食管鱗狀細胞癌中轉移相關lncRNAs的生物學和臨床相關性

王海瑞，原 翔，劉怡文，孔金玉，王 甄，趙 琪，姜志怡，高社干，常保萍

食管癌(esophageal cancer)是世界上第六大惡性腫瘤，且發病率呈逐年上升趨勢[1-2]，每年的死亡人數高達40萬[3]。中國的食管癌患者較多且每年新增患者占全球病例一半以上[4-6]。食管癌有兩個主要的組織學類型，包括食管腺癌(esophageal adenocarcinoma,EAC)和食管鱗狀細胞癌(esophageal squamous cell carcinoma,ESCC)，國外以EAC多見，中國以ESCC多見[7-8]。ESCC作為食管惡性腫瘤的主要組織病理學形式，是一種存活率較低的惡性腫瘤。盡管有先進的診斷和治療方法，但由于早期癥狀不明顯、轉移迅速，大多數病例是在疾病的晚期被診斷出來，預后較差[9]。

根據轉移的情況不同，惡性腫瘤可分為局部轉移階段、區域轉移階段和遠處轉移階段。與此同時，已確定遠處轉移階段會導致大約50%的惡性腫瘤患者死亡[10]。因此，探究食管癌發生發展的潛在分子機制，提高治療策略勢在必行。

1 食管鱗狀細胞癌的轉移

轉移通常表現為腫瘤細胞從原發部位轉移到另一個遠處部位，并適應此處的微環境，從而獲得定居的過程[11]。轉移可能通過以下步驟：①腫瘤細胞從原發部位轉移到血液或淋巴循環；②細胞逃避凋亡，存活和停滯；③浸潤到遠處的靶器官；④在不同微環境中的耐受性；⑤獲得增殖能力和生長，轉移定植。臨床上，轉移也是晚期惡性腫瘤患者預后不良和死亡的主要原因。因此，了解調控轉移的機制有助于改進治療方案。

許多基因和相應的信號通路參與了轉移相關事件的生物學步驟。一系列蛋白家族，如激酶、蛋白酶、趨化因子、細胞因子及其受體、血管生成因子、黏附分子等經常被報道介導腫瘤轉移過程。一些重要的信號通路，包括Wnt/β-catenin、轉化生長β(TGF-β)、NOTCH、JNK，已被確定為促進轉移的信號通路。盡管關于轉移潛在的分子事件的研究成果越來越多，但對非編碼RNA對轉移過程的調控卻知之甚少。最近發現了一些長非編碼RNA(long noncoding RNA,lncRNA)分子，通過調節細胞通路來調節腫瘤轉移過程。

2 lncRNAs

lncRNAs是長度大于200個核苷酸的無編碼功能的RNA家族，是人類基因組中重要的調節分子[12]。大部分lncRNAs位于細胞核，這與lncRNAs在轉錄上調節基因的主要功能有關。此外，lncRNAs還在許多分子過程中發揮重要作用，如剪接和調控翻譯、促進細胞增殖、細胞遷移和轉移、細胞凋亡和耐藥[13-21]，還可以作為早期檢測的診斷生物標記物、預后不良的預測因子、治療靶點以及轉移性生物標記物[22-25]。lncRNAs是新近發現的調控食管鱗狀細胞癌轉移的新基因，由于其在腫瘤發生發展中的生物學功能而備受關注。一些研究表明，lncRNAs可能在食管癌的發生中起關鍵作用，lncRNAs在ESCC中可能作為癌基因或抑癌基因發揮作用[26-27]。同時lncRNAs可以通過激活或抑制ESCC的轉移途徑在轉移中發揮重要作用[28]。由于lncRNAs的表達譜不同，研究轉移相關的lncRNAs在轉移性食管鱗狀細胞癌中的表達，可能有助于從分子水平更深入地了解腫瘤的進展和轉移[29]。

3 lncRNAs在食管鱗狀細胞癌轉移的作用機制及臨床意義

越來越多的證據表明，lncRNAs通過與其他非編碼RNA，特別是miRNAs的協同作用，在腫瘤的發生發展中發揮重要作用。在ESCC中也研究了lncRNAs和miRNAs之間的協同作用。已有研究表明，lncRNAs可能作為“分子海綿”與miRNAs結合，從而調控針對ESCC相關基因的miRNAs。

3.1 SNHG16lncRNA小核仁RNA宿主基因16(small nuclear RNA host gene 16,SNHG16)位于17q25.1，在胃癌中首次被發現，也參與血管瘤、膠質瘤、胃癌和膀胱癌等癌癥的發生發展[30-32]。目前已發現lncRNA SNHG16在ESCC的發展中有重大作用，用逆轉錄定量聚合酶鏈反應(RT-qPCR)檢測食管鱗癌組織和細胞系中SNHG16的表達水平，結果顯示在腫瘤組織中高表達。基于在線數據庫分析工具，發現在食管鱗癌標本中miR-140-5p可以與SNHG16相互作用，并且miR-140-5p與SNHG16的表達水平呈負相關。此外，RIP、RNA敲低系統和雙熒光素酶報告實驗進一步提供了SNHG16通過其序列中含有的microRNA結合位點而直接靶向miR-140-5p的證據。生物信息學分析表明，ZEB1是食管癌miR-140-5p的靶點。驗證后發現SNHG16通過與miR-140-5p競爭，作為內源性“海綿”，從而調節靶ZEB1，促進腫瘤的進展[33]。

3.2 PVT1漿細胞瘤變異易位1lncRNA(plasmacytoma variant translocation 1,PVT1)，全長1 716 nt，位于8q24.21[34]。Li PD等人研究食管鱗癌與正常組織中PVT1的表達，癌中顯著上調。通過細胞功能和動物實驗表明PVT1基因的敲除在體外和體內均能抑制腫瘤的生長。PVT1的沉默導致miR-203表達上調，反之亦然。此外，在PVT1基因敲除后，LASP1的表達下調，過表達的LASP1減弱了PVT1基因敲除后的抑瘤作用。結果提示PVT1通過作為miR-203和LASP1的分子海綿促進食管鱗癌的進展[35]。此外，Zheng X等采用RT-qPCR檢測77例食管癌組織中PVT1的表達，發現其表達與腫瘤分期和轉移有關。Transwell實驗表明，上調PVT1可促進食管癌細胞的侵襲，反之亦然。Western blot分析表明，PVT1上調可能通過調節上皮向間充質轉化標志物(E-cadherin，N-cadherin和vientin)的表達水平而誘導上皮向間充質轉化(EMT)。此研究表明lncRNA PVT1能夠通過誘導EMT來調控食管癌細胞的侵襲[25]。

3.3 CCAT1結腸癌相關轉錄本-1(colon cancer associated transcript-1,CCAT1)是位于染色體8q24.21上的一個11.88 kb的lncRNA。實驗表明，在細胞質中，CCAT1調控HOXB13作為miR-7的分子誘餌，miR-7是一種同時針對CCAT1和HOXB13的microRNA，從而促進細胞的生長和遷移。CCAT1基因敲除在體外和體內都能顯著抑制細胞的增殖和遷移。RNA-seq分析表明，CCAT1基因被敲除后，優先影響與細胞增殖、細胞遷移和細胞黏附相關的基因。因此，CCAT1/miR-7/HOXB13調控食管鱗狀細胞癌的細胞遷移、侵襲和轉移[36]。此外有研究表明TP63和SOX2通過激活其增強子和啟動子，特異性地調節LncRNA CCAT1的表達。CCAT1的沉默在體外和體內都大大減少了細胞的生長，表現為抑制TP63或SOX2的效果。進一步研究發現CCAT1與TP63和SOX2形成復合物，通過與EGFR的增強子結合來調節EGFR的表達，從而激活MEK/ERK1/2和PI3K/AKT信號通路。這些結果共同確定了SCC特異的DNA/RNA/蛋白質復合物，它激活TP63/SOX2-CCAT1-EGFR級聯反應，促進SCC腫瘤的發生[37]。

3.4 GAS5lncRNA生長停滯特異性轉錄本5(growth arrest-specific transcript 5,GAS5)，定位于1q25[38]，在ESCC中下調，并能減少細胞增殖。Wang K等篩選了人ESCC中受miRNA-196A調控的lncRNAs，發現GAS5在晚期ESCC患者中表達較低，進一步研究發現GAS5通過GAS/miR-196A/RISC軸在ESCC中發揮抑瘤作用，轉移性ESCC中lncRNA GAS5的下調可能是miR-196A過表達所致，此信號通路軸被認為是ESCC診斷和治療的有價值的標志[39]。一項功能研究發現，抑制miR-301a可明顯減輕lncRNA GAS5的促腫瘤作用，此外，miR-301a正向調控CXCR4的表達，過表達CXCR4誘導細胞凋亡，并取消miR-301a抑制對細胞活力、遷移和侵襲的促進作用。lncRNA GAS5通過調節CXCR4和Wnt/β-catenin信號通路，在食管癌細胞中發揮抑制細胞遷移和侵襲、增加細胞凋亡的生物學作用[40]。

3.5 MEG3lncRNA母體表達基因3(maternally expressed gene3,MEG3)是由位于染色體14q32.2的DLK1-MEG3位點上的一個基因轉錄而來的，該lncRNA可上調p53蛋白，抑制細胞增殖[41]。Dong Z等人通過研究發現MEG3基因作為一種抑癌基因發揮作用，而異常的啟動子高甲基化是食管癌MEG3基因沉默的關鍵。此外，MEG3作為競爭內源性RNA通過競爭性結合miR-9來調節E-cadherin和FOXO1的表達，有可能成為預測ESCC患者進展和預后的潛在生物標志物[42]。

3.6 TUSC7lncRNA腫瘤抑制候選基因7(tumor suppressor candidate 7,TUSC7)或lncRNA LOC285194被定位在染色體3q13.31上，命名為LSAMP反義RNA3(LSAMP-AS3)[43]。已有研究表明，TUSC7在食管鱗狀細胞癌中顯著降低，并可通過調節miR-224對細胞增殖、凋亡和化療耐藥起到調節作用。實驗研究表明，TUSC7還能抑制細胞集落形成和腫瘤生長。已經證實，TUSC7的低表達與ESCC患者的總體生存率降低有關。Kaplan-Meier分析臨床數據，發現TUSC7失調與包括TNM分期在內的各種臨床病理特征顯著相關。功能研究結果表明，TUSC7調控miR-224的表達，導致食管鱗狀細胞癌細胞凋亡增加。動物實驗也表明，TUSC7可以通過與EGFR/AKT信號通路相互作用來調節腫瘤的化療耐藥性[44]。

3.7 lncRNA-LET腫瘤低表達lncRNA(Long noncoding RNA-low expression in tumor,lncRNA-LET)，是一種新發現的lncRNA，定位于染色體15q24.1[45]。據報道，這種lncRNA在食管鱗狀細胞癌中顯著降低，并與T分期和淋巴結轉移有關。上調lncRNA-LET可誘導食管癌細胞凋亡，降低癌細胞的侵襲性和增殖性[46]。此外，實驗研究證實，lncRNA-LET可以誘導p53的激活。因此，提示lncRNA-LET可能通過阻滯細胞周期而在食管鱗狀細胞癌的發生、轉移過程中發揮抑制作用。另外有研究表明，lncRNA-LET可通過與抑癌基因p53相互作用而發揮癌基因的作用，通過直接被miR-548靶向，誘導食管鱗狀細胞癌的增殖和遷移，細胞結果提示miR-548-lncRNA-let介導軸可能是食管鱗狀細胞癌的治療靶點[44]。綜上所述，認為lncRNA-LET可以作為ESCC患者的一個有希望的治療靶點和臨床標志物。

4 結論

食管癌是世界上常見惡性腫瘤，發現時多為晚期，已伴有轉移，預后差。盡管目前在手術、化療和放療方面取得進步，但食管癌患者的5 a OS率幾乎沒有取得令人鼓舞的改善。此外，食管鱗癌發生和發展及轉移的分子機制仍不清楚。因此，迫切需要全面了解該病分子發病機制，尋找潛在的生物標志物。目前lncRNAs作為關鍵癌癥通路的轉錄和轉錄后調控因子，已成為腫瘤學研究的熱點領域。越來越多的證據表明，lncRNAs在食管癌的發生和轉移中起著眾多的生物學作用。已有研究表明，lncRNAs可能與不同的EMT誘導信號通路相互作用，促進腫瘤的侵襲和轉移。這些通路往往與食管鱗狀細胞癌轉移的觸發和發展有關，提示它們是潛在的治療靶點。

本文強調了一些與轉移過程相關的不同的lncRNAs及其在轉移性食管鱗狀細胞癌中的潛在作用。lncRNAs對轉移途徑的干預作用不僅可以增加對轉移的主要機制的認識，還可以給出更有用的臨床生物標志物。但轉移相關的lncRNAs領域還處于初級階段，要全面了解lncRNA介導的細胞信號網絡及其下游靶點的調控，需要進行細致的功能研究。轉移相關的lncRNAs有可能為轉移性食管鱗狀細胞癌患者治療策略中的各種常見挑戰打開窗口，靶向轉移相關的lncRNA可能會降低轉移相關患者的死亡率。