邵学成(综述)，刘国艳(审校)

(1.天津市第三中心医院妇产科， 天津 300170；2.天津医科大学总医院妇产科，天津 300052)

宫颈癌是女性常见的恶性肿瘤，在我国的发病率位居妇科生殖系统恶性肿瘤首位。经济地位低下，个体差异和性卫生状况差，吸烟，性活动年龄提早以及有多个性伴侣是宫颈癌发展的常见危险因素。人乳头瘤病毒是癌变过程中的主要病原学因素。除了高危乳头瘤病毒感染外，表观遗传调控机制在宫颈癌的发生、发展中也发挥了重要作用。长链非编码RNA(long non-coding RNA，lncRNA)，微小RNA(microRNA，miRNA)和环状RNA(circular RNA，circRNA)可通过多种机制参与调控肿瘤细胞的生长、恶性转化、细胞迁移和侵袭，与宫颈癌的进展、侵袭有关，对宫颈癌的诊断和治疗有重要意义。

1 人乳头瘤病毒(human papillomavirus，HPV)与宫 颈癌

HPV属于Papillomaviridae家族，是一类小型非包膜环状双链DNA病毒，直径为50～55 nm。根据它们与宫颈癌或癌前病变的关系，分为低危型或高危型。在高风险类型中，HPV 16是宫颈癌病例中最常见的基因型，其次是HPV18。不是所有感染人乳头瘤病毒的妇女都会导致宫颈癌，但高风险的HPV基因型会触发正常细胞发展为癌前病变，进一步发展为浸润性病变。HPV感染的上皮细胞向浸润性癌症的进展是与宿主细胞基因中DNA改变相关的长期过程。这些改变涉及致癌基因和抑癌基因的遗传和表观遗传变化。宫颈上皮内瘤变(cervical intraepithelial neoplasia,CIN)分为三级：CINⅠ：轻度不典型增生。CINⅡ：中度不典型增生。CINⅢ：重度不典型增生和原位癌。CINⅠ是病毒持续感染宫颈细胞的阶段。从癌前病变到浸润性癌的转变至少需要10年的时间。感染HPV后持续的CINⅠ病变可能发展为CIN Ⅱ/Ⅲ。可见，宫颈鳞状细胞癌(cervical squamous cell carcinoma,SCC)是由HPV感染引起的持续性鳞状上皮内病变(squamous intraepithelial lesion,SIL)所致。

2 lncRNA、miRNA和circRNA与宫颈癌

随着对宫颈癌研究的不断深入，越来越多的证据表明，HPV感染细胞中遗传和表观遗传学改变的逐渐积累对于最终发展为宫颈癌至关重要。在相当一部分宫颈鳞状细胞癌中鉴定到了在调节区域(如TERT启动子序列)产生的激活突变。DNA甲基化,miRNA表达调控及组蛋白的修饰等表观遗传机制是宫颈癌发生,发展的重要原因之一。表观遗传学的研究进展不仅有助于宫颈癌的早期诊断，对于分子靶向治疗宫颈癌亦具有良好的应用前景。表观遗传修饰在宫颈上皮内瘤变和宫颈癌发展的不同阶段的细胞转化中起着重要作用，其中包括lncRNA、miRNA和circRNA的表达失控[1]。

2.1lncRNA与宫颈癌 非编码RNA(non-coding RNA，ncRNA)已在哺乳动物中被广泛识别为独特的RNA转录物。ncRNA根据核苷酸长度分为小RNA(<200 bp)和长RNA(>200 bp)，包括microRNA(miRNA)，PIWI相互作用RNA(piRNA)，小干扰RNA(siRNA)，小核仁RNA(snoRNA)，tRNA衍生的应激诱导RNA(tiRNA)，增强子非编码RNA(eRNA)，circRNA和lncRNA。此外，ncRNA也根据其定位进行分类为细胞质ncRNA和细胞核ncRNA。即使ncRNA不能翻译成蛋白质，它们对于DNA复制、翻译，RNA剪接和表观遗传调控也至关重要。ncRNA也参与细胞的分化、增殖、凋亡和代谢过程。ncRNA在肿瘤发生中作为癌基因或抑癌基因起着至关重要的作用。长度超过200个核苷酸的lncRNA被RNA聚合酶Ⅱ转录，并包含5′帽和3′ polyA尾巴。这些ncRNA广泛分布在整个基因组中，它们涉及许多生物学过程，包括顺式或反式转录调控，染色质重塑，核转运，基因组印迹和肿瘤进展。大多数lncRNA在特定的不同肿瘤类型中表达，使其成为癌症诊断和治疗的潜在靶标。随着对lncRNA研究的深入，越来越多的lncRNA被发现在宫颈癌中异常表达并参与基因调控，如在转录水平减弱或增强致癌过程中靶基因的表达，阻断或促进癌症发展。一些lncRNA受到HPV16E6和E7表达的相互调节，因此在宫颈癌形成过程中增强了病毒癌蛋白的致癌作用[2]，这也证实了在宫颈癌发生发展过程中lncRNA扮演了重要角色。

随着生物信息技术领域的不断发展，高通量测序、基因芯片、基因组富集分析等一系列实验方法的应用及普及，越来越多的lncRNA逐渐被发现和认识。lncRNA与宫颈癌的关系也越来越多的引起人们的重视。在宫颈癌的进展，侵袭和转移以及放射抵抗中起着关键作用的lncRNA越来越受到研究者的关注。

2.1.1lncRNA-ANRIL INK4基因座中的反义非编码RNA(antisense non-coding RNA in the INK4 locus，lncRNA-ANRIL)，是位于9p21染色体上的含3 800个核苷酸的长非编码RNA。ANRIL在各种肿瘤中均发挥肿瘤促进因子的作用。ANRIL调节了大量与基因表达，细胞增殖，细胞黏附和凋亡相关的基因，这表明ANRIL参与了细胞增殖，细胞黏附和凋亡过程。ANRIL在多种人类癌细胞系中高度表达，其中包括宫颈癌。另外，研究也发现ANRIL通过ANRIL/miR-186轴可能在宫颈癌的形成中发挥重要作用[3]。因此，ANRIL有可能作为宫颈癌诊断和治疗的新靶点。

2.1.2HOX转录反义RNA(HOX transcript antisense RNA,HOTAIR) HOTAIR是位于12号染色体上的HOXC基因座的lncRNA。它可以改变染色体状态，从而影响多种基因表达。HOTAIR能在多种癌症中过表达，在血管生成、肿瘤生长和转移中发挥重要调控作用[4]。HOTAIR已显示出可改变miR-143-3p/B细胞淋巴瘤/白血病2基因轴和miR-23b/丝裂原活化蛋白激酶1轴，从而有利于宫颈癌细胞的生长、增殖和转移[5]。宫颈癌细胞株中HOTAIR的表达显着上调，HOTAIR沉默导致子宫颈癌细胞的迁移和侵袭特性降低，HOTAIR可能是宫颈癌治疗的重要治疗靶点[6]。各种研究表明，HOTAIR可用作评估宫颈癌复发和预后的新型标志物，也为宫颈癌的靶向治疗提供了新目标。

2.1.3H19 lncRNA H19位于11p15.5号染色体，长度2.3 kb，是一种母系胚胎基因。它是第一个被鉴定为核糖调节剂的lncRNA，存在于胎儿组织和成年肌肉及多种肿瘤中。H19受HPV16 E6癌蛋白调节，并被证明可充当上皮细胞中miR-138-5p的分子海绵[7]。在各种研究中都提到了H19的异常表达，例如在包括乳腺癌、肝癌、肺癌、宫颈癌、食道癌和膀胱癌在内的各种肿瘤中。目前研究提示H19能促进宫颈癌细胞系的特异性生长，并且可以作为肿瘤诊断和治疗的潜在靶标。

2.1.4人肺腺癌转移相关转录本1(metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1，MALAT1) MALAT1位于染色体11q13，长度为8.7 kb，是一种核lncRNA，参与肿瘤发展并在多种肿瘤组织和细胞系中高表达，促进肿瘤细胞的生长、存活、迁移及转移，被认为是某些肿瘤的致癌基因，如肾癌、卵巢癌以及宫颈癌等。MALAT1在感染高危HPV的宫颈癌细胞系和癌组织中过度表达，此外，miR-429被预测为MALAT1的直接靶标，并且在宫颈癌细胞中明显下降。研究证实了MALAT1和miR-429之间的靶向相关性。通过建立体内动物模型，表明MALAT1通过靶向miR-429促进宫颈癌的进展。这些发现表明，MALAT1可以体内和体外调控miR-429并调节宫颈癌的发病机理。MALAT1/miR-429轴参与了宫颈癌的发展[8]。另外，MALAT1充当包括miR-124，miR-145和miR-206在内的多种miRNA的海绵，并有利于宫颈癌的进展。研究表明，除肿瘤大小、肿瘤分期和淋巴结转移外，MALAT1表达已被认为是独立的预后因素。因此，MALAT1可能被作为宫颈癌的预后标志物和可能的治疗靶标。

2.1.5结肠癌相关转录因子2(colon cancer-associated transcript 2,CCAT2) CCAT2位于8q24染色体上，含有1 752个核苷酸序列。CCAT2在胃癌、膀胱癌、非小细胞肺癌、小细胞肺癌、乳腺癌、卵巢癌、食管鳞状细胞癌、神经胶质瘤中已被定义为提示预后不良的生物标志物。CCAT2在宫颈癌患者血清中高表达。血清CCAT2可能是诊断宫颈癌的新兴非侵入性生物标志物[9]。研究表明，CCAT2在HeLa、CaSki和SiHa宫颈癌细胞以及宫颈癌组织中表达上调。在宫颈癌患者中，CCAT2的高表达与肿瘤分期，淋巴结转移，宫颈浸润深度和生存期降低有关。然而，在宫颈癌中介导CCAT2活性的分子机制仍需进一步研究。

2.1.6重组人快速发育生长因子同源蛋白4内含子转录本1(recombinant human sprouty homolog 4 intronic transcript 1，SPRY4-IT1) SPRY4-IT1是位于人类染色体5q31.3上未剪接的聚腺苷酸转录本。其致癌潜能首次在黑色素瘤中被发现。研究表明SPRY4-IT1在不同类型的肿瘤中起致癌或抑癌作用。在宫颈癌中SPRY4-IT1的表达水平高于正常组织，并与晚期宫颈癌患者较短的总生存期有关。另外SPYR4-IT1/miR-101-3p/E盒结合锌指蛋白1轴参与宫颈癌的迁移和侵袭，这可能为lncRNA诱发宫颈癌发生的功能提供新的见解[10]。

2.1.7生长抑制特异性转录本5(growth arrest-specific transcript 5，GAS5) GAS5是含有651个核苷酸的lncRNA，位于染色体1q25上，此位点与淋巴瘤相关。GAS5在乳癌、肺癌、胃癌中均具有抑癌活性。在宫颈癌细胞中抑制GAS5已显示出增加了增殖、迁移和侵袭，证实了其在宫颈癌进展中的抑癌活性。GAS5在人宫颈癌组织中显着下调，宫颈癌随着GAS5表达水平的抑制而发展。另外，在人宫颈癌细胞系中GAS5的表达也显着下调。体外和体内证明了GAS5过表达可提高宫颈癌细胞对顺铂的敏感性，GAS5表达降低与总体生存期差有关。动物研究证实，GAS5在体内增强了顺铂敏感性并促进了程序性死亡蛋白4(programmed cell death protein 4，PDCD4)表达。GAS5受磷酸化细胞信号传导与转录活化因子3调节，并通过miR-21/PDCD4轴影响宫颈癌对顺铂化疗的敏感性[11]。此外，GAS5充当miR-106b海绵，增强宫颈癌细胞的放射敏感性[12]。

2.1.8宫颈癌高表达1(cervical carcinoma high expressed 1,CCHE1) CCHE1位于染色体12q21.33，带有一个外显子。抑制CCHE1会导致细胞外信号调节激酶/丝裂原活化蛋白激酶信号通路失活、细胞生长停滞和细胞凋亡。另外，CCHE1结合增殖细胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen，PCNA)的mRNA，从而促进其过表达并增加宫颈癌细胞的增殖。CCHE1表达变化与组织学类型，肿瘤大小和肿瘤分期相关。CCHE1基因可能会影响宫颈恶性程度，被认为是预后指标和有潜力的治疗靶标[13]。

2.1.9母系表达基因3(materally expressed gene 3,MEG3) MEG3位于染色体14q32，属于肿瘤抑制基因，在结肠癌、肺癌、乳腺癌以及宫颈癌中都能观察到MEG3 表达下调。在宫颈癌组织和宫颈癌细胞系中，MEG3的表达均较低。MEG3的表达下调与肿瘤大小、肿瘤分期、淋巴结转移都具有相关性，MEG3的过表达导致细胞存活能力降低。MEG3的过表达在体外也抑制细胞迁移和侵袭。MEG3可以负调控宫颈癌细胞的存活，迁移和侵袭。宫颈癌细胞系中MEG3水平的升高显示出抑制细胞增殖，诱导细胞周期停滞和细胞凋亡的作用[14]。因此，MEG3可以作为宫颈癌中的肿瘤生长的抑癌剂。

2.1.10核富集转录体1(nuclear paraspeckle assembly transcript 1，NEAT1) NEAT1位于11号染色体(11q13.1)上，并且在多种癌症(例如前列腺癌，肺癌和乳腺癌)的发生和发展中起着重要的作用。NEAT1可能通过不同的信号通路起作用。NEAT1在宫颈癌组织和细胞中表达上调，与肿瘤分期和淋巴结转移呈正相关。NEAT1的过表达促进HeLa和SiHa细胞的增殖、迁移和侵袭，并激活核因子κB(nuclear factor-kappa B，NF-κB)通路。NEAT1通过调控miR-124/NF-κB通路促进宫颈癌细胞的迁移和侵袭[15]。NEAT1与miR-9-5p结合并抑制其表达，NEAT1通过靶向miR-9-5p在调节宫颈癌细胞的生长中起着重要作用[16]。因此，NEAT1可被认为是宫颈癌的潜在治疗靶点。

除了上述lncRNA、lncRNA-SNHG16、lncRNA-SNHG20、PVT1、NORAD也被确定在宫颈肿瘤发生中起着多种作用。lncRNA提供了认识宫颈癌的新角度，为宫颈癌治疗带来新希望，但需要更多的探索和试验研究进一步阐明确切的分子机制。

2.2miRNA与宫颈癌 miRNA是含18～25个核苷酸的非编码RNA，自从1993年首次发现miRNA以来，这些短的非编码RNA已被证明是动物、植物和人类转录后水平上基因表达的关键调控元件。与miRNA功能相关的主要机制有两个：其一，miRNA与目标mRNA的3′-UTR中的位点特异性结合，导致mRNA降解。另外，miRNA与被靶向的mRNA具有部分碱基互补性，并抑制翻译过程，从而抑制蛋白质合成。但是，每个miRNA可能靶向超过100个mRNA，同时每个mRNA可能包含多个miRNA的结合位点。miRNA与宫颈癌细胞增殖、凋亡、侵袭和血管生成等过程关系密切，被认为是宫颈癌诊断、治疗和预后评估的新靶点。

2.2.1miRNA与宫颈癌发生发展的关系 miRNA的异常表达可导致肿瘤发生并调节疾病进程，如宫颈癌分期的变化(即宫颈上皮内瘤变-CINⅠ、Ⅱ和Ⅲ级)。在CINⅠ～Ⅲ发展为宫颈癌的过程中越来越多失调的miRNA已经被报道。大量研究已经报道了miRNA在宫颈肿瘤组织、宫颈脱落细胞、宫颈黏液和宫颈癌患者血清中的表达水平。研究显示，HPV阳性浸润性宫颈鳞状细胞癌中miRNA与正常组织相比具有差异性[17]，这些研究揭示了特定miRNA的上调或下调可导致肿瘤发生。

宫颈脱落细胞已被广泛用于宫颈癌的筛查，在宫颈脱落细胞中miRNA异常表达也越来越多被人们重视。宫颈脱落细胞中的miRNA有可能在癌症的早期检测中发挥重要作用。在宫颈脱落细胞中，miR-424、miR-375、miR-34a和miR-218的表达水平在高级别病变中显着低于在低级别病变中，其敏感度比细胞学更高，这表明检测miRNA可能为HPV阳性妇女的随访提供新的分类选择。另外研究也证实，在宫颈脱落细胞中，miR-34a、miR-125b和miR-375的表达水平与癌症进展相关[18]。这些结果表明，miRNA有可能作为诊断早期宫颈病变和宫颈癌的生物标志。

血液中的miRNA表达水平也与宫颈癌有联系。Shukla报道，通过测序分析和PCR验证，鉴定出14种在宫颈癌组织和血清标本中差异表达的miRNA。其中，在宫颈癌患者的血清样本和肿瘤组织中，miR-17-5p、miR-32-5p和miR-454-3p过表达，而miR-409-3p表达下调[19]。此外，宫颈黏液中也被检测到miRNA的表达与宫颈病变有关，但是目前相关研究较少，需要进行更多的研究才能确定miRNA在宫颈黏液中的临床价值。

2.2.2miRNA在宫颈癌治疗中的作用 研究表明，miR-144的上调降低了调控胚胎干细胞分化蛋白(lomeobox protein LH-2，Lhx2)在mRNA和蛋白质水平中的表达，Lhx2的恢复部分地消除了miR-144在宫颈癌细胞耐药性中的生物学功能，因此，miR-144通过在宫颈癌细胞中靶向Lhx2促进细胞凋亡和抑制侵袭来克服对顺铂的耐药性。在体内和体外实验中发现，miR-375的过度表达会导致宫颈癌细胞对紫杉醇的敏感性降低。进一步的研究表明，miR-375直接靶向E-钙黏着蛋白，导致宫颈癌细胞中的紫杉醇耐药[20]。miRNA在宫颈癌的耐药性和治疗反应中起着重要的作用，有可能成为宫颈癌治疗的新的靶点。

2.3circRNA与宫颈癌 circRNA是一类广泛存在于多种生物细胞内的新型非编码RNA，其以共价键闭合环状结构存在。起初研究认为circRNA是RNA错误剪接或剪接过程中产生的副产物，后来研究发现，circRNA具有组织特异性和高度稳定性的特点。随着高通量测序及生物信息技术的发展，目前已成为研究的新热点之一。依据circRNAs来源可分为3类：外显子来源的环状RNA(exonic circRNA)，内含子来源的环状RNA(circular intronic RNA,ciRNA)和由外显子及内含子共同组成的环状RNA(exon-intron circRNA,ElciRNA)[21]。circRNA在转录或转录后基因表达调控方面发挥重要作用，其中主要的分子生物学功能包括：miRNA海绵，RNA结合蛋白的调节剂，转录的调节剂以及蛋白质和肽的编码。

circRNA在癌细胞中以组织特异性方式异常表达，并通过扰动细胞增殖、迁移和血管生成过程来促进癌症发展。多项研究表明，circRNA通过不同的分子机制在宫颈癌的发展中起着重要作用，其中最重要的是miRNA海绵化。Jiamei等[22]研究显示，与正常组织相比宫颈癌组织中circRNA8924显著上调，并发现circRNA8924可通过竞争性结合miR-518d-5p/519-5p家族间接调节候选基因色素框同源蛋白8(chromobox protein homolog 8，CBX8)的表达进而促进宫颈癌细胞增殖、迁移和侵袭。circ-ATP8A2在宫颈癌和细胞系中表达上调，提示其致癌作用。据此，circ-ATP8A2的下调抑制细胞生长、迁移和侵袭并增加细胞凋亡，而circ-ATP8A2过表达会导致反向表型。从机制上讲，circ-ATP8A2阻断miR-433的功能，从而间接抑制表皮生长因子受体(epithelial growth factor receptor，EGFR)mRNA[23]。circ-0067934的表达异常与宫颈癌患者的淋巴结转移和预后不良有关。circ-0067934丢失导致癌细胞的增殖、侵袭和上皮间充质转化抑制。研究表明circ-0067934可以抑制miRNA-545，从而抑制子宫颈癌的发展[24]。

另外一些研究提示，宫颈癌患者血液中的circRNA表达与疾病的诊断和预后有相关性，但需要进一步研究证实circRNA作为生物标志物的作用。未来有可能把它们用作宫颈癌非侵入性生物标志物。

3 结 语

随着人们对宫颈癌发生发展分子机制的不断研究，ncRNA的作用越来越被重视。lncRNA在宫颈癌组织、血液及其他生物标本中广泛存在，可作为宫颈癌预后、转移、化学耐药及放射抵抗的重要的潜在生物标志物。lncRNA在宫颈癌中的复杂分子机制值得细致深入的研究。

宫颈癌不同阶段癌组织miRNA表达的差异提示其可作为肿瘤发生发展和复发监测的有效生物标志。miRNA在宫颈癌的诊断方面的敏感度及特异度证明了miRNA有较高的临床价值。另外，循环中的miRNA对宫颈癌的早期和晚期病情监测也表现出一定的价值。新开发的基于miRNA的靶向治疗剂对肿瘤的治疗也有一定疗效，虽然新的治疗方法仍需进一步研究，但为治疗所有类型的肿瘤开辟了新的路线，具有巨大潜力。

circRNA通过海绵特定的miRNA发挥活性，这使得circRNA有很大的潜能作为宫颈癌的诊断和治疗的新手段。但目前对于circRNA在宫颈癌中的具体作用分子机制还需大量研究证实。lncRNA与circRNA竞争性结合miRNA，称为竞争性内源RNA(competitive endogenous RNA，ceRNA)。miRNA、lncRNA、circRNA以及其他RNA分子之间通过ceRNA机制互相调控，处于调控网络中的各种RNA分子既相互联系，又发挥各自的作用。其中一种或者几种RNA出现异常表达(如表达上调或下调)，它们之间的稳态将遭受破坏，从而导致疾病的发生。宫颈癌的发生发展是一个多因素、多通路参与的复杂过程，通过对lncRNA、miRNA、circRNA与宫颈癌的关系进行分子网络分析，有希望更进一步解释lncRNA、miRNA、circRNA之间的关系及他们对宫颈癌的发生、发展发挥的作用，但相关研究较少，有待更多研究支持。

总之，ncRNA已经在宫颈癌发生发展及诊断治疗中显示出非常可观的作用，进一步研究lncRNA、miRNA、circRNA在宫颈癌中的分子机制及它们之间的相互作用，将为宫颈癌的诊断和治疗带来新的依据和方向。