小核仁RNA宿主基因20在肿瘤中的表达及意义

关沧海，钟翔宇，邰 升，崔云甫，姜兴明

长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)是一类长度>200 nt并且能够调控多种生物学进程的RNA，可以通过参与转录、翻译、蛋白修饰、RNA-蛋白或蛋白-蛋白复合物的形成等方式调控基因表达[1-5]。近年通过肿瘤样本全基因组的关联研究，确定许多lncRNA在各种类型的肿瘤中起到促癌基因或抑癌基因的作用[6-9]。小核仁RNA(small nucleolar RNA,snoRNA)主要位于核仁，在转录过程中起着引导RNA的作用[10-12]。大部分在蛋白编码或非编码基因内含子中的snoRNA被称作小核仁RNA宿主基因(small nucleolar RNA host genes,SNHGs)，它们是一类在多种肿瘤中均有异常表达lncRNA，并参与细胞增殖、迁移、侵袭和化学治疗耐受[13-16]。小核仁RNA宿主基因20(small nucleolar RNA host gene 20,SNHG20)是近年研究较多并且与诸多肿瘤发生和发展密切相关的一种lncRNA，其表达水平与肿瘤患者的临床病理学特征密切相关。SNHG20通过招募转录因子、内源性竞争结合微小RNA(Micro RNA， miRNA)、介导上皮间充质转化(epithelial mesenchymal transition,EMT)以及激活多种信号通路等方式来促进肿瘤的发生和发展。对SNHG20在肿瘤中的表达及相应的调控机制进行深入研究有利于肿瘤的早期筛查、诊断、治疗和预后评估。为此，本文对SNHG20在肿瘤中的表达及意义研究现状进行总结如下。

1 SNHG20简述

SNHG20最早在肝细胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)的研究中被发现，是长度为2183 nt的lncRNA，为SNHGs的一种，曾被称作C17orf86、LINC00338或NCRNA00338[17-20]。SNHG20定位于17号染色体长臂2区5带的2亚带(17q25.2)，介于LOC105371899和LOC105371901间，含有3个外显子并且仅有一种转录异构体NR_027058.1。目前已发现30余种snoRNA宿主基因[20-22]，其中SNHG20是现研究较多并且已被证实能通过多种作用机制对诸多肿瘤的发生和发展进行调控，例如招募转录因子EZH2(enhancer of zeste homolog 2)、借助竞争性内源RNA(competing endogenous RNA,ceRNA)机制调控下游靶基因表达、参与EMT以及激活多种信号通路等，从而促进肿瘤增殖和侵袭、迁移等恶性生物学行为。

2 SNHG20与肿瘤关系

2.1SNHG20与非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC) Chen等[23]通过实时荧光定量聚合酶链反应(quantitative real-time polymerase chain reaction,qRT-PCR)对42例NSCLC组织和临床病理学数据进行定量检测及分析发现，SNHG20在NSCLC组织中表达明显升高，其中高表达SNHG20 21例TNM分期更差且总体生存期(overall survival,OS)更短；细胞学实验(CCK-8、Transwell和流式细胞术)结果表明，转染小干扰RNA(small interfering RNA,siRNA)外源性沉默SNHG20后，肿瘤细胞(SPC-A1和A549)的增殖、侵袭、迁移及细胞周期均被抑制；随后构建的裸鼠移植瘤模型也证明敲低SNHG20能够减缓NSCLC细胞在体内的生长速度；为探求SNHG20如何发挥促癌基因的作用，研究人员利用RNA免疫沉淀法(RNA immunoprecipitation,RIP)证实EZH2可以分别与SNHG20和细胞周期蛋白酶抑制剂p21结合，进而发现SNHG20可以招募EZH2至下游基因p21的启动子区，通过抑制p21的转录来调控NSCLC的恶性生物学行为。此外，有学者证实SNHG20可以作为“分子海绵”内源性吸附miRNA-154进而促进下游癌基因ZEB2(zinc finger e-box binding homeobox 2)的表达[24]。Wang等[25]的实验表明SNHG20能够以激活Wnt/β-catenin信号通路的方式来加快NSCLC的发生和发展。

2.2SNHG20与消化系统肿瘤

2.2.1SNHG20与胃癌：Cui等[26]发现SNHG20是一种在胃癌组织和肿瘤细胞中表达明显上调的lncRNA，并且SNHG20的定量检测结果显示其表达水平不仅与肿瘤的淋巴转移、TNM分期和OS密切相关，还是患者预后的独立危险因素。细胞增殖和侵袭实验的结果表明，过表达SNHG20组的GES-1肿瘤细胞吸光度(optical density,OD)值以及侵入到下室(Transwell实验)的数目都明显高于对照组。进一步研究发现，SNHG20与ZFX(zinc finger protein x-linked)的末端序列GTTTGTT、GUUUGUU和miRNA-495-3p的种子序列CAAACAA均存在互补，SNHG20可以竞争性吸附miRNA-495-3p进而调控下游靶基因ZFX的表达，并且上调ZFX能够提高肿瘤细胞的增殖和侵袭能力；敲减SNHG20对ZFX的抑制作用可以被miRNA-495-3p inhibitor转染所逆转。另有研究表明，SNHG20借助ceRNA机制调控miRNA-140-5p/NDRG3轴来增强肿瘤对5-氟尿嘧啶的耐药性[27]。此外，Liu等[28]还发现异常高表达的SNHG20通过抑制p21和激活EMT途径相关蛋白的表达加速胃癌的进展。

2.2.2SNHG20与肝癌：Zhang等[29]的团队在研究HCC促癌基因时首次发现SNHG20是异常高表达的；高表达的SNHG20与肝癌分期以及肿瘤大小密切相关；Transwell实验结果表明高表达的SNHG20能够增强肿瘤细胞的穿膜能力。Liu等[30]和Tu等[31]在后续的研究中不仅证实上述结果，还进一步探索SNHG20促进HCC发生和发展的机制：前者发现转染pcDNA-SNHG20后，除E-cadherin表达降低之外，ZEB1、ZEB2、N-cadherin和Vimentin的表达均增加，表明上调SNHG20可以参与介导EMT途径来调控HCC的恶性生物学行为；后者通过蛋白质印迹法的结果观察到过表达SNHG20组PTEN(phosphatase and tensin homolog)相对表达更低，预示高表达SNHG20对HCC的促进作用是通过激活PTEN信号通路实现的。此外，Wang等[32]在非酒精性脂肪肝(nonalcoholic fatty liver disease,NALFD)诱发HCC患者的组织中发现SNHG20表达明显高于NALFD以及NALFD-HCC癌旁组织。已有研究证明M1型巨噬细胞发挥肿瘤抑制作用，而M2型巨噬细胞能促进肿瘤发生和发展[33]。NALFD-HCC相比于NALFD，研究发现M1/M2值降低[31]。说明在NALFD向HCC发展过程中肝巨噬细胞极化为M2型，沉默SNHG20可以提高M1/M2值。

2.2.3SNHG20与结肠癌(colon cancer,CC)：Li等[34]在对107例CC的组织样本和临床病理学数据进行qRT-PCR定量检测和统计学分析中发现CC组织中SNHG20呈异常高表达；单因素和多因素分析提示SNHG20定量检测可以作为患者预后的独立危险因素；受试者工作特征(ROC)曲线分析结果表明SNHG20对于鉴别肿瘤有较高的价值(曲线下面积0.843)。CCK-8检测结果提示，过表达SNHG20组肿瘤细胞在波长为450 nm处的OD值更高；上调SNHG20可以加速肿瘤细胞的迁移和侵袭[34]。李舟等[35]的实验结果与上述相同。有学者还发现过表达的SNHG20能够增加肿瘤细胞对5-氟尿嘧啶的耐药，上调SNHG20可以使5-氟尿嘧啶半抑制浓度显著提高；进一步的体外细胞学实验证实，SNHG20能够抑制CC细胞株PTEN的表达，而p-PI3K和p-AKT表达水平明显上调[36]。由此可见，SNHG20通过调控PTEN/PI3K/AKT信号通路调节CC细胞对5-氟尿嘧啶的敏感性。

2.3SNHG20与卵巢癌 在定量检测30例卵巢癌组织样本并对临床病理学数据进行统计学分析后，He等[37]发现SNHG20在卵巢癌组织中呈异常高表达，且其表达水平与肿瘤淋巴远处转移和临床高分期密切相关，对SNHG20的定量检测可以用来评估患者的预后情况。CCK-8、细胞克隆和侵袭实验的结果显示上调SNHG20的表达可以促进细胞的增殖和侵袭；转染特异性siRNA外源性沉默SNHG20后可以抑制肿瘤细胞的增殖和侵袭能力[38]。进一步研究表明 SNHG20可以通过激活Wnt/β-catenin信号通路加快肿瘤发展进程[37]。在上述研究的基础上，Wang等[38]发现过表达SNHG20能够促进N-cadherin等间质细胞蛋白标志物的表达，从而诱导卵巢癌的EMT。

2.4SNHG20与宫颈癌 Guo等[39]研究发现，SNHG20在宫颈癌组织中明显高表达，SNHG20的表达水平和肿瘤大小、国际妇产科联盟分期以及淋巴侵袭密切相关。MTT实验结果表明，转染siRNA干扰SNHG20表达能够导致细胞的活性(OD 570 nm)下降；Transwell结果提示沉默SNHG20可以减缓细胞穿透基底膜的速度以及减少进入下室的细胞数目。该研究团队进一步证实SNHG20和ADAM10(disintegrin and metalloproteinase domain-containing protein 10)能够与miRNA-140-5靶向结合；宫颈癌中表达异常上调的SNHG20利用ceRNA机制内源性吸附miRNA-140-5p，从而阻止miRNA-140-5p与下游促癌基因ADAM10的结合来上调靶基因的表达。此外，程凯等[40]还发现SNHG20能够通过降低miRNA-495的表达从而调控宫颈癌的发生和发展，然而根据内源性竞争机制此团队并没有指出更具体的下游靶基因，有待后续研究人员的进一步探索和完善。

2.5SNHG20与前列腺癌(prostate cancer,PC) Wu等[41]对68例PC的组织样本进行qRT-PCR定量检测及分析发现SNHG20在PC肿瘤组织中异常高表达；SNHG20的表达水平与肿瘤大小和肿瘤复发率呈正相关；高水平表达SNHG20患者的OS和无病生存期更低；SNHG20的定量检测可以作为PC患者预后评估的独立危险因素。Transwell、流式细胞术和蛋白质印迹法结果显示，沉默SNHG20可以抑制肿瘤细胞的侵袭迁移，导致更多细胞停滞于G0/G1期，并且还能上调Bax等促凋亡基因的表达进而诱导细胞发生凋亡。进一步研究证实，SNHG20和SCGB2A1(secretoglobin family 2A member 1)与miRNA-6516-5p有相同的结合位点，SNHG20借助ceRNA机制与SCGB2A1竞争性结合miRNA-6516-5p；外源性上调miRNA-6516-5p的表达或下调SCGB2A1的表达均可以逆转SNHG20过表达对肿瘤上述恶性生物学行为的促进作用。

2.6SNHG20与乳腺癌 Guan等[42]对20例乳腺癌的肿瘤组织样本进行定量检测及分析发现，SNHG20在乳腺癌组织中异常高表达且其表达水平与组织学分级、淋巴转移以及TNM分期密切相关，SNHG20高水平表达是影响乳腺癌患者整体生存情况的重要因素。体内、外试验结果证实上调SNHG20的表达可以促进肿瘤细胞的增殖和侵袭，加快体内移植瘤的生长速度；转染特定siRNA下调SNHG20的表达可以抑制上述肿瘤恶性生物学行为，同时降低体内肿瘤肺转移的发生率。进一步研究发现，异常高表达的SNHG20能够作为ceRNA吸附miRNA-495，进而介导其下游靶基因HER2高表达；HER2是已知的在乳腺癌中高表达并且和肿瘤发生和发展密切相关的基因，SNHG20对HER2表达的正向调控作用可以被预先反向上调miRNA-495逆转。

综上所述，随着测序技术的不断发展已经有大量的lncRNA被发现，并且lncRNA的异常表达以及其促癌或抑癌机制也逐渐被揭示。SNHG20是在诸多恶性肿瘤中异常高表达的lncRNA，其表达水平与肿瘤的功能和不良预后密切相关。SNHG20可以通过多种机制调节肿瘤的发生和发展，其中包括作为ceRNA竞争结合miRNA、招募蛋白阻碍下游靶基因转录启动及激活不同信号通路等。然而，目前对于SNHG20的研究还远远不够，其在其他肿瘤中的表达以及更具体的上下游分子调控机制仍需进一步探索。伴随着技术的进步及研究的深入，相信上述问题得到解决的同时SNHG20也能为相关肿瘤的诊断和治疗提供新思路。