胰腺癌中mRNAs、ncRNAs研究進展

劉躍娟,齊靖,李萌,李學滄,任重貴

（哈爾濱醫科大學醫學信息學院，黑龍江 大慶 163319）

胰腺癌中mRNAs、ncRNAs研究進展

劉躍娟,齊靖,李萌,李學滄,任重貴

（哈爾濱醫科大學醫學信息學院，黑龍江 大慶 163319）

胰腺癌惡性程度高，胰腺癌的發生與基因的基因突變、缺失、表達障礙有關。對miRNAs、mRNAs、lncRNAs、circleRNAs胰腺癌相關的研究進行總結，研究表明miRNAs調控mRNAs實現對癌癥的生長、浸襲、凋亡，而lncRNAs與CirRNAs則與miRNAs結合，形成ceRNA機制，這些總結對將來胰腺癌 的研究發現新的分子機制具有重要作用，對尋找有更好診斷意義的胰腺癌臨床指標具有積極的意義。

胰腺癌 miRNAs；mRNAs；lncRNAs；circleRNAs

0 引言

胰腺癌（pancreatic cancer，PC）因其起病隱匿、早期診斷難、手術切除困難、放化療不敏感以及預后差、死亡率高等原因，成為危害最大的惡性腫瘤之一，其中90%以上為胰腺導管腺癌。因此，深入了解胰腺癌發生發展的分子機制，發現新的潛在治療靶點尤為重要。據最新統計，在中國，近20年來胰腺癌發病率增長了將近6倍，居惡性腫瘤死亡率的第5位。盡管近年來影像學技術（CT，MRI，PET/CT）和內窺鏡技術（EUS、ERCP）取得了很大的進展[1-3]，但仍未能明顯提高胰腺癌的早期診斷率。

胰腺癌由于胰腺的特殊解剖位置、病理特點及早期癥狀的非特異性，其病情進展快，惡性程度高，大部分患者就診時已屬晚期，僅少數患者可行手術治療、放療和化療，雖可短期延長部分患者的生存期，但胰腺癌患者總體5年生存率仍小于5%，胰腺癌的發病形勢日益嚴峻，因此積極尋找對胰腺癌有更好診斷意義的臨床指標尤為重要。目前，越來越多的研究表明，癌癥的發生與基因的基因突變、缺失、表達障礙有關，并且從單基因到多基因都有相似機制存在。在癌癥研究中miRNAs、mRNAs、lncRNAs、circleRNAs的表達改變都影響著癌癥細胞的增殖、凋亡、浸襲、轉移等。本文從以上方面對胰腺癌的影響及其調控進行綜述。

1 miRNAs、mRNAs與胰腺癌

微小核糖核酸（microRNA,miRNA）是一類內源性單鏈非編碼的小RNAs，長度約22個核苷酸，廣泛分布于真核生物中。它們在多細胞生物中的表達不僅有時間和空間的特異性，而且具有組織和細胞特異性，并且在生物的進化中是高度保守的，miRNA通過與轉錄本的相互作用，關閉或抑制基因的表達，影響了人體約30%的基因。2012年8月1日發布的Sanger miRNAs（miRBase）數據庫19.0版中收錄了來自193個物種的25141條成熟miRNA序列信息，其中包括人類細胞已克隆到的2042種miRNA(http:// www.mirbase.org)。近幾年的研究表明，miRNAs的表達水平與人類重大疾病如癌癥等密切相關。這使得miRNAs可以作為新的生物標志物用于癌癥等重大疾病的早期診斷并可作為新的基因藥物作用靶點[4-6]。

最近，研究發現miRNAs在胰腺癌中存在多個異常表達，有的是在胰腺癌癌前病變中研究中發現的[7-8]；有的是在胰腺癌組織標本中研究發現的；還有的是在胰腺癌病人血清中研究中發現的[9-10]。目前胰腺癌miRNAs腫瘤標志物的研究主要集中在胰腺癌組織標本上進行。Bloomston等[11]通過對65例胰腺導管腺癌和42例慢性胰腺炎的研究中發現，21個高表達的miRNA聯合4個低表達的miRNAs可以將胰腺導管腺癌與良性胰腺組織區分開。Szafranska等[12]研究發現有94個miRNAs，在人類正常胰腺組織、胰腺癌細胞系、慢性胰腺炎組織及胰腺癌組織中兩兩之間存在差異性表達，因此研究者認為這些差異表達的miRNAs或許會為研究胰腺癌提供新的線索，還有一些研究表明miRNNAs與癌癥的凋亡、侵襲轉移有關[13-15]，如：過表達mir-10a會抑制HOXA1并引起胰腺癌局部侵襲；miR-222可能通過MAPK信號轉導通路參與胰腺癌細胞侵襲轉移的調控；降低mir-125a-5p的表達，會抑制胰腺腫瘤的增殖和細胞周期，并促進早期癌細胞的凋亡。一些mRNAs在胰腺癌的研究中提供了新的診斷標記，促血管形成Gremlin 1 通過綁定YWHAH可能發揮著致癌作用,這一結果在宮頸癌肺癌、卵巢、腎、乳腺癌、結腸、胰腺癌中得到證實，Gremlin 1結合目標蛋白YWHAH可能為人類癌癥的提供新的診斷和治療方案[16]。ACADL顯著表達與胰腺固狀瘤有關[17]。而GLS2蛋白質對腫瘤的生長有抑制作用。還有一些是miRNAs調控mRNAs來對癌細胞產生作用，如：mir-652與ZEB1結合抑制胰腺癌腫瘤細胞上皮間質(EMT)的酸性微環境，酸性/ mir-655/ZEB1/EMT可能是腫瘤發生的新機制[18]，mir-320c通過SMARCC1在治療胰腺癌中對藥物吉西他賓(gemcitabine) 產生抗藥性[19]。另外一些mRNAs通過靶向調控多種信號通絡，許多的研究表明Notch 信號通路在胰腺癌的發生、發展過程中發揮著重要作用,在胰腺腫瘤干細胞中Notch 信號通路的相關基因表達上調,在Notch信號通路被抑制的情況下胰腺癌細胞中腫瘤干細胞的比例降低,且腫瘤形成受到抑制 。與癌旁的正常組織相比,Notch1在胰腺癌中表達明顯上調,其表達與腫瘤分化程度呈負相關,過表達Notch1的胰腺癌患者預后較差,Notch1 的表達與胰腺癌的發生、發展密切相關[20]。

2 lncRNAs與胰腺癌

lncRNAs（long nocoding RNA,lncRNA）是一類長度大于200bp非編碼RNA，參與細胞內多種過程的調控，如：基因印記、染色質修飾、轉錄干擾、核內運輸等多種重要的調控過程，其轉錄和功能失調可能導致多種疾病的發生，lncRNAs能夠在轉錄后水平通過與mRNAs形成雙鏈調控基因的表達，在胰腺癌的診斷與治療中有著廣闊的臨床應用前景。關于lncRNAs的研究雖然引起人們廣泛的關注，但是絕大部分的lncRNAs是基因組存在人類知之甚少的“暗物質”。目前的研究發現，lncRNA在胰腺癌的診斷與治療中有著廣闊的臨床應用前景，HOTAIR、MALAT1、H19 等多種類型的lncRNAs 在胰腺癌中存在表達異常的現象。

國內外對胰腺癌的生物學標志進行了大量而廣泛的研究。最近，研究發現lncRNAs在胰腺癌中更為靈活的調控多個mRNAs在通路中的異常表達。在胰腺癌中，Tahira等[21]用 基因芯片技術檢測了38例胰腺癌組織和癌旁組織，證實了內含子型lncRNAs在胰腺癌中表達有明顯異常，包括PPP3CB、MAP3K14和DAPK1等；同時發現在胰腺癌轉移樣本中異常表達的lncRNAs大部分與MAPK通路有關，提示lncRNAs的作用機制 與MAPK通路有關。MA等[22]的研究表明H19在PDAC組織中的表達顯著高于癌旁胰腺組織，腫瘤轉移組H19的表達明顯高于非轉移組。 同時，體外實驗發現H19在PDAC細胞系（PANC-1 SW1990，BxPC-3， AsPC-1和CFPAC-1）中的表達明顯高于其在胰腺導管上皮細胞的表達，提示H19與PDAC的發生與轉移有關。

lncRNAs具有組織特異性，不同組織之間lncRNAs表達量不同。與mRNAs相比，大多數lncRNAs 同樣由RNA 聚合酶Ⅱ催化轉錄而來，結構中存在5′端帽結構和3′端Poly（A）尾，但lncRNAs 中不存在開放讀碼框，其序列保守程度不高且表達水平較低，組織特異性也更高。

由抑制性微RNA(miRNA)誘導的基因沉默在調控基因表達中的重要性現已非常明顯，某些miRNAs與mRNAs的調控網絡關系正逐漸明朗。mRNAs的表達可能也受其它方面的影響。lncRNAs具有組織特異性，不同組織之間lncRNAs表達量不同，現已證明，lncRNAs能夠在轉錄后通過與mRNAs相作用形成雙鏈調控基因。

3 circleRNAs與胰腺癌

環狀RNA（circRNAs）是一類新型RNA，具有閉合環狀結構，CirRNAs以前由于在低通量測序中認為是拼接錯誤造成的副產品，隨著高能量技術的最新發展，CirRNAs大量存在于真核轉錄組中。眾多circRNAs在許多物種被發現。最近的研究表明,circRNAs穩定和廣泛表達,而且往往表現出細胞特定類型或組織表達。大多數circRNAs可以產生外顯子,內含子,或兩者兼而有之。同時存在組織及不同發育階段的表達特異性。由于環狀RNA對核酸酶不敏感，所以比線性RNA更為穩定，這使得環狀RNA在作為新型臨床診斷標記物的開發應用上具有明顯優勢。此外，近期研究顯示[23-26]，新的證據表明,一些circRNAs可以作為微小RNA(microRNA)海綿、調節轉錄或拼接,可以與RNA結合蛋白(RBPs)。這說明：環狀RNA可能通過競爭性結合疾病相關的miRNAs在疾病調控中發揮著非常重要的作用。此外,circRNAs已報告在無數生命過程發揮重要作用,如老化、胰島素分泌,組織發展,動脈粥樣硬化血管疾病風險,心臟肥大和癌癥。深入研究理解circRNAs的生理和病理過程分類、功能和意義，在胰腺癌中發現新的分子機制，將對臨床和科學研究產生重大影響。

4 結語

在胰腺癌的發生過程中，miRNAs、mRNAs、lncRNAs、CircleRNAs可以從多個層面參與腫瘤的生長、浸襲、轉移，其中在胰腺癌中miRNAs調控mRNAs機制在許多研究中得到了證實，mRNAs還可以通過通路來實現對疾病的影響。而lncRNAs具有組織特異性，不同組織之間lncRNAs表達量不同，CircleRNAs對核酸酶不敏感，比線性RNA更為穩定。兩者都能結合miRNAs，通過ceRNAs方式實現調控。這兩種ncRNAs可能更廣泛的參與到疾病的各個階段當中，未來對胰腺癌研究發現新的分子機制具有重要意義。

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The review of mRNAs and ncRNAs about pancreatic cancer

LIU Yue-juan QI Jing LI Meng LI Xue-cang REN Zhong-gui
(Department of Medical Informatics,Harbin Medical University,Daqing,163319,China)

Pancreatic cancer is a high malignant degree disease, the occurrence of pancreatic cancer is closely related to the gene mutation, missing, expresstion dysfunction, To summarize miRNAs-mRNAs and lncRNAs and circleRNAs pancreatic cancer research, Studies have shown that miRNAs regulate mRNAs implementation on the growth of the cancer, invading, apoptosis, While lncRNAs and CirRNAs combined with miRNAs become ceRNA mechanism ,The summary of research for the future pancreatic cancer plays an important role to find new molecular mechanism, while it has the positive significance to find a better Diagnosis of clinical indicators

Pancreatic cancer ; MiRNAs,mRNAs; LncRNAs; CircleRNAs

10.19335/j.cnki.2096-1219.2017.04.04

黑龍江省大慶市指導性科技計劃項目（編號：szdy-2015-06）

劉躍娟，女，講師，主要研究方向生物信息學。