lncRNA在食管癌中的表達及應用研究進展

吳嘉誠 鄭大為 朱林文 李旎 邵國豐

食管癌是常見的上消化道系統惡性腫瘤之一，目前被列為全球第8大癌癥[1]。在我國，食管癌位列惡性腫瘤發病率第5位，每年新發病例高達28.7萬，死亡人數為21.1萬，以男性為主，在華北地區尤為高發[2]。食管癌早期癥狀不明顯，多數患者出現吞咽困難等臨床癥狀而就診，此時病變多已處于晚期，這是食管癌預后差、生存率低的主要因素。而長鏈非編碼RNA（long noncoding RNA,lncRNA）作為一類與腫瘤密切相關的分子標志物，在食管癌的發生、發展中發揮著重要作用。因此，尋找與食管癌相關的lncRNA分子標志物并將其應用于早期診斷、評估預后、指導治療顯得尤為迫切，本文就lncRNA在食管癌中的表達及應用研究進展作一綜述。

1 lncRNA及其在腫瘤中的作用機制

lncRNA是一類長度＞200 nt的內源性非編碼RNA，相較于miRNA干擾mRNA而使基因沉默，lncRNA調控基因的機制更為復雜，往往涉及多種機制[3-4]。p53是第一個被發現與腫瘤有密切相關性的抑癌基因，主要通過誘發細胞凋亡和抑制細胞生長來發揮抑制效應[5]。而在隨后的研究中，越來越多的lncRNA被證明是p53的效應子，以p53依賴的方式參與下游調控。此外，在這些受p53調控的lncRNA中，一些lncRNA也可能通過負反饋調控p53的表達或其穩定性[6]。除了調控p53之外，lncRNA還參與多種信號通路。研究表明，許多lncRNA直接或間接地參與了NF-κB信號傳導，其主要以lncRNA支架的形式來影響NF-κB復合物的形成從而調控信號傳導[7-9]。有研究還表明，在蛋白激酶B（agammaglobulinaemia tyrosine kinase，Akt）通路中，除了主要的調節因子胞內磷脂酰肌醇激酶（phosphatidylinositide 3-kinases，PI3K）和第10號染色體缺失性磷酸酶和張力蛋白同源物（phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome ten，PTEN）之外，lncRNA AK023948直接參與了Akt通路[10]。此外，一些研究還在Notch信號通路、經典Wnt/β-catenin信號通路、低氧誘導因子-1α（hypoxia inducible factor-1α，HIF-1α）等通路中發現了lncRNA的參與[11-13]。總的來說，lncRNA在腫瘤細胞的生長、分化和凋亡中都發揮了重要作用。

2 lncRNA在食管癌中的表達

2.1 lncRNA在食管癌組織與癌旁組織中的表達 我國食管癌的病理類型主要是食管鱗狀細胞癌（esophageal squamous carcinoma，ESCC）。研究表明，與癌旁對照組相比，ESCC組織中同源基因轉錄反義RNA（HOX transcript antisense RNA，HOTAIR）表達上調[14]。Chen 等[15]收集了78例食管癌患者的癌組織以及癌旁組織，采用qRT-PCR法檢測HOTAIR的表達，結果發現，與癌旁組織相比，癌組織中HOTAIR表達水平顯著升高，且升高水平與癌轉移程度、TNM分期和生存時間均有關。LncRNA SPRY4-IT1已被證明可促進黑色素瘤的進展，Xie等[16]通過qRT-PCR法檢測92例ESCC患者和8株ESCC細胞系中的SPRY4-IT1表達水平，發現SPRY4-IT1在ESCC組織中也同樣高表達，而表達程度越高的患者往往預后越差。除了部分lncRNA在癌組織中表達上調之外，也有一些lncRNA水平在研究中呈現出了下調趨勢。Tong等[17]研究發現食管癌組織與癌旁正常組織相比，食管癌組織中lncRNA LOC285194的表達顯著下調。Zhong等[18]也通過食管癌組織與癌旁組織的比較發現lncRNA LINC00675在食管癌組織和細胞系中的表達均顯著下調，且證明了LINC00675具有通過抑制Wnt/β-catenin信號通路促進細胞凋亡的作用。

2.2 lncRNA在食管癌患者外周血液中的表達 研究證明食管癌患者外周血液中也存在著許多lncRNA，并且隨著癌癥的進展而變化[19]。Liu等[20]通過RT-PCR法檢測了142例ESCC患者的血清，結果發現患者血清中v-raf鼠肉瘤病毒癌基因同源物B1（v-raf murine sarcoma viral oncogene homolog B1,BRAF）激活的 lncRNABANCR水平顯著高于正常對照組，并且與腫瘤活動狀態密切相關。Zhang等[21]觀察到ESCC患者腫瘤組織中erb4-IR（最近發現的一種在腎損傷中起關鍵作用的lncRNA）上調，且ESCC患者血清erb4-IR水平與腫瘤組織中erb4-IR表達水平呈正相關。相對于食管癌組織中的lncRNA表達，對ESCC患者血清中lncRNA表達的研究相對較少，其或許會對食管癌的診斷有更大的應用前景。

3 lncRNA與miRNA在食管癌中的表達關聯

lncRNA與miRNA在食管癌中已經被證明存在有相互關聯性。H19是第一個被發現與腫瘤相關的lncRNA[22]。研究發現H19的印記基因的缺失導致H19在食管癌中高表達[23]。而H19的作用主要為兩方面，即抑制miR-675庫中的基因靶點和調控miRNA或蛋白質的結合[24-25]。因此，在H19及其相關miRNA的網絡通路中可能存在治療食管癌的靶點。Rong等[26]對62例早期食管癌患者的癌組織進行分析后發現，早期ESCC患者血清lncRNA基因間長非蛋白編碼RNA（long intergenic non-protein coding RNA-p53 induced transcript,LINC-PINT）表達下調的同時miRNA-21表達上調，并結合術后隨訪研究發現LINC-PINT的下調可能通過與miRNA-21的相互作用而增加ESCC復發的風險。此外，Li等[27]研究發現ESCC組織中lncRNA ZFAS1表達上調，miRNA-124表達下調，且將lncRNA ZFAS1沉默后能抑制ESCC細胞的增殖、遷移、侵襲和腫瘤生長，并誘導其凋亡，而ZFAS1作為一種競爭性的內源性RNA，通過抑制miR-124從而增強信號傳導與轉錄激活因子 3（signal transducer and activator of transcription，STAT3）的表達，以此抑制細胞凋亡。因此，lncRNA-ZFAS1可通過miR-124/STAT3軸調控ESCC細胞增殖、侵襲、遷移和凋亡。目前，通過越來越多lncRNA和miRNA表達關聯的研究分析，兩者之間的調控網絡已經初步建立，而對調控網絡更深入的研究將有利于揭示腫瘤生成，幫助腫瘤診斷以及加快推出新型靶向藥。

4 lncRNA表達在食管癌診治中的應用

4.1 lncRNA表達在食管癌診斷中的應用 食管癌的分期與治療效果密切相關，往往診斷越早治療效果也越好，所以能發現有助于早期診斷的標志物意義重大。Wu等[28]研究發現在中國東部和南部人群中，與相應的癌周組織相比，lincRNA-uc002yug.2在ESCC中普遍過表達，進而又發現了lincRNA-uc002yug.2可以促進細胞核中Runt相關轉錄因子（Runt-related transcription factors-1，RUNX1）和選擇性剪接（alternative splicing，AS）因子的結合，產生更多RUNX1a，即RUNX1的短亞型和抑制劑，并降低CCAAT/增強子結合蛋白-α基因的表達，從而促進ESCC的進展，由此得出lincRNA-uc002yug.2是否高表達可作為食管癌患病風險的預測指標。Liu等[20]對ESCC患者血清中的BRAF激活的lncRNA（BRAF-activated non-protein coding RNA，lncRNA BANCR）進行長期追蹤后發現，血清中的BANCR表達增加與ESCC患者的組織學分級、TNM分期、淋巴結轉移和生存期縮短均有關，并在患者腫瘤切除后，BANCR的表達水平恢復正常，且隨著病情的進展，BANCR的表達水平逐漸升高，對早期診斷和評估食管癌具有一定的潛力。這些研究讓lncRNA的早期診斷和預防成為可能，但特異的lncRNA應用于臨床前還需在多中心、大樣本中驗證。

4.2 lncRNA表達在食管癌預后評估中的應用 除了診斷外，lncRNA還能應用于腫瘤的預后評估。Li等[29]通過綜合分析100例ESCC數據發現HOTAIR在ESCC細胞患者中的高表達及其表達水平程度與疾病的分期和生存時間有關。而在食管腺癌（esophageal adenocacinoma，EAC）中也呈現出了表達差異與預后的關聯性，Xu等[30]將食管腺癌組織與Barrett食管組織以及正常食管組織配對比較發現EAC中漿細胞瘤可變異位基因（plasmacytoma variant translocation 1，PVT1）表達上調，且PVT1高表達與分化不良、淋巴結轉移和生存期縮短均有關。達春麗等[31]檢測了48例健康志愿者血清、48例ESCC初治患者血清及其配對癌組織中lncRNA HOTAIR表達水平，并與ESCC患者臨床病理因素相結合研究發現，伴遠處轉移食管癌患者血清HOTAIR表達水平顯著高于無轉移者；隨著TNM分期逐漸增加，lncRNA HOTAIR表達水平逐漸升高，具有等級相關性。因此，血清lncRNA HOTAIR有望成為ESCC患者早期診斷、判斷病情嚴重程度、預測治療效果及預后的生物學指標。綜上所述，lncRNA作為與食管癌患者預后相關的指標，在指導臨床醫生評估患者預后并制定患者長期個體化治療方面具有一定價值。

4.3 lncRNA表達在食管癌治療中的應用 目前，食管癌主要的標準治療方案包括手術、放療和化療，盡管使用了多學科療法，食管癌患者的預后仍不理想，而對lncRNA及其靶基因的干預可能是一種有效的抗腫瘤治療策略。Kang等[32]發現在吉非替尼耐藥的食管癌細胞中，lncRNA前列腺雄激素調節轉錄物1（prostate androgen regulated transcript 1,PART1）上調，在臨床上ESCC患者高水平的血清lncRNAPART1與吉非替尼治療的不良反應相關。實驗敲除lncRNAPART1可促進吉非替尼耐藥的食管癌細胞死亡。Zhen[33]發現在食管癌組織中LINC00473表達明顯增高，而敲除LINC00473可使miR-497-5p過表達而抑制ESCC細胞的增殖、遷移和上皮間充質轉化過程，可作為食管癌潛在的靶向治療位點和通路。近年來，越來越多的lncRNA相關的靶基因在研究中被發現，為相應靶向藥物的開發和應用提供了方向。

5 小結與展望

綜上所述，lncRNA參與調節食管癌的增殖、凋亡、侵襲、遷移等生物學行為，在食管癌患者的癌組織與循環血液中表達異常，可廣泛應用于食管癌的診斷、治療及預后評估等。而血清lncRNA檢測具有取材容易、可動態監測等優點，臨床應用前景更大。此外，運用藥物調節lncRNA的表達水平來以此干預癌細胞以治療食管癌也具有可觀的應用前景。如今，lncRNA診斷和治療食管癌的研究大多數處于體外細胞實驗階段，也有部分研究已開展動物實驗，但將其應用于臨床診療中依然需要一段時間。