長鏈非編碼RNA在肺癌中的研究進展

唐亮 杜振宗

1桂林醫學院（廣西壯族自治區桂林541000）；2廣西壯族自治區南溪山醫院桂林醫學院附屬南溪山醫院胸外科（廣西壯族自治區桂林541000）

肺癌是發達國家和發展中國家男性癌癥死亡的主要原因，在發達國家女性癌癥死亡的主要原因中已超過乳腺癌［1］。肺癌有很多種組織學類型，即使在相同的組織學類型中，肺癌也具有不同表觀遺傳和遺傳異常特征［2］。目前分子靶向藥物的研究正在積極開展，但是對于許多肺癌患者，仍沒有針對性的治療方法。肺癌的早期檢測技術和策略已有較大發展，但大多數肺癌被診斷時已進展至晚期。因此，甄別新型診斷生物標志物和治療策略是肺癌得到有效治療的前提條件。近年來，長鏈非編碼RNA（long non?coding RNA，lncRNA）在惡性腫瘤發生發展中的作用逐漸被發現，其在惡性腫瘤的早期診斷和治療中具有重要意義［3］。實際上，lncRNA調節多種靶基因，在肺癌發生中發揮重要作用，并且可作為肺癌的潛在診斷和治療手段［4］。在本篇綜述中，就近期lncRNA在肺癌中的研究工作做一個總結，重點是其在闡明肺癌發生發展和肺癌早期診斷治療及判斷預后上的應用。

1 lncRNA的介紹

隨著基因組測序技術的迅速發展，人們發現70%的基因組序列被轉錄生成RNA，但其中只有不到2%的序列編碼蛋白質，其余被稱為非編碼RNA，非編碼RNA包括小非編碼RNA（small non?coding RNA，sncRNA）和長鏈非編碼RNA（long non?coding RNA，lncRNA）。LncRNA主要是聚腺苷酸化的，并且包含超過200個核苷酸或更長的轉錄物。LncRNA可通過轉錄和表觀遺傳調節，印跡，剪接和亞細胞轉運等參與腫瘤的發生發展。雖然lncRNA的主要機制是調節相鄰基因的表達，但是lncRNA也可以作為蛋白質?蛋白質相互作用或蛋白質誘變的支架［5］。此外，lncRNA還可以調節激酶功能。lncRNA在多種腫瘤中異常表達，而LncRNA中特定的超保守元件在人類腫瘤細胞中存在著廣泛表達［6］。因此，lncRNA可用作治療靶點。值得注意的是，PENG等［7］證實lncRNA可以作為早期NSCLC診斷的便利工具。即使在體液中，LncRNA也是穩定的并呈組織特異性表達。這些特征使得lncRNA可以作為肺癌篩查和早期診斷的微創敏感分子標記。目前在lncRNA的研究方法和策略方面，熒光原位RNA測序、高通量測序交聯免疫沉淀、RNA反義純化等相關技術得到了廣泛應用［8-9］。此外，lncRNAdb（http：//www.lncrnadb.org/）、NON?CODE（http：//www.noncode.org）、LNCipedia（http：//www.lnci?pedia.org）等lncRNA數據庫為lncRNA的研究提供了最新和全面的信息［10］。

2 lncRNA與肺癌

大量的研究結果表明，多種lncRNA在肺癌中扮演關鍵的調節作用，作為腫瘤抑制因子或致癌性lncRNA。

2.1 肺癌中下調的LncRNA

2.1.1 MEG3 MEG3（Maternally expressed gene 3，母系表達基因3）位于14q32.2上，是在各種正常組織中發現的母系表達的印記基因。MEG3在多種癌癥中低表達，MEG3的上調抑制腫瘤生長［11］。LU等［12］報道與相鄰正常肺組織相比，NSCLCs中MEG3的表達下調，此外，MEG3的表達下調可能促進非小細胞肺癌的發生發展。說明MEG3在NSCLC組織中也可能是一種抑癌基因。在多種癌癥中都發生了CpG島甲基化，影響基因的表觀遺傳，因此MEG3的異?？赡芤l腫瘤［13］。因此MEG3有可能成為一個表觀遺傳治療的靶點。最近的研究［14］也發現，在肺腺癌中高表達的MEG3能夠增加細胞毒順鉑藥物的化學敏感性，通過調節p53和Bcl?xl的表達抑制細胞增殖并促進凋亡，這也可能成為一個新的腫瘤治療靶點。綜上所述MEG3在NSCLC治療上具有潛在價值。

2.1.2 GAS6?AS1 GAS6?AS1（growth aresst specific gene 6?antisense RNA1，生長停滯特異性蛋白6?反義RNA1）位于染色體13q34上，與GAS6基因反義轉錄。GAS6?AS1的下調促進了幾種惡性腫瘤（包括肺癌）中的癌癥進展［15］。HAN等［15］證明NSCLC中GAS6?AS1的表達低于相鄰的非癌性正常組織。另外，GAS6?AS1與非小細胞肺癌的TNM分期也呈負相關。由此可見GAS6?AS1在腫瘤發生發展過程中扮演了一個抑癌基因的角色。之前的研究也發現，GAS6?AS1與GAS6的表達呈負相關，而GAS6作為GAS6?AS1的宿主基因，不僅能促進細胞增殖和細胞分裂原活性，而且能促進腫瘤細胞的遷移、黏附和浸潤。因此，GAS6?AS1可能通過調節其宿主GAS6的表達來影響非小細胞肺癌的發生發展［15］。提示GAS6?AS1可調控非小細胞肺癌的發生發展，是一個潛在的腫瘤標志物及新的治療靶點。

2.1.3 BANCR BANCR（BRAF?acticited long non?coding RNA BANCR，BRAF基因激活的非編碼RNA）通過調節細胞生長周期來介導細胞生長和凋亡。與相鄰的非癌性正常肺組織相比，BANCR的表達在NSCLC組織中顯著下調，而較低的BANCR表達與NSCLC患者的病死率相關［16］。雖然BANCR抑制NSCLC侵襲性和轉移的機制解釋仍不清楚，但可能與EMT抑制有關。BANCR表達的下調減少CDH1（也稱為E?鈣粘蛋白）表達，并誘導CDH2（也稱為N?鈣粘蛋白）、VIM（也稱為波形蛋白）和MMPs［26］。 因此，BANCR也是lncRNA介導治療NSCLC的潛在靶標。

2.1.4 PANDAR 位于染色體6q21.2上的PANDAR（pro?moter of CDKN1A antisense DNA damage activated RNA，CD?KN1A基因損傷激活的RNA啟動子）是一種在腫瘤組織中低表達的lncRNA。HAN等［17］報道了PANDAR在非小細胞肺癌中表達下調與患者總體病死率升高有關，在非小細胞肺癌細胞中PANDAR的直接轉錄靶標包括P53，PAN?DAR通過調節BCL2影響細胞凋亡。因為PANDR是NSCLC中P53的直接轉錄靶，從而PANDR的過表達可以抑制NSCLC細胞的增殖，這也可能成為一個新的NSCLC治療靶點。

2.1.5 SPRY4?IT1 SPRY4?IT1（ lncRNA SPRY4 intronic transcript 1，SPRY4內含子轉錄體1）是由SPRY4基因的內含子轉錄，并在黑色素瘤細胞中表達上調，且干擾其表達可誘導細胞生長停滯，侵襲能力下降和凋亡率上升［18］。有研究發現SPRY4?IT1在NSCLC組織中表達明顯降低，且SPRY4?IT1的表達水平和腫瘤大?。≒＝0.001）、病理分期（P＜0.001）、淋巴轉移（P＝0.003）密切相關，因此該研究［19］指出SPRY4?IT1是NSCLC預后一個獨立的危險因素（P＝0.009）。有研究［18］指出長鏈非編碼RNA SPRY4?IT1表達下調可能通過調控EMT機制促進NSCLC細胞的增殖和侵襲。綜上所述可知SPRY4?IT1可做為判斷NSCLC預后的一個指標，也是一個潛在的治療靶點。

2.2 肺癌中過度表達的LncRNAs

2.2.1 MALAT1 MALAT1（metastasis associated in lung adenocarcinoma transcript 1，轉移相關性肺腺癌轉錄子1）首次在非小細胞肺癌中發現并進行報道。高表達的MALAT1被認為與腫瘤的高轉移率以及低的術后存活率相關［20］。盡管在正常組織中也能檢測到MALAT1的表達，但在肝癌、乳腺癌、胰腺癌、骨肉瘤、結腸癌、膀胱癌、宮頸癌、子宮內膜間質肉瘤以及前列腺癌中，MALAT1的表達量相對于正常組織有明顯上升［21］。MALAT1是用于診斷NSCLC的液體活檢中的生物標志物候選物。MALAT1的致癌活性的一個可能的機理解釋是MALAT1參與異常選擇性剪接，導致基因表達失調，包括B?MYB轉錄因子［22］。最近，WANG等［23］對538例非小細胞肺癌患者進行了隨訪研究，MALAT1基因變異體rs3200401在該群體中進行基因分型。他們證實位于lncRNA MALAT1上的rs3200401 T等位基因與晚期肺腺癌患者的病死率相關。MALAT1在NSCLC的預后及早期診斷方面具有重要意義。

2.2.2 HOTAIR HOTAIR（HOX transcript antisense inter?genic RNA，HOX基因轉錄的反義基因間RNA）是位于HOXC12基因的反義方向下游的lncRNA［24］。HOTAIR通過招募多梳蛋白抑制復合物2（PRC2）或染色質重組來促進幾種癌癥類型的侵襲和轉移［25］。HOTAIR通過表觀遺傳學調控基因的表達，從而促進腫瘤的侵襲和轉移。此外，據報道HOTAIR參與肺腺癌中順鉑的化學耐藥性［26］。還有報道稱［27］，HOTAIR 表達升高與NSCLC 中順鉑耐藥相關，并表明HOTAIR表達與KLF4表達直接相關，表明HOTAIR有可能成為NSCLC耐藥患者的新治療靶點。以上研究提示對HOTAIR在肺癌中作用機制的研究可能為尋找臨床治療中逆轉腫瘤耐藥新靶點提供新的思路。

2.2.3 CCAT2 CCAT2（colon cancer?associated transcript 2，結腸癌相關轉錄物2）是一種新型的lncRNA，其過表達與許多癌癥有關，包括NSCLC。CCAT2在NSCLCs，特別是腺癌中高度表達。根據QIU等［28］在NSCLC細胞系的研究中減少siRNA的CCAT2表達可以抑制NSCLC細胞的增殖和侵襲。提示CCAT2可能是一個致癌基因。CCAT2通過在細胞系中經由TCF7L2介導的轉錄上調MYC，miR?20a和miR?17?5p來促進細胞遷移［29］。這可能成為NSCLC的一個新治療靶點。最近，趙等［30］研究證實CCAT2通過上調Pokemon（也稱為ZBTB7A）的表達來促進腫瘤發生，并表明潛在的機制可能與Pokemon相關基因CDKN1A（也稱為p21）有關。

3 總結與展望

近年來肺癌發病率和病死率在不斷上升，肺癌發生發展的基礎研究也在不斷進行，隨著熒光原位RNA測序、高通量測序交聯免疫沉淀、RNA反義純化等相關技術的發展使得lncRNA的研究進一步發展，lncRNA在肺癌發生發展中的作用引起廣泛關注。先前的很多研究證實了lncRNA在NSCLC患者組織及血液中的異常表達，這可以作為NSCLC診斷的標記物。同時很多ln?cRNAs可以作為判斷NSCLC預后的指標。在治療方面，很多lncRNAs因通過表觀遺傳調控、轉錄調控、轉錄后調控基因表達等方式，故可作為治療的靶點。有一些lncRNAs與化療敏感性有關。由于IncRNA本身作用方式的多樣性及不確定性，其對NSCLC具體的調控分子機制仍停留在未知階段，有待進一步探索。目前研究面臨的困難仍較多，如研究的手段較少、缺少高質量的數據庫等。另外，一些重要的IncRNA在體內表達水平較低，也增大了研究的難度。