背景

既往研究显示，长链非编码RNA(lncRNAs)在包括结肠癌在内的多种人类恶性肿瘤的发生和发展中起着至关重要的作用。在本综述中，我们介绍了参与结肠肿瘤发生的lncRNAs的功能和机制，如HOTAIR、PVT1、H19、MALAT1、SNHG1、SNHG7、SNHG15、TUG1、XIST、ROR和ZEB1-AS1。我们综述了lncRNAs在结肠癌细胞增殖、细胞凋亡死亡、细胞周期、细胞迁移和侵袭能力、上皮-间充质转化(EMT)、肿瘤干细胞和耐药性调节中的作用。此外，我们还简要强调了circRNA在结肠肿瘤发生和发展中的作用。

简介

年11月28日，来自中国温州医院胃肠外科的SianChen和XianShen在MolCancer(IF:15.)杂志上发表一篇LongnoncodingRNAs:functionsandmechanismsincoloncancer的综述[1]，该综述为通过调节结肠癌中的lncRNAs和环状RNA(circRNAs)进行抗癌治疗提供了理论依据。

lncRNAs在结肠癌中的作用

新出现的证据表明lncRNA在结肠癌的发生和发展中起着至关重要的作用，一项研究使用来自TCGA数据集的RNA测序数据识别出结肠肿瘤中约种差异表达的lncRNAs。LncRNAs参与患者预后、细胞增殖、细胞凋亡、细胞转移和侵袭、细胞周期、上皮-间充质转化(EMT)、肿瘤干细胞(CSCs)和耐药性(图1)。在下一节中，我们将描述lncRNAs在调节这些细胞过程中的作用，并强调lncRNAs的相关分子机制。

图1.lncRNAs在调节细胞进程中的作用，lncRNAs在结肠癌的细胞增殖、细胞凋亡死亡、细胞周期、细胞迁移和侵袭、上皮-间充质转化(EMT)、肿瘤干细胞(CSCs)和耐药性调节中发挥重要作用。

LncRNAs与患者预后相关

据报告，LncRNAs-ROR水平在结肠癌组织中高度表达，与结肠癌患者的肿瘤浸润、淋巴结转移和AJCC期有关。由TGF-β激活的lncRNA(lncRNA-ATB)在结肠癌组织中的表达升高，尤其是在转移性癌标本中。LncRNA-ATB水平与结肠癌患者的AJCC分期和生存时间相关。此外，lncRNA在肝癌(HULC)中高度上调，lncRNA在结肠癌组织中得到促进，并与肿瘤分期、肿瘤大小、转移和生存率等临床病理参数相关。据报告，CCAT1在结肠癌组织中的表达也高度上调，并与临床分期、淋巴结转移和生存时间相关。在结肠癌组织中观察到CASC19表达增加，且与肿瘤大小和转移有关。越来越多的证据表明lncRNAs在结肠癌中也具有抗肿瘤活性。例如，B3GALT5-AS1在结肠肿瘤标本中减少，尤其是在肝转移组织中。此外，B3GALT5-AS1表达水平较低与结肠癌患者的肝转移和不良结局相关。同样，LINC在结肠癌患者中的表达也会降低，尤其是在远处转移的患者中。LINC表达降低与结肠癌患者的TNM分期、肿瘤大小和预后相关。Fer-1样蛋白4(FER1L4)水平在结肠肿瘤标本中降低，且与肿瘤浸润、转移和肿瘤分期呈负相关，FER1L4表达较低的结肠癌患者总体生存率和预后生存率较差。

LncRNAs调节细胞增殖

越来越多的证据表明，lncRNAs在细胞增殖调节中发挥重要作用。多项研究表明，lncRNA调控异常参与调控结肠癌细胞增殖。ZEB1-AS1高表达通过在结肠腺癌细胞中浸润miR--3p来促进p21激活激酶2(PAK2)的表达，从而促进细胞增殖。据报告，LncRNADMTF1v4在结肠癌组织中高表达，而在HT-29细胞中DMTF1v4敲除通过抑制p-ERK、p-JNK和p-p38来抑制细胞增殖。值得注意的是，敲除DMTF1v4会延缓裸鼠结肠肿瘤的生长。研究表明，PVT1通过抑制miR-26b增强细胞生长，而PVT1水平降低通过调节miR-30d-5p/RUNX2轴减弱细胞生长。

LncRNAs调节细胞凋亡

据报道，LncRNAs可控制结肠癌细胞的凋亡。体外和体内实验表明，PCAT6通过促进EZH2和H3K4me3在ARC区域的富集来抑制细胞凋亡，从而提高结肠癌细胞的ARC转录活性。SNHG7在HT29结肠癌细胞中的抑制作用通过激活K-ras/ERK/cyclinD1信号通路，刺激细胞凋亡。

DMTF1v4下调通过上调凋亡相关蛋白表达诱导结肠癌细胞凋亡。SNHG1高表达可能通过Wnt/β-catenin信号通路抑制结肠癌细胞凋亡。HT29结肠癌细胞中FAL1下调刺激细胞凋亡，这提示FAL1可能抑制细胞凋亡，促进细胞增殖。其中一组报道说，沉默BC刺激结肠癌HCT-和HT29细胞凋亡。此外，高表达LINC通过使结肠癌细胞中的PI3K/Akt通路失活而促进细胞凋亡。在另一项研究中，下调lincDUSP被证实可诱导患者源性结肠癌细胞凋亡。已证实LINC高表达可促进细胞凋亡，而lncRNAZFAS1可阻止结肠癌细胞凋亡。此外，致癌基因lncRNATUG1可抑制HCT和LoVo结肠癌细胞的凋亡。

LncRNAs调节肿瘤的浸润和转移

LncRNAs在调控结肠癌细胞的迁移、浸润和转移中具有重要作用。ZEB1-AS1通过浸润miR--3p增加PAK2表达促进细胞浸润和迁移，从而导致结肠癌细胞转移。上调LINC可抑制SW和SW结肠癌细胞的迁移和浸润，表明LINC在结肠癌中具有抗肿瘤活性。一项研究表明，下调LINC通过靶向miR-21a延缓结肠癌细胞的浸润性活性。此外，TUG1表达的敲除已显示出削弱HCT和LoVo结肠癌细胞的迁移。LncRNAHULC敲除通过调节结肠癌细胞中miR-/RTKN的表达来抑制细胞迁移和浸润。TUG1沉默通过调节miR-26a-5p/MMP14/p38MAPK/Hsp27轴，在体外和小鼠中体内阻碍细胞浸润。抑制ENST0000974可干扰结肠癌细胞的迁移，而上调ENST0000974会通过上调JAG2促进结肠癌的转移。HULC下调通过与miR-相互作用和调节RTKN来减弱结肠癌细胞的转移。LncRNADMTF1v4高表达通过调控结肠癌细胞ERK/MAPK信号通路促进HT-29细胞迁移。在另一项研究中，据报告PVT1通过调节结肠癌细胞中的miR-26b和miR-30d-5p来促进细胞迁移和浸润。

LncRNAs调控细胞周期

LncRNAs已被揭示可调控结肠癌细胞的细胞周期。例如，lncRNABC沉默可能通过降低β-catenin水平而降低cyclinD1、cyclinE和c-Myc的表达，从而在G0/G1期诱导细胞周期停滞。lincDUSP下调可能通过调节细胞周期调控通路，在结肠癌细胞中诱导S期细胞周期停滞。lncRNAMY(c-Myc的下游靶点)的水平在大多数结肠癌中升高，并通过其与hnRNP-K的相互作用以及随后在结肠癌细胞中稳定CDK6，增强细胞周期过程中的G1-S转变。此外，lncRNAMYU还促进了CRC细胞的增殖和致瘤性。

LncRNAs调节肿瘤干细胞

新证据支持CSC在肿瘤发生、转移、复发和耐药性中起关键作用。LncRNAs已被证实参与包括CRC在内的人类癌症的CSC形成和维持。Lnc34a在结肠CSCs中过表达，可引发不对称分裂，促进结肠CSCs自我更新。在结肠癌干细胞样细胞中观察到lncRNARBM5-AS1表达增加，RBM5-AS1通过与β-catenin相互作用激活WNT信号通路，促进细胞生长和存活。因此，RBM5-AS1对结肠CSCs的维持很重要。CCAT2高表达增加了结肠癌细胞中CSCs的多种分子标志物水平，这提示CCAT2可能参与了CSCs的发生。LINC(也称为LOCCS)在表达CD+/CD+/CD44+的结肠CSCs中高表达，其抑制作用通过浸润miR-93抑制结肠CSC的增殖、迁移、浸润和肿瘤异种移植。最近，LINC通过调节Gli家族因子(部分是通过自发产生miR-b-5p)来赋予结肠癌增殖、迁移和干细胞性.

LncRNAs调控EMT过程

EMT是上皮细胞转化为间充质细胞，并为其提供迁移和转移能力的细胞过程。TUG1下调被证实可部分通过靶向结肠癌细胞中的miR-26a-5p和MMP-14、VEGF、MAPK和Hsp27来抑制EMT。本研究结果提示，TUG1促进结肠癌细胞的EMT。上皮特征的丧失和间充质特征的同时获得与CYTOR表达相关，CYTOR表达的上调会触发结肠癌细胞中的EMT。同样地，在多种结肠癌细胞系中，CYTOR表达与上皮特征的丧失和间充质特征的获得有关。重要的是，BC下调部分通过抑制STAT3磷酸化来抑制HCT-和HT29结肠癌细胞中的EMT。

LncRNAs调控耐药性

克服耐药性是更好实现癌症治疗结果的主要挑战，lncRNAs与耐药性的产生相关。使用RNA-Seq、RT-qPCR、生物信息学和小鼠肿瘤异种移植模型，一组报告了5-FU、奥沙利铂和伊立替康治疗后，在HT-29和HCT-细胞中五种lincRNAs(包括LINC、LINC、CASC19、CCAT1和BCAR4)的表达在体外和体内均发生了变化。在这五种lincRNAs中，LINC在接受5-FU、奥沙利铂和伊立替康治疗的结肠癌细胞中上调最为强烈。本报告提示lncRNAs可能参与结肠癌的耐药。一项研究显示，lncRNACCAT1在结肠肿瘤标本、结肠癌细胞株以及5-FU耐药细胞中高度表达。CCAT1在结肠癌细胞中的高表达降低了5-FU敏感性并促进了细胞凋亡率的降低，而敲除CCAT1在结肠癌细胞中产生相反的作用。这些结果表明CCAT1参与结肠癌细胞的5-FU的耐药性。

LncRNAs参与DNA甲基化和DNA损伤反应

DNA甲基化已被证实在染色质组织和基因表达中扮演着至关重要的作用。DNA甲基化发生在基因启动子、基因体和基因组的基因间区域，在基因表达调控中具有重要作用。lincDUSP在结肠癌细胞中的下调促进了S期累积和γH2AX病灶的形成，表明lincDUSP参与诱导DNA损伤反应。高表达DACOR1会降低胱硫醚-9β-合酶的表达，并抑制S-腺苷甲硫氨酸(DNA甲基化的重要甲基供体)的产生。因此，DACOR1有助于DNA异常甲基化和结肠癌的发生。此外，该研究组证明，DACOR1上调会重新编程结肠癌细胞中的全基因组DNA甲基化，包括基因前体、基因体和基因间区，从而抑制结肠癌细胞中的FOS和JUN，并抑制结肠癌细胞中AP-1的活性。

环状RNA在结肠癌中的作用

环状RNA(circrRNAs)在结肠癌的发生和发展中发挥着重要作用。环状RNAcircPPP1R12A在结肠癌组织中高度表达，其在结肠癌患者中的高表达与总体生存期缩短相关。此外，由circPPP1R12A编码的circPPP1R12A-73aa蛋白通过调节结肠癌细胞中的Hippo-YAP信号通路，提高细胞增殖、迁移和浸润能力。circPIP5K1A在结肠癌组织中过表达。circPIP5K1A表达减少会降低细胞的存活率并降低细胞的能动性，而circPIP5K1A高表达会促进结肠癌细胞的迁移和浸润。在机制上，circPIP5K1A的高表达促进了AP-1的表达，并部分通过抑制miR-a抑制了结肠癌细胞中CDX-2、Zic-1和IRF-4的表达。因此，circPIP5K1A通过抑制miR-a促进结肠肿瘤的发生。在结肠肿瘤组织和TICs中观察到较高的circCTIC1表达，这与肿瘤预后相关。circCTIC1的抑制抑制结肠TICs的自我更新，而其上调通过c-Myc调节增强TIC的自我更新。从机制上讲，circCTIC1可能与NURF复合物结合，使其与c-Myc启动子结合并激活c-Myc转录，从而导致结肠癌TICs的自我更新。

图2.多种环状RNA(circRNAs)参与结肠肿瘤的发生、发展

结论及展望

综上所述，lncRNAs和circRNAs在结肠癌的发生和发展中起着至关重要的作用。靶向这些非编码RNA有助于结肠癌患者获得治疗效益。已识别出几种化合物可调节lncRNAs在人结肠癌中的表达。例如，人参皂苷Rg3可降低结直肠癌Caco-2细胞中lncRNACCAT1的表达，从而抑制细胞生长、迁移和浸润。两种抗癌药物3，3′-二吲哚基甲烷和多西环素调节HCT-和HT-29结肠癌细胞中的几种lncRNAs。5-氟尿嘧啶、奥沙利铂和伊立替康等不同化疗药物提高了linc在结肠癌HT-29和HCT-细胞中的表达。此外，粪便lncRNAs的识别可能有助于结肠直肠癌的早期检测。

然而，要全面了解lncRNAs在结肠癌中的作用，必须解决几个重要问题。例如，由于lncRNAs可以多功能调节各种组织中的多种细胞过程，因此需根据具体情况了解lncRNA功能详尽的分子机制。此外，有必要验证lncRNAs作为生物标志物的可靠性和敏感性是否足以达到临床应用指标。CEA和CA19-9已用于临床结肠癌诊断，但lncRNAs和circRNAs相比这些生物标志物是否具有优势尚需确定。我们乐观地认为，使用新的稳健的测序技术将阐明lncRNAs在结肠癌发生中的作用，最终可能加速lncRNAs在诊断、治疗和预后评估中的临床应用。

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