lncRNAs在淋巴造血系统肿瘤中的研究进展*

潘毅 综述 孙保存 审校

·综述·

lncRNAs在淋巴造血系统肿瘤中的研究进展*

潘毅 综述 孙保存 审校

长链非编码RNAs（long noncoding RNAs，lncRNAs）是长度≥200个核苷酸的非蛋白编码转录子。多数lncRNAs在肿瘤组织中显示致癌基因的作用，通过影响肿瘤细胞的增生、迁移、浸润和转移促进肿瘤的发生发展；部分lncRNAs已成为特定肿瘤的诊断及预后标志物。对其表达、功能及机制的研究成为当前肿瘤研究的热点，但多集中于上皮源性肿瘤。本文旨在对lncRNAs在淋巴造血系统肿瘤中的研究进展进行综述。

lncRNAs 淋巴造血系统肿瘤 生物标志物

非编码RNAs（noncoding RNAs，ncRNAs）由“管家”RNAs和具有调节作用的RNAs组成。依据大小的不同，又分为短链和长链ncRNAs（long noncoding RNAs，lncRNAs）：短链者＜200个核苷酸，长链者在200～100 Kb个核苷酸之间［1］。lncRNAs可在表观、转录及转录后水平调节基因的表达，并在多种生物学过程中发挥重要作用；其异常表达参与多种肿瘤的发生与发展过程［2］。本文旨在对lncRNAs在肿瘤中的作用机制，与肿瘤发生发展及预后的关系等研究进展进行综述。

1 lncRNAs的结构、功能及作用机制

1.1 lncRNAs的结构

大多数lncRNAs通过RNA聚合酶Ⅱ进行转录，通过5'加帽和3'多聚腺苷酸加尾。最近通过GENCODE的评估，人类基因组包含约16 000个基因，编码超过28 000个不同的lncRNAs转录子［3］。

Novikova等［4］首次报告类固醇受体RNA活化子（steroid receptor RNA activator，SRA）这种人类lncRNA的二级结构。SRA共激活几种人类性激素受体并与乳腺癌强相关。研究人员发现这种lncRNA具有复杂的结构，由4个域构成，有多种二级结构成分［4］。lncRNAs的促进子富于A/T核苷酸但CpG模式较少，包含特征性的结合序列，并具有独特的与蛋白编码基因相关的染色质标记模式［5］。

1.2 lncRNAs的定位与功能

lncRNAs在细胞内的定位某种程度上决定其功能，核内lncRNAs与核染色质发生相互作用；胞浆lncRNAs可以调节mRNAs的稳定性或翻译过程，以及影响细胞信号的级联放大作用［6］。近期研究表明，通过ChIRP、Chart和RAP等方法阐明lncRNAs通过与DNA、染色质、信号通路、调节蛋白以及细胞内各种RNA之间的相互作用而发挥功能［7］。

在人细胞中Hox转录反义RNA（HOX transcript antisense RNA，HOTAIR）从HoxC基因簇转录，并且通过反式作用表观抑制HoxD簇［8］。单纯靶向去除HOTAIR位点确实影响HoxD基因的表达。新近发展的技术如CRISPR-Cas9系统可以进行有效靶向基因组设计。这些体内靶向去除研究对于揭示很多lncRNAs的真正功能是非常重要的［9］。

1.3 lncRNAs作用机制

1.3.1 lncRNAs的作用机制依赖于与细胞大分子之间的相互作用（图1）［7］与核染色质结合的lncRNAs可以通过控制局部染色质的结构（上部）或指向招募调节分子到特定位点（下部）来调节基因的表达（图1A）；lncRNAs与多个蛋白之间的作用可以促进蛋白复合物的组装（上部）或影响蛋白与蛋白之间的相互作用（下部）（图1B）；mRNAs与lncRNAs的相互作用可以影响蛋白发挥作用，这些蛋白参与mRNAs代谢的多个方面，包括影响剪接、mRNAs的稳定性、翻译（上部）以及去除对应靶mRNAs的miRNAs（下部）（图1C）。

图1 lncRNAs与细胞大分子之间的相互作用示意图Figure 1Schematic diagram of the interactions between lncRNAs and cellular macromolecules

1.3.2 lncRNAs与miRNAs的相互作用特定的lncRNAs与miRNAs可以相互调节［10］。在血细胞分化过程中证实miRNAs和lncRNAs有互补表达模式［9］。lncRNAs被假设作为竞争性内源性RNA（competing endogenous RNA，ceRNA）或者RNA海绵，以这种方式与miRNAs相互作用。

2 lncRNAs在淋巴造血系统肿瘤中的研究进展

2.1 lncRNAs与非霍奇金淋巴瘤

2.1.1 lncRNAs与滤泡性淋巴瘤本文通过微阵列芯片方法对比3a级FL和反应性增生的淋巴结，发现1 580个lncRNAs上调表达，1 213个lncRNAs下调表达。在这些lncRNAs中，189个lncRNAs显示明显差异表达，其中152个lncRNAs上调表达，37个lncRNAs下调表达。本研究观察到上调表达的lncRNAs多于下调表达者。通过qRT-PCR在独立样本中的验证发现，ENST00000545410（RP11-625 L16.3）在FL3a中显示明显上调表达，但是其生物学功能仍亟待研究。有研究提示，其潜在的功能和分子机制将被进一步阐明，以明确其是否在滤泡性淋巴瘤（follicular lymphoma，FL）的发生机制中具有一定的作用［11］。

2.1.2 lncRNAs与弥漫性大B细胞淋巴瘤Verma等［12］通过RNA-seq及生物信息学分析，证实了2 632个新的含多个外显子的lncRNAs，其中约2/3不表达于正常B细胞，并且很多lncRNAs具有接合结构。在弥漫性大B细胞淋巴瘤（diffuse large B-cell lymphoma，DLBCL）的生发中心B细胞亚型（germinal center B cell subtype，GCB型）和活化B细胞亚型（activated B cell subtype，ABC型）中，超过1/3的lncRNAs出现差异表达。在DLBCL中发现的2 632个lncRNAs显著扩大淋巴瘤转录组的范围，证实这些lncRNAs在DLBCL形成和（或）维持方面的潜在作用。

2.1.3 lncRNAs与伯基特淋巴瘤在多种人类恶性肿瘤中，染色体8q24位点的扩增是经典的致瘤事件，它导致MYC基因的扩增，越来越多的证据表明在MYC驱动的肿瘤中lncRNAs亦发挥着重要作用。Tseng等［13］发现在伯基特淋巴瘤（Burkitt's lymphoma，BL）中，PVT1是位于t（2：8）易位断裂点的lncRNA，它使人类的免疫球蛋白增强子位于PVT1-MYC的融合位点上。在MYC致瘤小鼠模型上，仅单一拷贝的MYC扩增对于增强肿瘤的形成是不够的，当包括MYC和lncRNA Pvt1多基因片段扩增时，肿瘤的发展得到有效促进。

Doose等［14］证实在IG-MYC阳性的BL中有13个差异表达的lncRNAs，并且这些lncRNAs在细胞系中被MYC调节的趋势是相同的。其中，MYC诱导的长链非编码RNA（MYC-induced long noncoding RNA，MINCR）在MYC阳性的淋巴瘤中显示与MYC表达强相关。推测MINCR参与MYC转录网络中控制细胞周期基因表达的过程［14］。

2.1.4 lncRNAs与T细胞淋巴瘤Lee等［15］通过对恶性塞扎里细胞（Sezary cell，SC）和非恶性的CD4+T细胞进行全转录组配对末端测序，证实SC和蕈样霉菌病相关的lncRNAs和新的转录子。针对差异表达基因的信号通路分析表明PI3K/Akt、TGFβ、NF-κB和T-cell受体信号通路均出现调节异常。生物信息学分析证实21个SC相关的lncRNAs。该研究显示塞扎里综合征（Sezary syndrome，SS）转录组的特征，并支持在人类恶性肿瘤中lncRNAs失调的现象。

2.2 lncRNAs与霍奇金淋巴瘤

霍奇金淋巴瘤（Hodgkin's lymphoma，HL）是生发中心B细胞起源的恶性淋巴瘤。Tayari等［16］研究正常B细胞亚群、HL细胞系和HL组织中lncRNAs的表达。在HL和正常生发中心B细胞中观察到475个lncRNAs明显差异表达。应用RNA荧光原位杂交技术在原发HL组织中显示3个lncRNAs的肿瘤细胞特异性表达，这3个lncRNAs有可能成为有价值的生物标志物。

2.3 其他

2.3.1 小淋巴细胞性淋巴瘤/慢性淋巴细胞白血病（small lymphocytic lymphoma/chronic lymphocytic leukemia，SLL/ CLL）和多发性骨髓瘤Isin等［17］为探究CLL和多发性骨髓瘤（multiple myeloma，MM）患者循环lncRNAs水平，选取5个lncRNAs为研究对象，包括TUG1、lincRNA-p21、MALAT1、HOTAIR和GAS5。lincRNA-p21是在慢性淋巴细胞白血病（chronic lymphocytic leukemia，CLL）组唯一显示明显变化的分子，而其他的lncRNAs在MM组有显著改变。这些lncRNAs的差异表达显示其具有组织和病变特异性，可作为特定疾病的有潜力的标志物。

2.3.2 前驱B细胞急性淋巴细胞白血病Rodríguez-Malavé等［18］通过对人类前驱B细胞急性淋巴细胞白血病（precursor B cell acute lymphoblastic leukemia，B-ALL）样本的基因表达谱研究发现lncRNAs的差异表达。其中，BALR-6（B-ALL associated long RNA-6）显示最高表达并具有MLL重排。功能实验显示，在人类B-ALL细胞系中siRNA介导的BALR-6敲除，降低细胞增殖和增加细胞死亡；而在人类和小鼠细胞系中过表达BALR-6的异构体，增加细胞增殖和减低了细胞凋亡。这些研究支持lncRNA BALR-6在B-ALL中具有促进肿瘤细胞存活的作用［18］。

3 lncRNAs作为肿瘤诊断标志物

除了在肿瘤生物学上的可能作用之外，lncRNAs已作为一种新的有希望的肿瘤标志物出现，其在不同类型恶性肿瘤的诊断方面具有较好的应用前景。

3.1 前列腺癌

前列腺癌抗原3（prostate cancer antigen 3，PCA3），是在前列腺癌中研究较透彻的lncRNAs，其在超过95%的原发前列腺癌和转移灶中出现强的过表达［19］，是目前已知的最特异的前列腺癌基因。PCA3可以在尿液中被检测到，PROGENSA PCA3检测是率先被美国食品及药物管理局（Food and Drug Administration，FDA）认证的基于尿液的分子诊断检测方法［20］。

3.2 胃癌

应用血浆H19来诊断胃癌在独立的研究中揭示出一致的结果。Arita等［21］发现胃癌患者血浆H19的水平明显高于健康对照者，具有74%的敏感性和58%的特异性。Zhou等［22］研究获得82.9%的敏感性和72.9%的特异性。而且，上述研究中患者血浆中增高的H19水平在术后均显著降低，提示在肿瘤组织块和循环H19浓度之间的直接相关性。

3.3 其他

在尿液中发现的尿路上皮癌1（urothelial carcinoma associated 1，UCA1），可作为膀胱癌高度敏感性和特异性的标志物［23］；在肝细胞癌患者血浆中可高频次检测到HULC（highly up-regulated in liver cancer，HULC），使其成为肝细胞癌颇有希望的诊断标志物［24］，这些均提示lncRNAs可作为肿瘤诊断标志物的良好应用前景。

4 lncRNAs作为肿瘤预后标志物

多数lncRNAs发挥致癌基因的作用，其表达与预后差成正相关，使其成为可提示预后的生物标记物。Peng等［25］发现lncRNA LUNAR1的高表达与分期和国际预后指数（IPI）明显相关。实验证实敲除LUNAR1可明显抑制DLBCL细胞的增生，提示其可作为候选的预后标志物。转移相关肺腺癌转录子1（metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript1，MALAT1）是早期肺腺癌转移状态的预测因子。在人肺癌细胞敲除MALAT1基因模型中，显示MALAT1具有调节转移相关基因的功能，并在肺癌荷瘤小鼠模型中得到验证［26］。

少数lncRNAs具有抑癌基因的作用。生长抑制特异性5（growth arrest specific 5，GAS5）是肿瘤抑制lncRNA。GAS5在肾细胞癌等肿瘤中下调表达［27］。低水平的GAS5提示肿瘤患者有较差的预后［28］。

5 lncRNAs作为潜在的治疗靶点

靶向lncRNAs的治疗现正成为肿瘤靶向治疗的探索领域之一。小分子干扰RNA既可有效去除胞浆lncRNAs，也可成功靶向核lncRNAs；此外，反义寡核苷酸（antisense oligonucleotides，ASOs）是嵌合的RNA/ DNA寡核苷酸，可指导RNase H来裂解互补的靶mRNAs或lncRNAs［29］。临床前实验显示ASOs靶向肿瘤相关lncRNAs的有效性。如在小鼠MMTV-PyMT乳腺癌模型中，ASOs靶向MALAT1在体内通过促进胞囊分化，增加细胞黏附和降低迁移显示出治疗效果［30］。

6 结语

目前，对于lncRNAs的大部分研究局限于肿瘤组织/细胞系与正常组织/细胞系中的差异表达，对其功能和机制的研究尚处于起步阶段，亦是未来研究之重点和热点。期待随着新的分子技术的发展与对肿瘤lncRNAs通路的不断加深认识，将会为基于lncRNAs的肿瘤诊断、靶向治疗及预后分析提供更多的信息和机会。

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（2016-08-12收稿）

（2016-10-18修回）

（编辑：孙喜佳校对：武斌）

Research progress on lncRNAs in haematopoietic and lymphoid tissue tumors

Yi PAN,Baocun SUN

Department of Pathology,National Clinical Research Center for Cancer,Tianjin Key Laboratory of Cancer Prevention and Therapy,Tianjin Medical University Cancer Institute and Hospital,Tianjin 300060,China

This work was supported by the Individual Medical Platform Construction Project of National Clinical Research Center for Cancer(No. 13ZCZCSY20300)

Baocun SUN;E-mail:baocunsun1950@aliyun.com

Long noncoding RNAs(lncRNAs)are non-protein coding transcripts longer than 200 nucleotides.Most lncRNAs have pronounced oncogenic effects associated with tumorigenesis and progression,promoting the proliferation,migration,invasion,and metastasis of tumor cells.The specific lncRNAs expression in particular types of cancers makes them promising diagnostic and prognostic biomarkers.Currently,studies on lncRNAs expression,functions,and mechanisms have attracted considerable attention in cancer research.However,these studies mainly focus on epitheliogenic malignant tumors.In this review,we outline the current state of information on lncRNAs and research progress on its role in haematopoietic and lymphoid tissue tumors.

long noncoding RNAs,haematopoietic and lymphoid tissue tumors,biomarkers

10.3969/j.issn.1000-8179.2017.02.949

天津医科大学肿瘤医院病理科，国家肿瘤临床医学研究中心，天津市肿瘤防治重点实验室，天津市恶性肿瘤临床医学研究中心（天津市300060）

*本文课题受国家肿瘤临床医学研究中心个体化医学平台建设项目（编号：13ZCZCSY20300）资助

孙保存baocunsun1950@aliyun.com

潘毅专业方向为淋巴及头颈肿瘤的病理诊断。

E-mail：tjphyLP@126.com