卵巢癌与非编码RNA研究进展

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　　摘要：卵巢癌是全球女性因癌症死亡的第5大病因，尽早明确诊断并积极治疗是改善预后的有效方法。随着测序技术的不断发展，人们发现了大量的种类丰富的非编码RNA。ncRNAs在细菌、真菌和哺乳动物等多种生物体的活动中可作为致癌驱动因子和肿瘤抑制因子，对肿瘤的发生、发展起到调控作用，ncRNA有望成为肿瘤诊治的新型生物标志物和治疗靶点。探索ncRNA可为卵巢癌的研究提供一些系统性新思路。现将卵巢癌相关ncRNA最新研究进展进行综述，并着重讨论微小RNA（miRNA）、长链非编码RNA（lncRNA）及环状RNA（circRNA）在卵巢癌中的作用。
　　关键词：卵巢癌;非编码RNA;ncRNAs;肿瘤抑制因子
　　中图分类号：R737.31                                文献标识码：A                                 DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2019.05.014
　　文章编号：1006-1959（2019）05-0039-04
　　Abstract：Ovarian cancer is the fifth leading cause of female cancer death in the world. Early diagnosis and active treatment are effective methods to improve prognosis. With the development of sequencing technology， it has been discovered that a large number of non-coding RNA.ncRNAs can be used as carcinogenic driver and tumor suppressor in the activities of bacteria， fungi and mammals. NcRNA is expected to be a new biomarker and therapeutic target for tumor diagnosis and treatment. Exploring ncRNA may provide some systematic new ideas for the study of ovarian cancer. In this paper， the latest research progress of ovarian cancer-related ncRNA is reviewed， and the role of micro-RNA （miRNA）， long-chain non-coding RNA （lncRNA）and cyclic RNA （circRNA）in ovarian cancer is emphatically discussed.
　　Key words：Ovarian cancer;Non-coding RNA;ncRNAs;Tumor suppressor
　　卵巢癌（ovarian cancer，OvCa）是女性生殖系統最常见的恶性肿瘤之一，据统计每年约有22万名女性被诊断患有OvCa，约有14万人死于OvCa，占所有癌症死亡人数的2.3%[1]。晚期OvCa患者的生存率预后极差，但早期发现仍有治愈的机会[2]。目前对于卵巢肿瘤鉴别诊断常见方法包括妇科检查、妇科B超、血清肿瘤标志物如CA125、CA199、盆腔磁共振等。其中CA125、妇科B超在鉴别诊断上具有重要的意义，但其对于发现早期OvCa的特异性不高，需与多种良性卵巢肿瘤、其他系统肿瘤和炎症鉴别，不利于临床诊疗[3]。故临床上迫切需要寻找一种新的临床诊断生物标志物。
　　 随着业内学者对OvCa分子机制的研究逐步拓展，人们对癌症的发生机制有了进一步的认识。新近的证据表明，非编码RNA（non-coding RNA，ncRNA）已经被鉴定为每种主要癌症类型中的癌基因或抑癌基因[4]。ncRNA领域内的miRNA、lncRNA、circRNA各自有着独特的作用。miRNA相关的致癌基因和肿瘤抑制基因的失调在癌症发生中起到关键作用[5]。LncRNAs可利用多种作用模式来调节基因表达，并广泛参与细胞过程[6]。circRNA可能会成为在癌症发病机制中影响癌症的几个标志物[7]。由于这些原因，ncRNA已成为近来的癌症基础研究和临床医务工作者关注的热点。本文综述OvCa与ncRNA的最新研究现状，分析miRNA、lncRNA和circRNA在OvCa中的相关过程，如增殖，侵袭和转移，并强调其功能作用，以期寻找一种更为高效精准且简易快速的肿瘤靶向标志物检查方式，优化当前OvCa的诊疗。
　　1非编码RNA与肿瘤
　　在哺乳动物基因组中，约70%以上的序列可以被转录，而只有不到2%的序列可编码蛋白质，那些不编码蛋白质的RNA序列，称为非编码RNA[8]。细胞内存在数千种独特的ncRNA序列，基于RNA的核苷酸（nt）大小，ncRNA通常可分为片段长度是18～200 nt的小ncRNA（short non-coding，sncRNA），如miRNA。小干扰RNA（siRNA）和与PIWI蛋白相互作用的RNA （PIWI-interacting RNA，piRNA），超过200 nt的lncRNA，以及最近新研究的circRNA[9]。ncRNA存在人体细胞各处，参与细胞生理调节过程，如细胞凋亡、增殖和转移发展，从而成为广泛的生物活动和人类疾病的重要监管者。Dhahbi JM等[10]使用来自健康受试者和乳腺癌患者的血清进行深度RNA测序，获得对应于各种类型的sncRNA的阅读长度分布，并鉴定与乳腺恶性肿瘤相关的变异。Venkatesh T等[11]进一步总结了ncRNA在内分泌相关癌症中的功能及应用，分析包括乳腺癌、卵巢癌、前列腺癌、睾丸癌和子宫内膜癌，及可能成为潜在的癌症生物标志物。Braicu C等[12]认为癌症的发生和发展受复杂的多步骤过程控制，其中连续的突变可在多个蛋白质编码和非编码基因中积累，治疗抵抗仍然是目前癌症治疗的主要挑战。因此，ncRNA联合治疗有可能作为癌症的未来治疗方案。 　　过去十年的工作改变了我们对ncRNAs从“垃圾”转录产物到介导细胞过程的功能调节分子的看法，包括染色质重塑、转录、转录后修饰和信号转导。ncRNA参与的网络可以影响许多分子靶标，以驱动特定的细胞生物反应和通路。因此，更深入地了解ncRNA将为设计更好的肿瘤治疗方案提供难得的机会。
　　2 miRNA与OvCa
　　miRNA是一类内源性非编码小的RNA分子，长度为20～25个核苷酸，可作为致癌基因或肿瘤抑制基因，因此在致癌过程中起着至关重要作用[13， 14]。Bagnoli M等[15]通过分析上皮性卵巢癌样本的miRNA表达谱，开发一种miRNA风险评分模型，以预测上皮性卵巢癌的早期复发或进展。同时，Cramer DW等[16]总结了该模型预测的上皮性卵巢癌（epithelial ovarian cancer，EOC）预后相关miRNA特征，尽管存在局限性，但该研究显示了这一重要类别的miRNA在OvCa进展中的潜在作用，不仅可用于预测OvCa预后，还可用于预测通路。
　　在认识到此类miRNA可影响OvCa的发展后，学者们开始一系列从细胞功能通路到旁通路的研究。Mak CS等[17]的数据证明在增强失巢凋亡抗性方面的新信号轴miR-141/KLF12/Sp1/survivin，miR-141可能作为转移性OvCa的潜在治疗靶点。Barbier J等[18]通过构建裸鼠模型发现NF90过表达减少OvCa细胞的增殖并显着减少肿瘤大小和转移，而miR-3173的过表达以NF90和DICER依赖性的方式显着增加OvCa细胞转移。由此推测miRNA在机体的作用是复杂而多变，形成交互影响的作用通路。
　　近年来血清中的循环miRNA也得到学者们的重视。Elias KM等[19]实验表明血清中循环miRNA有可能用于开发OvCa的非侵入性诊断检测。另外，最常用于高级别浆液性卵巢癌（High-grade serous ovarian cancer，HGSOC）临床治疗的方法是手术，其次是铂类和紫杉烷类化疗。手术结束时残留的肉眼可见的疾病程度是决定疾病无进展和总体生存的关键预后因素。寻求开发一种非侵入性检测方法，以帮助外科医生确定手术完全切除的可能性。Shah JS等[20]通过分析HGSOC患者和健康志愿者的血清miRNA，同时测量相同样品中的血清CA-125水平，结合术前血清miRNA和CA-125作为HGSOC患者术后的预后指标，再根据术后诊断对HGSOC进行进一步分类，Logistic回归分析用于鉴定预测标志物，学者们鉴定出miR-375和CA-125的组合可作为健康者与HGSOC患者血清的最强鉴别因子。因此，结合循环miRNA的分子检测技术以预测HGSOC患者术中病灶切除的完整性，可能有助于规划最佳患者管理方案，最终改善患者预后。
　　3 lncRNA与OvCa
　　lncRNA被定义为长度至少为200个 nt 的RNA，它们是独立转录的，并且在分子上与mRNAs类似，但没有编码功能蛋白的潜力。近年跨物种全基因分析不断受到学者关注，它有助于理解lncRNA功能，并为验证lncRNA基因功能提供实际考虑[21]。随着对lncRNA研究的逐步深入，人们发现某些lncRNAs在OvCa的各个分子水平存在明显有且特异性表达，影响OvCa细胞后续的功能水平。lncRNA在OvCa的机制研究仍属于起步阶段。
　　大多数OvCa患者就诊时已出现腹腔转移，此时上皮细胞-间充质转化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）在肿瘤细胞转移中起着关键作用。Mitra R等[22]对4个OvCa患者的>700个OvCa分子谱的进行综合分析，其鉴定了lncRNA DNM3OS、MEG3和MIAT过度表达以及它们在OvCa EMT中的可再现基因调节，其中DNM30S的过度表达，与患者整体较差存活率显著相关。基因干扰实验证明敲低DNM30S可导致EMT连锁基因/途径改变，间充质至上皮细胞转变，以及细胞迁移和侵袭减少。进一步选择性蛋白质转录组学表征实验证实了DNM30S和OvCa EMT的相关性。这说明，DNM30S可特异性地促使OvCa中EMT的形成。Liang H等[23]使用生信分析构建了一个lncRNA介导的间充质OvCa竞争性内源RNA（ceRNA）网络，并鉴定了PTAR（pro-transition associated RNA）。在与数据集比对中发现间充质亚型样品中PTAR显着上调。通过样本检测发现，PTAR表达与间充质OvCa样本中ZEB1的表达水平正相关。同时，过表达miR-101可调节ZEB1，进而抑制OvCa细胞中的EMT和细胞迁移。进一步选择性证实了通过miR-101的调节，PTAR的过表达可促进OvCa的EMT和转移，而干扰PTAR表达可出现TGF-β1诱导的OvCa细胞致肿瘤性减弱。作者提出了OvCa的PTAR-miR-101-ZEB1轴，为预防OvCa转移提供了新策略。
　　lncRNA只有约200 nt，小片段的身份让lncRNA的其它功能受到质疑，近年有研究报道lncRNA可作为OvCa的生物标志物和在癌细胞进展中发挥作用。Teschendorff AE等[24]分析了134例原发性OvCa病例中的HOTAIR和相关的替代DNA甲基化（DNAme）的表达（63例接受卡铂，55例接受顺铂，16例未接受化疗），并在5个多中心数据集的946个OvCa樣本中验证，发现表达HOTAIR或其替代DNAme标记预测的所有卡铂治疗的OvCa患者预后不佳，而HOTAIR表达者使用顺铂更适合。因此，HOTAIR或其更稳定的DNAme替代物可能存在一种赋予OvCa细胞卡铂抗性的能力，并可作为个性化治疗的标志物和克服卡铂抗性的新靶点。Chen Y等[25]发现PVT1在OvCa细胞中表达升高与OvCa患者预后不良相关，敲低PVT1可减弱 SKOV3细胞增殖、迁移和侵袭的能力，同时PVT1可通过EMT调节促进OvCa的发展，说明PVT1可作为卵巢癌的新型诊断标志物和治疗靶点。 　　一直以來学者们都积极寻找OvCa更丰富的影响机制，但是其具体的方向尚未不明确。近来有学者表示OvCa细胞对Kreb循环和氧化磷酸化的依赖性增加，并伴有一些相关的上调蛋白。SNHG3通过调节miRNA和EIF4AⅢ与能量代谢相关，并且这些分子在糖酵解、Kreb循环和氧化磷酸化途径中具有PKM、PDHB、IDH2和UQCRH的靶位点。这就说癌细胞主要依赖于糖酵解和氧化磷酸化来产生能量。此外，这种整合的lncRNA-miRNA-mRNA和lncRNA结合蛋白-mRNA特征可能对OvCa卵巢癌的分子机制和临床意义具有重要的价值[26]。
　　4 circRNA与OvCa
　　随着circRNA研究成果不断呈现，其在OvCa方面的研究空白逐渐由学者们来开拓。有研究表明，无论卵巢细胞是病变的或是正常的，增殖较快的卵巢细胞的circRNA指数都低于前者，表明增殖是驱使circRNA丰度降低的因素;circRNA与增殖的指数呈负相关，提示这可能是人体组织内circRNA的一种基本表现模式[27]。Ahmed I等[28]指出需要改进不易发生肿瘤异质性的标志物和治疗靶点，以使卵巢癌患者获得更好的预后和治疗效果。
　　近年来学者们一直在积极寻找有差异的circRNA，但是关于circRNA在OvCa细胞的具体作用方式和机制的研究鲜见报端。最近Liu N等[29]将卵巢上皮细胞系与邻近的正常组织相比，circHIPK3在EOC细胞和组织中表达更高。circHIPK3高表达与淋巴结转移、FIGO分期和较差的患者无病生存期和总生存期相关。此外，多变量Cox分析显示，circHIPK3高表达是EOC患者无病生存期和总生存期的独立预测因子。因此，circHIPK3可能是预测EOC预后的新型生物标志物。癌细胞中的circRNA可能成为一种新的诊断和治疗癌症的靶标。虽然目前没有关于其用途的临床报告靶向治疗，但其低分子量的特性以及稳定性、保守性和它们在肿瘤细胞活动中发挥的调节作用使得circRNA成为可能是一种治疗癌症的分子药物或靶点。
　　5总结
　　过去十年出现的新类型ncRNA，如miRNA、lncRNA或circRNA，已被证明在肿瘤及其表达调节中发挥作用。但是目前的研究ncRNA在癌症中的作用仍处于起步阶段。随着应用高通量筛选技术，OvCa中更多失调的ncRNAs将会出现发现，其强大功能和独特性质将成为科学和临床研究的重点，揭示有关ncRNAs的信息将扩展我们对RNA复杂世界的理解。虽然目前ncRNA的临床价值正逐渐被人们所了解，但其对癌症的发生发展造成的影响尚未完全阐明，其调控的众多机制仍然未知，这意味着需要更多的证据来证明具体的ncRNA与癌症之间的相关性。现有研究发现的ncRNA大都不是通过共同的机制起作用，而是有着不同的分子作用机制。因此，ncRNA通用领域的研究进展将是揭示它们在癌症中潜在作用的关键。
　　迄今为止，OvCa在治疗应用的标志物选择上缺乏高度灵敏性和特异性的新方法，而ncRNA的功能特性及已报道的部分作用机制使其成为选择标志物方面的一众新星。当然，诸多研究难题仍尚待探索解答，ncRNA能否明确成为OvCa在预防、早期诊断及预后等的生物标志物，能否根据患者的遗传信息定制的个体化治疗策略以及能否作为肿瘤新型靶向治疗的有效靶标等，个性化的治疗将为医生和患者提供互利共赢的医疗结果。除了继续寻找与OvCa相关的 ncRNA 以外，还需探索ncRNA通过哪些通路相互调节OvCa的发生发展，以及ncRNA基因之间完整调控网络等。因此，有必要进一步研究ncRNAs，以提供新的途径用于OvCa生物标志物和治疗剂的开发。
　　当下miRNA和lncRNA的检测方法已不断充实完善，它们在OvCa中作用的研究成果日趋丰富且系统化，而在cirRNA方面仍然缺乏简便、有效的检测cirRNA的方法。通过RNA-Seq、微阵列等技术测序和生物信息学预测，已发现数以万计的circRNA。学者们已经建立了各种类型的cirRNA数据，为肿瘤相关研究提供了便利的资源。现仍需不断补充并扩大现有的各类数据库，包括涉及不同物种、各种人体器官circRNA的分布以及不同作用通路的关系构建等，改善现有静态命名circRNA的方式，建立统一和动态的circRNA命名体系，综合性的分析可为进一步研究提便利。因此，ncRNA在OvCa的研究领域仍有广大的探索空间。
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　　收稿日期：2019-1-4;修回日期：2019-1-15
　　編辑/肖婷婷
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