《眼科新进展》  2020年2期 197-200   出版日期：2020-02-05   ISSN:1003-5141   CN:41-1105/R
非编码RNA对葡萄膜黑色素瘤发生机制影响研究新进展


        葡萄膜黑色素瘤（uveal melanoma，UM）包括脉络膜和虹膜黑色素瘤，是最常见的眼内恶性肿瘤之一，每年发病率预估值约为百万分之五［1］。该病最常见的部位是脉络膜（90.0%），其次为睫状体（6.0%）和虹膜（4.0%）［2］。UM转移率高，主要以血道转移的方式向肝脏播散，其次是肺和软组织［3］，早期转移可导致较高的病死率［4］。虽然目前针对UM的诊断和治疗已取得重大进展，但5 a相对生存率仍未提高，特别是对于转移性疾病患者［5］。由于其病变的分子机制仍未阐明，对于该病患者尚无有效的治疗方法［6］。因此，了解导致UM侵袭和转移潜能的关键性因子，可有助于确定新的诊疗方案［7］。
        目前，针对UM的机制研究已日渐成熟，非编码RNA在细胞内的调控作用机制成为研究热点，主要集中在microRNA(miRNA)和长链非编码（long non-coding RNA，lncRNA）上，二者均无编码蛋白质分子功能，却又与蛋白质分子调控密不可分，通过直接作用或间接介导，使下游相应蛋白的表达发生变化，从而影响肿瘤细胞的功能。二者之间也有相互介导作用，共同参与肿瘤的发生发展进程。下面从miRNAs、lncRNAs二者相互作用3个方面，阐述非编码RNA对UM发生机制的影响。

1　相关miRNAs机制研究


        miRNA是一组内源性的单链非编码RNA（长度为18~26 nt），其作用是调控转录后的基因表达。miRNAs通过与特定靶mRNA的3’非翻译区结合，触发该mRNA的降解，或抑制其转录后翻译［8］。众多数据表明，miRNAs在许多生物学过程中起重要作用，如细胞的增殖和凋亡、胞浆内葡萄糖和脂类代谢、信号的转导和应答等。此外，miRNAs还参与人类肿瘤的发生发展过程，成为肿瘤发生的重要调节因子，为探索人类恶性肿瘤的机制提供了新的方向［9］。

1.1　致癌基因

　先前的研究已经证实众多miRNAs参与UM的发展进程。mir-155是一个具有调节功能的基因，在脂肪肉瘤［10］、肺癌［11］、急性髓性白血病［12］、肝细胞癌［13］、乳腺癌［14］和口腔鳞癌［15］等多种人类癌症中起作用。Peng等［16］研究发现，miR-155在UM细胞系和组织中表达上调。其直接作用于Nedd4家族相互作用蛋白1（NDFIP1），并可抑制其表达。当NDFIP1下调后，会诱导UM细胞的生长和迁移。另有报道称，在食管鳞状细胞癌［17］、肝细胞癌［18］、骨肉瘤［19］和非小细胞肺癌［20］等疾病中，mir-367通常作为肿瘤致癌因子出现，直接或间接地促进肿瘤生长。Ling等［21］通过定量聚合酶链反应发现，UM组织样本中miR-367的表达上调，PTEN是其靶基因，miR-367通过部分地调节PTEN，进而促进UM细胞的集落形成。在肝细胞癌［22］和大肠癌［23］组织和细胞中，miR-454表达呈上调状态；而在胶质母细胞瘤［24］和骨肉瘤［25］中则表达下调。在UM组织中，miR-454的表达上调，与mir-367共同作用于靶基因PTEN。miR-454过表达后PTEN蛋白的表达水平相应降低。其过表达亦可增强Akt和MTOR及其磷酸化产物的表达，这与PTEN表达下调后的功能一致［26］。这些发现均支持miRNAs在UM中的致癌基因作用。

1.2　抑癌基因

　相较于致癌因子，研究表明更多的miRNAs起抑癌基因作用。Liu等［27］研究发现，miR-9在高度侵袭性UM细胞系中显著减少，通过直接靶向其3’-UTRs负调控NF-κB1的表达，从而抑制UM细胞的迁移和侵袭，NF-κB1的下游靶点，如基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP)-2、MMP-9和血管内皮生长因子A（vascular endothelial growth factor A，VEGFA)，亦受miR-9的调控。而mir-34a/b/c［28-29］与miR-137［30］则通过阻滞细胞周期G而不是诱导细胞凋亡来抑制UM细胞进程，其下游靶基因均为c-Met。另有报道称，mir-124a通过抑制其潜在靶点，包括CDK4、CDK6、cyclin D2和EZH2等，来抑制UM的进程［31］。Yan等［32］发现，miR-182通过下调癌基因c-Met及其下游Akt和ERK1/2通路的表达，抑制UM细胞的生长及其功能。同样地，与mir-34家族类似，miR-145在UM样品中低表达，其过表达可阻断UM细胞的G1期进入S期，从而抑制细胞增殖。用Western blotting法检测胰岛素受体底物-1（insulin receptor substrate 1,IRS-1）作为miR-145的潜在靶点。IRS-1的敲除与miR-145过表达有相似作用，下调IRS-1是mir-145抑制UM发展的一种可能的机制［33］。miRNAs在UM细胞中的下调预示着其作为抑癌因子的作用，可作为该病的潜在治疗靶点。

1.3　双重作用的miRNAs

　一些miRNAs既有原癌基因作用，也有抑制肿瘤生长作用，这取决于其所在肿瘤部位类型及其依赖的下游靶标蛋白。作为miR-17~92簇的成员，miR-20a已被认为参与调节各种癌细胞的增殖和侵袭，其致癌作用和抑癌作用已被分别报道过。一方面，miR-20a可促进胃癌［34］、胆囊癌［35］和前列腺癌［36］的发生发展进程。另一方面，可抑制甲状腺癌［37］、肝癌［38］和口腔鳞状细胞癌［39］的增殖和侵袭。先前的研究已观察到UM患者血浆和组织细胞中miR-20a水平升高。miR-20a作为致癌因子，参与促进UM细胞的生长和运动［40］。miR-32已被证实在乳腺癌［41］和胃癌［42］的组织样本中表达上调，而在口腔鳞癌［43］和骨肉瘤［44］等细胞中显著下调。Ma等［45］研究发现，在UM组织中miR-32的表达水平显著降低（P<0.01），miR-32的异位表达可显著抑制细胞的增殖能力，其迁移和侵袭效率也相应减少，同时促进细胞凋亡。mir-32通过抑制其直接靶点EZH2的表达，抑制UM的发生。相似地，miR-144在肺癌［46］和骨肉瘤［47］等细胞中均有表达下调。Akiyoshi等［48］证明，miR-144表达与胃癌呈负相关。然而也有相反的报道，有研究表明miR-144通过抑制磷酸酶和张力素同源物（PTEN）促进鼻咽癌的增殖、迁移和侵袭。因此，miR-144在癌变过程中的作用是复杂的，具有高度组织特异性。Sun等［49］研究发现，miR-144在UM组织样本中的表达显著减少。当miR-144过表达后，可减少UM细胞的增殖和侵袭能力。靶向预测和体外功能研究表明，c-Met是miR-144的一个直接靶点。当miR-144模拟物引入后，可减少c-Met诱导的细胞增殖和侵袭。这些miRNAs在不同肿瘤细胞中的作用不同，这取决于其在肿瘤细胞中的表达程度，及对应作用靶基因的特异性，同一种肿瘤细胞可能有多种miRNAs调控，每种miRNA也会由于调控不同的靶标而产生不同的作用。

2　相关lncRNAs机制研究


        lncRNA是一种不具备编码蛋白质分子能力的核糖核酸（长度为200~100 000 nt），参与细胞内多种过程调控，在许多生物学过程中起重要作用，如细胞的发育、增殖、转移、分化、侵袭和迁移。lncRNAs的表达和功能异常与人类疾病的发生密切相关，主要表现为lncRNAs 在空间排列和结构上的异常、表达水平的异常、与结合蛋白相互作用的异常等。

2.1　致癌基因

　在UM细胞系和组织中，lncRNA铁蛋白重链1假基因3（FTH1P3）表达水平上调，而miR-224-5p表达下调，二者表达呈负相关；作为miR-224-5p的直接靶基因，FTH1P3的过表达抑制了miR-224-5P的表达，从而促进Rac1和Fizzled5的表达，使UM细胞的增殖和迁移增强［50］。lncRNA HOXA11-AS在UM组织和细胞中过表达，它可以同时与Zeste同源物2（EZH2）的增强子相互作用，以抑制其靶标P21蛋白的表达，此外还发现HOXA11-AS与miR-124的表达呈负相关，miR-124的过表达可减弱HOXA11-AS的促增殖和侵袭作用［50］。转移相关肺腺癌转录本1（MALAT1）在UM组织中表达上调。MALAT1的表达水平与miR-140的表达呈负相关。敲除MALAT1可促进miR-140的表达，抑制UM细胞中的Slug和ADAM10的表达［51］。此外还发现RHPN1-AS1［52］和P2RX7-V3［53］在多个UM细胞系中显著上调。敲除这些基因可显著抑制UM细胞在体外和体内的增殖、集落形成、侵袭和迁移。这些均可为lncRNA作为该病肿瘤原癌基因提供了证据。

2.2　抑癌基因

　相反地，一些lncRNAs在UM细胞中起抑癌基因作用。研究表明，高甲基化1（HIC1）在各种人类癌症中表观沉默。HIC1作为肿瘤抑制因子，在UM中表达下调。HIC1的异位表达可抑制UM细胞的增殖和侵袭。通过lncRNA微阵列和PCR测定，发现了lncRNA-numb的表达在UM中被HIC1激活。HIC1通过激活lncRNA-numb调节UM的进展［54］。lncRNA PAUPAR亦是在UM细胞中呈中低度表达［55］，并在体外和体内调节UM的发生。PAUPAR通过抑制组蛋白H3K4的去甲基化，从而调节HES1表达。PAUPAR的异位表达可诱导HES1表达的沉默，从而显著降低肿瘤转移。

3　miRNAs与lncRNAs的相互作用


        miRNAs和lncRNAs在各种肿瘤细胞和组织中的表达程度均有不同改变，异常miRNAs和lncRNAs的表达被证实与多种人类肿瘤相关，起致癌基因或抑癌基因作用［56］。miRNAs和lncRNAs在UM及其他恶性肿瘤中表达失调，从而加速或抑制肿瘤细胞的生长和侵袭。在UM中，二者常表现为负相关。lncRNA FTH1P3通过miR-224-5p/Rac1和Fizzled5轴对UM进行调控，当FTH1P3表达增多时，后者相应减少，致其目标基因Rac1和Fizzled5相应增多［9］。与之相似，MALAT1通过miR-140/Slug和ADAM10轴促进UM的增殖与迁移［57］。lncRNA HOXA11-AS在UM中则与miR-124呈负相关［58］，mir-124在UM中起抑癌作用，相应地，HOXA11-AS起抑癌作用。这些证据表明，miRNAs与lncRNAs既可单独调控UM的发生发展，又可相互作用，共同参与其调控机制。

4　展望


        UM是最具侵袭性的癌症之一，目前一线治疗方法仍为手术摘除眼内肿物。尽管局部治疗成功，仍有超过50%的患者死于转移性死亡，远期生存率并不理想。同大多数肿瘤一样，UM的发生是一个多步骤的过程，其中涉及到原癌基因和肿瘤抑制基因的遗传和表观学改变。先前的研究增加了对miRNAs和lncRNAs在恶性肿瘤中影响的认识，包括细胞周期进程、细胞凋亡、增殖、侵袭和转移等。因此，阐明这些miRNAs和lncRNAs失调的生物学原因，对于提高现有的对UM发病机制的认识，和开发新的关键靶基因具有重要临床意义［59］。在过去几年中，针对UM的早期诊断已有初步进展，对于miRNAs和lncRNAs的调控机制已有相对初步认识，揭开非编码RNAs的独立与协作机制，可加快靶向治疗方案。随着更多非编码RNAs的发现，以及对其失调和细胞信号转导相关异常的更全面地了解，可作为金标准和可治愈性靶标的非编码RNAs会逐步走进人们的视野，为UM患者提供新的诊疗策略。