從而增強HPV E7 的表達，而HPVE6/E7 基因的轉錄、翻譯是HR-HPV 感染宮頸后引發(fā)惡性病變的重要過程。但HPV E7，具有翻轉特性，其過表達時HOTAIR、NRP2 表達降低，miR-331-3p 表達增加，促進細胞增殖，抑制細胞凋亡，形成負反饋回路[5]。在宮頸癌組織和各種細胞系中，HOTAIR 可以作為ceRNA 負性調節(jié)miR-143-3p 的表達，miR-143-3p通過促進靶向B 細胞淋巴瘤/白血病-2（BCL2）過表達以抑制宮頸癌細胞增殖和增強細胞凋亡，其低表達最終導致了宮頸癌Hela 細胞的增殖并促進癌癥進展[6]。因此，HOTAIR通過調控miR-143-3p/BCL2 軸促進了宮頸癌的進展。此外，Li 等[7]還發(fā)現(xiàn)HOTAIR 的表達在宮頸癌細胞和組織中顯著增加，miR-23b 的表達明顯下降，進一步證明HOTAIR 可能競爭性地結合miR-23b，在宮頸癌細胞中間接調節(jié)MAPK1 的表達。MAPK1 是調節(jié)腫瘤細胞凋亡與增殖的重要因子，有報道稱miR-23b 上調通過p38 的MAPK 磷酸化誘導脂肪組織干細胞（adipose tissuederived stem cell，ATSC）凋亡，提示miR-23b 可能通過抑制MAPKs 信號通路發(fā)揮其抗腫瘤作用[8]。

3 HOTAIR 在宮頸癌細胞侵襲和遷移方面的作用研究

具有局部侵襲和遠處轉移是惡性腫瘤最主要的生物學特性，也是導致患者死亡的主要原因。Tornesello等[2]發(fā)現(xiàn)，在宮頸癌中下調HOTAIR 降低了血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）、基質金屬蛋白酶9（matrix metalloproteinase-9，MMP-9）及上皮-間質轉化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）相關基因（β-catenin、Vimentin、Snail和Twist）的表達，其中VEGF 在腫瘤血管生成中起關鍵作用，MMP-9 可降解基底膜膠原并在許多類型的癌癥中促進腫瘤細胞的侵襲和轉移。此外，慢病毒介導的HOTAIR 過表達通過激活Notch/Wnt 信號通路，進而促進SiHa 細胞的增殖、遷移和侵襲[9]。這些研究都證實HOTAIR 與宮頸癌細胞的侵襲和轉移有關。

在ceRNA 方面，HOTAIR 可以通過調節(jié)miR-206 上調巨核母細胞性白血病1（megakaryoblastic leukemia 1，MKL1）的表達來刺激HeLa 細胞的遷移和侵襲[10]。miR-206 是宮頸癌的腫瘤抑制因子，其過表達可通過抑制BCL2-x 相關的BCL2 相關永生基因3（BCL2-associated athanogene 3，BAG3）或葡萄糖-6-磷酸脫氫酶來抑制HeLa 細胞的增殖[11]。與miR-206 相似，miR-23b 在宮頸癌中也具有潛在的腫瘤抑制作用，Li 等[7]發(fā)現(xiàn)HOTAIR 與miR-23b 競爭性結合以增加MKL1 的水平，從而促進HeLa 細胞的遠處轉移。此外，miR-17-5p 可以直接靶向HOTAIR 3′-非翻譯區(qū)（3′-UTR），低表達的HOTAIR可以引起miR-17-5p 過表達，從而更強烈地抑制Caski 細胞的增殖、遷移和侵襲能力[12]。因此，miR-206、miR-23b 及miR-17-5p 的外源性傳遞可能是阻斷HOTAIR 介導的宮頸癌治療的潛在方法。

有學者進一步分析HOTAIR 的啟動子，發(fā)現(xiàn)信號轉導及轉錄激活因子3（signal transducer and activator of transcription 3，STAT3）可以潛在地調節(jié)HOTAIR在宮頸癌細胞中的活性，STAT3 對宮頸癌細胞的增殖、遷移和侵襲，具有與HOTAIR 相似的作用，將si-STAT3 和si-HOTAIR 共轉染到HeLa 癌細胞，可以觀察到STAT3 和HOTAIR 協(xié)同抑制宮頸癌細胞的增殖、遷移和侵襲[13]。STAT3 信號通路是經(jīng)典的調節(jié)腫瘤細胞侵襲的通路，但對該通路的干預措施仍十分有限，其作為腫瘤治療靶點仍有待研究[14]。HOTAIR 還可以作為血清反應因子（serum response factor，SRF）的共激活因子，在細胞核和細胞質之間不斷轉換，幫助信號從細胞骨架傳遞到細胞核，導致宮頸癌的轉移[15]。

4 HOTAIR 在宮頸癌治療方面的作用

目前手術治療是早期宮頸癌的主要治療手段，有高危因素的患者術后輔助放化療，晚期患者直接放化療。在臨床過程中，有相當一部分患者會出現(xiàn)放療耐受并最終導致不良預后，進一步消除放療耐受成為宮頸癌治療的當務之急。

有研究表明，在宮頸癌HeLa 細胞中HOTAIR過表達可抑制p21，誘導放療耐受，降低C33A 細胞對放療的敏感性。敲除HOTAIR 顯著提高了宮頸癌HeLa 細胞對放療的敏感性，抑制p21 則可以逆轉這種放療敏感性[15]。同時，HOTAIR 還上調了HeLa 和C33A 細胞在放療下的HIF-1α 表達，HIF-1α 敲低逆轉了由HOTAIR 過表達誘導的HeLa 和C33A 細胞的細胞活力增加和凋亡減少[4]。因此，p21 和HIF-1α 可能是宮頸癌放療的潛在靶標。

放療可激活腫瘤細胞自噬，這是引起放療耐受的重要原因。自噬是一個動態(tài)的、連續(xù)的分解代謝過程，在這個過程中，受損的蛋白質和不需要的細胞器被溶酶體降解，以維持細胞穩(wěn)態(tài)。夏迪等[16]發(fā)現(xiàn)HOTAIR 高表達促進了HeLa 細胞內自噬相關蛋白-微管相關蛋白1 輕鏈3（LC3-Ⅱ）的表達，同時LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ的比值顯著升高，從而促進Hela 細胞自噬。此外，HOTAIR 參與10-11 易位1（ten-eleven translocation 1，TET1）下調，通過增加原鈣黏蛋白10（protocadherin 10，PCDH10）、性別決定區(qū)Y 盒（sexdetermining region Y-box，SOX17）、黏附連接相關蛋白（adherens junction-associated protein-1，AJAP1）和膜相關鳥苷酸激酶轉化蛋白2（membrane-associated guanylate kinase inverted 2，MAGI2）基因的甲基化模式，降低TET1 的表達，從而促進Wnt/β-catenin 信號級聯(lián)的活性[17]。下調HOTAIR 會抑制Wnt/β-catenin信號傳導途徑，抑制放療耐受HeLa 細胞的自噬、EMT 和增殖，導致放療自噬能力降低，放療敏感性增高，并誘導了放療耐受HeLa 細胞的凋亡[18]。這種放療耐受可以被siRNA-HOTAIR 和氯化鋰（LiCl）的聯(lián)合治療抑制，進一步證明了HOTAIR 在放療耐受中的誘導作用。

鑒于部分晚期宮頸癌對放化療的不敏感，為了延長該部分患者的生存期，許多科學家開始研究宮頸癌的免疫治療。研究表明，腫瘤細胞中人類白細胞抗原G（HLA-G）的上調參與了腫瘤免疫編輯的各個階段，免疫抑制的個體更容易發(fā)生持續(xù)性HPV 感染及宮頸上皮內瘤變，提示逃避免疫監(jiān)視可能與HPV的轉化潛力和宮頸癌的快速進展有關[19]。另有研究表明，HOTAIR 可能作為內源性RNA 在宮頸癌細胞中通過競爭性結合miR-148a 調節(jié)HLA-G 的表達，HOTAIR 的下調減弱了miR-148a 在轉錄后對HLA-G 的調控，從而導致HLA-G 上調[15]。miR-148是與免疫相關的重要miRNA，在調節(jié)免疫平衡、樹突狀細胞先天性免疫應答、抗原呈遞和抑制，以及抑制大量炎癥相關細胞因子的產(chǎn)生等方面發(fā)揮作用。因此，靶向HOTAIR-miR-148a-HLG-A 軸可能是一種新的宮頸癌治療方法。

5 HOTAIR 作為宮頸癌診斷標志物的研究

早期發(fā)現(xiàn)和診斷癌癥是優(yōu)化治療和管理癌癥患者的關鍵。目前臨床上常用的診斷方法如盆腔增強CT、磁共振成像等影像學檢查結果往往不夠精確，組織活檢具有侵入性且耗時。因此，利用人類體液和分泌物進行可靠、簡便、微創(chuàng)的致癌生物標志物檢測技術一直是一個活躍的研究領域。lncRNAs 在41 種癌癥中具有診斷和預后生物標志物的特性，被認為是最有前景的生物標志物之一[20]。

HOTAIR 是最早被報道與癌癥進展直接相關的lncRNAs 之一。一項薈萃和生物信息學分析發(fā)現(xiàn)，HOTAIR 對多種不同類型的癌癥如宮頸癌、膀胱癌、胃癌和小細胞肺癌等的總體生存以及癌癥復發(fā)、進展和轉移具有強大的預測能力，其高表達與總體生存期降低顯著相關[21]。有研究認為，較高的HOTAIR 水平與宮頸腺癌更具侵襲性有關，與健康對照者相比，宮頸癌患者的HOTAIR 的表達增強約3.5 倍。HOTAIR表達水平較高的患者腫瘤復發(fā)率高于HOTAIR 表達水平較低者（約2.4 倍），并且有更快的腫瘤進展和更低的生存率[22]。宮頸癌患者血清中的HOTAIR 水平較高，并且與腫瘤大小增加、淋巴血管間隙浸潤、淋巴結轉移和生存期降低關系密切[23]。此外，在使用miRecode 和starBase 數(shù)據(jù)庫分析與宮頸癌相關的lncRNA-miRNA 調控網(wǎng)絡時，HOTAIR 處于連接19個節(jié)點的核心地位，HOTAIR 在復發(fā)宮頸癌樣本中顯著過表達，并通過調控網(wǎng)絡影響其他lncRNA 或miRNA 的表達，提示HOTAIR 表達水平高與宮頸癌復發(fā)有關，為顯著危險因素[24-25]?？梢姡琀OTAIR 可能是新型的診斷循環(huán)生物標志物以及宮頸癌的潛在治療靶標。

許多研究發(fā)現(xiàn)，包括腫瘤抑制基因和致癌基因的單核苷酸多態(tài)性（SNPs）在內的體細胞突變在宮頸癌的遺傳易感性中起著重要的作用。Moazeni-Roodi等[26]的一項Meta分析發(fā)現(xiàn)HOTAIRs4759314、rs920778、rs12826786、rs874945 和rs12427129 多態(tài)性顯著增加了癌癥發(fā)展的可能性，腫瘤類型亞組分析顯示rs4759314 多態(tài)性顯著提高了胃癌和宮頸癌的發(fā)生風險，rs920778 多態(tài)性與胃腸道癌、宮頸癌和胃癌的發(fā)生呈正相關。另一項研究在對比1 356 例宮頸癌患者和1 496 例健康人的血液化驗結果后發(fā)現(xiàn)，HOTAIRrs35643724 與宮頸癌發(fā)生風險增加有關（OR=1.13，95%CI：1.00～1.28，P=0.047），MALAT1 rs1787666可降低發(fā)病風險（OR=0.86，95%CI：0.76～0.97，P=0.01），提示這兩種變異可能作為新的宮頸癌易感性生物標志物[27]。

6 結語

HOTAIR 在大多數(shù)宮頸癌細胞中表達顯著升高，增加了宮頸癌的發(fā)生風險，以各種形式調節(jié)宮頸癌細胞生長發(fā)育的各個環(huán)節(jié)，促進癌細胞增殖，抑制癌細胞凋亡，并在局部侵襲和遠處轉移中發(fā)揮重要作用，在宮頸癌放療耐受及免疫治療方面HOTAIR也成為潛在的治療靶點。HOTAIR 與腫瘤分期、淋巴結轉移、宮頸浸潤深度、腫瘤大小和年齡有關，可能成為判斷宮頸癌預后的獨立預測因子。盡管目前HOTAIR 參與宮頸癌發(fā)生發(fā)展的機制研究取得了一定進展，但部分基因的調節(jié)方式和進一步的臨床應用仍有待研究。目前的試驗研究主要處于細胞分子水平，還沒有足夠的臨床證據(jù)證實其臨床有效性和實用性，關于其在外周血液標本中的研究相對欠缺，對于HOTAIR 應用于宮頸癌早期診斷和個體化治療仍需要大樣本、多中心的臨床試驗數(shù)據(jù)支持。總之，HOTAIR 在宮頸癌的臨床應用方面展現(xiàn)出了良好的前景，但未來的研究仍任重而道遠。