长链非编码RNA在胰腺癌诊断与预后中的研究进展

李舒荃 贵志芳 杨亚洋 沈灿 许斌 许健

长链非编码RNA在胰腺癌诊断与预后中的研究进展

李舒荃 贵志芳 杨亚洋 沈灿 许斌 许健⋆

长链非编码RNA（lncRNA）是一类长度＞200个核苷酸，不编码蛋白质的非编码RNA。已有研究表明，异常表达的lncRNA与多种肿瘤的发生发展密切相关，并能在肿瘤中表现癌基因和抑癌基因的功能。胰腺癌是常见的消化系统肿瘤，恶性程度高，预后差，治愈率低。因此，研究胰腺癌发生发展和侵袭转移的机制、寻找其诊断和预后的标志物成为近年来的研究热点。现就lncRNA在癌症中的作用和在胰腺癌诊断与预后中的研究进展作一综述。

1 lncRNA与癌症

癌症是一种具有细胞维持增殖信号，逃避生长抑制，抵抗细胞凋亡等特点的疾病［1］。虽然在肿瘤中已发现许多癌基因和抑癌基因，但肿瘤发生发展的细胞机制仍未清楚。由于lncRNA具有在不同肿瘤中选择性表达的特点，目前研究者也将研究肿瘤发生的目光投向了lncRNA［2］。现已发现许多lncRNA能作为“癌基因”或“抑癌基因”在肿瘤的发生发展中发挥作用。

1.1 致癌相关的lncRNA 目前，已有一些致癌相关的lncRNA得到充分研究。Li T等［3］使用基因芯片技术，发现ZEB1反义RNA 1（ZEB1-AS1）在肝癌组织特别是转移性肿瘤组织中表达上调，ZEB1-AS1的过表达与异常的DNA甲基化有关。肿瘤组织ZEB1-AS1高表达或ZEB1-AS1低甲基化的患者无复发生存率低。ZEB1-AS1能促进肿瘤生长和迁移，在肝癌细胞中作为癌基因发挥作用。最近由Ma Y等［4］新发现的结直肠癌相关的lncRNA（CCAL）在结直肠癌组织中呈现高表达现象，能通过靶向作用于激活蛋白2α（AP-2α）激活Wnt/β-catenin信号通路来诱导结直肠癌细胞多药耐药和促进结直肠癌发展。近期一项新的研究表明［5］，RGMB反义RNA1（RGMB-AS1）在非小细胞肺癌中上调，并与肿瘤分化程度，淋巴结转移及临床分期有关，与反义导向分子b（RGMB）呈负相关。

1.2 抑癌相关的lncRNA 除表现癌基因的作用，一些lncRNA也被证实具有抑癌基因的作用。最近新发现的TSLC1反义RNA1（TSLC1-AS1）在神经胶质瘤中表达下调［6］，TSLC1-AS1的过表达引起TSLC1的上调并抑制肿瘤细胞增殖，迁移和侵袭。TSLC1-AS1的表达与其他抑癌基因如NF1，VHL，PIK3R1呈正相关，而与癌基因BRAF呈负相关。Yao J等研究发现［7］，CADM1反义RNA1（CADM1-AS1）在肾透明细胞癌中表达下调，干扰CADM1-AS1的表达能促进肿瘤细胞生长和迁移，减少细胞凋亡率。CADM1-AS1能通过“CADM1-AS1/CADM1 mRNA基因配对”表达模式调节细胞增殖，凋亡和迁移来发挥其抑癌基因的作用。有研究者发现［8］，牛磺酸上调的基因1（TUG1）的低表达与非小细胞肺癌的高级别TNM分期，肿瘤尺寸及患者更低的总生存期有关。TUG1表达的抑制显著促进肿瘤细胞和组织的增殖。

除表现致癌或抑癌作用，也有lncRNA既有致癌特性又有肿瘤抑制特性。LncRNA H19在胰腺癌，胃癌、乳腺癌、结直肠癌等许多癌症中表现上调的特点，证明其具有癌基因的作用。在另一方面，也有研究表明H19具有抑癌基因的作用，最近Lv J等［9］发现，抑制H19和MiR-675的表达能激活AKT/GSK-3β/Cdc25A信号通路促进肝癌细胞的迁移和侵袭。

2 LncRNA与胰腺癌诊断和预后

目前，随着我国人民生活水平的提高及饮食结构的变化，胰腺癌的发病率近年来呈不断上升的趋势，然而胰腺癌患者5年生存率＜5%，发病率接近于病死率。目前，由于早期诊断率低，恶性程度高，肿瘤发展快和转移早等多种原因，胰腺癌已成为预后最差的恶性肿瘤之一［10-11］。目前，一般用于检测胰腺癌的肿瘤标志物是糖抗原19-9（CA19-9），胰腺癌患者血清中CA19-9水平明显增高。然而，一些良性的疾病，多种类型的消化腺癌，特别是晚期胃肠道癌也能引起血清CA19-9的升高，这表明CA19-9诊断胰腺癌并不是特异性的。因此，能够根据肿瘤的生物学行为和异常的基因改变对患者进行分类的生物标志物十分必要。相比蛋白质，核酸不易受变性或变形的影响，核酸的扩增在技术上也容易实现，核酸作为胰腺癌早期诊断及预后预测的新型生物标志物具有广阔的应用前景。有较多研究已证明，一些lncRNA 与胰腺癌的诊断和预后有着显著的关联，能作为新的生物标志物诊断胰腺癌并预测其结局。

2.1 MALAT1 MALAT1基因定位于染色体11q13，包含几个与染色体易位相关的断点。MALAT1是第一个被发现与胰腺癌预后有关的lncRNA。Jiao F等［12］应用qRT-PCR技术分析6组胰腺癌组织和相邻非癌组织MALAT1表达的差异，发现与非癌组织比较，胰腺癌组织中MALAT1表达水平显著升高。随后检测的7株胰腺癌细胞系中MALAT1表达水平均高于胰腺导管上皮细胞。进一步的研究表明，MALAT1的下调能抑制人类胰腺癌细胞AsPC-1和CFPAC-1在体外的生长和增殖，减少细胞迁移和侵袭。随后的机制研究发现，下调MALAT1的表达对胰腺癌细胞的抑制效应可能通过诱导细胞周期G2/M期停滞并促进细胞凋亡，抑制EMT，减少肿瘤干细胞样特性达到［12］。Liu JH等［13］的研究发现，MALAT1的表达水平与肿瘤大小，肿瘤分期，肿瘤浸润深度呈正相关，Kaplan-Meier 生存分析表明MALAT1的高表达提示患者具有较低的无病生存率，提示MALATI可能是检测胰腺癌疾病特异性生存率一项独立的预测因子，可以作为胰腺癌诊断和基因治疗的靶向物。Pang EJ等［14］也发现MALAT1的高表达可作为胰腺癌患者不利预后的生物标志物。MALAT1在胰腺癌组织中的高表达可以使其成为诊断胰腺癌的潜在生物标志物，有研究者已在胃癌患者的血浆中检测到MALAT1［15］，而我国学者Ren S等［16］则发现MALAT1可能以片段的形式存在于血浆中，不同片段在血浆中表达差异较大，在前列腺癌患者中，命名为来源于MALAT1的miniRNA（MD-miniRNA）表达量最高，这提示，在胰腺癌患者的体液中是否存在另一种MALAT1片段表达量最高的情况，而这种MALAT1片段可以成为特异性诊断胰腺癌的肿瘤标志物，这需要未来研究者的进一步研究。

2.2 HOXA远端转录物（HOTTIP） HOTTIP位于HOXA基因群的5’端，能与WDR5/MLL复合物相互作用并增加组蛋白H3赖氨酸4三甲基的表达来激活5’HOXA多基因表达［17］。Cheng Y等［18］发现，HOTTIP在胰腺癌细胞中表达上调，通过siRNA抑制胰腺癌Panc1细胞HOTTIP表达，能抑制细胞增殖，诱导细胞凋亡，减少细胞迁移。Li Z等［19］进一步发现，在胰腺癌MIA PaCa-2和SW1990细胞内通过短发卡RNA（shRNA）干扰HOTTIP的表达，能抑制细胞增殖，使细胞周期阻滞在G0/G1期，诱导E-钙黏蛋白的表达，抑制波形蛋白和Snail蛋白的表达，使胰腺癌细胞迁移和侵袭能力显著下降。体内与体外实验也发现，HOTTIP的抑制能增强胰腺癌细胞对吉西他滨的敏感性。进一步机制研究发现，HOTTIP表达与HOXA13表达呈正相关，HOTTIP能通过调节HOXA13促进胰腺癌细胞增殖，侵袭和耐药性，而HOXA13的高表达与胰腺癌患者淋巴结转移、组织不良分化、总生存率降低有关，生存分析表明，高表达的HOXA13提示胰腺癌患者具有较差的预后，故可认为HOTTIP/HOXA13轴是胰腺癌潜在的治疗靶点并能作为胰腺癌诊断和预后评估的分子生物标志物［19］。Wang Y等［20］使用人类lncRNA芯片技术检测胰腺癌组织和慢性胰腺炎组织内lncRNA的表达谱，发现HOTTIP的剪接变异体HOTTIP-005在胰腺癌组织内显著上调。HOTTIP-005的过表达与胰腺癌患者病理分化、淋巴结转移、早期复发有关，是预测胰腺癌患者总生存期的一项独立的预后指标。进一步研究发现，血浆和血清中存在HOTTIP-005的片段，命名为来源于HOTTIP-005的RNA片段（HDRF），HDRF在胰腺癌患者血清和血浆内表达显著升高，并且HDRF可以在血浆和血清中稳定存在，这使得HDRF可以成为诊断胰腺癌的潜在肿瘤标志物。

2.3 PVT1 浆细胞瘤变体易位1（PVT-1）相邻于MYC基因，位于人类染色体8q24上。全基因组关联研究发现，PVT1是胰腺癌易感性相关位点之一［21］。Huang C等发现PVT1的表达水平在胰腺癌组织中显著增高，PVT1的表达与胰腺癌临床分期和分级有关。与低PVT1表达的胰腺癌患者比较，高PVT1表达的患者总生存期短，利用单因素和多因素Cox分析发现PVT1能作为评估胰腺癌患者预后的潜在分子标志物［22］。目前，已有科学家［23］检测胰腺癌患者与正常人唾液中PVT1表达水平，发现胰腺癌患者唾液中PVTI表达显著高于正常人，而当患者进行胰腺切除手术后，PVTI表达降低。除此之外，其还检测了8种引起人类死亡的主要癌症与对照组的唾液标本，均未发现PVTI有显著差异，由此可发现，PVTI不仅能成为诊断胰腺癌的潜在生物标志物，而且其作为标志物对诊断胰腺癌具有特异性。

2.4 其他lncRNA AFAP1反义RNA1（AFAP1-AS1）在胰腺癌组织中的高表达与肿瘤组织的淋巴结转移，神经周围浸润和不良预后有关，是预测胰腺癌患者临床转归潜在的预后指标［24］。而LncR RP11-567G11.1不仅在胰腺癌组织中的过表达与胰腺癌患者淋巴结转移和总生存期有关，可以作为胰腺癌预后的生物标志物，而且，在血清和血浆中可以检测到稳定存在的RP11-567G11.1的片段，提示其也可以作为胰腺癌诊断的生物标志物［20］。

3 展望

目前对lncRNA作为诊断和预后预测标志物在胰腺癌中的研究较少，主要集中在lncRNA表达及功能方面的研究。目前已有研究揭示lncRNA表达水平与胰腺癌患者预后的关系，但胰腺癌诊断相关的lncRNA却鲜有报道。虽然蛋白质生物标志物广泛应用于癌症检测或疾病的后续研究，但是lncRNA也有其优势：lncRNA本身是效应分子，能反映肿瘤的实际有效水平［25］；lncRNA水平与特定类型肿瘤的关联使其成为准确的肿瘤诊断和分类工具；lncRNA的表达与肿瘤治疗应答有关，可以作为疗效预测指标；lncRNA结合其他预测预后方法可作为未来肿瘤标志物的新方向，使临床医师易于鉴别不良预后的患者并延长其生存期。新兴发现的循环lncRNA在人血清中通常是稳定存在的，因此通过测定标志物RNA或整个转录组可以使无创一代的临床指标可靠和可行。但由于缺少循环lncRNA的生物学知识，其在疾病诊断中的应用受到限制。且一些问题也不容忽视，如循环lncRNA是否在疾病的不同状态下均能在人体液中保持稳定。

除此之外，lncRNA在肿瘤治疗中也有广泛的应用前景。目前，已有lncRNA用于肿瘤的治疗。例如H19在较多肿瘤中表现上调并具有癌基因的功能，构建携带白喉毒素和H19调控序列的质粒，该质粒的瘤内注射成功应用于减小膀胱癌，卵巢癌和胰腺癌肿瘤体积［26］。然而，lncRNA应用于临床还存在一些挑战［27］：用于预后预测的lncRNA需要确保测量浓度代表标本实际浓度，现有方法无法确保；lncRNA进化上并不保守，临床应用前使用动物模型研究这些分子十分困难；lncRNA在多种疾病异常表达，其特定肿瘤的特异性检测需要更多研究；胰腺癌相比于其他类型肿瘤较不常见，减少了可以用于研究的标本。随着人们对胰腺癌与lncRNA关系研究的不断深入，越来越多异常表达的lncRNA会被发现，而这些异常表达的lncRNA可能会成为胰腺癌早期诊断与预后预测的重要生物标志物，也可能成为胰腺癌分子靶向治疗和药物研发的重要原料。需要更多研究揭示lncRNA的结构和机能特性，详细分析其表达模式，阐明其相互作用［25］，这有助于更好的理解lncRNA在胰腺癌中的生物学作用，从而改进诊断和改善预后的方法，发现预防和治疗人类肿瘤的新靶点，研究治疗胰腺癌的有效药物。

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浙江省科技厅社会公益项目（2014C33265），浙江省自然科学基金（LY14H160037），浙江省科技计划项目（2015C37113）

310053 浙江中医药大学医学技术学院（李舒荃 贵志芳 杨亚洋 沈灿 许健）

310016 浙江大学医学院附属邵逸夫医院（许斌）

*通信作者