長鏈非編碼RNA在胃癌中的作用研究進展

王 驥，楊 芬

(南京醫科大學 1.基礎醫學院 臨床醫學(5+3一體化)； 2.基礎醫學院 生物化學與分子生物學系， 江蘇 南京 211166)

長鏈非編碼RNAs(long non-coding RNAs, lncRNAs)因其長度大于200個核苷酸、缺乏編碼蛋白能力而得名。已經證明，lncRNAs在胃癌生物學的調節過程中起關鍵的作用，與胃癌的發生、發展、侵襲、轉移和預后密切相關。胃癌是消化系統最常見的惡性腫瘤，病因復雜，涉及幽門螺桿菌感染、炎性反應、飲食、環境和遺傳等多種因素，其發病機制尚未完全闡明。

1 lncRNAs概述

人類基因組DNA 約93% 被轉錄為RNA，其中僅2%的核酸序列用于編碼蛋白質，其余98%的核酸序列均為編碼能力極低甚至無編碼功能的非編碼RNA(noncoding RNAs, ncRNAs)， 且其中絕大多數被轉錄成長度>200個核苷酸的lncRNAs[1]。這些不具有蛋白編碼潛能的基因組序列曾被認為是基因組在進化過程中積累的無功能的”垃圾序列“而未受到重視。近年來，隨著高通量測序技術的廣泛應用，越來越多的研究數據顯示，lncRNAs在表觀遺傳學調控、轉錄和轉錄后調控等在內的多個層面上參與機體多種生理和病理過程的調節。

在許多腫瘤中均可見lncRNAs表達的異常調節，由于缺乏敏感和特異性的生物標志物，很多惡性腫瘤患者常常錯過早期診斷和治療的機會，lncRNAs有望成為惡性腫瘤診斷和治療的突破點。

2 與胃癌相關的lncRNAs舉例

作為高度惡性的腫瘤之一，胃癌的發生發展和lncRNAs異常表達有密切聯系。多種lncRNAs在胃癌細胞中異常表達，發揮癌基因或抑癌基因的作用。在一些臨床報告中，lncRNAs被認為是胃癌診斷的標志物和治療靶點，但是其特異性和準確性較低。因此，lncRNAs在胃癌發生、發展、診斷、治療和預后中的作用得到了科研人員的高度重視。以下就研究較多的幾種與胃癌關系較密切的lncRNAs作一綜述。

2.1 HOTAIR在胃癌中的研究進展

HOX轉錄反義RNA(HOX transcript antisense intergenic RNA，HOTAIR)定位于染色體12q13.13，最初發現在乳腺癌細胞中表達增高[2]。后來發現胃癌細胞中HOTAIR表達亦增高，它可以作為內源競爭RNA(competing endogenous RNA, ceRNA)結合miR-331-3p，調節胃癌細胞中人表皮生長因子受體2(human epidermal growth factor receptor 2, HER2)的表達，促進胃癌惡性侵襲[3]。另有發現，HOTAIR可抑制miR-126的表達，促進血管內皮生長因子A(vascular endothelial growth factor A, VEGFA)和PIK3R2(phosphatidylinositol 3-kinase regulatory subunit beta)的表達，激活PI3K/AKT/MRP1信號通路，影響胃癌發生發展[4]。此外，HOTAIR還可以與多梳抑制復合物2(polycomb repressive complex 2, PRC2)結合，使組蛋白H3第27位賴氨酸甲基化，調節基因表達[5]。同時，HOTAIR還可通過結合組蛋白甲基化轉移酶2(enhancer of zeste homolog 2, EZH2)進而結合E-鈣黏蛋白(E-cadherin)啟動子，抑制E-鈣黏蛋白表達，影響胃癌細胞的侵襲、轉移和預后等[6]。

除了表達上調外，在個別患者HOTAIR表達下調，可以增強胃癌細胞的化學敏感性和減少耐藥性。機制研究表明，HOTAIR表達下調可以增加miR-34a的表達，抑制PI3K/Akt和Wnt/β-catenin兩條信號通路，降低胃癌細胞對順鉑類藥物的耐藥性[7]。

由此可見，HOTAIR是影響胃癌發生發展的重要lncRNAs，可通過作用于多種miRNAs、結合EZH2和影響胃癌細胞化學敏感性等發揮致癌作用。HOTAIR高表達可促進胃癌發生、發展與轉移，因而HOTAIR有望成為潛在的胃癌生物標志物。

2.2 GHET1影響胃癌細胞惡性表型及耐藥性

胃癌高表達轉錄本1(gastric carcinoma high expressed transcript 1, GHET1)定位于染色體7q36.1。GHET1在多種腫瘤細胞中高表達，如胃癌、膀胱癌和頭頸癌等[8]。GHET1過表達可促進胃癌細胞增殖，且與胃癌發生、發展、轉移和低生存率有關[9]。GHET1可與胰島素樣生長因子2 mRNA結合蛋白1(insulin-like growth factor 2 mRNA binding protein 1, IGF2BR1)結合并增強C-MYC mRNA與IGF2BR1間的相互作用，從而增強C-MYC mRNA的穩定性并促其表達；GHET1和C-MYC的表達與胃癌惡性表型的維持關系密切，C-MYC的消耗與減少可削弱GHET1對胃癌細胞增殖的影響[10]。

此外，GHET1表達程度與胃癌細胞藥物敏感性呈負相關。沉默GHET1，順鉑耐藥胃癌細胞株的半數抑制濃度(half maximal inhibitory concentration, IC50)顯著降低，表明對順鉑類藥物的敏感性增加；過表達GHET1則結果相反，同時下調BAX表達，上調BCL-2、MDR1和MRP1的表達，減少胃癌細胞凋亡[11]。

以上研究表明，GHET1通過影響胃癌惡性表型及耐藥性而發揮促癌作用。GHET1在胃癌細胞中明顯高表達，可作為胃癌發展潛在的標志物以及胃癌靶向治療的分子靶標。

2.3 DANCR與胃癌進展的關系

抗分化非編碼RNA(differentiation antagonizing non-protein coding RNA, DANCR)定位于染色體4q12，在胃癌細胞中表達上調。通過RNA sequencing和GO分析發現，DANCR可通過調節相應靶基因表達影響細胞代謝和細胞周期[12]。同時發現，DANCR可作為癌基因MYC家族的作用靶點，降低細胞周期抑制物P21表達，促進胃癌發展[13]。另有研究表明，lncRNA-LET是DANCR的靶基因，DANCR可與EZH2及組蛋白去乙酰化酶3(histone deacetylase 3, HDAC3)結合，表觀沉默lncRNA-LET，促進胃癌轉移和侵襲[14]。同時，DANCR可被SALL4(SAL-like protein 4)激活，進而激活β-連環素通路，發揮致癌活性，其表達與瘤體大小、TNM分期、淋巴結轉移和侵襲深度相關[15]。

以上研究表明，DANCR有多種靶點(如MYC家族、EZH2和HDAC3等)和激活物(如SALL4等)，在轉錄和表觀遺傳學水平以多種機制發揮致癌作用，影響胃癌發生發展，對胃癌的臨床分期有重要意義。

2.4 HULC對胃癌診斷和預后有指導意義

肝癌高表達轉錄本(highly up-regulated in liver cancer, HULC)定位于染色體6p24.3。最早在肝細胞癌中證實HULC表達上調，其作用機制涉及多個方面，如下調真核翻譯延伸因子1ε1(eukaryotic translation elongation factor 1 epsilon 1, EEF1E1)表達，促進脂質異常代謝和上調鞘氨醇激酶1(sphingosine kinase 1, SPK1)表達，從而促進腫瘤血管生成等[16]。

新近研究發現，HULC高表達和幽門螺桿菌感染、胃癌的大小、TNM分期、淋巴結轉移和遠處轉移等有關[17]。此外，HULC異常表達可影響胃癌細胞的化學敏感性、自噬和凋亡等。HULC沉默可增強順鉑類藥物所致細胞凋亡和胃癌化療敏感性[18]。HULC過表達可誘導自噬，抑制凋亡，促進胃癌細胞增殖和侵襲，HULC沉默可逆轉胃癌細胞上皮-間質轉化(epithelial mesenchymal transition, EMT)表型[19]。同時，胃癌細胞中HULC表達水平與臨床病理資料關系密切，可輔助判斷胃癌的惡性程度，并可有效指導胃癌的臨床治療[20]。

由此可見，HULC作為在胃癌細胞中高表達的致癌lncRNA，對胃癌臨床診斷與治療有指導意義，可成為胃癌診斷的新型標志物，顯著提高胃癌臨床診斷的準確性，也是胃癌預后很好的預測指標之一。

2.5 MEG3作為抑癌基因影響胃癌惡性表型

母系表達基因3(maternally expressed gene 3, MEG3)定位于染色體14q32.2，在多種腫瘤細胞(如胃癌、子宮內膜癌和乳腺癌等)中低表達[21]。MEG3高表達可使P53表達增高，P53為抑癌基因，可減少胃癌細胞的增殖和轉移[22]。MEG3上調P53表達的原因是MEG3基因位點富含P53作用元件，故MEG3的表達可調節胃癌細胞中P53表達，影響P53信號通路。此外，MEG3低表達影響PI3K-AKT-mTOR信號通路，誘導自噬，促進胃癌發展[23]。

同時發現，MEG3在胃癌細胞中的表達水平及其作用的發揮還依賴于某些miRNA。通過52例胃癌樣本證實，MEG3與miR-148a在胃癌細胞中的表達呈正相關，且當miR-148a表達抑制時，可通過調節DNA甲基轉移酶1(DNA methyltransferase 1, DNMT-1)表達而使MEG3表達下調[24]。MEG3與miR-141表達亦呈正相關，且miR-141是轉錄因子E2F3的靶點，當E2F3表達抑制時，MEG3表達增加，發揮抑癌作用[25]。

因此，MEG3是一種胃癌低表達lncRNA，通過影響P53信號通路和與多種miRNA相互作用而發揮抑癌作用。MEG3低表達是提示胃癌預后不良的重要標志物。

3 問題與展望

胃癌在世界范圍內具有高發病率和高病死率，是公共健康的一大威脅，其發生和發展的分子機制十分復雜，目前為止仍未研究透徹。LncRNAs作為一類新發現的轉錄產物，對胃癌細胞生物學過程有重要影響。除以上所述的lncRNAs外，尚有很多lncRNAs與胃癌發生發展關系密切，在胃癌細胞中表達上調的lncRNAs有ABHD11-AS1、BANCR、CCAT1和GACAT3等，表達下調的lncRNAs有AA174084、BM742401、FENDRR和GACAT1等。LncRNAs有望成為胃癌診斷、分期和預后的重要生物標志物，可作為胃癌診斷中的篩選工具。在lncRNAs與胃癌關系的研究中，有較多問題亟待科研人員進一步思考和填補，如lncRNAs與miRNAs的相互作用及其效應、lncRNAs影響胃癌細胞凋亡與自噬的機制、lncRNAs對胃癌細胞耐藥性的影響和lncRNAs與腫瘤免疫之間的關系等。雖然lncRNAs的相關研究進入臨床診斷和治療仍有一段距離，但隨著對lncRNAs研究力度的加大和對lncRNAs作用機制認識的深化，有望找到高度特異性且具有臨床應用價值的lncRNAs，為胃癌的篩查、臨床診治和預后判斷開辟新的途徑，這對胃癌靶向治療方面的突破有重大意義。