長鏈非編碼RNA MALAT1在腫瘤診治中的研究進展

李悄 李國政 張博 王偉

1首都醫科大學附屬北京胸科醫院，北京市結核病胸部腫瘤研究所耐藥結核病研究北京市重點實驗室細菌免疫室（北京101149）；2安徽醫科大學生命科學學院遺傳學教研室（合肥230032）；3安徽醫科大學第二附屬醫院腫瘤科（合肥230601）

據國際腫瘤研究機構統計，隨著人口老齡化、環境惡化等問題日益突出，2020年全球大約有1 930 萬新發腫瘤病例和1 000 萬死亡病例，腫瘤負擔不斷加重，如何有效預防和控制腫瘤是世界范圍內的一個重要公共衛生問題［1］。研究發現能夠編碼蛋白質的轉錄本僅占人類基因組序列的不到2%，非編碼RNA（non-coding RNA，ncRNA）占大多數，根據序列的長短，一般將大于200 nt 的ncRNA 命名為長鏈非編碼RNA（long non-coding RNA，lncRNA），因其可參與調控基因表達以及與多種腫瘤的細胞增殖、凋亡、侵襲以及轉移等密切相關，成為了近年來研究的熱點［2-5］。肺腺癌轉移相關轉錄本1（metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1，MALAT1）是最早發現的lncRNA之一，在多種腫瘤中表達異常，與腫瘤的發生、發展進程密切相關，并且在腫瘤的早期診斷、治療及預后評估等領域也存在著潛在的應用價值［6］。本文即結合國內外關于MALAT1 的最新研究結果，對MALAT1 在腫瘤研究領域的進展做一綜述，為臨床及科研工作提供一定的參考。

1 MALAT1 的概述

MALAT1 定位于人類染色體11q13，長度約為8.5 kb，在肺、胰腺等健康器官和非小細胞肺癌（non-small-cell lung cancer，NSCLC）中均有高表達，于2003年由JI 等［7］在早期NSCLC 的研究中首次發現并命名，因其高度富集于核斑點-前體mRNA 儲存及剪切的區域，又稱為核富集轉錄本2（nuclearenriched abundant transcript 2，NEAT2）。MALAT1 3′端的腺苷酸聚集區和尿嘧啶聚集片段形成保守的三股螺旋結構，能夠降低3′→5′外切酶活性，使其更加穩定地進行翻譯［8］。

2 MALAT1 異常表達與腫瘤的發生

MALAT1 雖然先發現于NSCLC，但是近些年來的研究發現MALAT1 在許多腫瘤組織中均呈高表達，如MALAT1 在肝癌中表達上調，通過Wnt/β-連環素通路活化與絲氨酸/精氨酸富集剪接因子1（serine/arginine-rich splicing factor 1，SRSF1）誘發原癌基因的作用，促進肝癌細胞增殖［9］；且MALAT1的表達與細胞運動相關基因的表達呈正相關，促進肺癌細胞侵襲與轉移［10］；而抑制結腸癌中MALAT1 的表達可以通過抑制Wnt/β-連環素信號通路來促進細胞凋亡等［11］。這些研究發現MALAT1作為“分子海綿”競爭結合一些內源性的microRNA并調節下游基因的表達水平，也可以通過MAPK/ERK、PI3K/AKT、Wnt/β-連環素和NF-κB 等多種信號通路調控細胞的增殖、侵襲、轉移以及凋亡等過程，在腫瘤的發生發展中起到重要的作用［12-13］。此外，研究還發現MALAT1 3′端的6918-8441nt 片段發生突變時，其促進腫瘤細胞增殖、侵襲、轉移的作用會喪失，表明該片段可能是MALAT1 的功能域［14］。同時，越來越多的數據表明，MALAT1 在腫瘤組織中的異常表達可以作為腫瘤診斷和預后的生物標志物以及治療靶點，具有較好的應用前景。

3 MALAT1 與腫瘤的診斷

早期檢測對于腫瘤的治療至關重要，盡管目前有各種腫瘤診斷方式如實驗室檢查、影像學檢查、病理學檢查等，卻不能完全滿足早期診斷的需求，而近來研究表明MALAT1 有作為診斷性生物標志物的潛力。

研究發現MALAT1 在血清外泌體中可以作為非侵入性生物標記物用于NSCLC 的診斷［15］，且外周血中的MALAT1 符合診斷標志物的重要特性如微創、高特異性和穩定性。但是MALAT1 作為單一的生物標記物，靈敏度較低，可能無法用于診斷血液細胞部分中的NSCLC；于是將MALAT1 與RMRP、NEAT1、TUG1 聯合使用，能夠提高診斷效率，成為早期NSCLC 診斷的便捷工具［16］，診斷ROC 曲線下的面積（AUC）見表1。此外，MALAT1還用于如乳腺癌［17］、膀胱癌［18］、鼻咽癌［19］以及上皮性卵巢癌［20］等其他腫瘤的診斷。

表1 MALAT1 在腫瘤中的診斷應用Tab.1 Diagnostic application of MALAT1 in tumor

這些結果表明，MALAT1 對多種腫瘤具有較高的特異性和靈敏度，單獨使用或與其他診斷指標聯用可以作為診斷腫瘤的有效生物標志物。

4 MALAT1 與腫瘤的治療

目前臨床上的腫瘤治療方法有很多，包括手術切除、放療、化療、介入治療以及靶向藥物治療等等，各有優缺點，而靶向腫瘤細胞的方法學進展也為MALAT1提供了作為腫瘤治療靶標的機會［21］。

在骨肉瘤中，體外敲低MALAT1 能夠抑制腫瘤細胞增殖和遷移，并導致細胞周期停滯和凋亡，異種移植模型也驗證了沉默MALAT1 可以抑制腫瘤生長，表明MALAT1 在骨肉瘤中起著致癌作用，可能是治療骨肉瘤患者的潛在靶標［22］。利用鋅指核酸酶（ZFN）技術將人肺癌細胞中的MALAT1敲低1 000 倍，結果細胞的遷移能力受損，且在異種移植小鼠模型中形成的腫瘤結節更少，提示MALAT1 作為肺癌轉移標記可能是治療轉移性肺癌的潛在策略［23］。MALAT1 在轉移性管腔B 型乳腺癌小鼠模型中高表達，當通過皮下注射反義寡核苷酸降低其表達水平后，具有較高肺轉移可能性的侵襲性乳腺癌向轉移性較弱的囊性腫瘤轉變，表明MALAT1 可以作為顯著降低腫瘤轉移風險的靶標，為乳腺癌的抗MALAT1 療法提供了有力的根據［24］。在宮頸癌中，高表達MALAT1 可能是通過下調miR-429 促進了宮頸癌進程，HeLa 細胞裸鼠異種移植模型結果顯示下調MALAT1 會抑制腫瘤大小和重量［25］。

除了上文提及的反義寡核苷酸、ZFN 技術之外，還有siRNA、miRNA、TALEN 以及CRISPR/Cas9等［26］，這些短雙鏈RNA 分子和基因組編輯技術在通過敲低MALAT1 治療腫瘤的策略上具有重要作用。此外，MALAT1 敲除可以通過誘導固有凋亡相關信號觸發5-氟尿嘧啶介導的HepG2 細胞凋亡，即MALAT1 與化療藥物合用也有可能成為一條腫瘤治療途徑［27］。

5 MALAT1 與腫瘤的預后

MALAT1 是從初期NSCLC 患者腫瘤細胞中篩選出來的轉錄本，不但有助于識別發生轉移的高風險初期患者，而且是判斷腫瘤預后的重要指標。研究發現MALAT1、NEAT1 以及Oct4 在124 例肺癌患者中的共表達是預測患者預后不良的獨立因素［28］；而位于MALAT1 上的rs3200401 T 等位基因的遺傳變異與晚期肺腺癌患者的良好預后相關，患者的中位生存時間（median survival time，MST）平均延長10.6 個月，可以作為新指標預測肺腺癌患者的臨床結局［29］。WANG 等［30-31］在509 例原發性乳腺癌手術切除的患者中驗證MALAT1 表達與無復發生存率（relapse-free survival，RFS）的相關性，結果顯示，在激素受體陽性或腫瘤分級低的患者中，MALAT1 高表達的患者復發風險比低表達者增加了2 倍，且初次手術至最早出現復發證據的時間間隔更短，即MALAT1 高表達與RFS 較低相關。再者，通過檢測146 例接受根治性手術切除的Ⅱ/Ⅲ期結直腸癌患者的腫瘤組織，發現MALAT1 在腫瘤組織中的表達水平是正常組織的2.26倍，且無病生存率（disease free survival，DFS）更低，預后相對較差［32-33］。而骨髓瘤患者的MALAT1表達水平經抗腫瘤治療后顯著下調，患者的無進展生存率（progression-free survival，PFS）比對照組平均延長13 個月；同時，MALAT1 水平變化的臨界值可以用于預測出現早期進展的患者（PFS ≤18個月），其陽性預測值為76.5%、準確性為75%［34］。

此外，還有其他腫瘤如膀胱癌［35］、胰腺癌［36］等，MALAT1高表達的患者與預后較差相關（表2）。這些研究結果表明MALAT1 可能是預測各種癌癥結果的獨立生物標志物，并需要進一步更大樣本量的臨床驗證。

表2 MALAT1 在腫瘤預后中的應用Tab.2 Application of MALAT1 in tumor prognosis

6 總結與展望

本文一方面探討了MALAT1 在多種腫瘤中的異常表達與腫瘤細胞增殖、轉移等過程的密切關系，另一方面著重闡述了MALAT1 在腫瘤早期診斷、治療及預后評估中的應用價值與前景。另外，通過橫向比較MALAT1 在各種腫瘤中的研究策略，可以看出目前針對MALAT1 的研究路線較為成熟，主要是通過體外培養腫瘤細胞系，在細胞水平上探索MALAT1 對腫瘤細胞生物學進程的調控及其調控機制，再建立小鼠模型進一步驗證。但是，MALAT1 的具體作用機制、參與的調控網絡等方面仍需深入研究，距離它真正應用到實際臨床工作中還有很多的工作需要做。

綜上所述，MALAT1作為一種重要的lncRNAs，其應用是多樣化的［37］，未來有可能開發成為腫瘤診斷和預后的生物標志物以及腫瘤治療新靶點，而且與藥物聯用也是其臨床轉化的重要方向。