长链非编码RNA在神经胶质瘤中作用的研究进展

        摘要：长链非编码RNA（IncRVA）是一类新的非编码调节基因，目前研究发现IncRNA可以在3个方面调节基因表达。它的表达受遗传物质改变的影响．并在神经胶质瘤细胞增殖、凋亡，细胞侵袭，细胞分化，血管再生等方面起着一定作用。LncRNA可以作为神经胶质瘤诊断的生物学标志，并作为神经胶质瘤的治疗靶点及辅助神经胶质瘤的治疗。 
        关键词：长链非编码RNA：神经胶质瘤
        中图分类号：R739 文献标志码：A
        Abstract : The latest research shows that long non-coding RNAs ( IncRNA) , regarded as a new class of non-codinggene regulators, can regulate gene ex[x]pression in 3 aspects. The changes of the hereditary material can affect In-cRNA gene ex[x]pression and IncRNA may contribute to the proliferation and apoptosis, the invasiveness and differen-tiation of glioma cells, and to angiogenesis. LncRNA can serve as novel biomarkers and therapeutic targets to helpdiagnose and treat gliomas.Key words : long non-coding RNA; gliomas
        神经胶质瘤是中枢神经系统常见的恶性肿瘤，占原发性脑肿瘤的500-/0 - 60%，有广泛的侵袭性及低级别向别转化的趋势。低级别神经胶质瘤的10年相对存活率为47%[2]，别神经胶质瘤预后更差。目前治疗主要以手术为主，辅助放化疗治疗，但是效果不是很理想。为了提高治疗有效性，需要在基因和分子水平上研究神经胶质瘤的发病机制，发现新的生物标志和治疗靶点。而长链非编码RNA( long noncoding RNA，IncRNA)可能
是一个突破点。LncRNA是一类长度大于200个核苷酸、缺乏有效开放阅读框架、由RNA聚合酶Ⅱ转录的没有编码蛋白质能力的RNA[4]，近的研究发现IncRNA在癌症等很多疾病发生中都起着重要的调节作用，大量功能学研究表明IncRNA可以调节转录基因表达以及表观遗传等过程，并且IncRNA的异常表达也可改变基本的细胞生物学过程，并作为疾病的治疗靶点以及疾病诊断和预后的生物学标志。
        1 lncRNA在基因中的调节作用 IncRNA主要在以下3个方面调节基因表达调控网络：转录水平调节、转录后调节、表观遗传水平 调节。 
        1.1转录水平调节由转录因子控制的转录过程是细胞调节基因表达常见机制。IncRNA能够通过多种方式在转录水平参与基因组调节，如二氢叶酸还原酶( DHFR)上游的1个IncRNA能够与DHFR的启动子区域形成稳定的RNA-DNA的三链结构，进而抑制转录因子TFIID的结合，从而抑制DHFR的基因表达。 
        1.2转录后调节 IncRNA能够在转录后水平通过与mRNA形成双链的形式调控基因的表达。E盒结合锌指蛋白2(2eb2)反义链RNA能够和2eb2 mRNA内含子5 剪切位点区域形成双链，从而抑制该内含子的剪切，而该区域含有对于2eb2蛋白表达所必需的核糖体结合位点，2eb2的反义RNA通过这种方式能够提高2eb2蛋白的表达量。 
        13表观遗传水平调节IncRNA参与基因组的表观遗传修饰。IncRNA能够通过招募染色质修饰复合体（如H3 K9me2甲基化酶G9a、H3 K4me3去甲基化酶SMCX）到特定位点，诱导该位点基因发生表观遗传学修饰，进而调节相关基因的表达。
         2 lncRNA异常表达与癌症相关基因组区域遗传物质改变可以影响IncRNA的表达。大部 分与癌症发生相关的miRNA位于脆性位点和多种癌症相关基因组区域，这些基因组区域是基因突变、扩增等基因畸形好发位点。在这些癌症患者组织中可以检测到大量异常表达的miRNA，对这些脆性位点和癌症相关基因组区域进行基因分析，发现大多存在基因突变。在结肠癌中，与转移过程有关的IncRNA CCAT2的表达水平与基因扩增之间存在很大关系。虽然目前还没有研究结果能够说明在神经胶质瘤中IncRNA异常表达与遗传物质改变之间存在确切的联系，但是通过遗传物质改变引起miRNA的异常表达，是否IncRNA的表达也受遗传物质改变的影响，这还需要进一步深入的研究去证实。 
        3 lncRNA在神经胶质瘤异常表达基因组分析研究表明：与正常脑组织相比，神经胶质瘤患者脑组织中存在多种IncRNA的异常表达；不同恶性程度的神经胶质瘤中同一种IncRNA的表达程度也不同。因此IncRNA可能在神经胶质瘤的发生、进展中起着一定作用。 
        3.1 IncRNA调节神经胶质瘤细胞增殖和凋亡神经胶质瘤具有细胞快速增殖、肿瘤迅速增大的特点，阻碍了神经胶质瘤的有效治疔。大量功能学研究发现IncRNA在调节神经胶质瘤细胞增殖和凋亡中起着重要作用。MEG3是一种长度约为1.6 kb定位于染色体14q32.2的IncRNA，在多处正常人体组织中表达，以脑和垂体表达量高，然而在神经胶质瘤细胞中表达显著下降。它能抑制胶质瘤细胞的增殖，促进胶质瘤细胞的凋亡，说明MEG3可能有抑制肿瘤生长的作用。MEG3可以与P53表达活化联合发挥作用，在非小细胞肺癌中，它通过影响P53的表达抑制细胞的增殖并促进细胞的凋亡，而TP53TGI可通过mRNA水平上调GRP78的表达抑制细胞凋亡。CRNDE是另一种多功能IncRNA，在神经胶质瘤中表达异常，不同恶性程度神经胶质瘤中其表达不同，在胶质母细胞瘤（高度恶性）和星形细胞瘤中表达水平高，而在少突神经胶质细胞瘤和寡星细胞瘤中表达程度与正常组织差异不大。通过将3种实验神经胶质瘤细胞系中的CRNDE基因敲除后发现：3种神经胶质瘤细胞的增殖停止，细胞凋亡增多，推测它具有促进细胞增 殖、抑制细胞凋亡的作用。CRNDE还对胰岛素样表皮因子产生反应，调节结肠癌细胞新陈代谢。可见CRNDE具有多种功能。 
        3.2 IncRNA调节神经胶质瘤细胞侵袭性 神经胶质瘤细胞的高侵袭性是导致患者预后差的另一个主要因素。在侵袭性细胞和非侵袭性细胞中IncRNA表达的显著差异可能提示lncRNA可以调节胶质瘤细胞的侵袭性。MALAT1在侵袭性细胞中高度表达，可能是导致细胞侵袭性增加的一个原因。Sox20t在胶质瘤细胞中处于低度表达，而高度表达Sox20t的患者预后较好，说明Sox20t可能抑制胶质瘤细胞的侵袭性。但是由于IncRNA是一群复王一长链非编码RNA在神经胶质瘤中作用的研究进展杂的编码RNA，还需要大量的基础研究才能明白各个IncRNA在神经胶质瘤细胞中的作用，从而利用它来抑制胶质瘤细胞的侵袭。
         3.3 IncRNA调节神经细胞瘤细胞分化 在神经胶质瘤发生的不同阶段IncRNA的表达也不同，说明IncRNA可能具有调节胶质瘤细胞分化的作用。观察发现CD133+和CD133 -神经胶质瘤细胞中IncRNA表达不同。在GSCs和普通肿瘤细胞间，IncRNA的表达也不同。H19是早发现的IncRNA之一，高度表达于胚胎发育期。目前发现H19可能具有致癌和抑癌双重功能[12]。在3种特殊的致癌模型中发现H19缺失可以导致肿瘤的发生；而H19基因表达上调是人膀胱癌早期复发的一个标志。H19的表达也与神经胶质瘤的分级有关，H19及其衍生物miR-675在别胶质瘤中的表达明显高于低级别胶质瘤。这些都说明了In-cRNA在神经胶质瘤细胞分化起一定作用。 
        3.4 IncRNA调节神经胶质瘤血管再生 耐受低氧和血管再生是神经胶质瘤恶性进展、肿瘤复发、抵抗放化疗治疗的关键因素。血管再生能在低氧环境下能迅速为肿瘤细胞提供氧气和营养物质。随着对神经胶质瘤细胞在低氧条件下增加血管生成的分子机制的研究，人们发现IncRNA的表达水平也存在着不同。用两组不同的神经胶质瘤细胞模型去观察在低氧条件下神经胶质瘤细胞的转录水平，发现IncRNA表达显著不同[14]。在这两组模型中MIR2IOHG和MALATI在低氧条件下表达显 著上调，推测出MIR210HG和MALAT1在神经胶质瘤细胞耐受低氧反应起着潜在作用。另一项研究发现在敲除MALATI后，小鼠视网膜血管生成量明显减少‘15]。这些研究可以为IncRNA在神经胶质瘤细胞在低氧环境下促进血管再生提供一定的依据。 
        4 IncRNA在神经胶质瘤诊断中的作用IncRNA在正常组织和肿瘤组织之间、不同临床症状的肿瘤之间表达不同，这也为IncRNA作为神经胶质瘤的诊断和预测生物标志提供了可能。通过对不同恶性程度神经胶质瘤细胞中IncRNA表达的检测，可以发现23种IncRNA的表达不同，对这些IncRNA进行分析，发现能以较高的准确性区分星形胶质细胞瘤与少突胶质细胞瘤。通过对神经胶质瘤患者细胞中IncRNA表达分析，发现其与神经胶质瘤患者生存期有关[12]。在神经胶质瘤患者体液中可检测出IncRNA，这为把IncRNA作为检查胶质瘤的非侵袭性生物标志提供了可能。在前列腺癌患者尿液中可以测到稳定的IncRNA PCA3，比标准PSA标志物有更高的诊断特异性。在胃癌患者血浆中可以检测到明显高于正常人体含量的IncRNAH19，在术后患者血浆中又明显下降。虽然目前在神经胶质瘤患者体液中没有发现有特异性的IncRNA，但是在结直肠癌患者血浆中可以检测到CRNDE，推测H19和CRNDE可能也在胶质瘤进展中处于高表达状态，这需要长期的临床科学研究去证实。 
        5 IncRNA在神经胶质瘤治疗中的作用IncRNA的异常表达可以指导神经胶质瘤患者选择不同的治疗方案。埃罗替尼是一种酪氨酸激酶抑制剂，作用于表皮生长因子。研究分析服用埃罗替尼前后神经胶质瘤细胞系中基因表达情况，发现在埃罗替尼抵抗和埃罗替尼敏感的神经胶质瘤细胞系中都有IncRNA GAS5显著增加。GAS5可聚集在增殖停止细胞中，通过抑制基因对糖皮质激素 反应促进细胞凋亡；通过与糖皮质激素受体的DNA结合域结合，作为假性糖皮质激素反应物，与糖皮质激素反应物竞争靶基因，从而抑制糖皮质激素受体调节转录过程。可以把抑制表皮生长因子作为治疗神经胶质瘤的新思路，加强埃罗替尼在在神经胶质瘤中的治疗效果。将治疗敏感和治疗抵抗的神经胶质瘤细胞系中的基因表达进行对比后发现：在治疗抵抗的胶质瘤细胞系中MALAT1和AC005062.2的表达显著高于治疗敏感的胶质瘤细胞系，MIR210HG、Sox20t和MCC21881表达显著低于治疗敏感的胶质瘤细胞系，在高表达Sox20t的患者预后较好，因此可以在神经胶质瘤的治疗中尝试诱导表达更多Sox20t。同时还可以将IncRNA作为一些癌症的治疗靶点。在一项H19在胶质母细胞瘤中治疗效果的研究中，利用一个在H19和IGF2P4启动子控制下表达白喉毒素的DNA质粒，发现了这个结构在胶质母细胞瘤和动物模型中具有很好的抗瘤作用19]。通过控制质粒从而表达大量MEG3，而 MEG3可以抑制神经胶质瘤细胞的进展，促进其凋 亡，推测可以将MEG3作为神经胶质瘤治疗靶点，用于抗神经胶质瘤治疗。但是要将这些基础研究真正用于临床治疗还需要一个漫长的过程，需要解决高效、特异性的载体等一系列问题。 
        6展望 过去几年里，IncRNA在癌症领域中的发现令人振奋。许多研究发现IncRNA表达与神经胶质瘤组织类型有关，在神经胶质瘤许多基本病理过程中也起着重要作用，但是仍需要通过进一步的研究找出神经胶质瘤发展关键阶段的特定IncRNA，确定它们的功能，将这些IncRNA真正用于神经胶质瘤诊断及治疗中，为神经胶质瘤的诊断和治疗提供新的策略。 
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