長鏈非編碼RNA作為競爭性內源RNA在食管癌中的研究進展△

李醒，黃俊星

南通大學第五附屬醫院（泰州市人民醫院）腫瘤科，江蘇 泰州225300

食管癌是世界上最常見的消化道惡性腫瘤，也是全世界最具侵襲性和致死性的消化道腫瘤之一[1]，亞洲國家食管癌的病理類型主要為食管鱗狀細胞癌（esophageal squamous cell carcinoma，ESCC）。盡管食管癌化療和放療方案、手術技術以及圍手術期管理取得了一些進展，但由于早期無特殊癥狀，大多數食管癌患者確診時已進展至晚期并伴有廣泛的局部浸潤和淋巴結轉移，故其5年生存率僅有19%[2]，其中晚期食管癌患者的中位生存期小于1年[3]。因此，進一步研究食管癌的發病機制并尋找早期診斷標志物，是目前食管癌研究的關鍵之一。長鏈非編碼RNA（long non‐coding RNA，ln‐cRNA）是一類進化保守的RNA分子，其長度大于200個堿基，沒有或具有有限的蛋白質編碼功能[4]，早期并不被人們重視。隨后的研究發現，lncRNA在基因調控的幾乎所有階段（表達、轉錄、轉錄后和翻譯水平）都發揮作用，且作為細胞周期、自噬和凋亡的重要調節因子，具有癌基因或抑癌基因的作用[5‐7]。與正常細胞相比，lncRNA在食管癌細胞中經常表達失調，提示其可能成為惡性腫瘤的生物標志物。此外，隨著對lncRNA在食管癌發病機制中作用的進一步研究，其有望作為抗腫瘤治療的新靶點[8]。多項研究表明，lncRNA可作為競爭性內源 RNA（competing endogenous RNA，ceR‐NA），通過與微小RNA（microRNA，miRNA）相互作用，調控其靶基因的表達，從而參與食管癌的發生發展過程[9‐11]。本文就lncRNA作為ceRNA在食管癌中的研究進展作一綜述。

1 ceRNA假說

Salmena等[12]于2011年提出了ceRNA假說，該假說對傳統基因調控模式進行了補充，將miR‐NA→RNA的概念轉變為RNA→miRNA→RNA。該假說認為，信使RNA（messenger RNA，mRNA）、lncRNA、環狀RNA（circular RNA，circRNA）等作為ceRNA，通過競爭一個或多個miRNA反應元件（miRNA response element，MRE）調節其他RNA的功能，形成了跨轉錄組的大規模調控網絡。隨后的大規模交聯免疫沉淀（cross‐linking immunopre‐cipitation，CLIP）實驗發現了成千上萬的 miRNA‐lncRNA相互作用，這意味著miRNA介導的mRNA與lncRNA之間的相互作用廣泛存在于不同的生物學過程中，例如腫瘤的發生、發展[13]。因此，ceR‐NA假說為探索食管癌中lncRNA的功能提供了一個新的視角。

2 lncRNA作為ceRNA在食管癌中的作用

在食管癌相關的ceRNA研究中，lncRNA占據著重要的位置，多數lncRNA在食管癌中表達失調，表明lncRNA可作為食管癌早期診斷標志物和新的治療靶點。

2.1 高表達的lncRNA

2.1.1 核富集轉錄體 1核富集轉錄體1（nuclear enriched abundant transcript 1，NEAT1）是細胞核旁斑的核心結構成分，已被報道在多種惡性腫瘤，如乳腺癌[14]、宮頸癌[15]、卵巢癌[16]中可作為 ceRNA 發揮致癌作用。Li等[17]研究發現，在ESCC細胞中NEAT1可作為ceRNA，通過與miRNA‐129競爭性結合，下調miRNA‐129的表達，從而導致miRNA‐129的靶基因 C‐末端結合蛋白 2（C‐terminal bind‐ing protein 2，CTBP2）去阻遏，ESCC細胞的侵襲能力增強；NEAT1基因敲除或miRNA‐129過表達可抑制CTBP2對ESCC細胞活力和侵襲能力的增強作用。

2.1.2 同源盒基因轉錄反義RNA 在食管癌中，同源盒基因轉錄反義RNA（homeobox transcript anti‐sense intergenic RNA，HOTAIR）的高表達與ESCC患者的生存率下降有關[18]。研究證實，HOTAIR可以促進食管癌細胞增殖、侵襲和遷移。Xu和Zhang[10]的研究發現，HOTAIR可作為 miRNA‐148a的海綿，正調節snail家族轉錄抑制因子2（snail family transcriptional repressor 2，SNAIL2）的表達，從而促進上皮‐間充質轉化（epithelial‐mesenchymal transition，EMT）的發生。同樣，Wang等[19]研究表明，HOTAIR可能充當ceRNA，成為miRNA‐130a‐5p的海綿，從而抑制鋅指E盒結合同源盒蛋白1（zinc finger E‐box binding homeobox 1，ZEB1）的表達，并促進ESCC中EMT的發生。

2.1.3 漿細胞瘤變體易位 1研究表明，漿細胞瘤變體易位 1（plasmacytoma variant translocation 1，PVT1）在ESCC組織中的表達水平明顯高于正常對照組織，且能夠預測ESCC患者的總體預后。PVT1敲除后可導致miRNA‐203表達上調，同樣miRNA‐203的敲除可使PVT1的表達上調；雙熒光素酶實驗進一步證實，PVT1通過競爭性結合miR‐NA‐203 調節人重組 LIM 和 SH3 蛋白 1（LIM and SH3 protein 1，LASP1）的表達，從而促進ESCC的進展[20]。Shen等[21]研究發現，miRNA‐145過表達或PVT1沉默可抑制ESCC細胞的活力、遷移和侵襲能力，同時還能促進細胞凋亡；PVT1可以與miR‐NA‐145結合并調節其表達，而肌動蛋白結合蛋白1（fascin actin‐bundling protein 1，FSCN1）是 miR‐NA‐145的靶基因，提示下調PVT1的表達可抑制食管癌細胞遷移和侵襲，并可能通過miRNA‐145介導的對FSCN1的抑制作用促進細胞凋亡。

2.1.4 尿路上皮癌相關基因 1尿路上皮癌相關基因 1（urothelial cancer associated 1，UCA1）位于染色體19p13上。據報道，UCA1在肝細胞癌、乳腺癌、結直腸癌和胃癌等多種惡性腫瘤中的表達水平均明顯上調，并通過調節雷帕霉素靶蛋白（mechanis‐tic target of rapamycin kinase，MTOR）、Wnt或蛋白激酶B（protein kinase B，PKB，也稱AKT）信號通路促進腫瘤進展[22‐24]。Jiao 等[25]研究發現，UCA1可與miRNA‐204相互作用，降低miRNA‐204與性別決定區相關高遷移率族盒蛋白4（sex‐dertermining re‐gion of Y chromosome related high mobility group box 4，SOX4）的3'‐非翻譯區（3'‐untranslated region，3'‐UTR）的結合能力，抑制 miRNA‐204 對SOX4mRNA的降解，促進食管癌細胞的增殖。UCA1可作為ceRNA抑制miRNA‐498的表達，從而使miR‐NA‐498對鋅指E盒結合同源盒蛋白2（zinc finger E‐box binding homeobox 2，ZEB2）的作用減弱；在UCA1下調和miRNA‐498上調的裸鼠體內，ZEB2的表達水平明顯降低，腫瘤細胞的增殖、侵襲、遷移和集落形成能力以及EMT、腫瘤生長速度和重量均明顯降低[26]。

2.1.5 X染色體失活特異轉錄本X染色體失活特異轉錄本（X‐inactive specific transcript，XIST）與雌性哺乳動物X染色體失活相關，在食管癌組織和細胞系中高表達，且與食管癌細胞的增殖、凋亡、遷移和侵襲密切相關。Chen等[9]研究發現，XIST在食管癌中的表達上調，可靶向miRNA‐494/周期蛋白依賴性激酶 6（cyclin‐dependent kinase 6，CDK6）軸，并通過Janus激酶2（Janus kinase 2，JAK2）/信號轉導及轉錄激活蛋白3（signal transducer and activa‐tor of transcription 3，STAT3）信號通路，在食管癌的發生發展中發揮致癌作用。敲除XIST可抑制ES‐CC細胞的增殖、遷移和侵襲，導致miRNA‐101的表達水平升高和zeste基因增強子同源物2（enhanc‐er of zeste homolog 2，EZH2）的表達水平下降；增強EZH2的表達可顯著降低XIST基因敲除后的抗增殖活性，這些都提示XIST可能作為miRNA‐101的ceRNA調節EZH2的表達[27]。

2.2 低表達的lncRNA

2.2.1 母系表達基因 3Dong等[28]研究發現，母系表達基因 3（maternally expressed gene 3，MEG3）在ESCC組織和細胞中的表達顯著下調，采用甲基轉移酶抑制劑處理后，MEG3在ESCC細胞中的表達水平顯著升高，提示MEG3是一種抑癌基因，且異常啟動子高甲基化是ESCC中MEG3基因沉默的關鍵。此外，MEG3作為ceRNA可通過競爭性結合miRNA‐9調節上皮鈣黏素（E‐cadherin）和叉頭框轉錄因子O1（forkhead box O1，FOXO1）的表達，可作為預測ESCC進展和預后的潛在生物標志物。Ma等[29]研究發現，ESCC細胞中MEG3能夠與miRNA‐4261相互作用，抑制重組人Dickkopf相關蛋白2（recombinant human Dickkopf‐related protein 2，DKK2）并阻斷Wnt/β‐聯蛋白（β‐catenin）信號傳導，從而抑制ESCC的發生和發展。

2.2.2 癌癥易感性候選基因 2癌癥易感性候選基因 2（cancer susceptibility candidate 2，CASC2）位于染色體10q26上。Zhu等[30]研究發現，CASC2在食管癌組織和細胞系中的表達水平明顯下降，過表達CASC2可誘導ESCC細胞的DNA損傷，CASC2通過負調節ESCC細胞中miRNA‐181a的表達，抑制AKT信號通路，從而促進順鉑的抗腫瘤活性。

2.2.3 生長抑制特異性基因 5Wang等[31]研究表明，生長抑制特異性基因 5（growth arrest‐specific 5，GAS5）在ESCC組織和細胞系中表達下調，且與miRNA‐196a的高表達有關，雙熒光素酶報告分析結果表明miRNA‐196a可與GAS5的第7外顯子結合。

3 ceRNA假說的爭議及局限性

ceRNA假說的吸引力在于其可能具有解釋成千上萬個尚未被識別的lncRNA功能的潛力，但是目前對ceRNA假說仍存在疑慮[32]。這些反對論點的核心是，單個miRNA靶基因表達的任何變化都可能只構成靶區豐度的一小部分[33]。使用全轉錄組方法進行的一些分析認為，生理狀態下個體ln‐cRNA表達的變化不足以抑制miRNA的活性[34‐36]。另外，ceRNA調控網絡的有效性可能受多個因素的影響，如miRNA豐度和ceRNA豐度的相對水平，以及單個分子的亞細胞定位。因此，雖然有關ceRNA的研究已經取得了一定進展，但仍處于假說驗證階段，仍需要大量的證據證明。

4 小結

基于ceRNA的基因調控是一個正在興起的研究領域，它將顯著提高人們對腫瘤相關分子機制的理解。研究lncRNA作為ceRNA在食管癌中的作用有利于其診斷和治療，對全面了解食管癌的發生機制具有很大幫助。另有研究發現，ceRNA也存在于其他疾病中，如糖尿病腎病及心血管相關疾病[37‐38]。但是，有關lncRNA作為ceRNA在食管癌中作用的研究尚處于初級階段，未來的探索可能會為食管癌的診斷和治療提供更多的潛在生物標志物。