郭學(xué)旺，徐燕穎

人類基因組測序結(jié)果顯示，70%的基因組可以轉(zhuǎn)錄成RNA，然而僅有2%的基因組可以最終翻譯成蛋白質(zhì)，由此可見基因組中包含大量的非編碼RNA，包括微小 RNA（microRNA，miRNA）、小干擾RNA（small interfering RNA，siRNA）、Piwi相互作用RNA（Piwi-interacting RNA，piRNAs）、長鏈非編碼RNA（long non-coding RNA，lncRNA）等[1]。在對基因組的早期研究中，蛋白編碼基因長期居于至關(guān)重要的地位，而如今越來越多的研究發(fā)現(xiàn)lncRNA、miRNA等非編碼RNA在腫瘤發(fā)生、發(fā)展過程中發(fā)揮關(guān)鍵的調(diào)節(jié)作用[2-3]。這些非編碼RNA幾乎在所有腫瘤形成過程中通過調(diào)節(jié)腫瘤微環(huán)境發(fā)揮功能[4]。在非編碼RNA中，lncRNA作為一種主要發(fā)揮調(diào)節(jié)作用的核苷酸序列，在近幾年成為惡性腫瘤研究領(lǐng)域的熱點。近來，學(xué)者發(fā)現(xiàn)lncRNA結(jié)腸癌相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子 1（colon cancer associated transcript 1，CCAT1）在女性生殖系統(tǒng)惡性腫瘤中的異常表達(dá)對疾病的診斷和預(yù)后具有重要的研究意義。關(guān)于lncRNA CCAT1在婦科惡性腫瘤中的表達(dá)水平及作用機(jī)制的研究有待為婦科惡性腫瘤的診斷及治療提供新的指標(biāo)以及治療靶點。本文就CCAT1的生物學(xué)特性及其在三大常見婦科惡性腫瘤中的作用進(jìn)行闡述。

1 lncRNA CCAT1

lncRNA是一種長度超過200個核苷酸的非編碼RNA序列，沒有開放閱讀框，其本身無法翻譯成蛋白質(zhì)，只能參與轉(zhuǎn)錄過程的調(diào)控[5]。越來越多的證據(jù)表明，lncRNA在諸多細(xì)胞生命過程（細(xì)胞周期、分化、凋亡、轉(zhuǎn)移及腫瘤發(fā)生等）中通過轉(zhuǎn)錄調(diào)控、蛋白質(zhì)修飾、RNA-蛋白或蛋白-蛋白復(fù)合物的形成等途徑在細(xì)胞編程的調(diào)控中發(fā)揮重要作用[6]。此外Engreitz等[7]還證實lncRNA發(fā)揮功能并不局限于其基因座，還通過基因串?dāng)_對編碼基因及其他非編碼基因進(jìn)行調(diào)控。另有研究表明，miRNA與mRNA上的miRNA應(yīng)答元件結(jié)合可引起mRNA翻譯抑制或降解，當(dāng)lncRNA與這個mRNA存在相同的miRNA應(yīng)答元件時，它們之間即構(gòu)成了競爭結(jié)合miRNA的作用關(guān)系，稱之為內(nèi)源競爭 RNA（competing endogenous RNA，ceRNA），miRNA 則在其中發(fā)揮重要的關(guān)聯(lián)節(jié)點作用[8-9]。Zhou等[10]通過構(gòu)建卵巢癌lncRNA相關(guān)ceRNA網(wǎng)絡(luò)，對lncRNA的作用機(jī)制進(jìn)行報道，使得lncRNA的ceRNA機(jī)制成為lncRNA的研究熱點。lncRNA在上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelialmesenchymal transition，EMT）中調(diào)控作用的發(fā)現(xiàn)，也為lncRNA在惡性腫瘤中調(diào)控作用的研究奠定了基礎(chǔ)[11]。

CCAT1屬于lncRNA，定位在染色體8q24.21上，由2 628個核苷酸組成。自2012年在結(jié)腸癌中的異常表達(dá)被發(fā)現(xiàn)以來[12]，CCAT1在多種惡性腫瘤中的重要作用引起人們越來越多的關(guān)注。He等[13]通過定量聚合酶鏈反應(yīng)（quantitative polymerase chain reaction，qPCR）驗證了CCAT1在結(jié)腸癌標(biāo)本中高表達(dá)，并發(fā)現(xiàn)CCAT1的表達(dá)水平與結(jié)腸癌的病理分級、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移存在相關(guān)性；根據(jù)標(biāo)本組織中的CCAT1表達(dá)水平將48例結(jié)腸癌患者分為高CCAT1組和低CCAT1組，隨訪發(fā)現(xiàn)高CCAT1組患者生存期明顯短于低CCAT1組。隨后該研究通過生物信息學(xué)分析預(yù)測了可能與CCAT1存在潛在結(jié)合位點的轉(zhuǎn)錄因子c-myc，并通過染色質(zhì)免疫沉淀證實c-myc與CCAT1啟動子區(qū)域的直接結(jié)合關(guān)系。為了進(jìn)一步驗證CCAT1對細(xì)胞功能的影響，該研究將轉(zhuǎn)染CCAT1的環(huán)狀DNA質(zhì)粒（pcDNA-CCAT1）轉(zhuǎn)染SW480和SW620細(xì)胞株后，通過細(xì)胞功能試驗發(fā)現(xiàn)CCAT1對細(xì)胞的生長、增殖和侵襲能力具有促進(jìn)作用。Abedini等[14]通過實時定量聚合酶鏈反應(yīng)（qRT-PCR）檢測出CCAT1在結(jié)腸癌患者及健康者的外周循環(huán)中差異表達(dá)，為CCAT1作為簡單、可行的結(jié)腸癌診斷指標(biāo)提供了可能。Zhang等[15]研究發(fā)現(xiàn)，CCAT1通過ceRNA機(jī)制引起miR-7水平下調(diào)，進(jìn)而使同源異形盒基因B13（homeobox B13，HOXB13）水平升高，并且可以作為兩種表觀遺傳修飾復(fù)合物（PRC2、SUV39H1）的支架，調(diào)節(jié)SPRY4啟動子基因組甲基化，促進(jìn)食管鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)生和發(fā)展。Chen等[16]研究發(fā)現(xiàn)，CCAT1通過ceRNA機(jī)制參與抑制miR-181a-5p，引起同源異形盒基因A1（HOXA1）表達(dá)升高，促進(jìn)多發(fā)性骨髓瘤的進(jìn)展。Chen等[17]報道，CCAT1與miRNA let-7c相互作用引起let-7c靶標(biāo)B細(xì)胞淋巴瘤/白血病-xL（B cell lymphoma/leukemia-xL，Bcl-xL）的釋放，促進(jìn)肺腺癌細(xì)胞耐藥性的獲得以及EMT。

2 CCAT1與宮頸癌

Jia等[18]首先通過qRT-PCR發(fā)現(xiàn)CCAT1在宮頸癌組織中較癌旁正常組織表達(dá)增高，并且表達(dá)水平與腫瘤體積呈正相關(guān)，與生存期、預(yù)后呈負(fù)相關(guān)。隨后基于Hela細(xì)胞通過MTT法及克隆形成試驗證實CCAT1對細(xì)胞生存、增殖具有促進(jìn)作用，通過Transwell實驗發(fā)現(xiàn)CCAT1的表達(dá)水平與Hela細(xì)胞的侵襲能力呈正相關(guān)。Shen等[19]對CCAT1在宮頸癌細(xì)胞中的作用機(jī)制做了進(jìn)一步探索，通過qRT-PCR發(fā)現(xiàn)CCAT1在宮頸鱗癌及宮頸腺癌組織中的表達(dá)水平明顯高于癌旁正常組織，在宮頸癌細(xì)胞株（Hela、HEK293、SiHa）中的表達(dá)水平也明顯升高，尤其在HEK293細(xì)胞株中表達(dá)最高。實驗以SiHa和HeLa細(xì)胞株作為研究對象，通過細(xì)胞功能試驗證實轉(zhuǎn)染了lv-CCAT1的細(xì)胞株的生長、增殖及侵襲能力顯著高于空白對照組。為了進(jìn)一步研究CCAT1的作用機(jī)制，研究通過starBase v.2.0篩選出可能與CCAT1相互作用的miRNA——miR-181a-5p，并應(yīng)用qRT-PCR檢測出miR-181a-5p在CCAT1過表達(dá)的SiHa和Hela細(xì)胞中表達(dá)顯著減低，同時伴有基質(zhì)金屬蛋白酶14（matrix metalloproteinase 14，MMP14）mRNA 表達(dá)水平、MMP14蛋白活性、肝素結(jié)合性表皮生長因子（heparin-binding EGF-like growth factor，HB-EGF）表達(dá)水平顯著升高。為了證實CCAT1、miR-181a-5p、MMP14的上下游作用關(guān)系，該研究將miR-181a-5p mimic轉(zhuǎn)染到CCAT1過表達(dá)的SiHa和Hela細(xì)胞中，發(fā)現(xiàn)miR-181a-5p的過表達(dá)逆轉(zhuǎn)了CCAT1對宮頸癌細(xì)胞增殖能力的促進(jìn)作用，當(dāng)同時轉(zhuǎn)染lvshCCAT1和miR-181a-5p inhibitor時，細(xì)胞的增殖能力又得以增強(qiáng)。而CCAT1的表達(dá)水平并未因為轉(zhuǎn)染了miR-181a-5p mimic或者miR-181a-5p inhibitor而發(fā)生改變，MMP14、HB-EGF mRNA 和蛋白表達(dá)量在miR-181a-5p mimic組降低，在miR-181a-5p inhibitor組升高，提示CCAT1通過miR-181a-5p/MMP14軸發(fā)揮作用。Zhang等[20]研究發(fā)現(xiàn)，MMP14水平的下調(diào)可抑制Hela細(xì)胞的增殖能力，同時減少轉(zhuǎn)化生長因子A1和血管內(nèi)皮細(xì)胞生長因子B的表達(dá)，這也進(jìn)一步證實了CCAT1/miR-181a-5p/MMP14軸與宮頸癌之間的相關(guān)性。Shen等[19]在進(jìn)一步的研究中將轉(zhuǎn)染CCAT1的SiHa和HeLa細(xì)胞注入小鼠皮下，觀察到轉(zhuǎn)染后的細(xì)胞相對于對照組生長更快，并且通過免疫組織化學(xué)技術(shù)在體內(nèi)水平證實MMP14和HB-EGF的表達(dá)水平在CCAT1過表達(dá)的宮頸癌細(xì)胞中升高，再次驗證了CCAT1通過MMP14和HB-EGF對細(xì)胞功能發(fā)揮調(diào)控作用。

3 CCAT1與子宮內(nèi)膜癌

Yu等[21]研究發(fā)現(xiàn)CCAT1在子宮內(nèi)膜癌中也發(fā)揮著促瘤形成和發(fā)展作用，通過qRT-PCR發(fā)現(xiàn)CCAT1在子宮內(nèi)膜癌組織中較癌旁正常組織表達(dá)明顯升高，并且在子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞系（HEC-1-A、KLE和Ishikawa）中較正常子宮內(nèi)膜細(xì)胞系（T-HESC）表達(dá)明顯上調(diào)，同時發(fā)現(xiàn)miR-181a-5p在子宮內(nèi)膜癌組織及細(xì)胞系中表達(dá)明顯低于癌旁正常組織及正常子宮內(nèi)膜細(xì)胞系，推測CCAT1可能調(diào)節(jié)子宮內(nèi)膜癌中miR-181a-5p的表達(dá)水平。為了對CCAT1與miR-181a-5p之間的關(guān)系進(jìn)行驗證，研究通過starBase（starbase.sysu.edu.cn） 證明了 CCAT1與miR-181a-5p之間存在潛在的結(jié)合位點，并通過雙熒光素酶報告實驗加以驗證。調(diào)低CCAT1后miR-181a-5p表達(dá)增高，而miR-181a-5p過表達(dá)后CCAT1的表達(dá)水平明顯減低，提示CCAT1與miR-181a-5p之間存在負(fù)性調(diào)節(jié)關(guān)系。隨后，通過細(xì)胞功能試驗證實抑制CCAT1表達(dá)后KLE細(xì)胞株增殖能力降低、侵襲能力減弱；而miR-181a-5p過表達(dá)亦使細(xì)胞增殖能力明顯降低。同時抑制miR-181a-5p和CCAT1表達(dá)發(fā)現(xiàn)，抑制miR-181a-5p表達(dá)逆轉(zhuǎn)了敲低CCAT1對細(xì)胞增殖能力的負(fù)調(diào)控作用。Korhan等[22]發(fā)現(xiàn)下調(diào)miR-181a-5p可以使c-MET表達(dá)升高進(jìn)而發(fā)揮促癌作用。Yu等[21]通過蛋白質(zhì)印跡法（Western blotting）在miR-181a-5p過表達(dá)的KLE細(xì)胞株中檢測到c-MET表達(dá)受到抑制，在CCAT1敲低的KLE細(xì)胞株中c-MET表達(dá)減少，提示CCAT1/miR-181a-5p軸在子宮內(nèi)膜癌中發(fā)揮調(diào)控作用。雖然目前關(guān)于CCAT1在子宮內(nèi)膜癌中研究相對較少，但可以發(fā)現(xiàn)CCAT1在子宮內(nèi)膜癌中同樣發(fā)揮一定的促癌作用，并與miRNA通過內(nèi)源競爭的形式發(fā)揮調(diào)節(jié)功能。

4 CCAT1與卵巢癌

Cao等[23]首先通過qRT-PCR發(fā)現(xiàn)卵巢癌組織中CCAT1的表達(dá)水平顯著高于癌旁正常組織。以癌組織CCAT1中位表達(dá)水平為界點將72例癌組織分為高表達(dá)組和低表達(dá)組，發(fā)現(xiàn)2組國際婦產(chǎn)科聯(lián)盟（International Federation of Gynecology and Obstetrics，F(xiàn)IGO）分期、組織學(xué)分級以及是否存在淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移存在明顯差異，而2組年齡、組織學(xué)類型、是否有腹水差異無統(tǒng)計學(xué)意義。而且發(fā)現(xiàn)CCAT1表達(dá)水平高者生存期更短。CCAT1的表達(dá)水平在人卵巢癌細(xì)胞株比人正常卵巢上皮細(xì)胞明顯升高，并且在卵巢癌轉(zhuǎn)移細(xì)胞系HO8910PM中的表達(dá)水平明顯高于親本細(xì)胞系HO8910，由此考慮CCAT1可能與細(xì)胞的轉(zhuǎn)移特性相關(guān)。為了證實猜想，該研究將si-CCAT1轉(zhuǎn)染HO8910PM細(xì)胞株并通過qRT-PCR驗證轉(zhuǎn)染效果后，通過Western blotting檢測出E-鈣黏蛋白表達(dá)升高以及波形蛋白、N-鈣黏蛋白表達(dá)降低，并且在癌組織以及癌旁正常組織中檢測EMT相關(guān)蛋白表達(dá)水平時也得出相同的結(jié)果。隨后通過細(xì)胞功能試驗發(fā)現(xiàn)過表達(dá)CCAT1對HO8910PM細(xì)胞株的遷移能力、侵襲能力具有增強(qiáng)作用。Cao等[23]還利用starBase v2.0篩選出可能與CCAT1存在潛在結(jié)合位點的miR-152和miR-130b，并通過雙熒光素酶報告試驗對其結(jié)合關(guān)系加以驗證，同時通過qRT-PCR檢測到CCAT1在卵巢癌細(xì)胞株中的表達(dá)水平明顯高于正常卵巢細(xì)胞株。為了驗證CCAT1與miR-152和miR-130b之間的作用關(guān)系，以HO8910PM作為實驗對象，在過表達(dá)CCAT1之后檢測出miR-152和miR-130b表達(dá)水平降低。由此推測，CCAT1直接靶向作用于miR-152和miR-130b并發(fā)揮負(fù)調(diào)控作用。上調(diào)miR-152和miR-130b的表達(dá)之后通過Western blotting檢測出E-鈣黏蛋白表達(dá)升高，波形蛋白、N-鈣黏蛋白表達(dá)降低，也進(jìn)一步驗證了以上結(jié)論。該研究進(jìn)一步通過Target Scan軟件預(yù)測并利用Western blotting驗證了卵巢癌組織中ADAM17、Wnt1、STAT3和ZEB1的表達(dá)水平明顯上調(diào)，并發(fā)現(xiàn)miR-152與ADAM17、Wnt1 mRNA及蛋白表達(dá)水平呈負(fù)相關(guān)，miR-130b與STAT3、ZEB1的mRNA及蛋白水平呈負(fù)相關(guān)，雙熒光素酶報告實驗也驗證了其直接作用關(guān)系。由此推測CCAT1通過CCAT1-miR-152/miR-130b/ADAM17/Wnt1/STAT1/ZEB1軸在卵巢癌的發(fā)生中發(fā)揮重要調(diào)節(jié)作用。Lai等[24]通過qRT-PCR在40例卵巢癌組織標(biāo)本以及卵巢癌細(xì)胞株中同樣發(fā)現(xiàn)CCAT1表達(dá)水平顯著升高，并發(fā)現(xiàn)CCAT1表達(dá)水平與腫瘤體積、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移呈正相關(guān)，與生存期呈負(fù)相關(guān)。下調(diào)CCAT1表達(dá)后，OVCAR-8和SKOV-3卵巢癌細(xì)胞株的增殖、轉(zhuǎn)移能力明顯受到抑制。Lai等[24]通過生物信息學(xué)分析篩選出可能與CCAT1發(fā)生直接作用的miR-1290，發(fā)現(xiàn)CCAT1表達(dá)被抑制時，miR-1290的表達(dá)水平顯著升高；而下調(diào)miR-1290的表達(dá)后，CCAT1對細(xì)胞增殖能力的促進(jìn)作用得以恢復(fù)，證實CCAT1通過miR-1290發(fā)揮對細(xì)胞增殖能力的促進(jìn)作用。Mu等[25]基于CCAT1在卵巢癌組織及卵巢癌細(xì)胞系中的高表達(dá)，進(jìn)行了更深入的研究。研究將SKOV3和CaOV3細(xì)胞株以10 ng/mL轉(zhuǎn)化生長因子 β1（transforming growth factor β1，TGFβ1）處理48 h后，通過qRT-PCR技術(shù)檢測出CCAT1表達(dá)水平升高，并且抑制CCAT1表達(dá)后，TGFβ1誘導(dǎo)波形蛋白、N-鈣黏蛋白、MMP9的表達(dá)水平顯著降低，而E-鈣黏蛋白及Claudin蛋白表達(dá)水平顯著升高。為了探討下調(diào)CCAT1抑制TGFβ1誘導(dǎo)EMT的機(jī)制，該研究在下調(diào)CCAT1表達(dá)后發(fā)現(xiàn)TGFβ受體1（TGFβR1）的mRNA及蛋白水平均明顯降低，推測CCAT1通過減少TGFβR1的表達(dá)間接抑制EMT。Chen等[26]研究發(fā)現(xiàn)miR-490-3p對卵巢癌的發(fā)生和發(fā)展存在抑制作用。鑒于此，Mu等[25]推測CCAT1與miR-490-3p可能存在一定的相互調(diào)節(jié)關(guān)系，并通過雙熒光素酶活性試驗驗證了這種相互作用關(guān)系。在對miR-490-3p下游分子的研究中，證實miR-490-3p與 TGFβR1 mRNA 的 3′非翻譯區(qū)（3′untranslated region，3′UTR）存在直接結(jié)合關(guān)系，過表達(dá)miR-490-3p后檢測到TGFβR1的表達(dá)水平降低；同時轉(zhuǎn)染miR-490-3p和TGFβR1后，miR-490-3p對細(xì)胞EMT的抑制作用被逆轉(zhuǎn)，細(xì)胞侵襲能力增強(qiáng)。由此推測，在卵巢癌中CCAT1對miR-490-3p具有負(fù)調(diào)控作用，并且通過CCAT1/miR-490-3p/TGFβR1對EMT發(fā)揮調(diào)控作用。

5 結(jié)語

綜上所述，自CCAT1在結(jié)直腸癌中被發(fā)現(xiàn)以來，其通過多系統(tǒng)對惡性腫瘤的調(diào)節(jié)作用陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)。在已報道的婦科三大惡性腫瘤中，CCAT1的表達(dá)水平均升高，并且CCAT1的表達(dá)水平與腫瘤細(xì)胞的增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移能力呈正相關(guān)，與患者的生存期和預(yù)后呈負(fù)相關(guān)。以波形蛋白、N-鈣黏蛋白、MMP9、E-鈣黏蛋白、Claudin蛋白表達(dá)異常為代表的EMT也因為CCAT1的高表達(dá)而發(fā)生相應(yīng)變化，提示CCAT1高表達(dá)對EMT具有促進(jìn)作用，這也證實了其在腫瘤發(fā)生過程中的重要地位。目前關(guān)于CCAT1的研究仍局限于lncRNA與miRNA之間的ceRNA機(jī)制所發(fā)揮的調(diào)節(jié)作用。在CCAT1表達(dá)增高的惡性腫瘤中，存在內(nèi)源性競爭作用的miRNA表達(dá)相應(yīng)降低，在CCAT1與既往研究確認(rèn)的miRNA相關(guān)通路之間搭建了聯(lián)系的橋梁，使CCAT1成為腫瘤調(diào)節(jié)分子網(wǎng)絡(luò)的重要新成員（見圖1）。CCAT1其他作用機(jī)制（如表觀遺傳調(diào)控、轉(zhuǎn)錄調(diào)控、轉(zhuǎn)錄后調(diào)控等）仍需大量研究證實，并對其應(yīng)用于臨床診斷和治療的潛能進(jìn)行充分挖掘。目前CCAT1在婦科惡性腫瘤中的研究相對較少，其上下游作用分子的研究及調(diào)控網(wǎng)絡(luò)尚不十分明確，仍需對其作用機(jī)制及信號通路進(jìn)行詳細(xì)研究，為惡性腫瘤分子水平的治療提供有效的作用靶點。目前關(guān)于CCAT1表達(dá)水平的檢測過程較為繁瑣且價格高昂，真正做到臨床應(yīng)用仍需進(jìn)一步研究其在不同組織中表達(dá)水平的相關(guān)性，并通過統(tǒng)計學(xué)對大量臨床樣本進(jìn)行特異度、敏感度研究，以提高其作為診斷標(biāo)志物的價值。

圖1 CCAT1在宮頸癌、子宮內(nèi)膜癌、卵巢癌的分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)