哺乳动物基因组中蛋白质编码基因（protein coding gene,PCG）的比例不足2%，但剩下的巨 大的非蛋白编码区并非“垃圾DNA”，而是包含大 量转录调控元件和非编码RNA （noncoding RNA, ncRNA）基因。ncRNA通常是指不能翻译为蛋白 的RNA分子，包含短链ncRNA（如microRNA、 piRNA、siRNA等）和长链非ncRNA（lncRNA）。 目前发现或预测的人ncRNA已经超过了PCG，达到 4万以上，其中主要为lncRNA。lncRNA可在各个层 面调控基因表达，在细胞生长、发育、衰老、死亡 等过程中均扮演关键角色。 1 lncRNA概述 1.1 lncRNA的定义

lncRNA通常指一类相对分子质量大于200 nt， 且不能翻译为蛋白质的RNA分子。然而随着 研究的深入，发现该定义已经不能涵盖全部的 lncRNA。有学者建议将lncRNA定义为与传统类型 小RNA及结构RNA不同的，在初始转录或剪接后 水平调控基因的功能性RNA分子^{[ 1, 2 ]}。 1.2 lncRNA的分类

目前lncRNA的分类和命名比较混乱，缺乏统 一标准^{[ 3 ]}。可根据来源将其分为：（1）由PCG的基 因结构中断形成新的lncRNA；（2）染色质重排产 生出一个新的含有多个外显子的lncRNA；（3）非 编码基因在复制过程中由于反转座作用导致基因重 叠而产生的lncRNA；（4）局部的复制子串联产生 的lncRNA；（5）基因中插入一个转座元件而产生 的lncRNA。可根据在基因组定位的不同将lncRNA 分为：（1）反义lncRNA；（2）内含子lncRNA； （3）基因间lncRNA；（4）启动子相关lncRNA； （5）非翻译区lncRNA等。目前已经有很多在线数 据库开始收录lncRNA的相关信息，见表 1。

表 1(Table 1)

表 1 lncRNA公共数据库 Table 1 lncRNA in public databases Note: ncRNA:non-protein-coding RNA; fRNA:functional RNA

表 1 lncRNA公共数据库 Table 1 lncRNA in public databases

lncRNA参与了基因组印迹、X染色体失活、 染色体修饰以及端粒生物学等多种生命活动过 程，参与人类多种疾病的发生和发展，尤其与恶 性肿瘤的发生、发展关系密切。由于lncRNA种类 较多，功能及作用机制复杂，目前尚知之甚少， 但也发现lncRNA的功能存在一定的共同点，可以 在转录水平、转录后水平以及表观遗传水平（如 染色质重塑、组蛋白修饰）调控基因表达。根据 现有的研究结果，研究者提出了一些作用模型， 鉴于已有中文综述提及^{[ 15 ]}，本文不再展开。 2 肿瘤相关lncRNA

关于lncRNA的差异表达与肿瘤发生发展的 关系已经研究了很多年，然而，一直缺乏强有力 的直接证据。近年来随着肿瘤转录组表达谱的完 善，越来越多的证据揭示了lncRNA的功能，并发 现了大量的肿瘤相关lncRNA分子，见表 2。下面就 一些具有显著特点的肿瘤相关lncRNAs作一综述。

表 2(Table 2)

表 2 肿瘤相关lncRNAs[ 1,3 ] Table 2 Cancer-associated lncRNAs[ 1,3 ] Note: lncRNA:long non-coding RNA;NA:not available;siRNA: small interfering RNA

表 2 肿瘤相关lncRNAs[ 1,3 ] Table 2 Cancer-associated lncRNAs[ 1,3 ]

这一大小约7.5 kb的lncRNA在人类多种肿瘤， 如肺癌、乳腺癌、胰腺癌、结肠癌以及前列腺癌 中异常高表达，其中尤以在非小细胞肺癌中的过 表达最为显著。研究已证实MALAT1的高水平表 达可促进肿瘤细胞转移。MALAT1的可能分子机 制包括剪接调节和基因表达调节。MALAT1可激 活转移相关基因的表达而促进肿瘤转移^{[ 33 ]}，还可 通过调节丝氨酸/精氨酸剪接因子的磷酸化水平使 mRNA前体的剪接发生改变^{[ 53 ]}，进而影响相应基因 的表达与功能。 2.2 HULC

HULC在肝癌和大肠癌肝转移中的表达显著增 高。HULC与乙肝病毒X蛋白HBx介导的肝癌发生 密切相关。HBx能够通过cAMP应答元件结合蛋白 （CREB）使HULC启动子激活^{[ 28 ]}。此外，HULC 还可作为“分子诱饵”或是“miRNA海绵”在转录水 平下调miR-372的表达，导致其靶基因PRKACB水 平上调，激活CREB，CREB活化后与HULC启动 子结合从而促进HULC的转录^{[ 29 ]}。 2.3 XIST

X染色体失活是哺乳动物表观遗传学调节的一 种经典模型，XIST是其主要调节因子。在雌性动 物细胞中，XIST可通过招募EZH2、RING-1等因 子到一条X染色体上，导致其失活，从而弥补了雌 雄性之间X相关基因数量的不平衡。乳腺癌中，可 存在两条活性X染色体。其共同机制是非活性X染 色体发生缺失或活性X染色体发生复制导致XIST 异常表达^{[ 51 ]}。 2.4 HOTAIR

HOTAIR是第一个被证明可调控肿瘤转移的 lncRNA，在乳腺癌、肝细胞癌、喉鳞状细胞癌等 恶性肿瘤中表达显著上调，并与肿瘤的分期、转 移以及生存密切相关^{[ 27 ]}。HOTAIR可募集PRC2复 合体并将其定位到HOXD位点，导致该位点上一大 小为40 kb的区域发生表达沉默，从而改变乳腺上 皮细胞的表型，使之类似于胚胎的纤维原细胞^{[ 54 ]}。 HOTAIR还可能通过促进PTEN的甲基化导致其失 活进而促进肿瘤发生发展^{[ 55 ]}。 2.5 GAS5

GAS5位于1q25，该区域在多种肿瘤中存在结 构异常。GAS5在缺乏营养或生长因子条件下大量 表达，扮演RNA Decoy角色，从而竞争抑制糖皮 质激素等类固醇激素介导的转录。GAS5在控制哺 乳动物细胞凋亡和细胞增殖过程中起重要作用， 可使乳腺癌细胞对凋亡诱导物更加敏感^{[ 25 ]}。 2.6 H19

H19在脊椎动物胚胎发育过程中高表达，但出 生后不久即显著下调（除骨和软骨组织外）。H19 在多种肿瘤组织中异常高表达，可被癌基因c-Myc 直接活化，而抑癌基因p53则可下调其表达^{[ 26 ]}。肝 脏中的H19与其作用靶点—血管生成素和成纤维细 胞生长因子之间相互作用，可改变与血管转移、 肿瘤浸润和细胞迁移相关基因的表达从而诱发肿 瘤。但也有证据表明H19可作为抑癌基因，如缺失 H19的小鼠较野生型更易发生肿瘤样息肉^{[ 56 ]}。H19 同时兼有原癌基因和抑癌基因的作用，可能与其 特性相关，也可能与肿瘤的微环境有关^{[ 3 ]}。 2.7 MEG3

这是第一个被发现具有肿瘤抑制功能的 lncRNA，其大小约1.6 kb。MEG3在人类很多正常 组织中表达，却在多种肿瘤组织中表达下调或丧 失，其机制包括基因缺失、启动子超甲基化等。 MEG3可以激活p53依赖或p53非依赖的信号通路抑 制肿瘤生成。由MEG3介导的p53的活化是依赖其 二级结构而不是其原始序列发挥作用的^{[ 34 ]}。 2.8 UCA1

UCA1属于人内生性逆转录酶病毒H家族，在 绒膜绒毛、胚胎和胎儿膀胱组织中高表达。UCA1 在膀胱癌中表达上调，可促进膀胱癌细胞的增殖 和转移能力，并可通过CREB经由PI3K-AKT通路 调节细胞周期^{[ 49 ]}。UCA1还可通过调控多个细胞周 期相关基因来改变细胞周期进程。 2.9 DD3

DD3基因位于9q21.22位点，目前尚未发现与 其同源的任何基因。现有资料表明DD3仅在前列 腺中特异性高表达，对前列腺癌的诊断价值要高 于目前常用的端粒酶逆转录酶，具有广阔的应用 前景^{[ 38 ]}。 2.10 PTENP1

PTENP1是抑癌基因PTEN的假基因，与 其3 ’UTR高度相似，可竞争结合靶向PTEN的 miRNA(如miR-17、miR-21和miR-19等)，从而解除 这些miRNA对PTEN的翻译抑制。PTENP1的发现 表明不同类型的ncRNA（miRNA和lncRNA）可共 同发挥基因调控功能^{[ 30 ]}。 3 lncRNA在肿瘤诊断与治疗中的潜在应用

近年的研究显示，肿瘤的发生、发展、转移 与预后都与lncRNA相关。因此，lncRNA可作为 新的标志物用于肿瘤的诊断、预后和疗效监测。 例如，DD3用于前列腺癌诊断的敏感度和准确率 类似于PSA，且联合检测DD3和PSA可提高前列腺 癌的早期诊断率；检测尿沉渣UCA1用于膀胱癌的 诊断具有较高的特异性和敏感度；分析非小细胞 肺癌组织中MALAT1的含量可以早期预测肿瘤转 移；而HOTAIR是喉鳞状细胞癌、鼻咽癌的独立预 后因子^{[ 55 ]}。

目前，将lncRNA用于肿瘤治疗干预靶点的研 究还处于起步阶段。尽管目前对lncRNA功能机制 所知有限，但已经为当前肿瘤药物的研发策略带来 很多提示，如合成可形成特定二级结构的RNA分 子，模拟lncRNA对基因的调控功能，抑制肿瘤的 增殖和转移。已经有部分lncRNA显示出作为肿瘤 干预靶点的巨大应用前景。例如，阻止HOTAIR与 PCR2复合物的反应，可限制乳腺癌细胞的转移潜 能。抑制GAS5表达不仅可诱导乳腺癌细胞的生长 停滞和凋亡，还可增加肿瘤对化疗药物的敏感度， 提示GAS5未来可能用于乳腺癌的预防和治疗^{[ 25 ]}。 目前已经有一些靶向lncRNA的小分子化合物进入 了临床试验阶段。 4 展望

虽然lncRNA的研究已经进行了很多年，但 一直进展缓慢，总体上仍处于起步阶段，绝大多 数lncRNA的功能机制还不清楚。由于lncRNA种 类众多，结构多样，导致其作用机制复杂，目前 尚未建立成熟的研究技术体系，仅能对少数几类 lncRNA进行研究。此外，目前为止仍没有一个完 善的lncRNA数据库，仅建立了少数几个lncRNA转 基因模型。由于lncRNA广泛的生理功能和病理意 义，对lncRNA进行深入研究不仅会大大促进后基 因组时代对基因调控的理解，也必将对生物医学 的发展带来革命性的发展。