長鏈非編碼RNA在食管癌中作用的研究進展

李曉敏，邢瑤，查文娟，劉陽晨

(蚌埠醫學院附屬泰興市人民醫院，江蘇泰州225400)

在全球范圍內，食管癌的發病率居所有惡性腫瘤的第8位，病死率居第6位。我國是食管癌的高發國家之一，近年來其發病率呈上升趨勢并有低齡化趨勢。食管癌的病理類型主要有鱗癌和腺癌，我國以鱗癌為主。目前，對食管癌的治療手段非常有限，患者預后較差，5年生存率較低。因此，探索食管癌早期診斷和預后評價的生物標志物具有重要意義。長鏈非編碼RNA(lncRNA)是一類長度超過200個核苷酸的內源性RNA，這種RNA雖然不具有編碼蛋白質的功能，但可通過表觀遺傳修飾、RNA衰變、轉錄調控等方式調節多種惡性腫瘤表型，從而參與腫瘤細胞的增殖、分化、遷移、侵襲等生物學過程。lncRNA通常具有高度組織或細胞特異性，有可能成為腫瘤診斷的新型生物標志物和潛在的治療靶點。研究發現，在食管癌中存在多種lncRNA異常表達，這些異常表達的lncRNA在食管癌發生、發展過程中具有重要作用，可發揮促癌或抑癌作用，有可能成為食管癌早期診斷和預后評估的生物標志物。本文結合文獻就lncRNA在食管癌中的作用作一綜述。

1 lncRNA概述

lncRNA是一類長度超過200個核苷酸序列且不編碼功能性蛋白的內源性RNA，其定位于細胞核和細胞質。lncRNA通常根據基因組位置被分為7個類別，即獨立的lncRNA、自然反義轉錄本、假基因、基因間長鏈非編碼RNA、發散轉錄本、啟動子相關轉錄本和增強子RNA[1]。由于lncRNA缺少明顯的開放閱讀框,不具有蛋白質編碼功能,以往一直被認為是轉錄過程的“噪音”。目前越來越多研究證實，lncRNA可參與多種生物學功能，包括端粒維持、轉錄干擾、轉錄后調節、翻譯控制、表觀遺傳修飾、細胞分化和發育等[2]。近年研究發現，lncRNA還可通過表觀遺傳修飾、RNA衰變、轉錄調控等方式調節惡性腫瘤表型，在惡性腫瘤發生、發展過程中起到促癌或抑癌作用[3]。如轉移相關性肺腺癌轉錄本1(MALAT1)在結直腸癌細胞中高表達，從而促進腫瘤細胞增殖、侵襲和遷移；母系表達基因3(MEG3)在前列腺癌細胞中低表達，從而促進腫瘤細胞增殖并抑制其凋亡[4，5]。近年來，lncRNA是被高度關注的“明星基因”，已被公認與多種惡性腫瘤的發生、發展和預后密切相關。

2 與食管癌有關的lncRNA

在食管癌細胞中存在多種異常表達的lncRNA，發揮著促癌或抑癌作用。其中，具有促癌作用的lncRNA有肌動蛋白絲相關蛋白1-反義RNA1(AFAP1-AS1)、轉移相關性肺腺癌轉錄本1(MALAT1)、HOX反義基因間RNA(HOTAIR)、牛磺酸上調基因1(TUG1)等，具有抑癌作用的lncRNA有MEG3、ZNF667-AS1、基因間長鏈非編碼RNA-p21(LincRNA-p21)等。

2.1 在食管癌中具有促癌作用的lncRNA

2.1.1 AFAP1-AS1 AFAP1-AS1最初是在食管腺癌組織測序中被發現的，定位于人4號染色體蛋白質編碼基因AFAP1的反義鏈上，其轉錄本長度為6 810 nt[6]。研究表明，AFAP1-AS1可參與多種惡性腫瘤的發生、發展，其表達失調已被證實與腫瘤臨床分期、組織分化程度、淋巴結轉移或遠處轉移以及患者預后密切相關[3，7]。AFAP1-AS1在食管腺癌中高表達，可促進腫瘤細胞增殖、遷移和侵襲，并誘導腫瘤細胞凋亡[8]。食管鱗癌組織AFAP1-AS1表達明顯高于癌旁正常組織，且其高表達與腫瘤直徑、TNM分期有關，而與患者性別、年齡等無關。在食管癌細胞株EC-109和TE1中，AFAP1-AS1表達均明顯高于食管正常細胞株HEEC；抑制AFAP1-AS1表達后，EC-109、TE-1細胞的增殖能力和集落形成能力均明顯降低，且細胞凋亡明顯增多。結果表明，AFAP1-AS1可能是食管癌的致癌基因，可參與其發生、發展過程，有可能成為其早期診斷和預后判斷的生物標志物以及潛在的治療靶點，但其具體作用機制還需進一步研究[9]。

2.1.2 MALAT1 MALAT1是正常組織中表達最豐富的lncRNA，最初是在非小細胞肺癌組織中發現的，定位于人11號染色體，全長約8 000 nt[10]。MALAT1在食管鱗癌組織中異常高表達，其表達變化與腫瘤直徑、TNM分期、淋巴結轉移有關，而與患者性別、年齡無關；MALAT1高表達的食管鱗癌患者總生存期和無病生存期明顯低于其低表達者。這表明MALAT1可作為判斷腫瘤惡性程度和患者預后的可靠指標，有望成為食管鱗癌基因治療的靶點[11]。在食管鱗癌細胞株TE7中，抑制MALAT1表達后，腫瘤細胞增殖受到抑制，遷移能力降低，腫瘤球形成能力減弱，而細胞凋亡增加。沉默MALAT1表達后，食管鱗癌細胞EzH2、β-catenin、Lin28表達明顯降低，而過表達EzH2聯合下調MALAT1表達則可完全逆轉這一現象，表明MALAT1有可能通過EzH2靶向調控β-catenin，進而促進食管鱗癌的惡性進展[12]。這些結果提示，MALAT1可能主要參與食管鱗癌的進展而非初始化；食管鱗癌組織MALAT1表達變化與腫瘤進展及患者預后有關，有可能作為評價腫瘤進展和判斷患者預后的生物標志物，而抑制MALAT1表達有可能是食管鱗癌基因治療的一個方向。

2.1.3 HOTAIR HOTAIR是具有反式基因調節作用的同源異型框基因反義基因間RNA，定位于人12號染色體，長度約2.2 kb，由HOXC位點的反義鏈轉錄而來。HOTAIR被認為是一種原癌基因，在多種腫瘤組織中過表達，與腫瘤的發生、發展和患者預后不良有關[13]。食管鱗癌KYSE30、KYSE510細胞HOTAIR表達明顯高于正常食管上皮HEEpiC細胞，且與細胞周期素D1(CCND1)表達呈正相關關系，而與miR-1表達呈負相關關系；過表達miR-1能夠使KYSE30、KYSE510細胞增殖受到明顯抑制。而HOTAIR能夠逆轉miR-1對食管鱗癌細胞的這種抑制作用。因此，HOTAIR可作為內源性海綿抑制miR-1表達和功能。下調HOTAIR表達或過表達miR-1均能使CCND1 mRNA和蛋白表達明顯降低，從而抑制食管鱗癌細胞增殖。這些結果表明，HOTAIR可通過結合miR-1調節CCND1釋放，進而促進食管鱗癌的發生、發展。因此，HOTAIR有望成為診斷食管鱗癌的生物標志物和治療靶點[14]。有研究發現，食管鱗癌組織HOTAIR表達與患者血清HOTAIR水平呈正相關關系，表明血清HOTAIR水平亦有可能成為診斷食管鱗癌的一種潛在生物標志物[15]。總之，HOTAIR有可能成為預測食管鱗癌進展和判斷患者預后的生物標志物。

2.1.4 TUG1 TUG1是一個能夠被剪接的、具有多聚腺苷酸尾的lncRNA，定位于人染色體22q12.2，長度為7 598 nt，最早在小鼠視網膜細胞中被發現，因其隨著牛磺酸加入表達上調而被命名[16]。TUG1在多種腫瘤組織中異常高表達，具有促癌作用，能夠促進腫瘤細胞的增殖和遷移[17]。研究發現，食管鱗癌組織TUG1表達明顯高于癌旁正常組織，其高表達與食管鱗癌進展有關。在食管鱗癌EC109、EC9706細胞中，抑制TUG1表達可使腫瘤細胞增殖和遷移能力明顯降低。在耐順鉑(DDP)的食管鱗癌細胞中TUG1表達較在DDP敏感的食管鱗癌細胞中明顯升高。在食管鱗癌組織中EzH2亦呈高表達，且其表達與TUG1表達呈正相關關系。TUG1可通過募集EzH2進而抑制程序性細胞死亡蛋白4(PDCD4)表達。如下調TUG1表達則能明顯降低耐DDP的食管鱗癌細胞PDCD4啟動子EzH2招募水平，導致PDCD4啟動子活性增強，進而增強食管鱗癌細胞對DDP的敏感性。有研究還發現，TUG1高表達的食管鱗癌患者總生存期較TUG1低表達患者明顯縮短[18，19]。結果表明，TUG1是食管鱗癌潛在的致癌基因，其高表達可能與食管鱗癌的DDP耐藥及患者預后較差有關。因此，TUG1有可能成為食管鱗癌診斷、患者預后判斷的生物標志物以及潛在的治療靶點。

2.2 在食管癌中具有抑癌作用的lncRNA

2.2.1 MEG3 MEG3是第一個被發現具有抑癌作用的lncRNA，定位于人染色體14q32，可通過活化p53基因發揮抑癌作用[20]。食管鱗癌組織MEG3表達較癌旁正常組織明顯降低，且其表達變化與患者預后呈負相關關系。在食管鱗癌EC109細胞中，過表達MEG3可明顯抑制腫瘤細胞增殖和侵襲[21]。食管鱗癌組織MEG3甲基化率明顯高于癌旁正常組織，基因未甲基化的食管鱗癌組織MEG3表達明顯高于基因高甲基化的食管鱗癌組織，而經DNA甲基轉移酶抑制劑5-Aza-dC處理后，MEG3表達明顯升高，表明高甲基化可能會使食管鱗癌細胞中MEG3失活。在食管鱗癌組織中miR-9高表達，且其表達與MEG3表達呈負相關關系。在食管鱗癌EC109、YES2細胞中過表達MEG3或下調miR-9，腫瘤細胞中鈣黏蛋白(E-cadherin)、FOXO1表達較正常食管上皮HEEpiC細胞明顯升高，這提示MEG3能通過競爭性抑制miR-9表達，調控E-cadherin、FOXO1表達，進而抑制食管鱗癌的發生、發展。有研究發現，MEG3表達及甲基化狀態、miR-9表達與食管鱗癌TNM分期、淋巴結轉移、浸潤深度、遠處轉移有關。MEG3低表達和高甲基化狀態、miR-9高表達的食管鱗癌患者生存期較MEG3高表達和低甲基化狀態、miR-9低表達的食管鱗癌患者明顯縮短[22，23]。這些結果表明MEG3表達和甲基化狀態可作為預測食管鱗癌患者預后的生物標志物和潛在的治療靶點。

2.2.2 ZNF667-AS1 ZNF667-AS1又名MORT，定位于人染色體19q13，是ZNF667基因的反義鏈，最初作為人類乳腺上皮細胞體外永生過程中沉默的轉錄本被發現。ZNF667-AS1在惡性腫瘤組織中低表達，具有抑癌基因作用[24]。有研究發現，宮頸癌組織ZNF667-AS1表達明顯降低，且其表達與宮頸癌患者總生存期和腫瘤大小呈負相關關系，可作為宮頸癌患者預后的獨立預測因子和潛在的治療靶點[25]。研究發現，在食管癌KYSE170、EC109、TE1、TE13細胞中ZNF667-AS1低表達，經DNA甲基化轉移酶抑制劑5-Aza-dC處理后，ZNF667-AS1表達明顯升高；ZNF667-AS1基因在食管鱗癌細胞中的沉默表達與其近端啟動子區的異常高甲基化狀態密切相關，該關鍵性CpG區域的異常高甲基化狀態可能是導致其在食管鱗癌細胞中表達下調的重要機制之一。在食管鱗癌組織中ZNF667-AS1低表達，且其表達變化與腫瘤淋巴結轉移、組織分化程度、TNM分期有關，結果提示ZNF667-AS1作為抑癌基因，參與食管鱗癌的發生、發展，有可能成為食管鱗癌診斷和惡性程度判斷的生物標志物以及潛在的治療靶點[26]。

2.2.3 LincRNA-p21 LincRNA-p21是p53基因下游的轉錄本，位于細胞周期調節基因p21/CDKN1A上游約15 kb處，長度約3 kb，是細胞增殖、凋亡和DNA損傷應答的調控因子，在疾病的發生、發展過程中具有重要作用。LincRNA-p21可通過將異質性核糖核酸蛋白K募集到p21的啟動子上，高效結合p53和p21的啟動子，從而對初始化p21的轉錄具有重要作用[27]。p21蛋白是p53下游的細胞周期蛋白依賴性激酶(CDK)抑制劑，p21蛋白可抑制cyclin D1-CDK4和cyclin E-CDK2復合物的活性，進而阻止成視網膜細胞瘤蛋白磷酸化，導致細胞周期阻滯在G1期，從而抑制腫瘤形成[28]。目前，關于食管癌組織LincRNA-p21表達的報道較少。有研究發現，食管癌組織LincRNA-p21表達較癌旁正常組織明顯下調，提示LincRNA-p21可能在食管癌中作為抑癌基因[29]。在食管癌細胞中LincRNA-p21、p21均低表達。過表達LincRNA-p21后，p21 mRNA和蛋白表達均明顯升高，食管癌細胞增殖受到抑制，而細胞凋亡明顯增加，這表明在食管鱗癌中LincRNA-p21表達能促進p21表達[30,31]。研究發現，p21表達可負向調節cyclin D表達，而cyclin D低表達則無法推動細胞周期由G1期進入到S期，從而使細胞進程受阻，細胞增殖受到抑制[32]。結果表明，LincRNA-p21表達可上調p21表達，通過抑制cyclin D表達誘導食管癌細胞G1/S期阻滯，使細胞DNA合成受阻，從而抑制食管癌細胞增殖。這為研究LincRNA-p21在食管癌中的作用提供了新思路，有望為食管癌診斷和治療提供有益指導[33]。

綜上所述，lncRNA在食管癌的發生、發展過程中具有重要作用，可發揮促癌或抑癌作用，有可能成為食管癌診斷和預后判斷的生物標志物以及潛在的治療靶點。但目前僅有極少部分lncRNA的生物學功能在食管癌中得到闡述，且其作用機制尚不完全清楚，仍需進一步研究探討。