长链非编码RNA 浆细胞瘤变异异位基因1的作用机制及研究进展

孙青，赵冰 ，张志磊 ,乔艳华 ，胡新明，范亚洲

1 前言

长链非编码RNA(long non-coding RNA，lncRNA)是一类长度超过200 nt的非蛋白质编码的RNA分子，其作为RNA聚合酶Ⅱ转录的副产物，具有数量多、长度长、丰富的二级结构、一定的剪切形式及较强的组织特异性等特征[1]。LncRNA不仅可以通过调节细胞的增殖、凋亡和代谢参与个体的生长和发育，还可以通过染色质重塑、基因转录、转录后修饰和信号转导等方式参与生物体的多种生理和病理过程[2]。浆细胞瘤变异异位基因1(plasmacytoma variant translocation 1，PVT1)是lncRNA家族中的重要一员，为基因间lncRNA，长度约1 957 bp，位于人染色体8q 24.21，该位点因缺乏转录活性，曾被视为“基因荒漠”[3-4]。而目前研究发现，PVT1可以调控细胞增殖、迁移及凋亡等生物学过程，并与众多疾病的发生密切相关[5]。人PVT1是小鼠浆细胞瘤变体异位基因1的同源基因，其作为一个频繁变异位点于1984年被Webb等[6]首次发现。据报道，PVT1在多种恶性肿瘤细胞中表达升高，并可以作为各种肿瘤转移、临床分期和预后不良的新型生物标志物[7]。

盆底器官脱垂(pelvic organ prolapse，POP)是指因盆底肌肉、韧带、筋膜组织薄弱造成的盆腔器官位置及功能异常的一类疾病。随着人口老龄化，该病的发病率呈逐年上升趋势，严重影响了患者的日常生活和身心健康。研究发现，POP的发病机制主要与盆底支持结构的完整性、女性激素水平及遗传因素有关[8]。之前，本课题组发现绝经后POP患者子宫主韧带成纤维细胞中PVT1表达量明显降低[9]，但POP的发生是否与PVT1相关，目前鲜有报道。因此，本文将结合最新的相关文献，阐述PVT1的主要作用机制以及在其他人类疾病发生发展中的作用，为我们后期研究PVT1在POP中的作用机制提供一定的理论依据。

2 浆细胞瘤变异异位基因 1作用机制

2.1 浆细胞瘤变异异位基因1与融合基因

融合基因是指将两个或数个基因的编码区首尾相连，置于同一套调控序列(包括启动子、增强子、终止子等)控制之下，构成的嵌合基因。融合基因可以导致具有异常序列或功能的蛋白质产生，也可导致某些基因表达的失调，从而诱导肿瘤的发生。人类染色体8q24片段中某些位点的DNA双螺旋结构具有较高的灵活性，当细胞受到遗传变化的影响或DNA复制受到外界因素干扰时，这些位点会诱导染色体断裂、扩增、易位以及其他染色体结构变异[10-11]。而邻近该位点的PVT1可以通过易位的方式与抑癌基因融合形成新的嵌合体，进而抑制抑癌基因的功能，从而诱发多发性骨髓瘤的发生[12]。在对髓母细胞瘤中拷贝数异常的细胞进行RNA测序时，从不同的肿瘤细胞中鉴定出两个由PVT1构成的融合基因，该融合基因与染色质增生一致且可促进髓母细胞瘤的发展[13]。此外，在人胃癌细胞系中检测到的融合转录本中，也发现了由PVT1易位形成的数个融合基因，这些融合基因的高表达显著促进了胃癌细胞的增殖、迁移及侵袭过程[14]。

2.2 浆细胞瘤变异异位基因1与髓细胞增生原癌基因相互作用

髓细胞增生原癌基因(myelocytomatosis oncogene，MYC)作为一个著名的癌基因，可通过增加基因组不稳定性，诱导细胞生长和增殖，刺激血管生成和迁移，增加对低氧微环境的适应等生物学行为，促进疾病的发生发展[15]。PVT1作为MYC的转录激活剂，可以通过增加MYC蛋白的稳定性而提高MYC蛋白的表达水平，若PVT1表达量降低则会导致MYC蛋白水平受到抑制[16]。干燥综合征(sicca syndrome，SS)患者的唾液组织中，转录因子MYC的表达受PVT1调控，若上调SS患者体内CD4+T细胞中PVT1的表达可以增加MYC的表达，并可通过重新编程糖酵解过程，来促进CD4+T细胞的活化增殖，加重SS的进展[17]。此外，MYC亦可以通过作用于PVT1启动子附近的E-boxes调节PVT1的转录过程[18]。在研究PVT1与MYC对宫颈癌细胞增殖情况的影响时，Wang等[19]发现MYC与宫颈癌细胞中PVT1的启动子结合而上调其表达，进而促进了宫颈癌细胞的增殖。

2.3 浆细胞瘤变异异位基因1与微小RNA

微小RNA (microRNA，miRNA)是真核生物中一类长约20～25个核苷酸且具有调控功能的非编码RNA。据报道，PVT1是为数不多的可以编码并调控miRNA的lncRNA，人的PVT1区有6个miRNA序列且均与肿瘤的发生发展密切相关[20]。Chen等[21]发现PVT1衍生的miR-1207-5p可靶向抑制转录因子STAT 6的表达，来促进乳腺癌细胞的增殖及细胞周期的进程，并进一步提出miR-1207-5p可能是乳腺癌治疗的潜在靶标。此外，PVT1还具有竞争性内源性RNA(competing endogenous RNA，ceRNA)的功能，它可以通过竞争性结合特定的miRNA来调节相关基因或蛋白的表达促进肿瘤的发生发展[22]。在子宫内膜癌中高表达的PVT1通过发挥ceRNA的功能，靶向结合并降低miR-195-5p的表达，进而促进子宫内膜癌细胞增殖、迁移和侵袭；若敲低PVT1，则可使miR-195-5p表达恢复，并显著抑制肿瘤进展[23]。

2.4 浆细胞瘤变异异位基因1与信号通路

2.4.1 浆细胞瘤变异异位基因1与转化生长因子-β1/ Smad信号通路 转化生长因子-β(transforming growth factor-β，TGF-β)信号传导通路是一个包含众多成员的多功能细胞因子家族。TGF-β作为配体，通过与细胞表面的受体结合，活化其下游的Smads蛋白，将信号从细胞膜、胞浆传递到细胞核内，进而发挥其调控细胞增殖分化，促进胚胎发育，上皮间质转化及组织的修复和重建等功能[24]。而TGF-β1/Smad通路的异常激活会诱导或参与众多疾病的发生。饶纯等[25]发现在肝癌中PVT1过表达可以激活TGF-β1/Smad信号通路，促进肝癌细胞的增殖、迁移等过程。Zhang等[26]则证实胰腺癌组织中高表达的PVT1可能是通过TGF-β1/Smad途径调控上皮间质转换(epithelial-mesenchymd transition，EMT)过程来发挥致癌作用，并进一步提出PVT1有望成为胰腺癌诊断和治疗的潜在靶点。此外，在糖尿病肾病患者的肾小球系膜细胞中，PVT1的过表达增加了系膜细胞中TGF-β1的表达，促进肾小球系膜细胞分泌胶原蛋白、纤连蛋白等细胞外基质，加速了疾病进展[27]。

2.4.2 浆细胞瘤变异异位基因1与 Wnt/β-catenin信号通路 Wnt/β-catenin信号通路作为Wnt信号传导通路中一条极为保守的信号传导途径，可参与调节细胞增殖、分化、迁移、凋亡及器官形成等过程。据报道，Wnt/β-catenin通路的异常激活或抑制可作为某些疾病的关键致病因素[28]。Yu等[29]研究发现头颈部鳞状细胞癌中高表达的PVT1可激活Wnt/β-catenin信号通路，若抑制该通路则可以逆转由 PVT1过表达引起的癌细胞的增殖、迁移和侵袭。最新研究发现，降低多重耐药膀胱癌组织及其细胞系中PVT1的表达，可有效抑制Wnt /β-catenin信号通路的传导，从而降低膀胱癌细胞的增殖力、侵袭性和化疗耐药性[30]。而Zhao等[31]却发现在癫痫大鼠的海马组织中PVT1的表达受到Wnt信号通路的调节；若抑制Wnt信号通路，则PVT1表达量下调，并可抑制星形胶质细胞的活化以及增加海马中脑源性神经因子的表达。

2.4.3 浆细胞瘤变异异位基因1与表皮生长因子受体信号通路 表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor，EGFR)是一种位于细胞膜表面的糖蛋白，属于酪氨酸激酶型受体。当配体与EGFR的胞外域结合后，可触发其下游丰富的信号通路，进而促进细胞的增殖分化、血管的生成，抑制细胞的凋亡过程[32]。目前研究发现，EGFR可能是肿瘤发生的驱动因素，因其在多种类型的癌症中发生突变或过表达[33]。据文献报道，肾透明细胞癌(ccRCC)组织中的PVT1表达量明显上调，而且高表达的PVT1可通过激活EGFR通路调节ccRCC细胞的增殖和凋亡[34]。李伟聪等[35]发现膀胱癌细胞中PVT1表达上调，若沉默PVT1后，EGFR的mRNA表达量显著下调，癌细胞的增殖速度显著减缓，而凋亡速度却明显加快。

3 浆细胞瘤变异异位基因1与人类疾病

3.1 浆细胞瘤变异异位基因1与恶性肿瘤

研究表明，PVT1的高表达与多种恶性肿瘤的大小、TNM分期、远处转移及不良预后密切相关[36]。除此之外，PVT1还参与EMT以及细胞增殖和分化过程，这提示PVT1可能与癌细胞的增殖、存活、侵袭、转移和耐药性有关[37]。Tang等[38]发现高表达的PVT1通过激活KLF 5/β-catenin信号通路刺激三阴性乳腺癌的发生，若下调PVT1的表达则可有效地抑制肿瘤细胞增殖，集落形成和肿瘤的生长。张双美等[39]则发现非小细胞肺癌中高表达的PVT1可以促进癌细胞的增殖及迁移，而且随着PVT1的表达量增加，癌症的复发率显著增高。在探究PVT1在结直肠癌发生发展中的作用时，研究者发现癌组织中PVT1的表达较周围正常组织显著增高，而且PVT1的表达量与肿瘤体积、不良预后和顺铂耐药性呈明显正相关[40]。

3.2 浆细胞瘤变异异位基因1与纤维化疾病

纤维化疾病可发生于多个器官，若持续进展可致器官及组织的结构破坏、功能减退，甚至衰竭。Zheng 等[41]在研究肝纤维化的过程中发现，PVT1在纤维化肝组织和活化的肝星状细胞中均明显增加，下调PVT1则会抑制肝脏星状细胞的增殖活化，并导致细胞合成分泌胶原和α-平滑肌肌动蛋白等过程受抑制。研究者在探究心房纤维化的发病机制时发现，高表达的PVT1可通过靶向结合miR-128-3p上调特异性蛋白1的表达，激活TGF-β1/Smad信号通路，进而加速心房的纤维化过程[42]。Zhang等[43]发现，肾脏纤维化组织中PVT1明显高表达，若降低肾小球系膜细胞中PVT1的表达量，则纤维蛋白和胶原蛋白等主要的细胞外基质及TGF-β1的表达水平均明显降低，并可显著延缓肾脏纤维化进程。

3.3 浆细胞瘤变异异位基因1与妇科疾病

目前已有相关研究发现，PVT1的异常表达与多种妇科疾病的发生发展有关。据报道，卵巢癌组织中PVT1表达量显著增加，且高表达的PVT1可通过上调转录因子SOX2的mRNA和蛋白水平或抑制miR-214的表达等方式促进肿瘤细胞的增殖和侵袭，抑制其凋亡过程[44-45]。Yang等[46]则证明，宫颈癌患者的血清PVT1水平与肿瘤的体积、临床分期和淋巴结转移密切相关，并提出PVT1有望成为宫颈癌早期诊断的新型非侵入性生物标志物。在多囊卵巢综合征患者的卵泡液和卵巢颗粒细胞中PVT1显著增加而miR-17-5p表达减少；若下调PVT1并过表达miR-17-5p可加速多囊卵巢综合征中卵巢颗粒细胞的增殖和性激素的分泌，减少细胞的凋亡，最终可有效改善卵巢功能[47]。Wang等[48]发现，PVT1高表达于人滋养细胞中，且敲低PVT1可抑制滋养层细胞的增殖、迁移和侵袭能力，并显著促进了细胞凋亡。

3.4 浆细胞瘤变异异位基因1与其他疾病

PVT1不仅参与以上几种疾病的发病过程，而且在其他疾病的发生发展中也扮演着重要角色。Feng等[49]证实，下调脓毒症大鼠心肌组织中PVT1的表达量可抑制炎症相关的MAPK /NF-κB通路，降低炎性细胞因子的表达水平，并减缓炎症的进展。Ben等[50]发现，白癜风与PVT1基因内的两个单核苷酸多态性明显相关，并证实了PVT1为白癜风的易感基因。此外，在类风湿关节炎(rheumatic arthritis，RA)大鼠模型的滑膜组织和成纤维样滑膜细胞中也存在着PVT1的高表达，若抑制PVT1的表达，可显著减缓RA的进展[51]。还有研究发现，PVT1能够结合并降解miR26b以促进结缔组织生长因子和血管生成素2的表达，从而促进人脐静脉内皮细胞的细胞增殖、迁移和血管形成[52]。

4 总结与展望

综上所述，众多研究已表明PVT1从基因突变、转录及转录后水平变化等多个方面调控细胞的增殖、迁移和凋亡等生物学行为，并通过调控多条信号通路参与疾病的发生发展。PVT1作为一个新兴的lncRNA受到众多研究者的青睐，且已揭示了其在众多疾病发生发展中的作用，但其在POP疾病中的作用还尚未可知。因此，从分子层面深入探索PVT1在其他疾病中的调控机制，不仅可以为其他疾病的诊断和治疗提供新的分子靶标，而且还能为POP疾病的诊断、治疗以及预后提供新的参考依据。