长链非编码RNA 在卵巢癌增殖和侵袭中的作用机制

张丁丁，梁敬青，谷楠楠，刘素芬

卵巢癌是全球女性最致命的癌症之一，发病率位居妇科恶性肿瘤第3 位，且呈逐年上升趋势，其死亡率位居女性生殖系统恶性肿瘤之首，严重威胁女性的生命健康[1]。由于卵巢癌早期没有典型的临床症状，就诊时70%的患者已处于晚期并伴有远处转移[2]，并且经治疗后的患者3 年累积复发率仍高达70%，5年总生存率仅29%[1]。因此，明确卵巢癌增殖和侵袭的分子机制，对提高晚期卵巢癌患者的生存率尤为重要。研究证实，长链非编码RNA（long non-coding RNA，lncRNA）在卵巢癌的增殖和侵袭中发挥着重要作用。为了获得更好的临床疗效，迫切需要探索卵巢癌增殖和侵袭的分子机制[3]。

LncRNA 是一类长度超过200 个核苷酸的非编码RNA，是表观遗传学不可或缺的组成部分[4]。越来越多的证据表明lncRNA 在乳腺癌[5]、胃癌[6]、肺癌[7]、前列腺癌[8]和结直肠癌[9]等多种恶性肿瘤的增殖和侵袭中发挥关键作用，卵巢癌中也有大量的文献报道，故就现有文献中关于lncRNA 在卵巢癌增殖和侵袭中的机制进行归纳总结。

1 卵巢癌中高表达的lncRNA 在卵巢癌增殖和侵袭中的机制

已有大量研究证实了多种高表达的lncRNA 发挥促进卵巢癌增殖和侵袭的重要作用，其中包括牛磺酸上调基因1（taurine upregulated gene 1，TUG1）、Ι型同源框基因（Homeobox，HOX）基因家族、肺腺癌转移相关转录本1（metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1，MALAT1）、核丰富转录本1（nuclear enriched abundant transcript 1，NEAT1）、淋巴细胞白血病缺失基因1（deleted in lymphocytic leukemia 1，DLEU1）、DNA 损伤诱导的非编码RNA（non-coding RNA activated by DNA damage，NORAD）、结肠癌相关转录本1（colon cancer-associated transcript 1，CCAT1）和EBIC（E2H2-binging lncRNA in cervical cancer）等多种lncRNA。

1.1 TUG1TUG1 是一种致癌基因，位于染色体22q12 上，是一种常见的在人类正常组织和癌细胞中均表达的lncRNA，核苷酸大小为6.7 kb，在细胞增殖、侵袭等病理过程中发挥重要作用。实验结果表明，TUG1 在卵巢癌细胞系SKOV-3 中表达上调，用lncRNA 模拟质粒转染卵巢癌细胞后，发现TUG1 的表达上调，卵巢癌细胞的增殖增加，进一步恢复实验（rescue experiment）表明lncRNA TUG1 通过调节上皮性卵巢癌细胞中的极光激酶A（aurora kinase A，AURKA）促进细胞增殖，抑制细胞凋亡[10]。LncRNA分子可以在转录、转录后和表观遗传水平调控基因表达，影响肿瘤的增殖侵袭，Liu 等[11]检测发现，卵巢癌组织中lncRNA TUG1 的表达显著高于邻近非肿瘤组织，且lncRNA TUG1 在上皮性卵巢癌细胞株（HO8910、SKOV-3 和CAOV3）中表达上调，同时发现上皮性卵巢癌细胞中β-catenin、周期蛋白D1（cyclin D1）和c-Myc 的水平提高，并可以通过Wnt/β-catenin 途径促进上皮性卵巢癌细胞增殖和侵袭；而下调TUG1 可以使β-catenin、周期蛋白D1（cyclin D1）和c-Myc 这些蛋白的表达水平降低，从而抑制上皮性卵巢癌细胞的增殖和侵袭；用si-TUG1 敲除TUG1 后，上皮性卵巢癌细胞的增殖显著降低，推测敲除该基因可能作为一种新的治疗方法，即可以尝试开发使TUG1 下调的治疗药物，有望通过用该类药物抑制上皮性卵巢癌的增殖和侵袭，为卵巢癌的治疗带来希望。该研究还进行了临床病理相关性分析，表明TUG1 的表达与卵巢癌患者的淋巴结转移、TNM 分期和临床分期有关。Zhan 等[12]的细胞实验表明，lncRNA TUG1 在卵巢癌细胞系（A2780、SKOV-3和HO8910）中过表达，而微小RNA-186-5p（miR-186-5p）的表达是下调的，lncRNA TUG1 可直接靶向miR-186-5p，上调转录因子E 盒结合锌指蛋白（zinc-finger E-box binding homeobox 1，ZEB1）并最终促进卵巢癌细胞的增殖和侵袭，且使用慢病毒载体敲除TUG1 可以抑制卵巢癌细胞的增殖和侵袭。

1.2 HOX 家族基因HOX 家族基因也被称为Ⅰ型同源框基因，HOX 基因编码了一个高度进化保守的同源域家族，几乎在所有真核细胞中都能找到，在人类，39 个HOX 家族基因根据其序列相似性和在染色体上的位置被分为HOXA、HOXB、HOXC 和HOXD[13]。HOX 家族基因在调控卵巢癌的增殖中发挥重要作用。LncRNA 的异常（如过表达、缺失或突变）与多种癌症相关，包括卵巢癌[14]。

HOXB 簇反义RNA3（HOXB cluster antisense RNA3，HOXB-AS3）是编码53 个氨基酸分子组成的多肽的lncRNA，HOXB-AS3 在卵巢癌组织和细胞中大量表达。HOXB-AS3 水平高的上皮性卵巢癌患者的总体生存期显著缩短。Xu 等[14]检测发现上皮性卵巢癌组织和上皮性卵巢癌细胞系（SKOV3、A2780）中，lncRNA HOXB-AS3 大量表达，通过分析卵巢癌患者的临床病理特征发现，其高表达与患者的总生存期短有关，进一步研究发现，转染si-HOXB-AS3 后上皮性卵巢癌的糖酵解量显著降低，敲除HOXB-AS3还可以海绵化（sponging）吸附miR-378a-3p，降低乳酸脱氢酶A（LDHA）的表达和细胞外酸化率，从而抑制上皮性卵巢癌的增殖和侵袭，HOXB-AS3 可能是上皮性卵巢癌患者预后的独立因素和治疗靶点。

HOXD 簇反义RNA1（HOXD duster antisense RNA1，HOXD-AS1）在肿瘤的进展中发挥着重要的调节作用，HOXD-AS1 在上皮性卵巢癌组织和细胞中均呈高表达[15]。Zhang 等[15]从卵巢癌患者术后的组织中检测出lncRNA HOXD-AS1 表达高于癌旁非肿瘤组织，在卵巢癌细胞系（SKOV-3、HO8910、ES-2、CAOV3）中检测出lncRNA HOXD-AS1 的表达高于正常卵巢细胞系，研究表明lncRNA HOXD-AS1 通过靶向miR-133a-3p 可激活Wnt/β-catenin 信号通路，促进上皮性卵巢癌细胞的增殖和侵袭。用si-HOXD-AS1 敲除该基因可以抑制上皮性卵巢癌的增殖和侵袭，进行临床分析发现HOXD-AS1 的高表达与上皮性卵巢癌患者的国际妇产科联盟（The International Federation of Gynecology and Obstetrics，FIGO）分期晚期、区域淋巴结转移和总体生存率低有关。推测若能及早采取干预措施可能会改善卵巢癌患者的结局，延长生存期。

1.3 MALAT1MALAT1 是一个在癌症中被广泛研究的lncRNA，主要定位于细胞核，在哺乳动物中高度保守[16]，其首次被发现于非小细胞肺癌中，位于染色体11q13.1，越来越多的实验证明MALAT1 参与了肿瘤的发生、发展和转移，其可以调节一系列靶基因和信号通路影响患者生存，在肝癌、宫颈癌、乳腺癌、卵巢癌和结直肠癌中被证明可以调节肿瘤细胞的增殖、迁移、侵袭和转移[17-18]。Sun 等[18]在人卵巢癌细胞株（CAOV3、SKOV-3、OVCAR-3 和OV90）检测出lncRNA MALAT1 的表达高于正常卵巢细胞株，MALAT1 与miR-503-5p 相互作用可以调控卵巢癌细胞的生长，证明了lncRNA MALAT1 可通过负调控miR-503-5p 激活JAK2/STAT3 信号通路，诱导卵巢癌细胞的增殖，抑制其凋亡。转染微小RNA（siRNA）敲除MALAT1 后，可以抑制卵巢癌细胞的增殖。Jin 等[19]从卵巢癌患者术后的组织检测发现lncRNA MALAT1 在卵巢癌组织中的表达较正常组织增加，证实抑制lncRNA MALAT1 可通过下调磷脂酰肌醇3 激酶/蛋白激酶B（phosphatidylinositol-3-kinase/protein kinase B，PI3K/AKT）途径抑制上皮性卵巢癌的增殖；通过构建异种移植瘤小鼠模型还发现，转染si-MALAT1 组的小鼠肿瘤生长较小，生存分析结果显示高表达MALAT1 的上皮性卵巢癌患者的5 年生存率显著降低，MALAT1 的表达影响临床预后和肿瘤转移，推测其可作为一种新的标志物用于早期诊断。

1.4 NEAT1NEAT1 位于染色体11q13.1[20]，是由多发性内分泌腺瘤综合征1 型基因位点转录而来的，已知在许多癌症中具有促进肿瘤细胞增殖和侵袭的作用，包括卵巢癌，其具有促进细胞攻击和增殖的能力[21]。已有多项研究表明，NEAT1 是一种在肿瘤组织中相对正常组织过度表达的致癌基因，促进肿瘤细胞的进展[20]。Yuan 等[21]在人卵巢癌细胞株（SKOV-3、OVCAR-3）中检测出lncRNA NEAT1 的表达显著高于正常人卵巢上皮细胞株，证实lncRNA NEAT1 在卵巢癌细胞中是过表达的，可通过海绵化吸附miR-365，上调成纤维细胞生长因子9（fibroblast growth factor 9，FGF9），从而促进卵巢癌细胞的增殖；用shNEAT1 转染SKOV-3 细胞和OVCAR-3 细胞，检测到敲除NEAT1可以抑制卵巢癌细胞的增殖，lncRNA NEAT1 的下调可以促进miR-365 的表达升高，使FGF9 的表达下降，从而抑制卵巢癌的增殖。Yin 等[22]的研究表明，敲除NEAT1 可以抑制卵巢癌细胞的增殖、集落形成、迁移和侵袭，同时刺激细胞凋亡。该研究检测了68 例卵巢癌患者的癌组织及癌旁组织，发现卵巢癌组织中NEAT1 的表达增高，let-7g 表达下降，同时对卵巢癌细胞系（ES2、A2780、HO8910、SKOV-3）进行检测得到了同样的结果；进一步研究了let-7g 对中胚层特异性转录本（mesoderm specific transcript，MEST）/脂肪甘油三酯脂肪酶（adipose triglyceride lipase，ATGL）的调控机制，最终得出NEAT1 可以竞争性结合let-7g，并抑制其表达，从而促进MEST 的表达，抑制ATGL 表达，促进卵巢癌细胞的增殖和侵袭；实验敲除小鼠肿瘤模型的NEAT1 后发现，其MEST 表达降低，let-7g 和ATGL 表达水平提高，肿瘤进展得到了抑制。上述研究提示，靶向NEAT1 可能有助于开发预防和治疗卵巢癌的新疗法。

1.5 DLEU1DLEU1 最早在慢性淋巴细胞白血病中被报道，后来在多种恶性肿瘤中发现其过表达[3]。目前研究DLEU1 生物学功能的文献较少，有文献表明，DLEU1 通过与miR-490-3p 相互作用和改变CDK1 的表达促进卵巢癌的发生发展[23]。Xu 等[3]分析了TCGA 数据库中DLEU1 的表达，结果显示，卵巢癌组织中DLEU1 的表达高于正常组织；检测卵巢癌细胞（SKOV-3、A2780）发现，lncRNA DLEU1 在卵巢癌细胞中的表达显著上调，DLEU1 的表达还与FIGO分期及放化疗相关；用si-DLEU1 沉默该基因可以通过调控miR-429/TFAP2A 轴抑制卵巢癌细胞的增殖和侵袭。DLEU1 有望成为卵巢癌的治疗靶点。

1.6 NORADNORAD 是一种被DNA 损伤激活的lncRNA，已证实其在许多肿瘤中表达紊乱，lncRNA的表观遗传调控在肿瘤进展中发挥关键作用，可探讨其作为肿瘤诊断和治疗的靶点的价值。Xu 等[24]对卵巢癌患者术后的组织和卵巢癌细胞系（SKOV-3、HO8910、A2780、OVCAR-3）进行检测，发现lncRNA NORAD 在卵巢癌组织和细胞系中呈高表达，而miR-199a-3p 呈低表达的，实验证明抑制lncRNA NORAD表达或上调miR-199a-3p 表达可抑制卵巢癌细胞的增殖侵袭。Tong 等[25]发现NORAD 在上皮性卵巢癌细胞株（SKOV-3、CAOV3、CAOV4、OVCAR-3、HEYT30、ES-2 和SW/626）的表达显著高于正常人卵巢上皮细胞系（HS832）；在17 例诊断为上皮性卵巢癌的患者中，肿瘤组织中NORAD 的表达高于相邻的非肿瘤组织；将NORAD 用慢病毒包装载体转染于OVCAR-3和ES-2 细胞系，其表达下调且癌细胞的增殖速度明显减慢，该研究表明NORAD 在上皮性卵巢癌中上调，其下调后通过与miR-155-5p 竞争抑制癌细胞的增殖。

1.7 LncRNA CCAT1CCAT1 是近年发现的一种致癌基因，位于染色体8q24.21，首先被发现在结肠癌中上调[26]。Lai 等[27]从卵巢癌患者术后的组织中检测出lncRNA CCAT1 的表达高于邻近非卵巢癌组织，在卵巢癌细胞系（SKOV-3、OVCAR-3）中同样检测出lncRNA CCAT1 的表达高于正常卵巢上皮细胞，实验证实lncRNA CCAT1 可以通过海绵化吸附miR-1290 促进卵巢癌的增殖；进一步研究发现，lncRNA CCAT1 的表达与卵巢癌患者的预后、肿瘤大小和淋巴结转移密切相关，lncRNA CCAT1 表达较高的卵巢癌患者生存期较短，其表达水平可以作为卵巢癌患者生存时间的指标，降低其表达程度有望延长卵巢癌患者的生存时间。

1.8 LncRNA EBIC越来越多的证据表明EZH2常在人类多种癌症中过度表达，并能促进细胞增殖、侵袭，lncRNA HEIH、H19 和HOTAIR 已被证明与EZH2 物理结合，并在调控癌症表观基因组中发挥重要作用[28]。Xu 等[29]通过RNA 免疫沉淀发现了一个特异的差异表达的lncRNA 可以物理结合EZH2（enhancer of zeste homolo 2），被称为lncRNA EBIC。该研究发现，与癌旁组织比较，lncRNA EBIC 在卵巢癌组织中高表达，在卵巢癌细胞株（SKOV-3、OVCAR-3）同样检测出lncRNA EBIC 的高表达，细胞实验证明lncRNA EBIC 过表达通过激活Wnt/βcatenin 信号通路促进卵巢癌细胞的侵袭，同时还可以抑制PI3K/AKT 信号通路，促进卵巢癌细胞的侵袭。进一步研究发现，lncRNA EBIC 的表达与预后、肿瘤大小和淋巴结转移密切相关，EBIC 过表达的卵巢癌患者预后较差，其可能是卵巢癌患者潜在的独立预后因素，也有望成为卵巢癌的治疗靶点。

上述几种lncRNA 在卵巢癌中都呈高表达。lncRNA 作为一类具有多种功能的非编码RNA 分子，可以通过靶向下游基因或激活下游信号通路的方式促进卵巢癌的增殖和侵袭，敲除或沉默高表达的lncRNA 可以阻断下游通路，进而抑制卵巢癌的增殖和侵袭，为卵巢癌的诊断和治疗提供了思路，可能是卵巢癌诊断和治疗的靶点。多项临床病理分析表明，lncRNA 与肿瘤分期、淋巴结转移和生存期也存在一定相关性，也可能是预测预后和生存时间的标志物。

2 卵巢癌中低表达的lncRNA 在卵巢癌增殖和侵袭中的机制

有一部分lncRNA 在卵巢癌细胞中的表达呈下调状态，可以通过某些途径抑制卵巢癌细胞的增殖，如母系表达3 基因（maternally expressed 3 gene，MEG3）、X 染色体失活特异转录因子（X inactive specific transcript，XIST）和CTBP1-AS2 等。

2.1 MEG3MEG3 是位于14q32 染色体上的DLK1 MEG3 位点的一部分，编码一个lncRNA MEG3 RNA[30]。Wang 等[31]在卵巢癌细胞株SKOV-3和卵巢癌组织中检测出MEG3 和人第10 号染色体缺失的磷酸酶及张力蛋白同源的基因（phosphates and tensin homologue deleted on chromosome ten，PTEN）的表达水平低于正常卵巢细胞株和正常卵巢组织，细胞实验表明，使用PCMV6-MEG3 转染后，lncRNA MEG3 表达上调，可通过靶向PTEN 抑制卵巢癌细胞的增殖，促进细胞凋亡，阻断细胞周期进展，并用4 只裸鼠进行实验验证了此通路。Tao 等[30]发现在卵巢癌组织（n=20）中MEG3 的表达水平显著低于其癌旁组织，同时发现卵巢癌细胞株（SKOV-3、OVCAR-3、OVCAR-5、OVCAR-8）中MEG3 的表达水平也低于正常卵巢细胞株；使用pc-MEG3 转染后，细胞中lncRNA MEG3 表达增加，通过海绵化吞噬miR-205-5p 抑制卵巢癌细胞的增殖和侵袭，促进细胞凋亡。推测逆转MEG3 的低表达，使其表达上凋，可通过靶向或吞噬下游分子抑制卵巢癌的进展，可能为卵巢癌的靶向治疗提供研究方向。

2.2 XISTXIST 是一种17 kb 的lncRNA，通过调节哺乳动物X 染色体失活，使XX 雌性和XY 雄性基因剂量相等[32]。越来越多的证据表明，XIST 在多种癌症中表达失调，并与其他转录因子相互作用来调控癌细胞的病理进展。Wang 等[33]采用慢病毒转导技术上调卵巢癌细胞系（CAOV3、OVCAR-3）中XIST 的表达，发现XIST 上调可以通过反向下调hsa-miR-214-3p抑制癌细胞的增殖侵袭；并进行体内肿瘤异种移植实验，将慢病毒转导的CAOV3 细胞接种于5 周龄裸鼠，发现肿瘤生长受到明显抑制。Guo 等[34]发现卵巢癌患者（25 例）的肿瘤组织中XIST 的表达水平显著低于癌旁组织，而miR-106a 的表达水平升高，该研究还发现卵巢癌细胞株（A2780、SKOV-3、OV90、CAOV3）中XIST 的表达低于正常卵巢细胞株，体内小鼠实验证明上调XIST 可通过海绵吸附miR-106a有效抑制肿瘤生长，降低卵巢癌细胞的增殖，促进细胞凋亡。推测通过不同方法逆转XIST 的低表达，可能会抑制卵巢癌细胞的增殖。

2.3 CTBP1-AS2CTBP1-AS2 是近来发现的一种新的lncRNA，其可能在卵巢癌中发挥抑瘤作用，Cui等[35]分析TCGA 数据集发现CTBP1-AS2 在卵巢癌中表达下调，从卵巢癌患者术后组织中检测出CTBP1-AS2 的表达低于邻近的非肿瘤组织，细胞实验证实CTBP1-AS2 在卵巢癌中表达下调，过表达CTBP1-AS2 可通过海绵化miR-216a 上调PTEN，从而抑制卵巢癌细胞的增殖，进一步的生存分析表明CTBP1-AS2 的下调提示预后不良，其可能是预测卵巢癌预后的标志物。

综上，lncRNA MEG3 在卵巢癌中表达是下调的，可以通过靶向下游基因或激活下游信号通路的方式抑制卵巢癌的增殖侵袭；lncRNA XIST 可以靶向下游基因，降低卵巢癌细胞的增殖；lncRNA CTBP1-AS2 也可以调控下游靶向轴抑制卵巢癌的增殖，上述lncRNA 也为卵巢癌的诊断和靶向治疗提供了方向。

3 结语与展望

lncRNA 与其他转录因子相互作用，激活下游信号通路，或通过靶向基因表达参与细胞增殖和侵袭等生物学过程，从而促进或抑制卵巢癌的增殖侵袭，在卵巢癌这一恶性肿瘤的进展中发挥重要的调控作用。有些lncRNA 敲除以后，卵巢癌的进展受到抑制，有些lncRNA 下调以后也能抑制卵巢癌的增殖侵袭，还有的lncRNA 与肿瘤的大小、淋巴结转移、卵巢癌患者的生存期和不良预后密切相关，这些都为进一步研究卵巢癌指明了方向。因此，探讨卵巢癌增殖侵袭的分子机制具有重要意义，能够为卵巢癌的治疗和诊断提供新的靶点。虽然目前已知的参与调控卵巢癌增殖侵袭的lncRNA 较多，但lncRNA 在卵巢癌增殖侵袭中的作用及机制仍待进一步研究，其次，以上多种实验研究大多为细胞实验，存在一定的局限性。在未来几年，一些lncRNA 可能会成为卵巢癌的诊断和治疗靶点、预测预后和生存期的标志物，同时也为更多的学者研究lncRNA 在卵巢癌中的作用提供了参考。

志谢诚挚地感谢贾中芝导师在此篇论文修改、定稿中作出的贡献。