苗鵬程 康印東 李富東 孟冬冬 王東星 綜述 常德輝 審校

人類基因組中只有不到2%的是編碼基因，而超過90%的基因?qū)儆谠诟飨到y(tǒng)中起調(diào)節(jié)作用的非編碼基因[1]。非編碼RNA(non-coding RNA，ncRNA)可以在不同水平上調(diào)節(jié)基因的表達(dá)，例如表觀遺傳修飾、轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后調(diào)控機(jī)制等[2-3]。長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA，lncRNA)是長度超過200個(gè)核苷酸而沒有蛋白質(zhì)編碼能力的轉(zhuǎn)錄物[4-5]，可以在轉(zhuǎn)錄水平上直接或間接與腫瘤相關(guān)靶基因相互作用，同時(shí)還可以調(diào)節(jié)組蛋白修飾和染色質(zhì)重塑并影響多種RNA表達(dá)[6-7]。近年來多項(xiàng)研究表明，多種長鏈非編碼小核仁RNA宿主基因(long non-coding small nucleolar RNA host genes，lnc SNHGs)家族成員，如lncRNA SNHG1、lncRNA SNHG3、lncRNA SNHG5、lncRNA SNHG8、lncRNA SNHG15等，在腫瘤發(fā)生發(fā)展中扮演著致癌基因的角色。lncRNA SNHGs同樣與前列腺癌關(guān)系密切。在這篇綜述中，我們總結(jié)lncRNA SNHGs在前列腺癌進(jìn)展中的作用以及相關(guān)機(jī)制。

1 lncRNA SNHGs概述

lncRNA SNHGs是小核仁RNA(small nucleolar RNAs，snoRNA)的宿主基因。1982年，Busch等[8]首次發(fā)現(xiàn)snoRNA，迄今為止，已發(fā)現(xiàn)700多種snoRNA，它們的結(jié)構(gòu)和功能已被詳細(xì)研究。在哺乳動物中，snoRNAs由位于lncRNA SNHGs內(nèi)含子中的RNA聚合酶II轉(zhuǎn)錄，包含60～300個(gè)核苷酸且主要位于核仁中，這些宿主基因也被轉(zhuǎn)錄為蛋白質(zhì)編碼或非編碼mRNA。SnoRNA還與一些剪接體RNA和核糖體RNA的轉(zhuǎn)錄后修飾相關(guān)，并且在核糖體的加工中起關(guān)鍵作用[9-10]。研究表明，lncRNA SNHGs的生物學(xué)特性與它們的snoRNA基因相關(guān)，snoRNA通過基因轉(zhuǎn)錄后修飾影響lncRNA SNHGs特性[11-12]。近年來，越來越多的研究顯示lncRNA SNHGs參與了多種疾病的進(jìn)展，尤其是在肺癌、骨肉瘤、結(jié)直腸癌、肝癌等腫瘤中促進(jìn)其進(jìn)展。此外，lncRNA SNHGs還與腫瘤耐藥以及預(yù)后相關(guān)，其或許是一種評估腫瘤預(yù)后的生物標(biāo)志物或一種生物治療的靶點(diǎn)。lncRNA SNHGs與前列腺癌同樣關(guān)系密切，較多研究聚焦于去勢抵抗性前列腺癌(Castration-resistant prostate cancer，CRPC)，lncRNA SNHGs被認(rèn)為是前列腺癌進(jìn)展的重要調(diào)控基因。

2 lncRNA SNHGs與前列腺癌的關(guān)系

2.1 前列腺癌生物學(xué)特性

lncRNA SNHGs與前列腺癌多種生物學(xué)特性相關(guān)，包括腫瘤增殖、轉(zhuǎn)移、侵襲、細(xì)胞增殖、凋亡以及自噬等。如Wang等[13]的研究表明，lncRNA SNHG12在前列腺癌患者血清以及前列腺癌細(xì)胞LNCaP中表達(dá)上調(diào)，抑制lncRNA SNHG12能夠抑制LNCaP細(xì)胞活力并促進(jìn)細(xì)胞凋亡和自噬。Song等[14]發(fā)現(xiàn)下調(diào)lncRNA SNHG12能夠抑制前列腺癌細(xì)胞的增殖、侵襲和遷移，前列腺癌異種移植瘤模型試驗(yàn)也證實(shí)下調(diào)lncRNA SNHG12可抑制腫瘤的增殖，其機(jī)制與lncRNA SNHG12增強(qiáng)Wnt/β-catenin信號傳導(dǎo)的活性有關(guān)。Han等[15]的研究顯示，lncRNA SNHG7通過調(diào)節(jié)上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(Epithelial-mesenchymal transition，EMT)而促進(jìn)前列腺癌細(xì)胞的遷移和侵襲。此外，Qi等[16]也通過體外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)證明lncRNA SNHG7沉默可顯著抑制前列腺癌增殖以及周期相關(guān)蛋白(CDK4，CDK6，Cyclin D1)的表達(dá)，誘導(dǎo)細(xì)胞周期停滯在G0/G1期并抑制腫瘤生長。Zhang等[17]的研究表明，通過基因沉默技術(shù)敲低lncRNA SNHG15的表達(dá)，能夠損傷細(xì)胞活力，抑制細(xì)胞增殖、遷移和侵襲，并逆轉(zhuǎn)EMT進(jìn)展，這些研究結(jié)果均表明lncRNA SNHG15在前列腺癌中的致癌作用。Wu等[18]發(fā)現(xiàn)lncRNA SNHG20在前列腺癌組織以及細(xì)胞系中表達(dá)顯著升高，其過表達(dá)增加了前列腺癌細(xì)胞的增殖和侵襲，并能夠抑制細(xì)胞凋亡，而沉默lncRNA SNHG20顯示出相反的作用，提示lncRNA SNHG20在前列腺癌進(jìn)展中具有重要作用。綜上所述，多種lncRNA SNHGs在前列腺癌組織以及細(xì)胞系中呈過表達(dá)狀態(tài)，其通過促進(jìn)腫瘤侵襲、遷移及抑制凋亡影響腫瘤生物學(xué)活性，扮演著致癌基因的角色。此外，影響前列腺癌生物學(xué)特性的lncRNA SNHGs還包括lncRNA SNHG1[19]、lncRNA SNHG4[20]、lncRNA SNHG5[21]、lncRNA SNHG11[22]、lncRNA SNHG14[23]等(表1)。

表1 前列腺癌相關(guān)lncRNA SNHGs

2.2 臨床病理特征

lncRNA SNHGs與前列腺癌Gleason評分、腫瘤分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)。如Wang等[26]將113例行手術(shù)治療的前列腺癌患者分為lncRNA SNHG4高表達(dá)組和低表達(dá)組，Kaplan-Meier分析顯示，低表達(dá)組患者的總體生存率顯著高于高表達(dá)組。此外，研究還發(fā)現(xiàn)lncRNA SNHG4過表達(dá)與前列腺癌患者腫瘤分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移顯著相關(guān)。Cheng等[24]同樣發(fā)現(xiàn)lncRNA SNHG12的過表達(dá)與術(shù)后腫瘤復(fù)發(fā)、淋巴結(jié)陽性、Gleason評分以及晚期腫瘤殘余呈正相關(guān)。Qi等[16]將42例行手術(shù)治療的前列腺癌患者分為lncRNA SNHG7高表達(dá)組和低表達(dá)組，結(jié)果顯示lncRNA SNHG7高表達(dá)與Gleason評分(≥7分)和臨床分期相關(guān)，而與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移以及腫瘤體積無關(guān)。Xia等[25]檢測了127例接受前列腺癌根治術(shù)患者標(biāo)本中SNHG7的表達(dá)，結(jié)果表明SNHG7的過表達(dá)與Gleason評分、前列腺癌骨轉(zhuǎn)移、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、臨床分期相關(guān)。此外，多項(xiàng)研究均已證實(shí)lncRNA SNHGs與前列腺癌臨床病理特征的相關(guān)性。綜上所述，lncRNA SNHGs過表達(dá)與前列腺癌惡性程度增高有關(guān)，雖然各項(xiàng)研究結(jié)果相類似但卻不盡完全相同，我們猜測這種結(jié)果的差異或許是樣本量大小以及患者來源于不同地區(qū)等因素導(dǎo)致的?？傊趌ncRNA SNHGs與前列腺癌患者臨床特征的相關(guān)性，lncRNA SNHGs或許是一種評估預(yù)后的生物標(biāo)志物。然而，由于病例數(shù)的限制，其在不同類型前列腺癌中的作用仍需進(jìn)一步研究驗(yàn)證。

2.3 前列腺癌診斷和預(yù)后評估

早期前列腺癌患者在確診后可存活10年以上。因此，提高早期前列腺癌的檢出率可顯著增加總體生存率。眾所周知，前列腺特異性抗原(Prostate specific antigen，PSA)的篩查極大地提高了前列腺癌的早期診斷，導(dǎo)致前列腺癌特異性死亡率顯著減少[26-27]。PSA還可用于評估預(yù)后。然而，由于PSA是器官特異性而非腫瘤特異性，如前列腺炎、良性前列腺增生和近期射精等疾病同樣伴隨PSA的升高[28]。另外，PSA水平處在“診斷灰色區(qū)域”(PSA 4～10 ng/mL)時(shí)具有25%～40%的低特異性，這將導(dǎo)致許多不必要的活組織檢查以及相關(guān)的財(cái)務(wù)、社會和心理負(fù)擔(dān)[29-30]。因此，需要開發(fā)更敏感、特異的生物標(biāo)志物用于早期前列腺癌的診斷。Cheng等[24]提出lncRNA SNHG12可初步區(qū)分前列腺癌患者和正常人群，表明lncRNA SNHG12可以作為前列腺癌的診斷性生物標(biāo)志物。此外，有研究顯示lncRNA SNHG12在前列腺癌患者血清中的表達(dá)上調(diào)，并且與患者預(yù)后不良相關(guān)。Ye等[28]使用生物信息學(xué)方法篩選前列腺癌相關(guān)lncRNA，結(jié)果顯示MALAT1、SNHG11、LINC00649和ILF3-AS1可被視為前列腺癌預(yù)后標(biāo)志物的lncRNA，GO分析表明，篩選的lncRNA的功能集中在細(xì)胞內(nèi)受體信號通路上，這些研究結(jié)果表明上述lncRNA可能是前列腺癌診斷、預(yù)后評估和基因靶向治療的潛在生物標(biāo)志物。雖然多種lncRNA SNHGs已被證實(shí)與前列腺癌預(yù)后不良相關(guān)，但當(dāng)前研究仍具有不足之處，比如樣本量的限制以及l(fā)ncRNA SNHGs與其他潛在標(biāo)志物之間的比較。因此，其作為評估預(yù)后的潛在作用仍有待深入研究，如lncRNA SNHGs檢測標(biāo)本的選擇，lncRNA SNHGs作為診斷及預(yù)后評估的靈敏度和特異度如何，檢測手段的選擇等問題亟需解決。

圖1 lncRNA SNHGs充當(dāng)ceRNA促進(jìn)前列腺癌進(jìn)展Figure 1 lncRNA SNHGs act as ceRNA to promote the progression of prostate cancer

3 lncRNA SNHGs的致癌機(jī)制

3.1 ceRNA學(xué)說

近年來，RNA網(wǎng)絡(luò)中新發(fā)現(xiàn)的調(diào)節(jié)機(jī)制是“競爭性內(nèi)源性RNA(competing endogenous RNA，ceRNA)假說”，由Salmena于2011年首次提出[31]。該學(xué)說認(rèn)為不同RNA之間可以相互調(diào)節(jié)，包括lncRNA、microRNA和circRNA。miRNA是基因表達(dá)的負(fù)調(diào)節(jié)因子，限制了靶RNA的翻譯或降低了它們的穩(wěn)定性[32]。miRNA與靶RNA轉(zhuǎn)錄物上部分互補(bǔ)性的序列稱為miRNA響應(yīng)元件(MiRNA response element，MRE)[33-34]，MRE通常被視為RNA“語言”的“字母”，通過該“字母”，轉(zhuǎn)錄物可以彼此主動地相互通信以調(diào)節(jié)它們各自的表達(dá)水平(圖1)。如lncRNAs/miRNA/mRNA調(diào)控軸之間，lnc RNA可競爭性結(jié)合miRNA，導(dǎo)致特異性基因表達(dá)的去阻遏，進(jìn)而上調(diào)腫瘤相關(guān)基因的表達(dá)水平，影響腫瘤生物學(xué)特性。在前列腺癌中，lncRNA SNHGs充當(dāng)ceRNA，影響腫瘤相關(guān)基因的表達(dá)。如Wang等[13]發(fā)現(xiàn)，lncRNA SNHG12作為ceRNA，通過“海綿”miR-195來調(diào)節(jié)Cyclin E1的表達(dá)。Han等[15]的研究表明，lncRNA SNHG7充當(dāng)miRNA-324-3p的“海綿”正向調(diào)控WNT2B的表達(dá)，而WNT2B被證實(shí)是Wnt信號通路中的重要蛋白質(zhì)，可促進(jìn)前列腺癌細(xì)胞的惡性表型。除此以外，越來越多的lnc SNHGs/miRNA/mRNA調(diào)控軸被證實(shí)，一種lncRNA或許可以充當(dāng)多種miRNA的ceRNA，導(dǎo)致RNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性。對該調(diào)控網(wǎng)絡(luò)追根朔源依然是當(dāng)前研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

3.2 相關(guān)信號通路

3.2.1 Wnt/β-catenin信號通路 lncRNA SNHGs除通過與miRNA相互作用影響癌癥相關(guān)基因的表達(dá)，進(jìn)而影響腫瘤生物學(xué)特性外，還可以直接參與腫瘤相關(guān)信號通路的調(diào)控。如Wnt/β-catenin信號通路。Wnt/β-catenin通路是一種Wnt經(jīng)典信號通路，該通路主要通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄共激活因子β-catenin的活化，進(jìn)而控制通路下游基因的表達(dá)來發(fā)揮作用。lncRNA SNHGs通過調(diào)控Wnt/β-catenin通路促進(jìn)腫瘤進(jìn)展。有研究顯示[35]，lncRNA SNHG12可通過影響Wnt/β-catenin信號通路來促進(jìn)甲狀腺癌細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移。Wnt/β-catenin通路也與前列腺癌相關(guān)，如Song等[14]研究顯示，lncRNA SNHG12過表達(dá)增強(qiáng)了Wnt/β-catenin信號傳導(dǎo)的活性，下調(diào)SNHG12可以抑制前列腺癌細(xì)胞的增殖、侵襲和遷移，并抑制前列腺癌異種移植腫瘤的生長。

3.2.2 PI3K/AKT/mTOR信號通路 PI3K/AKT/mTOR信號通路也受lncRNA SNHG12的調(diào)控。PI3K/AKT/mTOR通路參與細(xì)胞增殖和凋亡過程[36]，在30%～50%的前列腺癌中上調(diào)，并且與腫瘤進(jìn)展相關(guān)[37]。此外，PI3K/AKT/mTOR通路抑制劑被證明通過調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡和自噬而增強(qiáng)前列腺癌放化療敏感性[38]。有研究顯示[24]，抑制SNHG12能夠抑制PI3K/AKT/mTOR途徑的激活，基于該信號通路在前列腺癌中的重要作用，其可能是SNHG12調(diào)控前列腺癌進(jìn)展的下游機(jī)制。lncRNA SNHGs影響腫瘤相關(guān)信號通路的機(jī)制可能是通過轉(zhuǎn)錄或轉(zhuǎn)錄后調(diào)控機(jī)制影響相關(guān)基因的表達(dá)，如Yan等[39]通過生物信息學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，lncRNA SNHG6與基因翻譯、核轉(zhuǎn)錄的mRNA分解代謝過程、rRNA加工和mRNA剪接相關(guān)?？傊?，lncRNA SNHGs的調(diào)控機(jī)制錯(cuò)綜復(fù)雜，當(dāng)前研究或許僅僅是冰山一角，相關(guān)作用機(jī)制仍需深入探索。

4 小結(jié)與展望

近年來，非編碼RNA摘掉了轉(zhuǎn)錄“噪聲”的帽子，備受廣大研究者關(guān)注。雖然腫瘤中差異性表達(dá)的非編碼RNA數(shù)量巨大，lncRNA SNHGs在這當(dāng)中脫穎而出，當(dāng)然歸因于其潛在的應(yīng)用價(jià)值，有研究顯示lncRNA SNHGs在肺癌化療耐藥中起到關(guān)鍵的調(diào)節(jié)作用，其在前列腺癌治療中或許同樣扮演著重要的角色。雖然已開展了大量的研究證實(shí)了lncRNA SNHGs在前列腺癌中扮演著致癌基因的角色，但關(guān)于其作用機(jī)制以及應(yīng)用價(jià)值的研究必然不止于此。毫無疑問，lncRNA SNHGs在前列腺癌中的作用至關(guān)重要，尤其是去勢抵抗性前列腺癌。基于其在前列腺癌診斷以及治療中的潛在作用，lncRNA SNHGs或許是評估前列腺癌預(yù)后以及逆轉(zhuǎn)腫瘤多藥耐藥的關(guān)鍵靶點(diǎn)。