長鏈非編碼RNA在胃癌中的研究進展

范清泉，陳 騰 綜述 王 杰 審校

胃癌是全球最常見的惡性腫瘤之一，其發病率在中國居惡性腫瘤的第2位[1]。胃癌的發病與環境、遺傳和飲食習慣等因素密切相關，但其機制尚未完全闡明。因此探索胃癌發展過程中的分子機制，尋找早期診斷和判斷預后的分子標志，開發切實有效的靶向藥物具有重要意義。長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA，lncRNA)是從哺乳動物基因組轉錄而來的，雖然缺乏蛋白質編碼潛能，但它們能調控細胞核的結構和轉錄，調節mRNA的穩定性，同時參與翻譯和翻譯后修飾，成為基因表達網絡中的重要調節因子[2]。越來越多的lncRNA被發現在胃癌的增殖、遷移和侵襲過程中發揮著重要作用，與胃癌診斷、治療和預后密切相關，并可能作為潛在藥物作用靶點。該綜述從lncRNA影響胃癌發展、早期診斷、判斷預后和治療幾個方面進行文獻回顧，為胃癌防治提供依據。

1 lncRNA概述

隨著生物技術的發展，人類基因組研究計劃結果表明：僅有不到2%的核酸序列用于編碼蛋白質，其余大部分并不表達蛋白質，這一類基因被稱為非編碼RNA(non-coding RNA, ncRNA)[3]。ncRNA最初被認為是轉錄噪聲，然而隨著研究的進展，發現ncRNA在正常發育和疾病發生發展過程中都發揮著關鍵作用。其中長度超過200 nt的ncRNA被稱為lncRNA，lncRNA能通過與DNA、RNA或蛋白質相互作用來介導基因調控，其作用機制涉及到轉錄調控、轉錄后調控等影響編碼蛋白的基因活性；或者可以直接與某些蛋白相結合形成核酸蛋白復合物，通過影響蛋白在細胞中的定位發揮調節作用，并涉及多條與癌癥發生發展密切相關的通路如p53、NF-κB、PI3K/AKT和Notch等影響腫瘤進程[4]。

2 lncRNA在胃癌發展中的作用

胃癌的發病過程是一個復雜過程，其涉及到癌前病變、基因突變、癌基因激活、抑癌基因失活等。在胃癌的發展中涉及到多個lncRNA的異常表達，部分具有癌基因特性的lncRNA過表達或具有抑癌特性的lncRNA失活都能夠促進胃癌發展。

2.1 具有促癌作用的lncRNA

2.1.1轉移相關肺腺癌轉錄本1 (metastasis associated lung adenocarcinoma transcript 1, MALAT1) MALAT1基因位于人類染色體11q13和小鼠染色體19qA上，MALAT1在哺乳動物中表達豐富且進化保守，在各種生理過程中發揮著重要作用[5]。MALAT1對胃癌的致癌性和促進轉移是通過VE-cadherin/β-catenin復合物 、ERK/MMP 和 FAK/paxillin信號通路途徑介導的，其主要作用是促進了血管的新生[6]。Li et al[7]研究表明MALAT1可以負性調節miR-22-3p，解除miR-22-3p對Erb3的抑制，從而促進胃癌細胞的增殖和進展。

2.1.2LOXL 1反義RNA 1(LOXL 1-antisense RNA, LOXL1-AS1) LOXL1-AS1位于人類染色體15q24.1上，包含10 781個核苷酸和5個外顯子。研究[8]證實了LOXL1-AS1有促癌效應，如LOXL1-AS1激活PI3K/AKT途徑，促進了髓母細胞瘤的細胞增殖和轉移。LOXL1-AS1在胃癌組織和細胞中高表達，Sun et al[9]研究表明LOXL1-AS1通過誘導細胞增殖、遷移和上皮間質轉化來加速胃癌的惡化，其機制是通過LOXL1-AS1/miR-708-5 p/USF1通路實現的。Li et al[10]研究表明LOXL1-AS1可調控胃癌細胞的惡性表型，過表達的LOXL1-AS1顯著降低miR-142-5p的表達，提高PIK3CA的表達水平從而促進胃癌細胞的生長和轉移，同時在胃癌患者中PIK3CA過表達與不良病理指標及較短的總生存時間密切相關。

2.1.3SOX2重疊轉錄物(SOX2 overlapping transcript，SOX2OT) SOX2OT位于人類染色體3q26.3上，在結直腸癌、肺癌、乳腺癌和食管鱗狀細胞癌中高表達，它與腫瘤細胞的增殖、遷移和侵襲呈正相關，是肺癌和肝細胞癌的不良預后因素[11]。Zhang et al[12]檢測了132個胃癌樣本中SOX2OT的狀態，發現在胃癌組織和胃癌細胞系中SOX2OT表達升高，高水平的SOX2OT與惡性狀態和預后不良相關。Qu et al[13]的研究表明過表達的SOX2OT促進了胃癌細胞的增殖和轉移以及AKT2的磷酸化，同時SOX2OT作為競爭性內源性RNA與miR-194-5結合促進AKT2表達，從而促進胃癌的進展。

2.2 具有抑癌作用的lncRNA

2.2.1生長抑制特異性基因5(growth arrest specific 5，GAS5) 胃癌的快速發展主要是轉移引起的，GAS5在胃癌組織和細胞系中的表達明顯降低，其低表達與胃癌轉移和預后不良密切相關。Liu et al[14]研究表明GAS5與Y盒結合蛋白1(Y-box binding protein 1，YBX1)相互作用，GAS5下調降低了YBX1蛋白水平，進而降低了YBX1反式激活p21表達，并消除了G1期細胞周期阻滯對胃癌的抑制作用。此外，GAS5過表達靶向p53作用于胃癌細胞，GAS5還可通過調節p53信號而抑制胃癌轉移[15]。

2.2.2母源性印記基因3(maternally expressed gene 3，MEG3) MEG3位于染色體14q32.3上，研究[16]表明這種lncRNA在人類癌癥中充當抑癌基因的作用；在機制上，啟動子區域的高甲基化作為其潛在的調節機制。Wei et al[17]發現與胃癌組織比較，MEG3在鄰近組織中高表達，MEG3的過表達可以抑制胃癌細胞的增殖和轉移，同時也增加了p53的表達。Dan et al[18]研究表明miR-21是MEG3的靶點，MEG3負調控miR-21的表達；MEG3過表達通過抑制miR-21的表達，抑制胃癌細胞的增殖和轉移。除此之外，Ding et al[19]研究表明MEG3的過表達能抑制胃癌細胞的遷移、侵襲和增殖，并促進細胞凋亡；在胃癌組織中MEG3被高甲基化以降低表達，當MEG3的表達恢復就可以在體外抑制腫瘤生長。

3 lncRNA在胃癌輔助診斷和預后評估中的作用

胃癌仍然是全世界癌癥死亡的重要原因之一，大多數胃癌患者是在晚期診斷的，這導致了其治療的受限和預后不良。目前胃癌的確診依賴于侵入性檢查和組織活檢。但胃鏡和腹腔鏡下取活檢等檢查因其侵入性、操作復雜和檢查條件要求高，不利于作為常規篩查手段。且目前臨床上用于胃癌早期檢測的最常見腫瘤標志物如CEA、CA19-9等靈敏性和特異性也較低。因此尋找識別特定的非侵入性生物標志物，對于胃癌篩查和早期診斷有重大意義。其中lncRNA在體液中循環時具有高穩定性，通過檢測外周血或體液中腫瘤lncRNA表達能夠反映腫瘤組織中的表達。因此，通過測定血漿或外泌體中lncRNA可有望用于腫瘤患者早期診斷、預測預后、轉移風險和手術后復發風險評估，對患者制定綜合的治療措施具有重要幫助[20]。以下lncRNA分子作為新型診斷標志物和胃癌預后判讀指標，具有較好的潛在臨床應用價值。

3.1 lncRNA作為診斷標志物

3.1.1血清中lncRNA與胃癌診斷 血清學標志物作為一種良好的輔助診斷手段，具有創傷性小且簡便易測的優點。Shan et al[21]通過熒光定量PCR方法檢測胃癌患者及正常對照組血清中尿路上皮癌相關抗原1(urothelial cancer associated 1，UCA1)的表達，發現胃癌患者血清UCA1的表達明顯高于正常對照組；其表達與年齡、性別、臨床分期、淋巴結轉移、遠處轉移無關，與癌細胞分化程度呈負相關，敏感性達93.20%，特異性達78.63%。Jiang et al[22]發現胃癌患者血漿中前列腺癌基因表達標志物1(prostate cancer gene expression marker 1，PCGEM1)的表達水平顯著高于健康對照組，并通過ROC曲線明確了血漿PCGEM1的診斷價值。此外，PCGEM1表達水平與腫瘤分化和TNM分期有關。Feng et al[23]使用定量實時聚合酶鏈反應方法檢測血清中B3GALT5反義RNA1(B3GALT5 antisense RNA1，B3GALT5-AS1)的表達，發現胃癌患者血清中B3GALT5-AS1水平明顯高于正常人，可作為區分胃癌患者和健康人的診斷標志物；進一步的研究證實，高血清B3GALT5-AS1水平與TNM分期和淋巴結轉移有關。以上血清中lncRNA為胃癌診斷提供了一個新的視角，可能成為胃癌早期診斷的新標志。

3.1.2外泌體中lncRNA與胃癌診斷 外泌體是一種小膜泡，含有復雜 RNA 和蛋白質，并且可能存在于所有生物體液中，它們被認為參與包括癌癥在內的多種病理狀況，檢測外泌體中異常升高的lncRNA也可能作為一種簡便易行的胃癌早期診斷方法[24]。Lin et al[25]使用RNA測序進行外泌體RNA分析發現了兩種早期胃癌細胞上調的特異性外泌體1和胃癌細胞上調的特異性外泌體2(lncRNA up-regulated in the exosomes of gastric cancer，lncUEGC)，lncUEGC1在區分早期胃癌患者與健康個體和癌前慢性萎縮性胃炎患者中具有比CEA更高的準確性。此外，Zhao et al[26]研究結果顯示外泌體末端HOXA轉錄本(HOXA transcript at the distal tip，HOTTIP)具有好的敏感性和特異性，它顯示出比CEA、CA19-9和CA72-4更高的診斷能力。類似的，Cai et al[27]qRT-PCR結果顯示，與健康對照組比較，胃癌患者血清外泌體中核糖體蛋白S 27 a假基因2(ribosomal protein S 27a pseudogene 2， PCSK 2-2:1)的表達水平顯著下調。此外，外泌體LncRNA PCSK 2-2:1的表達水平與腫瘤大小、腫瘤分期和靜脈侵襲相關，對診斷胃癌具有高準確性。這些結果表明，外泌體中lncRNA可能有希望作為用于早期胃癌診斷的高靈敏性、穩定且非侵入性的生物標志物。

3.2 胃癌組織中特異表達的lncRNA可作為潛在的預后分子標志物

3.2.1基底細胞黏附分子相關的長鏈非編碼RNA(basal cell adhesion molecule associated long noncoding RNA，BCAM) 胃癌轉移患者的胃癌組織中BCAM水平較無轉移者明顯升高，BCAM的上調也與生存時間的縮短顯著相關，而敲除BCAM可減少胃癌細胞的侵襲和轉移。BAN基因敲除抑制BCAM在mRNA和蛋白水平上的表達。進一步的臨床資料表明，BAN上調與胃癌轉移及預后不良有關。重要的是，在胃癌組織中，BAN的表達也與BCAM的表達顯著相關。這表明BCAM及其受體lncRNA BAN的表達增加促進了胃癌細胞的侵襲和轉移，并與胃癌患者預后不良有關[28]。

3.2.2癌易感性19長鏈非編碼RNA(cancer susceptibility 19，CASC19) 在胃癌臨床標本中，CASC19表達上調，與病理TNM分期和總體生存率低顯著相關。多變量Cox分析證實CASC19過度表達是影響總生存率的獨立預后因素。此外，定量實時PCR檢測證實，4種人胃癌細胞中的CASC19表達較人正常胃黏膜上皮細胞明顯上調，這些結果提示CASC19可能是一種新的預后生物標志物[29]。

4 lncRNA在胃癌治療中的作用

胃癌目前仍是采用以手術為主的綜合治療，化學治療是目前腫瘤治療中的重要組成，但獲得性或原發性耐藥是治療失敗的主要原因[30]。探明胃癌化療過程中發揮作用的分子機制必將有助于制定合理的個體化治療方案，對于提高胃癌患者生存率大有幫助。一定的干預措施調節胃癌相關lncRNA表達，對治療胃癌具有一定指導意義。

4.1尿路上皮癌相關抗原1(urothelial cancer associated 1，UCA1)UCA1是一種首次在人膀胱癌中發現的lncRNA，Fang et al[31]研究發現胃癌組織中過表達的UCA1可降低多藥耐藥胃癌細胞中miR-27b的表達。UCA1敲除和miR-27b過表達能增加胃癌耐藥細胞株對阿霉素、順鉑和5-氟尿嘧啶的敏感性，且促進耐藥細胞凋亡；抑制抗凋亡蛋白Bcl-2表達，并同時增加Caspase-3表達。Shang et al[32]研究結果也表明，UCA1沉默誘導的化療耐藥變化可能是通過細胞凋亡途徑來介導的，并可作為致癌基因調節胃癌細胞的惡性增殖和對阿霉素的耐藥性。因此UCA1可能為胃癌提供新的潛在治療靶點和策略。

4.2人漿細胞瘤轉化遷移基因(plasmacytoma variant translocation，PVT1)Du et al[33]證實PVT1可通過激活抗凋亡因子Bcl2來抑制胃癌細胞的凋亡，且PVT1引起的細胞凋亡功能障礙增加了胃癌細胞對抗癌劑5-氟尿嘧啶的耐藥性。此外，PVT1在順鉑耐藥患者和順鉑耐藥細胞的胃癌組織中高表達。用順鉑處理PVT1過表達的胃癌細胞表現出抗細胞凋亡特性，而PVT1被抑制后胃癌細胞存活率較低。qRT-PCR和Western blot顯示PVT1上調增加了MDR1、MRP、mTOR和HIF-1α的表達。胃癌中PVT1的過度表達促進了多耐藥的發展，提示其可作為胃癌治療中逆轉多耐藥的有效靶點[34]。此外，Zhao et al[35]通過激發STAT3/VEGFA信號軸闡明了PVT1介導的血管生成機制，這為開發新的胃癌治療策略提供了靶點。

4.3印跡母系表達轉錄本(imprinted maternally expressed transcript，H19)研究[36]表明，治療糖尿病的藥物二甲雙胍可以預防胃癌進展并改善預后。Li et al[37]使用lncRNA微量測定法發現在用二甲雙胍處理的胃癌細胞中lncRNA H19表達大幅下調。敲除胃癌細胞系中的H19后胃癌細胞的侵襲性降低，并且二甲雙胍在敲除H19后的胃癌細胞中抗侵襲作用減弱，推測H19是二甲雙胍抑制胃癌細胞侵襲過程中的關鍵組分。

5 展望

綜上所述，lncRNA與胃癌的發展密切相關，其機制涉及到具有原癌基因特性的lncRNA異常激活和具有抑癌作用的lncRNA基因的失活，進而通過調控相關DNA、RNA或者蛋白影響胃癌細胞增殖、凋亡、侵襲和轉移。并且隨著研究深入，越來越多的lncRNA在胃癌發展、診斷及治療中的分子生物學機制將被發現，并且某些lncRNA可能成為胃癌早期發現和預測胃癌進展的相關標志物，為胃癌的診斷治療提供幫助。