长链非编码RNAs在口腔鳞癌中的研究进展

徐文品 焦 琨 综述 张 伟 审校

口腔鳞癌是口腔肿瘤科常见病，好发于舌、颊和牙龈等组织。其恶性程度高，易发生淋巴结转移，导致患者预后不佳，生存率较低。目前临床上普遍采用手术扩大切除和淋巴清扫为主，放化疗为辅等多种综合治疗方法，但患者术后生存期和生活质量仍不理想。报道称口腔鳞癌的发生与发展是一个涉及到多种遗传和表观遗传改变的复杂生物学过程[1]。随着生物信息和基因组学不断的发展和深入，研究证实一组长度大于200 nt、无编码能力的长链非编码RNAs(Long non-coding RNAs，LncRNAs)在口腔鳞癌中存在异常表达。异常表达的LncRNAs可充当不同类型的功能性分子，对细胞的生长增殖、转移和侵袭等生物学行为发挥调控作用[2-4]。本文主要论述口腔鳞癌中相关LncRNAs的表达水平以及阐述对口腔鳞癌细胞生长分化和代谢等生物学行为的影响，为口腔鳞癌诊治提供理论依据和新的临床思路。

1 LncRNAs

Okazaki等[5]首次发现LncRNAs这一新的转录物。起初LncRNAs一直被认为是RNA聚合酶Ⅱ在转录过程中生成的副产物。后来研究证实LncRNAs是一组长度超过200 nt、不能编码蛋白的RNA[6]。虽然它们缺乏编码蛋白的重要开放阅读框，但是Ulitsky等[7]提出LncRNAs可行使多种功能，如直接或间接转录调控、转录因子隔离和蛋白质或RNA的调节等。LncRNAs可作为剪接因子和竞争性内源性RNA(Competitive endogenous RNA，ceRNA)参与干细胞分化和自身免疫疾病调控。研究报道LncRNAs在结直肠癌[8]、肾癌[9]、乳腺癌[10]和食道癌[11]等肿瘤中异常表达。肿瘤中异常表达的LncRNAs广泛涉及各种生理和病理过程，调控肿瘤的生物学行为，如DANCR[12]、PVT1[13]和CASC15[14]等。Gibb等[15]发现LncRNAs在口腔癌前病变和口腔鳞癌中表达异常，第一次阐述了LncRNAs在口腔疾病中的表达水平和作用机制，为LncRNAs在口腔其它疾病研究迈出重要一步。近年来，众多报道称LncRNAs可作为口腔鳞癌的诊断标志物或治疗靶点。

2 口腔鳞癌中相关LncRNAs的异常表达及其作用

2.1 核富集转录物1(Nuclear enriched abundant transcript 1，NEAT1)

NEAT1是重要的细胞功能调节因子，有两种共享相同转录起始位点的转录变体(NEAT1-1和NEAT1-2)，但它们终止位点不同。NEAT1对结肠癌、胆囊癌和卵巢癌等肿瘤的生长和转移起调节作用[16]。鼻咽癌中高表达的NEAT1通过抑制miR-124表达促进鼻咽癌的发展，这一复杂的过程是由调控miR-124/NF-κB信号通路来完成的[17]。Huang等[18]采用RT-PCR在口腔鳞癌细胞系和癌组织中检测到NEAT1表达显著上调，敲除NEAT1后发现口腔鳞癌细胞增殖和侵袭行为受到抑制。低表达的NEAT1可促使癌细胞停滞在G0和G1期并加快癌细胞进入凋亡程序。NEAT1的表达水平与口腔鳞癌的TNM分期和肿瘤的组织学类型密切相关。NEAT1与miR-365的表达呈负相关，抑制miR-365可消除NEAT1敲除后对口腔鳞癌细胞增殖和侵袭能力的抑制作用。NEAT1/miR-365轴可调节RGS20、Cyclin D1、E-钙黏蛋白、N-钙黏蛋白和波形蛋白的表达水平，从而对口腔鳞癌起调控作用。作为miR-365的直接靶点RGS20可通过增强细胞活力和运动性逆转miR-365对肿瘤的抑制作用。故NEAT1/miR-365/RGS20轴可能参与调控口腔鳞癌的生物过程，是口腔鳞癌的治疗靶点。

2.2 转移相关肺腺癌转录物1(Metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1，MALAT1)

MALAT1位于人染色体11q13。MALAT1主要通过选择性剪接和转录调控两种方式发挥作用[19]。MALAT1在肝癌、乳腺癌和骨肉瘤等肿瘤中高表达并发挥调控功能[20]。Chang等[21]研究发现口腔鳞癌中MALAT1显著高表达，敲除MALAT1后癌细胞活力减弱。作为ceRNA的MALAT1一方面调节miR-125b的表达；另一方面经miR-125b途径调控STAT3的表达，以达到完成抑制或促进口腔鳞癌细胞增殖的功能。故MALAT1通过miR-125b/STAT3轴来调控口腔鳞癌细胞的增殖等行为。蛋白印迹实验证实MALAT1通过激活β-catenin和NF-κB通路，参与上皮-间充质转化(Epithelial-mesenchymal transition，EMT)介导口腔鳞癌的转移；同时Slug、Zeb-1和Twist-1等转录因子的表达也受到抑制[22]。LncRNA-MALAT1在舌癌细胞系中高表达并促进舌癌细胞的增殖和侵袭，而肿瘤抑制因子miR-124高表达促使JAG1下调，阻止舌癌向邻近和远处出现侵袭转移[23]。MALAT1/miR-124/JAG1的相互作用对舌癌的发展起重要作用。

2.3 转录超保守元件338(Transcribed ultraconserved element 338，TUC338)

TUC338位于人染色体12q13.13，转录本为590 bp。TUC338可通过相关下游基因如CDK4、CDK6和Cyclin D1或通过转染TUC338改变下游相关因子STAT1、p-STAT1、Akt、p-Akt和Caspase-3的表达继而影响肿瘤的发展。作为靶向TIMP1基因的新型致癌基因，TUC338抑制宫颈癌和结肠癌细胞的转移与侵袭[24]。而在肺癌中TUC338通过激活MAPK途径促进肺癌的侵袭[25]。Ouyang等在25例舌癌组织中发现TUC338高表达并促进舌癌细胞的增殖，瞬间转染shRNA-TUC338后发现舌癌细胞系CAL-27和SCC-9细胞的增殖能力受到明显抑制同时诱导舌癌细胞的凋亡；shRNA-TUC338转染组的舌癌细胞增殖抑制率和癌细胞凋亡率高于对照组和空白组[26]。虽然Si-TUC338对舌癌细胞广泛死亡起着诱导作用，但对处于S期的舌癌细胞没有任何效果，这一点与肝细胞癌不同。综上TUC338可作为舌癌诊断和治疗的标志物，是舌癌潜在的新型治疗靶标。但TUC338作用机制仍不清楚，有待继续研究。

2.4 结肠癌相关转录物2(Colon cancer-associated transcript 2，CCAT2)

CCAT2是一种新型非编码RNA，位于染色体8q24。CCAT2在胃癌和食管鳞癌等肿瘤中异常表达并调控着肿瘤的生物学行为。研究证实，与癌旁组织相比，CCAT2在口腔鳞癌中高表达，沉默CCAT2诱导癌细胞凋亡、抑制癌细胞增殖和减弱侵袭能力[27]。通过激活Wnt/β-catenin信号通路，CCAT2开启致癌效应。氯化锂激活的Wnt/β-catenin信号通路可抑制β-catenin、CCND1和MYC表达，同时激活GSK-3β可恢复以CCAT2为媒介的肿瘤恶性生物学行为。Yan等[28]统计、分析和评估62位口腔鳞癌患者整体生存率与CCAT2的表达水平是否存在相关性，结果显示患者总体生存率与CCAT2表达水平呈负相关。Meta分析也显示CCAT2高表达的患者整体生存率低，恶化率高[29]。CCAT2表达水平对口腔鳞癌的预后评估有着积极的意义。

2.5 SOX21反义RNA1(SOX21 antisense RNA 1，SOX21-AS1)

SOX21-AS1是一组长为2986 bp的长链非编码RNA，位于人染色体13q32.1。SOX21-AS1和SOX21共享一个头对头的启动子。SOX21-AS1可作为增强剂，增强肿瘤抑制基因的mRNA表达；也可作为诱饵，阻止某些转录因子与DNA结合以阻止癌基因转录。SOX21-AS1在肺癌中通过抑制p57发挥癌基因的致癌作用。SOX21-AS1在肺腺癌(Lung adenocarcinoma，LUAD)组织中显著过表达并促进LUAD细胞的增殖。SOX21-AS1作用于靶标miR-145/MYO6轴促进结直肠癌的形成[30]。SOX21-AS1在口腔鳞癌中低表达，加快口腔鳞癌细胞的生长速度和增强癌细胞的侵袭力。体外甲基化实验阐明DNA高甲基化具有抑制口腔癌细胞中SOX21-AS1启动子转录活性的功能；口腔鳞癌中SOX21-AS1表达水平降低与CpG 2区的肿瘤高度甲基化有关，但与CpG 1区和CpG 3区无关[31]。SOX21-AS1的表达水平下调抑制E-钙黏蛋白的表达和促进纤维连结蛋白和Cyclin D1的生成。SOX21-AS1的表达也受口腔鳞癌TNM分期、肿瘤直径大小以及肿瘤类型的影响。口腔鳞癌患者的癌组织中SOX21-AS1表达水平低，其生存期短。因此SOX21-AS1表达水平对口腔鳞癌患者的预后评估有重要的意义。SOX21-AS1可作为口腔鳞癌预后判断的标志物，但SOX21-AS1抑制细胞生长和侵袭的机制仍不清楚。

2.6 牛磺酸上调基因1(Taurine up-regulated gene 1，TUG1)

TUG1是一种常见的LncRNAs。高表达的TUG1有助于食道癌和卵巢癌等肿瘤的转移。Li等[32]证实TUG1在舌癌中高表达，促进舌癌细胞的生长、侵袭和转移；敲除TUG1不仅可抑制细胞的增殖而且增加舌癌化疗的效果。舌癌的TNM分期以及是否出现淋巴结转移都会与TUG1的表达相关。Liang等[33]证实敲除TUG1能抑制β-catenin和Cyclin D1等相关蛋白的表达，从而抑制口腔鳞癌细胞生长增殖、减弱癌细胞侵袭力和促进癌细胞凋亡；同时敲除TUG1可干扰c-myc的mRNA和蛋白质合成，影响口腔鳞癌的进展。在Tca8113和TSCCA口腔鳞癌细胞系中，Wnt/β-catenin途径的活化剂(氯化锂，LiCl)能逆转TUG1敲除后对癌细胞增殖、侵袭和凋亡的影响。TUG1可能是舌癌的一个潜在治疗靶点，但舌癌中TUG1相关作用机制需要进一步研究。

2.7 尿路上皮癌相关1(Urothelial cancer associated 1，UCA1)

UCA1位于染色体19p13.12。UCA1由三个外显子组成，转录本长度为1400 bp。UCA1通过以下途径发挥调控功能：一是调节β-catenin的表达；二是作用于TCF4和Cyclin D1的下游靶分子。UCA1的表达水平与β-catenin、TCF-4和Cyclin D1呈正相关。LncRNA-UCA1最初是在膀胱癌中检测到高表达。胃癌和骨肉瘤中UCA1的高表达促进癌细胞生长增殖和加快癌细胞迁移。在124例舌癌患者的肿瘤组织和癌旁组织中检测到UCA1在肿瘤组中高表达并促进细胞的增殖，沉默UCA1后发现口腔鳞癌细胞的增殖能力出现抑制现象[34]。Fang等[35]发现UCA1抑制miR-184的表达，导致口腔鳞癌细胞增殖能力增强。口腔鳞癌中UCA1表达水平与肿瘤有无淋巴结转移等临床病理特征相关性分析时发现在有淋巴结转移的肿瘤中，UCA1表达水平相对较低。UCA1在口腔鳞癌中异常表达以及对口腔鳞癌的调控作用表明UCA1可作为口腔鳞癌诊治的新依据和靶标。

3 小结与展望

虽然LncRNAs无法编码蛋白，但却参与表观遗传调控、细胞调控和肿瘤调控。长链非编码RNAs的功能性特征为肿瘤的诊治及预后的判断和评估提供了理论依据。近年来，研究发现许多相关LncRNAs在口腔鳞癌中表达异常。异常表达的LncRNAs对口腔鳞癌细胞的生物学行为具有调控作用。这些LncRNAs可作为口腔鳞癌诊断、治疗和预后的标志物或靶点。虽然LncRNAs在口腔鳞癌中的作用机制被逐一阐明，但仍有部分LncRNAs作用机制不明确，仍需要进一步研究。