非小細胞肺癌中LncRNA 表達的研究現狀

楊思琦 姚 頤 宋啟斌

武漢大學人民醫院放射腫瘤科，湖北武漢 430060

肺癌是最常見的惡性腫瘤之一，與肺癌相關的死亡也是世界范圍內癌癥所導致死亡的最常見原因[1]。肺癌包括小細胞肺癌（small cell lung cancer，SCLC）和非小細胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC），其中，NSCLC 在肺癌患者中最為常見，所占比例超過80%，在2008 年確診的NSCLC 的發病率約占全球癌癥總發病率的12.7%[2]。

在人類基因組測序結果中顯示[3]，僅有2%的基因具有編碼蛋白質的功能，而剩下的98%的基因轉錄為RNA，這些RNA 分子具有非常極限或無編碼蛋白質功能。根據長度可將其分為在200 nt 以內的小RNA分子和200 nt～100 kb 的長鏈RNA 分子，其中小RNA 分子又可分為微小RNA 分子和小分子干擾RNA 等。而長鏈非編碼RNA（long non-coding RNA，lncRNA）作為一類不編碼蛋白質，是轉錄長度超過200 nt 的非編碼RNA 分子[4]，過去被認為是轉錄過程中的“暗物質”，目前已被證實其具有調節轉錄，增殖等多種生物學功能[5]。在NSCLC 發生發展中起著重要的作用，并且可為NSCLC 的診斷和治療提供新的思路。

1 LncRNA 的特點

1.1 LncRNA 的結構特點

LncRNA 是一種長度大于200 nt 的RNA 分子[6]，其不具有編碼蛋白質的作用，僅僅轉錄為RNA 分子，分布在細胞質和細胞核內，可對細胞內多種生物活動起到調節作用[7]。LncRNA 能夠提供多個蛋白質分子的結合位點，并且可與DNA，RNA 分子等通過堿基配對原則相互作用，形成一個具有LncRNA 共同參與的基因表達調控網絡[8]。有研究表明[9]，其來源有以下幾種可能：①表達為蛋白質的結構基因被破壞；②染色體重排；③在反轉錄轉座的作用下，變成具有編碼功能的非編碼返座基因和不具有功能的非編碼返座假基因；④LncRNA 中鄰近的重復序列發生兩次串聯重復事件；⑤可轉座元件的插入。LncRNA 可以分為正義鏈LncRNA、反義鏈LncRNA、雙向LncRNA，內含子LncRNA 及基因間LncRNA 五類。

LncRNA 分子一級結構保守性低，二級結構保守性高。而且LncRNA 的表達還具有時空特異性，即在同一生物的不同生長階段，LncRNA 的表達及表達量均具有差異[10]。LncRNA 具有參與表觀遺傳調控，細胞分化及細胞周期調控的作用。如果其表達或功能出現異常，就會導致癌癥、神經退行性疾病等多種疾患[11-12]。

1.2 LncRNA 生物學功能特點

LncRNA 廣泛參與生物體內的細胞分化、細胞周期調控、腫瘤的發生和轉移、腫瘤血管的生成等過程[13]。尤其是作為信號分子、誘餌分子、引導分子、支架分子在腫瘤的發生發展中起著重要的作用[14]。LncRNA 通過與DNA，RNA 及蛋白質分子之間的相互作用，通過以下機制完成其生物學功能[15]：①結合相關轉錄因子、抑制RNA 聚合酶Ⅱ、介導染色體重構或組蛋白修飾、影響下游基因的表達；②通過與RNA形成互補雙鏈，直接影響mRNA 加工過程中的剪切、降解及翻譯過程；③通過發揮miRNA 的海綿作用，競爭性結合miRNA，間接影響miRNA 下游靶基因mRNA的表達；④通過結合特定蛋白質從而調節相應蛋白的活性或改變蛋白在細胞中的定位；⑤作為結構組分與蛋白質形成核酸蛋白質復合體；⑥作為小分子RNA 的前體分子。LncRNA 的這些生物學功能，將會作為新的治療靶點，為今后腫瘤疾病診斷和治療的研究提供新的方向。

2 LncRNA 在NSCLC 中的作用

2.1 LncRNA 在NSCLC 發生發展中的作用

腫瘤的發生發展是多個基因突變累積所導致的結果，而NSCLC 的發生也不例外。癌基因在腫瘤的發展中起著重要的作用。而LncRNA 家族可分為具有致癌作用的LncRNA 和腫瘤抑制LncRNA，常見的致癌LncRNA 家族主要包括肺腺癌轉移相關轉錄子1（metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1，MALAT1）、結腸癌相關轉錄子2（colon cancer-associated transcript 2，CCAT2）、HOTAIR 及AK126698，這些致癌RNA 分子可以促進細胞的增殖和生長，促進腫瘤細胞遷移到其他正常組織內，從而推動NSCLC 的進展[16]。

2.1.1 MALAT1 MALAT1 是位于染色體11q13，轉錄物為LncRNA 的基因。其長度大于8000 nt，并且廣泛分布于人和小鼠細胞的細胞核內[17]。MALAT1 存在于多種腫瘤組織內，包括乳腺癌、肝癌及肺癌，并在其中呈現高表達的狀態。Weber 等[18]研究通過比較45 例NSCLC 患者及25 名正常人外周血中MALAT1 的表達水平，發現在NSCLC 患者外周血中更容易檢測到MALAT1，并且MALAT1 在指導NSCLC 的診斷中，具有容易獲取、損傷較小的優點。因此該研究建議納入MALAT1 作為新的NSCLC 的診斷標志物。但MALAT1也具有一些不可忽視的缺點，如MALAT1 作為診斷NSCLC 的新型標志物并不具有較高的敏感性，可能會降低疾病的檢出率，因此目前不推薦作為獨立的標志物進行診斷[19]，但其可作為其他標志物的協助診斷標志。其次，NSCLC 患者與正常人體組織中MALAT1 含量差別具有顯著性，并且MALAT1 明顯促進了腫瘤細胞的遷移和侵襲[20]。因此，除了能夠輔助診斷NSCLC，MALAT1 還可作為判斷患者預后的標志，MALAT1 過表達則可提示患者的預后較差。

2.1.2 CCAT2 CCAT2 由染色體的8q24 區轉錄而來[21]，是在結腸癌中被發現的一類的LncRNA。已有多項研究表明[22]，8q24 具有高度保守性的區域，并具有單核苷酸多態性位點rs6983276。因具有多態性的rs6983276，其也具有成為新型標志物的潛力。在結腸癌中，CCAT2 具有誘導染色體產生不穩定性的作用[24]，通過增強轉錄子7 類似物2（TCF7L2）轉錄活性進而激活Wnt 通路，從而調控Myc 基因的轉錄[25]。在NSCLC中，也檢測到了高表達的CCAT2，類比其在結腸癌中的作用，可以推斷，CCAT2 可通過影響染色體的穩定性導致染色體重構，同時CCAT2 對NSCLS 的增殖和遷移起到推動作用[23]。并且，CCAT2 的過表達僅出現在肺腺癌組織中，而與肺鱗癌幾乎無關。CCAT2 聯合癌胚抗原CEA 可一起作為預測是否存在淋巴結轉移的指標[26]。也有研究提示[27]，CCAT2 越高表達，患者的預后越差。

2.1.3 HOTAIR HOTAIR 作為一種新近被發現的Lnc-RNA，屬于同源基因盒C 基因簇[28]，其通過重新調整染色體的結構狀態，可控制以HOXD10 為代表的多個基因的表達。在多種惡性腫瘤中均可以檢測到HOTAIR 的表達，如胃癌、食管鱗癌及腎癌等。已有研究表明[29]，在NSCLC 中，TNM Ⅱ～Ⅲ期患者的HOTAIR較TNM Ⅰ期患者的HOTAIR 明顯高表達，因此可以初步推斷，NSCLC 的惡性程度越高，HOTAIR 表達水平越高。并且，HOTAIR 的表達程度與腫瘤的大小也有關聯。腫瘤直徑＜3 cm 的患者HOTAIR 表達水平明顯低于腫瘤直徑≥3 cm 的患者。可以說明腫瘤直徑越大，HOTAIR 表達水平越高。在發現淋巴結轉移的NSCLC 患者中，HOTAIR 的表達水平也顯著高于無淋巴結轉移的患者，該發現也證實了HOTAIR 在腫瘤侵襲轉移過程中也具有促進作用[30]。同時，高表達HOTAIR 的患者中位總生存期明顯低于低表達HOTAIR的患者[31]。因此，HOTAIR 表達越高，患者的生存期越短，預后越差，也可以將HOTAIR 作為預測NSCLC 患者的預后的指標之一。

2.1.4 AK126698 AK126698 已被發現與NSCLC 患者的順鉑耐藥性有關[32]，并且有研究表明[33]，NSCLC患者的AK126698 的表達水平相比于鄰近的正常組織明顯降低，并且在直徑較大的腫瘤組織中以及病理分期處于晚期的腫瘤患者中，AK126698 也均處于低表達水平。但兩組淋巴結轉移以及腫瘤的分化程度等比較AK126698 表達水平無顯著差異。NSCLC 患者的三種細胞系（A549、NCI-H520 和H1299）與正常人支氣管上皮組織比較，AK126698 明顯低表達，根據以上發現可以推測AK126698 的高表達通過抑制Wnt/β通路從而抑制細胞增殖和遷移，起到促進細胞凋亡的作用[34-35]。因此可推測AK126698 具有抑制腫瘤細胞生長和增殖的作用，可以作為未來對于NSCLC 治療的靶點，但其抑癌機制有待進一步研究。

2.2 LncRNA 在NSCLC 轉移中的作用

腫瘤的轉移過程及機制十分復雜，對于疾病的發生發展也具有推動作用，腫瘤的轉移過程也被稱為腫瘤侵襲-轉移級聯過程，機制主要包括腫瘤細胞的內滲、外滲與定植。腫瘤的內滲過程主要是腫瘤細胞通過侵入淋巴管及血管，而淋巴管及血管的上皮細胞去分化過程則更有利于腫瘤細胞的侵入。外滲則是指腫瘤細胞從血管及淋巴管中游出，侵入到其他周圍組織的過程。該途徑涉及到間質上皮的轉化過程（epithelial-mesenchymal transition，EMT）[36]，并在外滲后在周圍組織形成微小的轉移灶。定植是指在外周其他組織中可以檢測到腫瘤轉移灶的存在，也是腫瘤適應了新的微環境的結果。有研究發現[37]，LncRNA 在轉移灶組織內，原發腫瘤組織內，正常組織內的表達量具有顯著性差異，除此之外，LncRNA 的表達量與患者總生存率之間也有顯著相關性。LncRNA H19 在人NSCLC細胞株A549 及H1299 中處于高表達的狀態，并且具有調控細胞增殖和轉移的作用[38]。諸多研究結果提示，Lnc-RNA 在NSCLC 的轉移過程中發揮著重要作用[39]。

3 總結與展望

肺癌具有較高的發病率和死亡率，是目前威脅人類的重大難題之一。目前NSCLC 的發病機制尚未完全闡明清楚。關于NSCLC 的一些耐藥機制也是未知的。但LncRNA 作為一個新的研究方向，可以為NSCLC的診斷和治療提供新思路，同時可以為預測腫瘤患者的預后提供幫助，也可以作為非侵襲性的篩查手段。另外，LncRNA 對NSCLC 患者的治療也會起到積極的影響，其作為一些化療藥物敏感性的預測指標，可降低腫瘤耐藥性的發生率，為NSCLC 治療藥物的研究提供更多更好的途徑。