長鏈非編碼RNA與胰腺癌的研究新進(jìn)展

黨裔武，溫 心，劉江華，羅殿中，陳 罡

(廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院病理科，廣西 南寧 530021)

長鏈非編碼RNA與胰腺癌的研究新進(jìn)展

黨裔武，溫 心，劉江華，羅殿中，陳 罡△

(廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院病理科，廣西 南寧 530021)

長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA，lncRNA)是長度超過200 nt的非編碼RNA，在調(diào)控腫瘤的生長、凋亡、轉(zhuǎn)移和浸潤中發(fā)揮重要作用。近幾年的研究提示lncRNA與胰腺癌的發(fā)展有關(guān)，但其在胰腺癌中的分子機制尚未明確。本文簡要總結(jié)近年來胰腺癌密切相關(guān)的lncRNA，包括HOTAIR、MALAT1、H19和Gas5等研究進(jìn)展，旨在為新的腫瘤標(biāo)志物和新的治療靶點提供依據(jù)。

長鏈非編碼RNA；胰腺癌；生物標(biāo)識物

長鏈非編碼RNA(long noncoding RNA，lncRNA)是一類長度大于200 nt的不能編碼蛋白質(zhì)的RNA[1]，大部分為RNA 聚合酶Ⅱ轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，在核內(nèi)和胞漿內(nèi)儲存[2]。其序列較長并且空間結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，空間占位大，能與許多分子相互作用[3]。根據(jù)它們在基因組中與編碼基因的位置關(guān)系，lnRNA分為5類[4]：正義lncRNA(sense lncRNA)、反義lncRNA(antisense lncRNA)、雙向lncRNA(bidirectional lncRNA)、內(nèi)含子lncRNA(intronic lncRNA)及基因間lncRNA(intergenic lncRNA)。lncRNA曾被認(rèn)定無生物學(xué)功能，然而近年研究證實lncRNA有獨特的結(jié)構(gòu)和生物學(xué)功能，并廣泛參與基因調(diào)控，在X染色體沉默、基因組印記、染色質(zhì)修飾、轉(zhuǎn)錄激活、轉(zhuǎn)錄干擾以及核內(nèi)運輸?shù)冗^程中發(fā)揮調(diào)控作用，其調(diào)控方式包括順式調(diào)控和反式調(diào)控[3，5]。胰腺癌(pancreatic cancer，PC)為發(fā)病率和死亡率最高的腫瘤之一，其中胰腺導(dǎo)管癌(pancreatic ductal adenocarcinoma，PDAC)占約90%，目前治療仍以手術(shù)切除為主，預(yù)后差[6]，5年生存率約為5%。雖然近年通過組合化療藥物能稍改善PC的療效[7]，但因PC病理機制尚未清楚，同時又缺少有效的早期診斷方法，故生存率低、預(yù)后差[8]。目前對其研究已傾向于腫瘤標(biāo)志物的篩查。lncRNA在多種腫瘤的發(fā)生和發(fā)展以及轉(zhuǎn)移過程中發(fā)揮重要的調(diào)控作用[9]。lncRNA的異常表達(dá)引起細(xì)胞周期調(diào)控失常，導(dǎo)致腫瘤發(fā)生、轉(zhuǎn)移和浸潤[10]。近年研究證實 lncRNA與PC相關(guān)，包括：HOTAIR、MALAT1、H19和Gas5及內(nèi)含子lncRNA，本文總結(jié)了lncRNA與PC的最新進(jìn)展。

1 HOT反轉(zhuǎn)錄RNA(HOX transcript antisense RNA，HOTAIR)

HOTAIR是首個被證明以反轉(zhuǎn)錄形式調(diào)控基因表達(dá)的lncRNA(基因間lncRNA)，其長度為2158 bp，基因序列位于12號染色體HOXC11與HOXC12基因之間，由5個短的外顯子和1個長的外顯子組成[11]。其5’端結(jié)合多梳抑制復(fù)合體2(PRC2)，3’結(jié)合組蛋白去甲基化酶復(fù)合體，通過介導(dǎo)這兩種復(fù)合體于指定位點，分別使染色體蛋白H3第27位賴氨酸三甲基化(H3K27 me3)和組蛋白H3第4位賴氨酸二甲基化(H3K4 me2)，從而使基因沉默促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移復(fù)發(fā)[12]。在PC組織中HOTAIR高表達(dá)與腫瘤的發(fā)展呈正相關(guān)[11]。通過RNA干擾技術(shù)敲除PancL和L3.6pL細(xì)胞系中的HOTAIR后，癌細(xì)胞生長受抑制，細(xì)胞周期阻滯，凋亡增加；在小鼠移植瘤中敲除L3.6pL中的HOTAIR，也可抑制腫瘤細(xì)胞的生長，證明HOTAIR在調(diào)控細(xì)胞周期，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增長與侵襲中起重要作用。同時研究發(fā)現(xiàn)[13]HOTAIR的表達(dá)與PC患者的生存期相關(guān)，高表達(dá)者一年生存率為55%，而低表達(dá)者為91%。綜上，HOTAIR有望成為PC的新診斷與預(yù)后判斷的分子靶標(biāo)。

2 肺腺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)轉(zhuǎn)錄本1(metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript-1，MALAT1)

MALAT1長度為8.7 kb，其基因位于染色體11q13.1，在鼠和人類的組織中均有表達(dá)。筆者所在課題組[14]發(fā)現(xiàn)MALAT1在PDAC組織中的表達(dá)明顯升高，并且在體外培養(yǎng)的AsPC-1PDAC細(xì)胞系中MALAT1的表達(dá)也顯著高于正常胰腺上皮細(xì)胞系HPDE6c-7。此外，我們還發(fā)現(xiàn)MALAT1的表達(dá)與腫瘤的大小、腫瘤分期以及浸潤程度呈顯著正相關(guān)，而Kaplan-Meier生存分析發(fā)現(xiàn)MALAT1表達(dá)水平較高的患者預(yù)后較差，多變量分析提示MALAT1的表達(dá)、腫瘤位置以及神經(jīng)侵犯均可作為PDAC獨立預(yù)后預(yù)測指標(biāo)。同時最新研究表明[15]，在BxPC-3、CFPAC-1、CAPAN-1、SW1990、AsPC-1、PANC-1和HS-766 T胰腺癌細(xì)胞系中，敲除MALAT1能誘導(dǎo)G2/M細(xì)胞周期阻滯，抑制上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化，阻礙癌細(xì)胞的生長和浸潤。綜上，MALAT1也有望成為PC診斷和基因治療的一個重要靶標(biāo)。

3 H19

H19位于序列長度為200 kbp的印記基因IGF2的下游，在胚胎發(fā)育時期高表達(dá)，但出生后其表達(dá)水平有所下降[16]。Ma等[9]的研究表明H19在PDAC組織中的表達(dá)顯著高于癌旁胰腺組織，腫瘤轉(zhuǎn)移組H19的表達(dá)明顯高于非轉(zhuǎn)移組。同時，體外實驗發(fā)現(xiàn)H19在PDAC細(xì)胞系(PANC-1，SW1990，BxPC-3，AsPC-1和CFPAC-1)中的表達(dá)明顯高于其在胰腺導(dǎo)管上皮細(xì)胞的表達(dá)，提示H19與PDAC的發(fā)生與轉(zhuǎn)移有關(guān)。用siRNA下調(diào)H19的表達(dá)能夠抑制PANC-1的侵襲能力，進(jìn)一步證明H19能夠促進(jìn)PDAC細(xì)胞系的侵襲和轉(zhuǎn)移。作為腫瘤抑制因子的microRNA Let-7能夠抑制PDAC[17]，而H19對Let-7有拮抗作用[18]，PC中H19可抑制Let-7的功能，使Let-7的靶標(biāo)基因高遷移率蛋白A2(high-mobility group AT-hook 2，HMGA2)擺脫Let-7的抑制[9]。故此，H19表達(dá)促進(jìn)PDAC轉(zhuǎn)移和侵襲的機制包括：H19消除了Let-7對靶標(biāo)HMAG2的抑制作用，促進(jìn)HMAG2介導(dǎo)上皮間葉細(xì)胞轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)，H19/Let-7/HMAG2/EMT通路在PDAC的轉(zhuǎn)移中起到重要作用。

4 Gas5(growth arrest-specific 5)

Gas5是一個與細(xì)胞周期和細(xì)胞增殖密切相關(guān)的lncRNA。Lu等[19]發(fā)現(xiàn)，Gas5在PC組織中的平均表達(dá)水平明顯低于正常胰腺組織，與此同時Gas5在PC細(xì)胞系中的表達(dá)亦顯著下調(diào)，提示Gas5與PC的發(fā)生密切相關(guān)。Gas5的過表達(dá)明顯抑制PANC-1細(xì)胞系的增殖以及BxPC-3細(xì)胞系的侵襲；通過RNA干擾方法抑制Gas5的表達(dá)之后，流式細(xì)胞術(shù)結(jié)果顯示處于G0/G1期的細(xì)胞比例下降，更多的細(xì)胞處于S期，提示Gas5能夠調(diào)控PC細(xì)胞的細(xì)胞周期并抑制癌細(xì)胞的侵襲。同研究[19]顯示敲除Gas5后，PANC-1和BxPC-3細(xì)胞系中CDK6的mRNA和蛋白表達(dá)水平顯著增高，在PC中Gas5與CDK6的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)，敲除CDK6能夠在一定程度上抑制Gas5-siRNA誘導(dǎo)的細(xì)胞增殖，CDK6可能在PC Gas5致癌機制中發(fā)揮作用。

5 內(nèi)含子lncRNA(intronic lncRNA)

內(nèi)含子lncRNA是哺乳動物非編碼RNA轉(zhuǎn)錄本的主要成分[20]，在整個基因組中微調(diào)基因表達(dá)模式[21]，相對于編碼蛋白基因的轉(zhuǎn)錄方向，其轉(zhuǎn)錄可以是順義或者反義[22]。Tahira等[23]使用含3355個基因的微陣列測定38例胰腺癌組織和非癌組織中編碼蛋白的RNA及l(fā)ncRNA的表達(dá)水平，發(fā)現(xiàn)內(nèi)含子lncRNA和基因間lncRNA在胰腺癌和正常胰腺組織中均有表達(dá)。通過實時熒光定量PCR證實三個內(nèi)含子lncRNAs(PPP3CB、MAP3K14與DAPK1)在轉(zhuǎn)移性PDAC中存在差異性表達(dá)，并與MAPK通路相關(guān)。綜上，內(nèi)含子lncRNA的異常表達(dá)與PC的發(fā)生發(fā)展以及轉(zhuǎn)移可能存在密切關(guān)系。

6 結(jié)語與展望

近幾年的研究提示，lncRNA與消化道腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，同時也越來越多的lncRNA被證實與PC相關(guān)。許多證據(jù)已表明lncRNA在PC中表達(dá)異常，并與腫瘤分期有關(guān)，lncRNA很可能成為PC診斷和治療的新標(biāo)志物，也有望作為PC預(yù)后評估的重要生物學(xué)指標(biāo)。但是lncRNA的種類繁多，功能復(fù)雜，對lncRNA調(diào)控PC細(xì)胞生長增殖、細(xì)胞凋亡以及轉(zhuǎn)移浸潤等方面的機制了解有限。目前尚局限在檢測lncRNA在腫瘤中的表達(dá)以及部分體外細(xì)胞功能實驗研究，從而推測其與疾病的關(guān)系，故lncRNA與PC之間的分子病因?qū)W機制還有待進(jìn)一步深入探討。隨著研究手段的不斷創(chuàng)新與發(fā)展，lncRNA在PC中的功能及調(diào)控體系將得到更深入的了解，研究lncRNA作用于腫瘤的模式也將使PC的診斷率得到提高，并促進(jìn)藥物靶點研究的發(fā)展。

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Progress of long non-coding RNA research in pancreatic cancer

DANG Yi-wu，WEN Xin，LIU Jiang-hua，LUO Dian-zhong，CHEN Gang

廣西自然科學(xué)基金資助項目(編號：2014GXNSFBA118167)

R735.9

B

1672-6170(2015)05-0248-03

2014-11-21；

2015-05-25)

△通訊作者