lncRNAs在非小细胞肺癌顺铂耐药机制中的研究进展

吴挺挺 邓在春

lncRNAs在非小细胞肺癌顺铂耐药机制中的研究进展

吴挺挺 邓在春

肺癌是中国乃至全球最常见的恶性肿瘤，其中非小细胞肺癌（non-smallcelllung cancer，NSCLC）约占所有肺癌的80%，因NSCLC对化疗药物继发耐药率高，所以其5年生存率仍低于20%。长链非编码RNAs（long non-cod ing RNAs，lnc RNAs）是一类转录后长度大于200nt的非编码RNAs，越来越多的研究显示lnc RNAs和NSCLC顺铂耐药关系密切，本文就目前研究与NSCLC顺铂耐药相关的lnc RNAs作一综述。

肺癌 非小细胞肺癌 长链非编码RNAs 顺铂 耐药

肺癌是目前全世界最常见的恶性肿瘤，其发病率和病死率居所有恶性肿瘤的第1位[1]。根据肺癌的生物学行为和病理类型不同，可分为两大类：非小细胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）和小细胞肺癌（small cell lung cancer，SCLC），其中非小细胞肺癌约占所有肺癌的80%[2]。在过去十几年里NSCLC的治疗取得了很大进展，特别是分子靶向药物治疗的临床应用明显提高了NSCLC患者的5年生存率[3]，但研究发现在我国约20%～30%的NSCLC患者存在表皮生长因子受体（EGFR）突变[4]，而存在EML4-ALK融合基因的只占4%，因此只有小部分的晚期NSCLC患者能够接受分子靶向治疗[5-6]。对于大多数晚期NSCLC患者，以铂类为基础的化疗方案仍是目前晚期NSCLC的一线治疗方案，其中尤以顺铂的治疗效果为佳[7]。但以顺铂为基础的化疗方案治疗晚期NSCLC并不都是有效的，研究发现术前使用以顺铂为基础的化疗方案其生存风险比（HR）为0.87，死亡风险下降13%，但5年生存率只提高约5%[8]，这表明肺癌细胞对顺铂的获得性耐药是阻碍患者长期生存的重要原因。长链非编码RNAs（long non-coding RNAs，lncRNAs）是一类转录后长度＞200nt的非编码RNAs，lncRNAs可参与体内多种细胞分子生物过程，对肿瘤细胞发生、发展及耐药也起着重要的调控作用。近年来有越来越多的研究显示，lncRNAs与非小细胞肺癌顺铂耐药关系密切，本文就lncRNAs在非小细胞肺癌顺铂耐药机制中的研究进展作一综述。

1 顺铂耐药机制

顺铂最早在1844年由Michele Peyrone发现，其主要抗癌机制是诱导DNA的损伤及干扰其损伤修复的过程，有较强的广谱抗肿瘤作用，临床用于肺癌、卵巢癌、胃癌等多种肿瘤的治疗。但以顺铂为基础的化疗方案治疗肿瘤并不都是有效的，其在治疗后期往往发生肿瘤细胞对顺铂耐药。肿瘤细胞获得顺铂耐药性的途径来自多方面且十分复杂，包括减少细胞内药物的累积、增强药物去活作用、促进DNA修复、抑制DNA损伤修复等。顺铂通过细胞膜进入细胞质大部分通过铜转运体（CTR）如铜转运体1（CTR1）进入细胞质，小部分可通过被动扩散进入细胞质，CTR1的缺失将导致顺铂进入细胞质的量减少，从而引起肿瘤细胞对顺铂的耐药[9]。顺铂进入细胞质水解后容易与谷胱甘肽（GSH）结合，使顺铂停留在细胞质而无法与细胞核内的DNA结合，如GSH转移酶失活将导致细胞质内GSH含量增高，这在一些顺铂耐药肿瘤细胞中被证实[10-11]。对DNA的损伤修复过程的调节是肿瘤细胞对顺铂耐药的主要机制，DNA的损伤修复途径主要包括核苷酸切除修复（NER），同源重组修复（HR）和错配修复（MMR）等。核苷酸切除修复交叉互补蛋白1（ERCC1）是一种单链DNA核酸内切酶，主要参与核苷酸切除修复，能从5′端切除顺铂造成的DNA损伤[12]，ERCC1的mRNA或蛋白表达水平与顺铂治疗效果呈负相关[13]。有研究表明以顺铂为基础的化疗方案能提高ERCC1（-）的NSCLC患者的生存率（HR=0.65，P=0.002），而对于ERCC1（+）的NSCLC患者其生存率并无明显改善（HR= 1.14，P=0.4）[14]。乳腺癌1号基因（BRCA1）是涉及DNA损伤修复的一个抑癌基因，主要参与同源重组修复，其BRCA1的mRNA表达与肺癌细胞对顺铂的敏感性呈负相关[15]。MMR通过修复错配的DNA损伤，对维持基因完整性起着重要作用，下调或者突变MMR基因可导致顺铂获得性耐药的产生[16]。顺铂的耐药机制十分复杂，除了上述耐药机制外，如p53蛋白功能障碍、信号转导通路异常激活或抑制、抗凋亡蛋白异常表达等。最近有研究显示，lncRNAs与非小细胞肺癌顺铂耐药相关，但具体通过何种机制仍有待进一步研究。

2 lncRNAs与肿瘤

lncRNAs指的是一类长度＞200nt的非编码RNAs，大多是由RNA聚合酶Ⅱ转录而来[17]，部分lncRNAs具有5′帽子，3′多聚A尾及剪接的过程[18]。与小的非编码RNAs不同，lncRNAs往往低度保守，但其重要功能区如启动子区域的结构往往高度保守，lncRNAs高度保守的启动子序列和低度保守的转录序列，提示lncRNAs具有多种重要功能[19]。LncRNAs可参与多种细胞分子生物过程，包括转录、剪接、翻译、细胞分化、细胞周期的调节，染色体剂量补偿、染色质修饰、维持染色质结构等。在这些功能中，对基因表达的调控和肿瘤的发生、发展关系最为密切。与miRNAs不同，lncRNAs除了能与mRNAs结合抑制mRNAs翻译或促进其降解，还可通过多种机制在基因表达不同方面发挥作用。如lncRNAs能够通过阻碍转录因子与启动子结合抑制靶基因的转录，还能通过影响DNA与RNA聚合酶Ⅱ的相互作用以及DNA三级结构的形成。部分lncRNAs能被酶切成小的非编码RNAs，通过碱基互补配对与mRNAs结合，抑制mRNAs的翻译或促进其降解；有些lncRNAs可直接与mRNAs互补配对形成稳定的双链RNAs，从而使mRNAs降解速度降低。lncRNAs还可调节启动子CpG岛区域甲基化水平，对组蛋白的多种修饰也起重要调控作用，如组蛋白的甲基化、乙酰化和泛素化等[20-21]。

已有大量研究显示，lncRNAs的异常表达与肿瘤发生、发展关系密切，如Liu等[22]发现HOTAIR的表达与NSCLC的病理分级、淋巴结转移及预后相关。又如Tantai等[23]发现血清中lncRNA XIST和lncRNA HIF1AAS1在NSCLC患者中表达明显升高，有望成为肺癌特异性肿瘤标志物。

3 lncRNAs与NSCLC顺铂耐药

近来有研究表明，lncRNAs的异常表达与肿瘤细胞耐药关系密切，如lncRNA UCA1在膀胱癌患者中表达增高，在用顺铂治疗膀胱癌时，过表达UCA1能明显增加细胞活力，降低对顺铂的敏感性，而下调UCA1时，则膀胱癌细胞对顺铂的敏感性增加[24]。又有研究发现，lncRNA PVT1和AK022798与胃癌顺铂耐药相关[25-26]，表明lncRNAs与多种肿瘤细胞对顺铂耐药关系密切，其中也包括肺癌。Liu等[27]发现lncRNA HOTAIR在顺铂耐药的A549/DDP细胞系表达较未耐药的A549细胞系表达量明显增高，下调HOTIAR能使肿瘤细胞恢复对顺铂的敏感性，用siRNA下调HOTAIR能恢复肺癌细胞对顺铂的敏感性，其主要机制是通过上调 p21（WAF1/CIP1）使细胞阻滞在G0/G1期而增加细胞凋亡。Liu等[28]研究发现lncRNA MEG3在顺铂耐药的A549/ DDP细胞系中的表达水平较A549细胞系明显降低，上调MEG3能增加顺铂对肺癌细胞的敏感性，但具体机制不明。随后Li等[29]研究也得出相同结论，并认为下调MEG3增加肺癌细胞对顺铂耐药，其耐药机制与Want/ β-catenin信号通路激活有关。Yang等[30]研究发现，lncRNA AK126698与肺癌耐顺铂相关，且在A549/DDP细胞系中表达水平较A549细胞系表达要低，进一步研究发现，AK126698在NSCLC细胞系中表达降低与Wnt通路激活相关，如NKD2和FZD8的激活。近来Zhang等[31]发现lncRNA GAS5与非小细胞肺癌顺铂耐药相关，敲除GAS5能够增加A549/DDP细胞对顺铂的耐药，进一步研究发现，GAS5能够明显抑制NSCLC细胞自噬，已有研究表明肿瘤细胞自噬水平的提高与化疗药物耐药相关，因此GAS5可能通过抑制NSCLC细胞自噬水平，增加NSCLC细胞对顺铂的敏感性。部分lncRNAs可通过调节铜转运体1（CTR1），从而对NSCLC细胞顺铂耐药起调节作用，如Jiang等[32]在研究NSCLC细胞系时发现lncRNA NEAT1能够上调EGCG诱导的CTR1的表达，增加顺铂进入NSCLC细胞，从而使NSCLC细胞对顺铂的敏感性增加。

4 结论和展望

肺癌是全球发病率及病死率最高的恶性肿瘤，因绝大多数患者未能在早期获得诊断以及化疗后获得性耐药的产生，使其5年生存率仍低于20%。随着医疗水平的不断提高，肺癌的检出率越来越高，对化疗药物耐药的现象也越来越常见，已成为临床迫切需要解决的问题。已有研究表明lncRNAs和非小细胞肺癌顺铂耐药关系密切，如上文提及的HOTIAR，MEG3和AK126698等，但具体机制仍不是十分明确，阐明lncRNAs在非小细胞肺癌顺铂耐药中所扮演的角色，并应用于临床，将会给晚期非小细胞肺癌顺铂耐药患者带来福音，提高非小细胞肺癌患者的5年生存率。因此lncRNAs在非小细胞肺癌顺铂耐药中的具体机制研究将是日后顺铂耐药的研究方向。

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2016-10-14）

（本文编辑：马雯娜）

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