長鏈非編碼RNA在胰腺癌診斷與預后中的研究進展

李舒荃 貴志芳 楊亞洋 沈燦 許斌 許健

長鏈非編碼RNA在胰腺癌診斷與預后中的研究進展

李舒荃 貴志芳 楊亞洋 沈燦 許斌 許健?

長鏈非編碼RNA（lncRNA）是一類長度＞200個核苷酸，不編碼蛋白質的非編碼RNA。已有研究表明，異常表達的lncRNA與多種腫瘤的發生發展密切相關，并能在腫瘤中表現癌基因和抑癌基因的功能。胰腺癌是常見的消化系統腫瘤，惡性程度高，預后差，治愈率低。因此，研究胰腺癌發生發展和侵襲轉移的機制、尋找其診斷和預后的標志物成為近年來的研究熱點。現就lncRNA在癌癥中的作用和在胰腺癌診斷與預后中的研究進展作一綜述。

1 lncRNA與癌癥

癌癥是一種具有細胞維持增殖信號，逃避生長抑制，抵抗細胞凋亡等特點的疾病［1］。雖然在腫瘤中已發現許多癌基因和抑癌基因，但腫瘤發生發展的細胞機制仍未清楚。由于lncRNA具有在不同腫瘤中選擇性表達的特點，目前研究者也將研究腫瘤發生的目光投向了lncRNA［2］。現已發現許多lncRNA能作為“癌基因”或“抑癌基因”在腫瘤的發生發展中發揮作用。

1.1 致癌相關的lncRNA 目前，已有一些致癌相關的lncRNA得到充分研究。Li T等［3］使用基因芯片技術，發現ZEB1反義RNA 1（ZEB1-AS1）在肝癌組織特別是轉移性腫瘤組織中表達上調，ZEB1-AS1的過表達與異常的DNA甲基化有關。腫瘤組織ZEB1-AS1高表達或ZEB1-AS1低甲基化的患者無復發生存率低。ZEB1-AS1能促進腫瘤生長和遷移，在肝癌細胞中作為癌基因發揮作用。最近由Ma Y等［4］新發現的結直腸癌相關的lncRNA（CCAL）在結直腸癌組織中呈現高表達現象，能通過靶向作用于激活蛋白2α（AP-2α）激活Wnt/β-catenin信號通路來誘導結直腸癌細胞多藥耐藥和促進結直腸癌發展。近期一項新的研究表明［5］，RGMB反義RNA1（RGMB-AS1）在非小細胞肺癌中上調，并與腫瘤分化程度，淋巴結轉移及臨床分期有關，與反義導向分子b（RGMB）呈負相關。

1.2 抑癌相關的lncRNA 除表現癌基因的作用，一些lncRNA也被證實具有抑癌基因的作用。最近新發現的TSLC1反義RNA1（TSLC1-AS1）在神經膠質瘤中表達下調［6］，TSLC1-AS1的過表達引起TSLC1的上調并抑制腫瘤細胞增殖，遷移和侵襲。TSLC1-AS1的表達與其他抑癌基因如NF1，VHL，PIK3R1呈正相關，而與癌基因BRAF呈負相關。Yao J等研究發現［7］，CADM1反義RNA1（CADM1-AS1）在腎透明細胞癌中表達下調，干擾CADM1-AS1的表達能促進腫瘤細胞生長和遷移，減少細胞凋亡率。CADM1-AS1能通過“CADM1-AS1/CADM1 mRNA基因配對”表達模式調節細胞增殖，凋亡和遷移來發揮其抑癌基因的作用。有研究者發現［8］，牛磺酸上調的基因1（TUG1）的低表達與非小細胞肺癌的高級別TNM分期，腫瘤尺寸及患者更低的總生存期有關。TUG1表達的抑制顯著促進腫瘤細胞和組織的增殖。

除表現致癌或抑癌作用，也有lncRNA既有致癌特性又有腫瘤抑制特性。LncRNA H19在胰腺癌，胃癌、乳腺癌、結直腸癌等許多癌癥中表現上調的特點，證明其具有癌基因的作用。在另一方面，也有研究表明H19具有抑癌基因的作用，最近Lv J等［9］發現，抑制H19和MiR-675的表達能激活AKT/GSK-3β/Cdc25A信號通路促進肝癌細胞的遷移和侵襲。

2 LncRNA與胰腺癌診斷和預后

目前，隨著我國人民生活水平的提高及飲食結構的變化，胰腺癌的發病率近年來呈不斷上升的趨勢，然而胰腺癌患者5年生存率＜5%，發病率接近于病死率。目前，由于早期診斷率低，惡性程度高，腫瘤發展快和轉移早等多種原因，胰腺癌已成為預后最差的惡性腫瘤之一［10-11］。目前，一般用于檢測胰腺癌的腫瘤標志物是糖抗原19-9（CA19-9），胰腺癌患者血清中CA19-9水平明顯增高。然而，一些良性的疾病，多種類型的消化腺癌，特別是晚期胃腸道癌也能引起血清CA19-9的升高，這表明CA19-9診斷胰腺癌并不是特異性的。因此，能夠根據腫瘤的生物學行為和異常的基因改變對患者進行分類的生物標志物十分必要。相比蛋白質，核酸不易受變性或變形的影響，核酸的擴增在技術上也容易實現，核酸作為胰腺癌早期診斷及預后預測的新型生物標志物具有廣闊的應用前景。有較多研究已證明，一些lncRNA 與胰腺癌的診斷和預后有著顯著的關聯，能作為新的生物標志物診斷胰腺癌并預測其結局。

2.1 MALAT1 MALAT1基因定位于染色體11q13，包含幾個與染色體易位相關的斷點。MALAT1是第一個被發現與胰腺癌預后有關的lncRNA。Jiao F等［12］應用qRT-PCR技術分析6組胰腺癌組織和相鄰非癌組織MALAT1表達的差異，發現與非癌組織比較，胰腺癌組織中MALAT1表達水平顯著升高。隨后檢測的7株胰腺癌細胞系中MALAT1表達水平均高于胰腺導管上皮細胞。進一步的研究表明，MALAT1的下調能抑制人類胰腺癌細胞AsPC-1和CFPAC-1在體外的生長和增殖，減少細胞遷移和侵襲。隨后的機制研究發現，下調MALAT1的表達對胰腺癌細胞的抑制效應可能通過誘導細胞周期G2/M期停滯并促進細胞凋亡，抑制EMT，減少腫瘤干細胞樣特性達到［12］。Liu JH等［13］的研究發現，MALAT1的表達水平與腫瘤大小，腫瘤分期，腫瘤浸潤深度呈正相關，Kaplan-Meier 生存分析表明MALAT1的高表達提示患者具有較低的無病生存率，提示MALATI可能是檢測胰腺癌疾病特異性生存率一項獨立的預測因子，可以作為胰腺癌診斷和基因治療的靶向物。Pang EJ等［14］也發現MALAT1的高表達可作為胰腺癌患者不利預后的生物標志物。MALAT1在胰腺癌組織中的高表達可以使其成為診斷胰腺癌的潛在生物標志物，有研究者已在胃癌患者的血漿中檢測到MALAT1［15］，而我國學者Ren S等［16］則發現MALAT1可能以片段的形式存在于血漿中，不同片段在血漿中表達差異較大，在前列腺癌患者中，命名為來源于MALAT1的miniRNA（MD-miniRNA）表達量最高，這提示，在胰腺癌患者的體液中是否存在另一種MALAT1片段表達量最高的情況，而這種MALAT1片段可以成為特異性診斷胰腺癌的腫瘤標志物，這需要未來研究者的進一步研究。

2.2 HOXA遠端轉錄物（HOTTIP） HOTTIP位于HOXA基因群的5’端，能與WDR5/MLL復合物相互作用并增加組蛋白H3賴氨酸4三甲基的表達來激活5’HOXA多基因表達［17］。Cheng Y等［18］發現，HOTTIP在胰腺癌細胞中表達上調，通過siRNA抑制胰腺癌Panc1細胞HOTTIP表達，能抑制細胞增殖，誘導細胞凋亡，減少細胞遷移。Li Z等［19］進一步發現，在胰腺癌MIA PaCa-2和SW1990細胞內通過短發卡RNA（shRNA）干擾HOTTIP的表達，能抑制細胞增殖，使細胞周期阻滯在G0/G1期，誘導E-鈣黏蛋白的表達，抑制波形蛋白和Snail蛋白的表達，使胰腺癌細胞遷移和侵襲能力顯著下降。體內與體外實驗也發現，HOTTIP的抑制能增強胰腺癌細胞對吉西他濱的敏感性。進一步機制研究發現，HOTTIP表達與HOXA13表達呈正相關，HOTTIP能通過調節HOXA13促進胰腺癌細胞增殖，侵襲和耐藥性，而HOXA13的高表達與胰腺癌患者淋巴結轉移、組織不良分化、總生存率降低有關，生存分析表明，高表達的HOXA13提示胰腺癌患者具有較差的預后，故可認為HOTTIP/HOXA13軸是胰腺癌潛在的治療靶點并能作為胰腺癌診斷和預后評估的分子生物標志物［19］。Wang Y等［20］使用人類lncRNA芯片技術檢測胰腺癌組織和慢性胰腺炎組織內lncRNA的表達譜，發現HOTTIP的剪接變異體HOTTIP-005在胰腺癌組織內顯著上調。HOTTIP-005的過表達與胰腺癌患者病理分化、淋巴結轉移、早期復發有關，是預測胰腺癌患者總生存期的一項獨立的預后指標。進一步研究發現，血漿和血清中存在HOTTIP-005的片段，命名為來源于HOTTIP-005的RNA片段（HDRF），HDRF在胰腺癌患者血清和血漿內表達顯著升高，并且HDRF可以在血漿和血清中穩定存在，這使得HDRF可以成為診斷胰腺癌的潛在腫瘤標志物。

2.3 PVT1 漿細胞瘤變體易位1（PVT-1）相鄰于MYC基因，位于人類染色體8q24上。全基因組關聯研究發現，PVT1是胰腺癌易感性相關位點之一［21］。Huang C等發現PVT1的表達水平在胰腺癌組織中顯著增高，PVT1的表達與胰腺癌臨床分期和分級有關。與低PVT1表達的胰腺癌患者比較，高PVT1表達的患者總生存期短，利用單因素和多因素Cox分析發現PVT1能作為評估胰腺癌患者預后的潛在分子標志物［22］。目前，已有科學家［23］檢測胰腺癌患者與正常人唾液中PVT1表達水平，發現胰腺癌患者唾液中PVTI表達顯著高于正常人，而當患者進行胰腺切除手術后，PVTI表達降低。除此之外，其還檢測了8種引起人類死亡的主要癌癥與對照組的唾液標本，均未發現PVTI有顯著差異，由此可發現，PVTI不僅能成為診斷胰腺癌的潛在生物標志物，而且其作為標志物對診斷胰腺癌具有特異性。

2.4 其他lncRNA AFAP1反義RNA1（AFAP1-AS1）在胰腺癌組織中的高表達與腫瘤組織的淋巴結轉移，神經周圍浸潤和不良預后有關，是預測胰腺癌患者臨床轉歸潛在的預后指標［24］。而LncR RP11-567G11.1不僅在胰腺癌組織中的過表達與胰腺癌患者淋巴結轉移和總生存期有關，可以作為胰腺癌預后的生物標志物，而且，在血清和血漿中可以檢測到穩定存在的RP11-567G11.1的片段，提示其也可以作為胰腺癌診斷的生物標志物［20］。

3 展望

目前對lncRNA作為診斷和預后預測標志物在胰腺癌中的研究較少，主要集中在lncRNA表達及功能方面的研究。目前已有研究揭示lncRNA表達水平與胰腺癌患者預后的關系，但胰腺癌診斷相關的lncRNA卻鮮有報道。雖然蛋白質生物標志物廣泛應用于癌癥檢測或疾病的后續研究，但是lncRNA也有其優勢：lncRNA本身是效應分子，能反映腫瘤的實際有效水平［25］；lncRNA水平與特定類型腫瘤的關聯使其成為準確的腫瘤診斷和分類工具；lncRNA的表達與腫瘤治療應答有關，可以作為療效預測指標；lncRNA結合其他預測預后方法可作為未來腫瘤標志物的新方向，使臨床醫師易于鑒別不良預后的患者并延長其生存期。新興發現的循環lncRNA在人血清中通常是穩定存在的，因此通過測定標志物RNA或整個轉錄組可以使無創一代的臨床指標可靠和可行。但由于缺少循環lncRNA的生物學知識，其在疾病診斷中的應用受到限制。且一些問題也不容忽視，如循環lncRNA是否在疾病的不同狀態下均能在人體液中保持穩定。

除此之外，lncRNA在腫瘤治療中也有廣泛的應用前景。目前，已有lncRNA用于腫瘤的治療。例如H19在較多腫瘤中表現上調并具有癌基因的功能，構建攜帶白喉毒素和H19調控序列的質粒，該質粒的瘤內注射成功應用于減小膀胱癌，卵巢癌和胰腺癌腫瘤體積［26］。然而，lncRNA應用于臨床還存在一些挑戰［27］：用于預后預測的lncRNA需要確保測量濃度代表標本實際濃度，現有方法無法確保；lncRNA進化上并不保守，臨床應用前使用動物模型研究這些分子十分困難；lncRNA在多種疾病異常表達，其特定腫瘤的特異性檢測需要更多研究；胰腺癌相比于其他類型腫瘤較不常見，減少了可以用于研究的標本。隨著人們對胰腺癌與lncRNA關系研究的不斷深入，越來越多異常表達的lncRNA會被發現，而這些異常表達的lncRNA可能會成為胰腺癌早期診斷與預后預測的重要生物標志物，也可能成為胰腺癌分子靶向治療和藥物研發的重要原料。需要更多研究揭示lncRNA的結構和機能特性，詳細分析其表達模式，闡明其相互作用［25］，這有助于更好的理解lncRNA在胰腺癌中的生物學作用，從而改進診斷和改善預后的方法，發現預防和治療人類腫瘤的新靶點，研究治療胰腺癌的有效藥物。

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浙江省科技廳社會公益項目（2014C33265），浙江省自然科學基金（LY14H160037），浙江省科技計劃項目（2015C37113）

310053 浙江中醫藥大學醫學技術學院（李舒荃 貴志芳 楊亞洋 沈燦 許健）

310016 浙江大學醫學院附屬邵逸夫醫院（許斌）

*通信作者