長鏈非編碼RNA在肺癌中的研究進展*

張栩晟，徐秋月 綜述，段 勇 審校

昆明醫科大學第一附屬醫院醫學檢驗科/云南省檢驗醫學重點實驗室/云南省醫學檢驗臨床醫學研究中心,云南昆明 6500322

肺癌是發病率和病死率增長極快，對人類生命和健康威脅極大的惡性腫瘤之一，據來自世界衛生組織(WHO)國際癌癥研究機構(IARC)的GLOBOCAN項目統計，2020年全球有220萬肺癌新發病例和180萬肺癌死亡病例[1]。目前，肺癌的病因尚未完全闡明，有觀點認為肺癌是肺細胞中基因突變的連續累積引發的。長鏈非編碼RNA(lncRNA)參與DNA轉錄，mRNA剪接和翻譯、染色體劑量補償、表觀遺傳調控，以及細胞核與細胞質運輸等基因調控過程[2]，通過參與細胞生長、凋亡、侵襲和轉移等病理生理活動，在肺癌的發展和演進中起關鍵的調節作用[3]。目前，肺癌的臨床診斷主要依靠病理學活檢、影像學檢查、臨床癥狀和腫瘤標志物檢測，lncRNA作為包括肺癌在內的多種惡性腫瘤的腫瘤標志物，能夠反映腫瘤的存在和生長，且其表達水平改變往往早于臨床影像學表現，檢測過程具有無創、快速、可動態監測等優勢，適合應用于大規模人群篩查及肺癌診治全程。

1 lncRNA的結構及功能

lncRNA一般由RNA聚合酶Ⅱ轉錄而來，結構與信使RNA相似，具有多聚A尾巴、5′-帽結構和啟動子結構，缺少開放閱讀框[4]。lncRNA參與基因表達調控、細胞周期控制、細胞凋亡、細胞身份決定、染色質重塑和表觀遺傳修飾等生理過程的調節[5]。lncRNA功能包括：(1)招募染色質重構和修飾復合體到特定位點，改變DNA/RNA甲基化狀態、染色體結構和修飾狀態，進而控制相關基因表達；(2)與mRNA結合，調控mRNA翻譯；(3)與某些轉錄因子結合成復合體，影響mRNA轉錄；(4)作為競爭性內源RNA(ceRNA)，競爭結合miRNA的目標mRNA。

2 lncRNA與肺癌的發生、發展

lncRNA參與基因組印跡、染色質建模和轉錄后調節等生物過程，表達失調會破壞肺細胞的正常生理活動并影響肺癌的發生、發展[6]。

2.1lncRNA和肺癌細胞增殖 lncRNA在肺癌細胞增殖過程中發揮重要的調節作用。PAN等[7]研究表明，lncRNA JPX能充當miR-33a-5p的“海綿”，上調轉錄因子Twist1，促進肺癌細胞的增殖。lncRNA SNHG20可直接靶向沉默miR-197，下調Wnt/β-actin信號通路的關鍵分子TCF和LEF1的表達，促進非小細胞肺癌(NSCLC)細胞增殖并抑制凋亡[8]。lncRNA HOTAIR在NSCLC組織中異常高表達，可作為miR-149-5p的ceRNA，上調HNRNPA1的表達，促進NSCLC細胞的增殖和遷移[9]。Hippo信號通路主要調控細胞的增殖和凋亡，有研究表明，LINC00968在肺腺癌(LUAD)組織中表達下調，通過miR-21-5p/SMAD7軸抑制Hippo信號通路，從而抑制LUAD細胞的增殖和轉移[10]。

2.2lncRNA和肺癌轉移、侵襲 腫瘤轉移始于上皮間質轉化(EMT)，上皮細胞呈現間質特征并獲得遷移和侵襲能力，lncRNA可調節與EMT相關的基因和通路參與肺癌的侵襲轉移。lncRNA UCC可作為miR-143-3p的“海綿”，與miR-143-3p結合上調SRY盒轉錄因子5(SOX5)表達，進而促進EMT的發生，誘導NSCLC細胞轉移[11]。ZHANG等[12]研究表明，ncRNA LINC01006作為miR-129-2-3p的“海綿”上調癌基因CTNNB1表達，激活Wnt/β-catenin通路，促進LUAD細胞增殖、轉移和EMT。ncRNA LINC02323作為一種ceRNA，通過“海綿”化miR-1343-3p上調轉化生長因子-β受體1(TGFBR1)表達，促進LUAD中的EMT、侵襲和轉移[13]。

2.3lncRNA和肺癌細胞凋亡 凋亡對于控制細胞增殖，維持組織穩態至關重要，細胞凋亡的生理機制改變可能會引發腫瘤。lncRNA NNT-AS1在肺癌組織中表達上升，可作為miR-3666的“海綿”，上調E2F轉錄因子2(E2F2)表達，抑制肺癌細胞凋亡[14]。LI等[15]研究表明，NSCLC中表達上調的lncRNA SNHG1可直接與miR-361-3p結合并下調其水平，消除miR-361-3p對FRAT1的表達抑制，促進NSCLC細胞增殖，抑制凋亡。lncRNA FER14被認為是子宮內膜癌、卵巢癌、肝細胞癌、食管鱗狀細胞癌中的腫瘤抑制因子，過表達的FER14能夠激活張力蛋白同源物基因(PTEN)并抑制蛋白激酶B的磷酸化，上調p53，抑制肺癌細胞的增殖并促進凋亡[16]。

3 lncRNA和肺癌診斷

lncRNA在外周血、外泌體及腫瘤“教育”血小板中含量較高，易于富集和檢測，在肺癌診斷中有較大潛力。研究顯示，lncRNA TUG1在NSCLC患者血漿中表達下調，而lncRNA UCA1上調，二者診斷NSCLC時，受試者工作特征(ROC)曲線的曲線下面積(AUC)分別為0.72和0.69，二者聯合診斷的AUC為0.82，靈敏度為78.33%，特異度為70.00%，診斷效能較好，有望成為NSCLC的潛在分子標志物[17]。外泌體SOX2-OT在肺鱗狀細胞癌(LSCC)患者血漿中表達上調，AUC為0.815，靈敏度為76.00%，特異度為73.17%，且外泌體SOX2-OT水平與腫瘤大小、TNM分期和淋巴結轉移顯著相關，LSCC患者術后血漿外泌體SOX2-OT水平明顯降低，提示SOX2-OT可以作為檢測LSCC的潛在標志物[18]。在YANG等[19]的研究中，NSCLC患者血清lncRNA LINC00173表達水平高于健康人和良性肺疾病(BPD)患者，血清LINC00173診斷NSCLC、BPD和SCLC的AUC分別為0.809、0.670、0.730，癌胚抗原和細胞角蛋白片段19抗原21-1(CYFRA21-1)聯合檢測NSCLC患者時AUC為0.917，靈敏度為90.74%，特異度為68.13%，表明其具有良好的診斷效能。

4 lncRNA和肺癌治療

lncRNA參與肺癌發生相關通路的抑制、腫瘤細胞生理活動的阻滯和耐藥的克服，在肺癌治療中扮演重要角色，為臨床提供治療新思路。lncRNA PCAT1和ATP結合盒亞家族B成員1(ABCB1)在NSCLC患者體內表達增加，且增加其對順鉑的耐藥性，將PACT1敲低后，抑制耐順鉑肺癌細胞的生存能力，同時顯著增加順鉑存在時的肺癌細胞凋亡率[20]。研究發現，lncRNA MALAT1在肺癌組織及細胞系中表達水平上升，而敲低MALAT1表達可通過miR-491-5p/UBE2C軸抑制肺癌細胞的增殖、遷移和侵襲能力，表明MALAT1可能是肺癌治療和預后的分子靶點[21]。LINC01006在LUAD中表達上調，通過充當miR-129-2-3p的“海綿”上調CTNNB1，激活Wnt/β-catenin通路促進LUAD的進展。ZHANG等[12]在敲低LINC01006后關閉了Wnt/β-catenin通路，肺癌細胞的增殖、遷移和EMT明顯受到抑制，表明LINC01006是一種有前景的LUAD治療生物靶點。

5 lncRNA和肺癌耐藥

腫瘤特異性耐藥與藥物誘導的基因功能非突變修飾、隨機突變事件和核型改變有關。厄洛替尼可抑制細胞內表皮生長因子受體(EGFR)相關的酪氨酸激酶磷酸化。耐厄洛替尼的NSCLC細胞中lncRNA H19呈低表達，lncRNA H19作用于EGFR/蛋白激酶B(AKT)通路，消除泛素介導的M2型丙酮酸激酶(PKM2)降解，上調PKM2表達，獲得對厄洛替尼的耐藥性[22]。順鉑通過轉運蛋白進入肺癌細胞后被水化激活，與DNA結合并形成鏈內和鏈-鏈交聯，阻斷DNA復制和轉錄，最終導致細胞凋亡[23]。lncRNA ZXF1在耐順鉑肺癌組織中高表達，ZXF1能激活MAPK途徑，使ERK、JNK和p38磷酸化水平上升，促進肺癌進展和順鉑耐藥[24]。吉非替尼是一種EGFR和人表皮生長因子受體2(HER-2)的強效選擇性ATP競爭抑制劑[25]。吉非替尼耐藥NSCLC細胞中lncRNA CASC9表達上調，CASC9通過招募組蛋白甲基轉移酶EZH2抑制腫瘤抑制因子DUSP1，增加對吉非替尼的耐藥性[26]。

6 lncRNA和肺癌患者的預后

lncRNA能夠有效預測肺癌TNM分期、淋巴結轉移和腫瘤組織惡性程度等。lncRNA CCAT2是多種癌癥的潛在預后標志物，CCAT2高表達的小細胞肺癌(SCLC)患者總生存期(OS)明顯低于CCAT2低表達組(P<0.001)，多因素分析顯示，CCAT2過表達是SCLC患者生存不良的獨立預后因素(P=0.007)[27]。NSCLC組織中LINC00691表達異常升高與淋巴結轉移(P=0.025)和晚期TNM分期(P=0.002)相關，LINC00691高表達的NSCLC患者OS短于低表達患者(P=0.0042),多因素分析表明，LINC00691表達增加是NSCLC患者較差的獨立預后因素(HR=3.016,95%CI:1.217～3.889,P=0.006)[28]。lncRNA UPLA1在LUAD中高表達可促進細胞遷移、侵襲和增殖，生存曲線分析顯示UPLA1表達水平與OS呈負相關(P<0.05)，單因素Cox回歸分析表明，OS與UPLA1表達和TNM分期相關。因此，UPLA1的表達可以作為LUAD患者的獨立預后因素[29]。lncRNA NBAT1在NSCLC組織中的表達低于正常肺組織，生存曲線分析顯示，NBAT1高表達的患者OS明顯高于NBAT1低表達患者(P=0.008)，單因素分析顯示，淋巴結轉移、TMN分期、NBAT1表達是影響NSCLC患者總生存的危險因素(P<0.05)，多因素分析顯示，NBAT1表達是NSCLC患者的獨立預后因素(HR=2.947，95%CI:1.184～4.369，P=0.014)，表明NBAT1是NSCLC患者潛在的預后調節因子[30]。

7 小 結

lncRNA在肺癌的發生、發展中發揮重要作用，具有成為治療關鍵靶點和預后標志物的潛力。肺癌耐藥機制闡明是一個重大臨床研究課題，lncRNA的結構決定了生物學功能，對不同結構層次進行研究是闡明lncRNA生物學功能的一種思路。利用lncRNA能夠減弱甚至消除肺癌患者的耐藥能幫助臨床提升治療效果，但是這類藥物還有特異性不足和利用率不足的缺點，一些藥物吸收和生物分布的問題還需要解決，lncRNA靶向抗癌藥物的批準和商業化仍有很長的路要走。lncRNA的作用靶點眾多，調控網絡復雜，目前大多數lncRNA研究還是獨立且分散的，以lncRNA作為肺癌特異性靶點的診治方案還有特異性不足的問題亟待解決。多中心臨床大數據平臺建設及數據挖掘可加速lncRNA與肺癌診治的深入機制研究與臨床性能評估。相信隨著對lncRNA和肺癌相關性的深入研究，這些問題都能得到更好地解決。