长链非编码RNA RUNX1-IT1在恶性肿瘤中的研究进展

The Research Progress of LncRNA RUNX1-IT1 in Malignant Tumors

摘要: 长链非编码RNA在调节基因表达水平上发挥重要的作用，广泛参与人类疾病的进展。LncRNA RUNX1-IT1被发现在多种疾病中处于失调状态，如肝细胞癌、结直肠癌、肺癌及子宫内膜癌等。本综述总结近些年LncRNA RUNX1-IT1相关研究，试图揭示其在疾病中的进展机制，为进一步研究提供参考。

Abstract: Long non-coding RNAs (lncRNAs) play a pivotal role in the modulation of gene expression levels, exerting a profound influence on the progression of human diseases. LncRNA RUNX1-IT1 has been observed to be dysregulated in various pathological conditions, including hepatocellular carcinoma, colorectal cancer, lung cancer, and endometrial carcinoma, among others. This comprehensive re-view aims to synthesize recent research pertaining to LncRNA RUNX1-IT1, endeavoring to elucidate its mechanistic contributions to disease progression, thus offering valuable insights for future in-vestigations.

1. 引言

在过去几十年中，人们对非编码基因组及其对细胞的功能影响的了解快速发展。长链非编码RNA (LncRNAs)是非编码RNA中的一类，其长度超过200个核苷酸，编码蛋白质的潜力很少 [1] 。LncRNAs占非编码RNA的80%，并在许多重要的生物过程中被鉴定为调节性非编码RNA。例如，lncRNA CASC11在结直肠癌中表达上调，并通过与hnRNP-k相互作用促进生长和转移。同样，lnc-GNAT1-1与结直肠癌的增殖和转移过程呈负相关。其他许多重要的lncRNA也被证实可以调节CRC的生长和转移，影响其预后，如lncRNA H19、lncRNA HOTAIR、lncRNA-NNT-AS1、lncRNA LINC01133、lncRNA CCAT1等 [2] 。与mRNA表达相比更具细胞类型特异性，导致lncRNA可能是茎样特征的关键调节剂 [3] 。例如，lncRNA BRM已被认为在维持肝癌干性方面具有重要作用，lncRNA BRM直接与BRM结合，导致BRM嵌入的BAF转变为BRG1嵌入的BAF，然后BRG1嵌入的BAF通过KLF4依赖性Yap激活调节肝脏CSC的自我更新 [4] 。LncRNA MAPKAPK5-AS1被发现在多种疾病中处于失调状态，如肝细胞癌、结直肠癌、肺癌及类风湿性关节炎等 [5] 。LncRNA RUNX1-IT1被发现在多种疾病中起重要作用，本文综述总结近些年LncRNA RUNX1-IT1相关研究，试图揭示其在疾病中的机制，为进一步研究提供参考。

2. LncRNA RUNX1-IT1的结构和功能

Runt结构域转录因子(RUNX)家族主要由RUNX1、RUNX2、RUNX组成，这三种因子的功能略有不同，RUNX1在造血和造血功能中起着至关重要的作用。此外，RUNX1也被报道在许多癌症中作为肿瘤因子，RUNX1在实体瘤中发挥重要作用，其异常表达与癌症进展密切相关，如胃癌、肺腺癌 [6] 。LncRNA RUNX1-IT1是RUNX1的内含子转录本1，也被称为21号染色体开放阅读框96 (C21orF96)，RUNX1基因是参与肿瘤发生发展的重要转录因子。核定位的lncRNA可以通过引导和招募组蛋白修饰酶或转录因子到特定的基因组位点来发挥顺式和反式调节作用，从而导致肿瘤抑制因子失活或癌基因激活 [7] 。LncRNA RUNX1-IT1的顺式调控，通过RNA ISH证实LncRNA RUNX1-IT1定位于细胞核，并通过激活RUNX1转录来上调RUNX1 mRNA表达。LncRNA RUNX1-IT1与RUNX1蛋白特异性结合，这表明它可作为跨调节分子参与更广泛的调节功能 [8] 。在胰腺癌中，LncRNA RUNX1-IT1增强了RUNX1基因的转录，表明它可能作为顺式调控RNA参与RUNX1的上游调控 [9] 。

3. LncRNA RUNX1-IT1调控肿瘤和其他疾病发生发展机制

RUNX1作为一种促癌基因，促进胰腺癌细胞增殖和原位肝转移。RNA-seq分析显示RUNX1参与多种肿瘤相关通路，如TNF、mTOR和粘着斑，其下游靶标涉及增殖、凋亡、侵袭和上皮间质转化(EMT)。对lncRNA RUNX1-IT1和RUNX1下游调控网络的综合分析表明，C-FOS可能是RUNX1和lncRNA RUNX1-IT1的共同靶点。C-FOS是激活蛋白(AP)-1复合体的成员，作为其他癌基因的重要效应子。进一步的临床分析显示胰腺癌组织中C-FOS及靶点的表达与lncRNA RUNX1-IT1/RUNX1的表达显着相关。lncRNA RUNX1-IT1阻碍肝癌细胞增殖、抑制肝癌细胞侵袭、促进肝癌细胞凋亡并诱导肝癌细胞周期停滞，lncRNA RUNX1-IT1还通过充当miR-632的分子海绵来调节Wnt/β-catenin信号通路，从而抑制HCC中的干性特征并阻止EMT进展。缺氧驱动的HDAC3降低了LncRNA RUNX1-IT1的表达水平，并减少了GSK-3β的磷酸化，并且缺氧驱动的HDAC3可能影响lncRNA RUNX1-IT1启动子区的组蛋白乙酰化水平，从而进一步调节lncRNA RUNX1-IT1的表达。RUNX1-IT1直接与IGF2BP1结合并促进IGF2BP1的LLPS缩合物形成，导致IGF2BP1与GPX4 mRNA的结合增加，抑制GPX4 mRNA的衰减，升高的GPX4阻断了脂质过氧化和铁死亡，从而促进乳腺癌肿瘤发生。LncRNA RUNX1-IT1 能够通过识别m6A基序与IGF2BP1蛋白(一种mRNA的稳定剂)结合 [10] 。IGF2BP1的沉默阻断了LncRNA RUNX1-IT1过度表达引起的GPX4表达增加，暗示IGF2BP1是LncRNA RUNX1-IT1介导的GPX4调节所必需的。LncRNA RUNX1-IT1与IGF2BP1位于液滴中，并且LncRNA RUNX1-IT1以剂量依赖的方式促进IGF2BP1 LLPS的形成 [11] 。

4. 不同肿瘤和疾病中LncRNA MAPKAPK5-AS1的研究进展

4.1. LncRNA RUNX1-IT1与肝癌

肝细胞癌(HCC)是最常见的恶性肿瘤之一，也是全球癌症相关死亡的第三大原因。流行病学数据显示，全球肝癌新发病例数为841,000例，死亡人数为782,000例，其中中国约占新发病例数和死亡总数的50%。尽管过去几十年医疗技术不断进步，但由于高复发率和异质性，肝癌患者的5年生存率仍然<30%，因此，迫切需要探索肝细胞癌致瘤性的详细分子机制，并发现更有效的肝细胞癌治疗靶点。Sun等人 [12] 验证了lncRNA RUNX1-IT1的表达在HCC样本和HCC细胞系中降低，并且验证了RUNX1-IT1在肿瘤中表达下调是与HCC患者生存较差的预测因子。另外，通过细胞功能学实验发现lncRNA RUNX1-IT1阻碍肝癌细胞增殖、抑制肝癌细胞侵袭、促进肝癌细胞凋亡并诱导肝癌细胞周期停滞。lncRNA RUNX1-IT1 还通过充当miR-632的分子海绵来调节Wnt/β-catenin信号通路，从而抑制HCC中的干特征并阻止EMT。几乎所有实体瘤中都存在缺氧微环境，肝癌也不例外，研究发现原发性HCC标本中HIF-1α的水平与lncRNA RUNX1-IT1的表达呈负相关，并且HCC组织中RUNX1-IT1的抑制表达与HCC转移相关，并且证实了缺氧驱动的HDAC3降低了lncRNA RUNX1-IT1的表达水平，并减少了GSK-3β的磷酸化。因此，lncRNA RUNX1-IT1作为缺氧调节剂，可能作为征服HCC的潜在治疗靶点。

4.2. LncRNA RUNX1-IT1与结直肠癌

在世界范围内，结直肠癌是癌症死亡的主要原因之一，在我国，结直肠癌是导致癌症发病率和死亡率的五大主要原因之一 [13] 。手术仍然是早期结直肠癌治疗的主要选择，然而患者通常被诊断是已是晚期，部分病例在诊断时甚至出现转移，因此手术的治疗效果往往不佳 [14] 。因此，早期诊断结直肠癌需要识别生物标志物，特别是与生长和转移相关的标志物，这将有助于改善患者的预后。一个队列研究包含2年59例接受结直肠癌治疗性手术的患者，其胃癌组织中lncRNA RUNX1-IT1的表达降低。与正常结肠上皮细胞相比，HCT116、RKO和LOVO细胞中lncRNA RUNX1-IT1的表达明显下降。单因素分析发现pN类别(P = 0.001)和淋巴结转移(P = 0.008)与结直肠癌患者的预后显著相关。为了研究lncRNA RUNX1-IT1在结直肠癌细胞中的功能，通过慢病毒在HCT-116细胞和RKO细胞中过表达lncRNA RUNX1-IT1，并使用siRNA进行了功能缺失检测。随后通过CCK-8增殖实验检测HCT-116细胞和RKO细胞的增殖能力，过表达lncRNA RUNX1-IT1可显著抑制lnc RUNX1-IT1组的增殖。此外，敲除lncRNARUNX1-IT1后，HCT116细胞和RKO细胞的增殖均得到了改善。免疫印迹结果显示，PCNA和Ki67在lncRNA RUNX1-IT1过表达细胞中表达下调，而在si-RUNX1-IT1细胞中表达上调。Transwell实验表明LncRNA RUNX1-IT1可抑制结直肠癌细胞迁移，流式细胞术检测发现过表达lncRNA RUNX1-IT1促进结直肠癌细胞凋亡比例明显增加 [15] 。表明lncRNA RUNX1-IT1可能作为一种潜在的生物标志物，有望成为未来治疗CRC的治疗靶点。

4.3. LncRNA RUNX1-IT1与乳腺癌

2020年约有230万患者被确诊为乳腺癌，全球有68.5万人死于乳腺癌。乳腺癌是乳腺上皮细胞在多种致癌物质作用下不受控制地增殖的现象，增加乳腺癌风险的因素包括年龄增加、肥胖、酗酒、乳腺癌家族史、辐射暴露、妇科病史(月经初潮年龄、初孕等)、吸烟和绝经后激素治疗等 [16] 。疾病早期常表现为乳房肿块、乳头溢液、腋窝淋巴结肿大等症状；而到了晚期，癌细胞可能会远处转移，出现多脏器病变，直接威胁患者的生命。乳腺癌的发病机制复杂，目前对乳腺癌的确切病因仍知之甚少。深入研究乳腺癌发生、发展的潜在机制，可能会发现新的治疗靶点，为临床治疗带来新思路。王等人 [17] 通过分析TCGA数据库和11个含有乳腺癌和正常组织之间lncRNA差异表达的GEO表达谱，发现RUNX1-IT1在乳腺癌组织中显着上调，Kaplan-Meier生存曲线所示RUNX1-IT1高的乳腺癌患者表现出较差的预后。细胞功能实验CCK-8检测结果显示，RUNX1-IT1的沉默抑制了细胞活力，通过将细胞注射到NOD/SCID小鼠腹部乳腺脂肪垫中建立原位移植模型，结果显示当RUNX1-IT1耗尽后，肿瘤体积和重量减少，与对照组相比，在RUNX1-IT1沉默组中观察到较少的PCNA (增殖标志物)水平。体内模型表明RUNX1-IT1是铁死亡标记物PTGS2的负调节因子，T47D和MDA-MB-231细胞中GPX4过表达几乎完全抵消了敲低RUNX1-IT1引起的GSH减少和MDA和脂质ROS增加，RUNX1-IT1通过与IGF2BP1结合来增加GPX4 mRNA的稳定性。RUNX1-IT1通过调节IGF2BP1/GPX4轴来抑制铁死亡，从而促进乳腺癌肿瘤发生，为乳腺癌提供了潜在的预后标志物和治疗靶点。

4.4. LncRNA RUNX1-IT1与胃癌

胃癌是死亡率和发病率均高的一种常见恶性肿瘤，是全球健康的沉重负担。2018年，胃癌共新增病例1,033,701例，占所有癌症病例的5.7%，由于其侵袭性，胃癌占同年所有癌症死亡病例的8.2%。尽管约70%的局部胃癌患者可存活5年，但经常观察到远距离转移，如肺、脑、骨，导致5年生存率低于30% [18] 。导致胃癌的主要原因包括幽门螺杆菌感染、吸烟和长期胃炎症等。已发现多种分子基因参与了胃癌的发生和进展，且某些分子基因是靶向治疗胃癌的潜在靶点。有研究 [9] 表明，通过RT-qpcr检测62例胃癌组织中RUNX1-IT1和miR-20a (前体和成熟miRNA)的表达，发现在胃癌中RUNX1-IT1显著下调(P < 0.001)。成熟的miR-20a和miR-20a前体在胃癌组织中上调。线性回归方法分析表明，RUNX1-IT1和miR-20a在胃癌组织中呈显著负相关。进行RNA-RNA相互作用预测发现RUNX1-IT1和miR-20a前体可能相互结合，Transwell实验表明过表达RUNX1-IT1导致胃癌细胞运动减少，而过表达miR-20a导致胃癌细胞迁移增加。此外，在过表达RUNX1-IT1后，则降低了miR-20a对细胞迁移的增强作用。综上所述，RUNX1-IT1在胃癌中表达上调，它抑制miR-20a的成熟从而抑制细胞的侵袭和迁移，可能是治疗胃癌的一个有效的潜在分子标志物。

4.5. LncRNA RUNX1-IT1与胰腺癌

胰腺癌治疗效果极差，5年生存率仅约7%，胰腺癌已成为最难治疗、预后最差的恶性肿瘤之一，预计到2030年其死亡率将成为第二高的恶性肿瘤 [19] 。胰腺癌患者总体预后较差，主要是由于早期远处转移、诊断较晚以及临床治疗无效。最近的研究表明许多lncRNA在胰腺癌中失调，有研究表明 [8] 通过比较胰腺癌基因微阵列，发现lncRNA RUNX1-IT1在胰腺癌中过表达，并且qRT-PCR评估胰腺癌组织和癌旁组织和原位杂交分析组织微阵列，发现lncRNA RUNX1-IT1在胰腺癌中表达升高。根据临床175例胰腺癌患者数据，分析显示胰腺癌患者中RUNX1-IT1表达与肿瘤分化程度(P = 0.005)、淋巴结侵犯(P = 0.001)和临床分期(P = 0.007)呈正相关。通过CCK-8实验和Edu实验，敲低lncRNA RUNX1-IT1抑制了胰腺癌细胞增殖；通过Transwell实验发现敲低lncRNA RUNX1-IT1显着降低了胰腺癌细胞的迁移和侵袭。使用CRISPR-Cas9慢病毒系统成功构建了RUNX1-IT1敲除(通过sgRNA)并对照PANC-1细胞，将稳定转染的PANC-1细胞注射到裸鼠远端胰腺组织中发现RUNX1-IT1敲除PANC-1细胞组的5只小鼠均发现少量肝内转移，而对照PANC-1细胞组则观察到广泛的肝内转移。RUNX1-IT1是从RUNX1基因的内含子转录而来，RUNX1基因是参与肿瘤发生发展的重要转录因子，敲低RUNX1抑制胰腺癌细胞增殖、迁移和侵袭。RUNX1-IT1通过将RUNX1招募到C-FOS启动子来诱导C-FOS表达。LncRNA RUNX1-IT1是一种致癌因子，通过调节RUNX1并将其招募到C-FOS基因启动子来促进胰腺癌进展。新发现的RUNX1-IT1/RUNX1/C-FOS轴可能成为胰腺癌的有希望的治疗靶点。

4.6. LncRNA RUNX1-IT1与子宫内膜癌

子宫内膜癌是一种起源于子宫内膜的恶性肿瘤，主要发生在55岁以上的女性。在发展中国家，子宫内膜癌是最常见的妇科肿瘤类型，且发病率不断增加，我国子宫内膜癌患者约占所有子宫内膜癌病例的12% [20] 。据估计，超过95%的局部子宫内膜癌患者可以存活5年。然而，子宫内膜癌患者常见远处转移，如膀胱、直肠、卵巢和阴道，由于缺乏有效的治疗策略，远处转移子宫内膜癌患者的5年总生存率低于20% [21] 。因此，需要新的疗法来进一步提高患者的生存率。Liang等 [22] 研究表明，lncRNA RUNX1-IT1在子宫内膜癌中显着下调，且与成熟miR-21呈负相关性。双荧光素酶报告基因检测显示，与对照组相比，miR-21组的荧光素酶活性水平显着降低，表明lncRNA RUNX1-IT1与miR-21存在直接相互作用，lncRNA RUNX1-IT1的过表达导致成熟miR-21显着下调，并且通过CCK-8细胞实验验证过表达lncRNA RUNX1-IT1降低了子宫内膜癌细胞的增殖，减弱了miR-21的过度表达在促进细胞增殖中的作用。Transwell实验和细胞凋亡实验数据显示，lncRNA RUNX1-IT1的过表达并不影响RL95-2和HEC-1-A细胞的侵袭、迁移和凋亡。总之，RUNX1-IT1在EC中下调，可能抑制miR-21的成熟，从而抑制子宫内膜癌细胞增殖，为治疗子宫内膜癌提供潜在治疗分子靶点。

5. 结论

LncRNA在基因表达水平的调节中发挥着重要的作用，参与大部分生物过程，如表观遗传调控、转录调控和转录后调控等。LncRNA RUNX1-IT1是RUNX1的内含子转录本1，也被称为21号染色体开放阅读框96 (C21orF96)，RUNX1基因是参与肿瘤发生发展的重要转录因子。核定位的lncRNA可以通过引导和招募组蛋白修饰酶或转录因子到特定的基因组位点来发挥顺式和反式调节作用，从而导致肿瘤抑制因子失活或癌基因激活。LncRNA RUNX1-IT1与RUNX1蛋白特异性结合，这表明它可作为跨调节分子参与更广泛的调节功能。lncRNA RUNX1-IT1被发现在多种疾病中处于失调状态，如肝细胞癌、结直肠癌、肺癌及子宫内膜癌等。应探索lncRNA RUNX1-IT1在不同疾病中的发生发展机制，且其与其它因素通过何种途径或联系互相影响并作用来发挥效应，促进其对疾病的理解。还应进一步探索通过对lncRNA RUNX1-IT1的分子干预，开发出新的诊断和治疗方式，为恶性肿瘤的治疗提供更多可能性。

NOTES

^*通讯作者。