miRNA和lncRNA与乳腺癌关系的研究进展

黄晶晶 综述，彭名奎 审校

(钦州市妇幼保健院基因与遗传实验室，广西 钦州 535000)

乳腺癌是一种女性恶性肿瘤，病死率极高[1]。该病的发生、发展及其发病机制已成为医学研究热点。相关研究表明，该病的发生可能是由于环境和年龄导致的表观遗传改变，使基因表达异常[2]。目前，随着分子生物学研究的深入，非编码RNA(ncRNA)不仅可在转录和转录后水平控制基因表达，还可在基因表达的表观遗传调控中发挥重要作用[3-4]，逐渐成为肿瘤发生、发展的研究焦点。其中微小RNA(miRNA)和长非编码RNA(lncRNA)是两种重要的ncRNA分子，通过靶基因的调控影响乳腺癌细胞的正常表达，改变正常生理功能，如乳腺癌细胞增殖、转移和凋亡等，在乳腺癌发生、发展中扮演着重要角色[5]。因此，现将miRNA和lncRNA在乳腺癌中的最新研究进展综述如下。

1 ncRNA概述

在真核生物基因组中转录的基因约占90%，其中不到2%是编码蛋白质的基因，大多数基因是ncRNA[6]。可见ncRNA是一种特殊的RNA分子，主要在基因组中转录，但没有翻译蛋白质的潜力[7]，但这并不意味着这种RNA在人类基因组中没有生物学功能，其仍广泛参与了染色质重塑、转录、转录后和信号传导的调控，并与人类各种疾病的发生、发展密切相关。根据相对分子质量大小，ncRNA可分为lncRNA和短非编码RNA(sncRNA)[8]。其中sncRNA主要包括miRNA、piwi相互作用RNA、小干扰RNA等。本文主要讨论两种常见类型ncRNA——miRNA和lncRNA，虽然与乳腺癌相关ncRNA也涉及其他几种小分子，如snoRNA、小干扰RNA和piwi相互作用RNA等[9-11]。但目前miRNA和lncRNA在乳腺癌中仍是主要参与者。

1.1miRNA 其是相对分子质量小(19～25个核苷酸)且相对保守的特殊sncRNA，广泛存在于人类遗传基因组中，发挥着不同的生理作用，1/3的miRNA基因参与了器官形成、个体生长及发育、物质代谢等生理过程，还与肿瘤的发生、发展密切相关[12]。主要原因是miRNA分子调控着细胞增殖、分化、凋亡和转移[13]，能与特定的目标基因结合，调节下游目标基因的转录和翻译，并具有肿瘤促癌因子和抑癌因子的作用。

1.2lncRNA lncRNA是一种相对分子质量超过200个核苷酸的ncRNA。过去一直认为，lncRNA是一种没有生物学功能的“转录噪声”，是存在于人类基因组中的无用序列，但现在越来越多的相关研究表明，lncRNA的异常表达或功能异常与多种肿瘤的恶性生物学行为息息相关[14]。其作用机制主要是通过对lncRNA的多种生物功能(如细胞增殖、细胞周期调控、凋亡、转录和转录后调控、表观调控和染色体修饰等)进行调控的[15]。同时，更是有大量研究表明，在胃癌、肝癌、前列腺癌、宫颈癌、乳腺癌的发生、发展、增殖、侵袭、转移和复发等方面lncRNA也扮演着重要角色[16-20]。因此，研究lncRNA与癌症的关系及其作用机制，充分认识肿瘤的发生、发展对肿瘤的治疗将会是一个强有力的储备。

2 miRNA是乳腺癌的调控因子

近年来，越来越多的miRNA种类被证明与乳腺癌的发病和病程进展相关，部分学者认为，miRNA可作为促癌因子，与乳腺癌的发生、发展呈正相关，而部分学者则认为，miRNA在乳腺癌中发挥着抑癌作用。追溯其原因可能是不同的研究群体产生的差异。至今为止，二者的关系尚处于初级研究阶段。

2.1miRNA在乳腺癌中的促癌特质 miRNA种类繁多，每种基因序列在各种疾病中均有独特的表达模式，与乳腺癌呈正相关的miRNA与多种突变基因和信号通路密切相关。大量研究表明，miRNA基因异常表达与癌症的发展密切相关，各种促癌因子作用于相关靶基因，导致癌症的相关miRNA基因通过上调、增殖、迁移、侵袭、凋亡等途径加速了肿瘤的进程。王晓刚[21]发现，乳腺癌患者血清存在大量miRNA，同时，还发现某些特异性miRNA在乳腺癌中具有更高的灵敏度和特异度。HANNAFON等[22]研究表明，与对照细胞比较，研究组完全消除miR-23b、miR-27b表达，这些乳腺癌细胞的生长和集落形成能力明显降低，强烈表明这两种miRNA具有一定的致癌特性。张诗蒙等[23]研究进一步表明，在乳腺癌中miR-27b表达明显升高，起到了促进细胞增殖的作用。通过荧光定量聚合酶链反应测定MCR-27b转染的乳腺癌细胞MCF-7表达水平，发现miR-27b在乳腺癌中可抑制目标基因——过氧化物酶体增殖物激活受体MCF-7细胞的表达，导致过氧化物酶体增殖物激活受体的表达显著下降和钠氢交换蛋白1表达上升，最终促进癌细胞快速增长。此外，还有其他miRNA，如miR-223、miR-382-5p、miR-106a等在乳腺癌细胞中均表达上调，以肿瘤促癌因子的作用广泛参与了乳腺癌细胞的增殖、转移、侵袭和凋亡[24-26]。

2.2miRNA在乳腺癌中的抑癌特质 miRNA不仅在乳腺癌中具有促进癌症的作用，还可通过调节目标基因减少乳腺癌细胞的增殖，起到抑制癌症的作用。AHMAD等[27]研究表明，转录因子——ELK3和ELK3是miR-135a的直接靶基因，miR-135a可通过靶向调控ELK1和ELK3的下调而发挥抑癌作用。还有MANSOORI等[28]通过对原发恶性组织和正常组织的配对标本分析表明，过度表达的miR-142-3p降低了BTB-CNC异体同源体l mRNA的表达水平，随后抑制趋化因子受体4、基质金属蛋白酶9和血管内皮生长因子蛋白表达导致增殖减少，并控制了乳腺癌细胞的侵袭和迁移。该研究还发现，miR-142-3p的表达可上调miR-330、miR-145、miR-34a等抑癌基因，miR-142-3p抑癌因子的作用得到进一步验证，另外，与miR-142-3p相似的miR-215-5p也与乳腺癌的发生、发展呈负相关。GAO等[29]研究也表明，miR-215-5p能负向调节转录因子SOX9的3′非翻译区，具有抑制乳腺癌细胞生长、转移和浸润的能力。近年来，关于抑癌因子——miRNA的结论陆陆续续被探索，其中LV 等[30]进行的一项meta分析结果显示,miR-145也具备抑癌潜质，与正常组织比较，乳腺癌组织中miR-145表达降低，如miR-145出现低表达的情况还可能与肿瘤大小和淋巴结转移有关，表明miR-145在将来有望成为乳腺癌诊断和判断患者预后的标志物，但目前仍处于探究阶段。

3 lncRNA是乳腺癌的新型潜在标志物

在过去几年里，lncRNA作为乳腺癌的预测、诊断和预后分子被挖掘，在肿瘤界兴起了一波热潮，随后lncRNA的相关研究逐渐增多。XIE等[31]发现，lncRNA UFC1是一种与乳腺癌细胞生物学活性相关的lncRNA，其过表达与乳腺癌细胞增长、转移和侵袭成正比，lncRNA HOTAIR可被认为是一种诊断乳腺癌的新型生物标志物。NIE等[32]在探讨lncRNA Z38与在乳腺癌中的表达模式及检测价值时发现，lncRNA Z38高表达组患者5年整体生存率比低表达组患者生存时间明显减少，表明lncRNA Z38与乳腺癌患者的存活率相关，可作为乳腺癌患者潜在的预后生物标志物。此外，有研究表明，抗分化lncRNA、lncRNA AC073284.4、LncRNA NKILA、lncRNA肿瘤抑制候选基因均可通过介导乳腺癌细胞上皮-间质转化(EMT)而发挥抑癌作用，显著增加靶基因的表达或阻断相关信号通路，抑制乳腺癌细胞的转移和侵袭[33-36]，表明某些lncRNA可能是预测、治疗和预后监测的潜在新型标志物。

4 miRNA和lncRNA的相互调节在乳腺癌的中的作用

大部分实验还处于研究一个miRNA基因或一个lncRNA基因与肿瘤关系的初级阶段，但实际上miRNA、lncRNA与其他基因的相互调节是破坏遗传基因均衡，导致肿瘤发生、发展的主因。

4.1乳腺癌lncRNA与miRNA的正调控 lncRNA和miRNA通过多种生理功能参与了癌症的发生、发展，在癌症的调控中发挥着重要作用。有研究表明，lncRNA LINC00511 与乳腺癌的进展密切相关，LU等[37]研究表明，lncRNA 00511具有乳腺癌的致癌作用，该研究通过力学分析和荧光素酶报告基因检测发现，lncRNA LINC0051作为竞争性内源性RNA靶向调控miR-185-3p/E2F1在乳腺癌中的作用，而lncRNA LINC0051可促进MCF-7细胞中干燥因子的表达。同样，一项关于lncRNA LINC00473的研究表明，降低LINC00473的表达可抑制肿瘤增殖、转移和促进细胞凋亡，其作用机制是通过竞争性miR-198降低lncRNA LINC00473的表达和抑制丝裂原活化蛋白激酶1的表达[38]。此外，最新研究表明，lncATB在临床乳腺癌中表达上调，尤其是在乳腺癌增长、迁徙和侵袭方面高表达，该研究利用细胞迁移和侵袭试验发现，应用lncATB模拟物处理MCF-7细胞与对照组MCF-7细胞比较，MCF-7-ATB细胞中肿瘤细胞的转移和侵袭能力增加了大约2倍，而用miR-200c模拟物处理细胞时发现，肿瘤细胞中的转移和侵袭能力恢复至正常，进一步表明lncATB通过与miR-200c的竞争性海绵和恢复Twist1基因的表达而促进癌细胞转移、侵袭和EMT，从而实现了lncATB对乳腺癌的促进作用[39]。

4.2乳腺癌lncRNA与miRNA的负调控 部分lncRNA基因与miRNA相互调控在乳腺癌的表达下调、抑制乳腺癌的生长并诱导细胞凋亡已成为治疗乳腺癌的潜在切入点。有研究表明，lncRNA PAX8-AS1与乳腺癌的发生、发展密切相关，主要是通过与表达上调miR-17-5p的靶点联合介导黄芩素的抗癌作用[40]。KIM等[41]研究表明，lncRNA MALAT1通过结合和灭活TEAD蛋白抑制乳腺癌细胞的转移。与此相似，lncRNA LINC00899也可通过靶向结合miR-425导致DICER1过表达，抑制乳腺癌细胞的生长和侵袭，促进了癌细胞衰亡[42]。LI等[43]发现，lncRNA生长停滞特异性转录本5(GAS5)上调显著削弱了三阴性乳腺癌细胞的增殖，增强了癌细胞凋亡；同时，其还发现，过表达lncRNA GAS5可破坏miR-196a-5p异位表达的侵袭，并激活下游叉头框蛋白O1/磷酸肌醇-3激酶/蛋白激酶B信号通路，最终遏制肿瘤的促进作用。此外，lncRNA GAS5还可直接逆转EMT，抑制乳腺癌细胞的生长和肺转移[44]。

5 小结与展望

截至目前，miRNA和lncRNA在乳腺癌方面已取得了无数的研究成果，但关于miRNA和lncRNA在乳腺癌的研究仍有许多未解之谜，如lncRNA在乳腺癌治疗监测中的有效性和安全性、miRNA调控乳腺癌的具体机制等。但不可否认的是，随着基因检测和高通量测序的发展，人类对RNA的认识不断加深，对乳腺癌的诊治和预后的监测均取得了突破性进展。本文综述了miRNA和lncRNA对乳腺癌的调控关系，以及miRNA与lncRNA的关系，旨在为人类进一步阐明乳腺癌发生、发展的机制提供新的思路。