lncRNA在胃癌中作用的研究进展*

曹季军，王金湖，申娴娟，鞠少卿

(1.南通大学附属医院a.临床医学研究中心，b.检验医学中心，江苏南通 226001；2.太仓市第一人民医院检验科，江苏太仓 215400)

·综述·

lncRNA在胃癌中作用的研究进展*

曹季军1a,2，王金湖2，申娴娟1b，鞠少卿1b

(1.南通大学附属医院a.临床医学研究中心，b.检验医学中心，江苏南通 226001；2.太仓市第一人民医院检验科，江苏太仓 215400)

长链非编码RNA(lncRNA)是一类长度大于200 nt的不编码蛋白质的RNA，起初被认为是转录的“噪音”。随着研究的深入，发现lncRNA不仅参与了细胞的生长、发育、增殖、凋亡，还与肿瘤大小、浸润深度、淋巴结转移及预后相关。该文分别从致癌基因、抑癌基因和与幽门螺旋杆菌(Hp)感染相关的基因3个方面就lncRNA在胃癌中的研究进展作一综述。

长链非编码RNA；胃癌；致癌基因；抑癌基因；幽门螺旋杆菌

胃癌是胃黏膜腺上皮细胞发生的恶性肿瘤，在我国死亡率居第二[1]。胃癌发病的诱因包括饮食、环境及幽门螺旋杆菌(Helicobacterpylori，Hp)感染等。早期胃癌的治疗效果很好，但很多患者在发现时已经是中晚期，错过了根治的最佳时期[2-3]。胃癌的治疗方法包括手术、放疗、化疗等，但由于胃癌具有向局部淋巴结、肝脏、腹腔转移的特性，其预后较差，5年生存率低于30%[4-5]。目前，胃癌的早期诊断主要依靠电子胃镜结合病理学检查，血清学癌胚抗原(CEA)、糖类抗原724(CA724)和糖类抗原199(CA199)敏感性和特异性不高，难以发现早期胃癌。因此，胃癌早期诊断的其他生物学标志物亟待探究。基因检测作为研究热点，其在肿瘤的发生、发展、转移及预后等判断方面具有一定的优势。众多研究发现长链非编码RNA(long non-coding RNA，lncRNA)可作为新型的肿瘤标志物，用于肿瘤的辅助诊断和预后判断，其在胃癌发展中的重要作用也被广泛报道。本文分别从致癌基因、抑癌基因和与幽门螺旋杆菌(Hp)感染相关的基因3个方面就lncRNA在胃癌中的研究进展作一综述。

1 lncRNA的生物学特性

LncRNA是一类长度大于200 nt，不具备蛋白质编码功能，但具有广泛的基因表达调控作用的非编码RNA分子。目前认为其来源与进化可能存在以下机制[6]：(1)蛋白质编码基因的阅读框发生破坏而被转换成一个能结合先前编码序列的有功能的非编码RNA；(2)随着染色体重排，两个不转录且相互远距离分离的序列区域发生合并而产生了一个多外显子的非编码RNA；(3)非编码基因可以通过逆转录转座形成另一个有功能的非编码逆转录基因，或者另一个无功能的非编码逆转录假基因；(4)在非编码RNA中邻近重复序列可能来自于其中一个序列的两次随机复制；(5)转座子的插入而形成一个有功能的非编码RNA。根据lncRNA在基因组的位点不同，lncRNA可以分为5类[6]：(1)反义lncRNA；(2)内含子非编码RNA；(3)基因间的lncRNA；(4)正义lncRNA；(5)双向lncRNA。很多研究表明lncRNA在生物进程中发挥了很大的作用，包括染色体重组、细胞分化和免疫应答[6-8]。lncRNA的异常表达会导致一些癌基因与抑癌基因的异常表达。因此，lncRNA与肿瘤的发生、发展、预后及耐药性有关。

2 LncRNA在胃癌中的表达

近年来研究发现，在胃癌细胞中存在多种lncRNA的异常表达，这些lncRNA表达的异常最终会导致生物遗传信息的改变，从而导致肿瘤的发生。虽然lncRNA的致癌机制还不是很清楚，但研究发现lncRNA可以参与microRNA的信号传导途径[9]，进而参与胃癌细胞的增殖、浸润和转移，成为致癌基因或抑癌基因。

2.1 致癌基因

2.1.1DUXAP8DUXAP8长度为2 107 bp，通过绑定基因增强子同源物2(enhancer of zeste homolog 2，EZH2)和多梳蛋白SUZ12(suppressor of zeste 12 protein homolog)转录外源性沉默子普列克底物蛋白同源域包含家族O成员1(Pleckstrin homology domain containing O1，PLEKHO1)来刺激胃癌细胞在体内外的生长。Ma等[10]使用逆转录实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测胃癌患者癌组织与癌旁组织中DUXAP8表达水平，发现癌组织显著高于癌旁组织(P<0.01)，且DUXAP8的高水平表达与胃癌的分期(P=0.001)、淋巴结转移(P=0.007)和肿瘤大小(P=0.002)呈正相关。对术后无进展生存率和总生存率进行分析，低表达DUXAP8的患者3年无进展生存率为33.3%，存活时间中位数为26个月，3年总生存率为41.7%；而高表达DUXAP8的患者3年无进展生存率为27.8%，存活时间中位数为11个月，3年总生存率为30.6%；说明DUXAP8与胃癌患者的预后相关。

2.1.2 肺腺癌转移相关转录体1(metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1，MALAT1)MALAT1在多种肿瘤中表达上调，研究表明远处转移的胃癌组织MALAT1表达水平高于无转移和正常的组织，血清中亦如此[11]。COX分析表明MALAT1的高表达与肿瘤的不良预后呈正相关。研究还发现MKN45、CTC141和CTC105胃癌细胞株过表达MALAT1。敲除MALAT1会促进MKN45和CTC141细胞G0/G1期的阻滞，从而抑制胃癌细胞的增殖、转移和浸润。进一步研究发现在BGC823和SGC7901细胞中MALAT1的表达与miR-122的表达呈负相关(r=-0.5576，P<0.01)，而与其靶基因胰岛素样生长因子1受体(insulin-like growth factor 1 receptor，IGF-1R)的表达水平呈正相关。Deng等[12]研究也发现，敲除MALAT1会导致细胞浸润和转移能力下降，MALAT1还通过改变表皮生长因子样结构域蛋白7(epidermal growth factor-like domain-containing protein 7，EGFL7)催化剂中的H3组蛋白乙酰化的水平来调节 EGFL7的表达。此外，在肿瘤移植的小鼠中，MALAT1的下调会抑制肿瘤的转移。

2.1.3 肝癌高表达转录本(highly up-regulated in liver cancer，HULC)HULC位于染色体6p24.3，在肝癌中高表达。Li等[13]认为HULC通过miR-200a-3p/ZEB1信号途径促进上皮间质转化，从而促进肝癌的发生和转移。Jin等[14]发现胃癌初诊患者血清HULC的表达上调，显著高于胃息肉组、癌前病变组和正常对照组(P<0.001)，胃息肉和正常对照组之间则差异无统计学意义(P>0.05)；此外，胃癌初诊患者血清高表达的HULC与肿瘤大小(P=0.001)、淋巴结转移(P=0.021)、远处转移(P=0.017)和TNM分期(P=0.002)呈正相关；以血清HULC相对表达量1.452 5作为诊断胃癌初诊患者和正常对照者的临界值(cut off value)，其ROC曲线下面积(area under the ROC curve，AUC)为0.888(95%CI：0.843～0.934)，明显高于CEA 0.694(95%CI：0.621～0.737)和CA724 0.514(95%CI：0.433～0.595)；胃癌复发/转移患者血清HULC相对表达显著高于胃癌初诊和胃癌手术患者。此外，术后监测和生存曲线显示HULC亦可作为胃癌预后的良好标志物。Zhao等[15]的研究也证明了HULC在胃癌组织中的表达要高于其正常组织，高表达的HULC会促进细胞的增殖、浸润，抑制细胞凋亡，与胃癌淋巴结的转移，转移距离及晚期肿瘤淋巴转移的阶段呈正相关。

2.1.5Linc00152Linc00152属于基因间的lncRNA。Zhao等[16]研究发现，敲除胃癌细胞中的Linc00152会导致细胞增殖抑制、阻滞细胞G1期、促进细胞凋亡、降低上皮间质转化，同时会抑制细胞的迁移与浸润。Chen等[17]亦证明在胃癌中Linc00152通过结合EZH2和抑制p12、p15来促进肿瘤细胞周期的进展。Zhou等[18]研究发现，Linc00152通过直接结合表皮生长因子受体激活PI3K/AKT信号途径促进胃癌细胞的增殖，同时也发现Linc00152的高表达与肿瘤的大小相关。

2.2 抑癌基因

2.2.1 生长停滞特异性转录本5(growth arrest-specific 5，GAS5)GAS5最早是使用消减杂交技术在小鼠的NIH3T3细胞中分离发现的，其有12个外显子，在内含子上编码10个box C/D snoRNAs[19]。Kino等[20]发现GAS5通过模拟糖皮质激素受体应答元件来抑制糖皮质激素介导的内源性糖皮质激素应答基因转录本的活性，抑制其下游基因cIAP2的表达引起细胞凋亡。Liu等[21]发现肿瘤组织GAS5的表达低于癌旁组织，雷帕霉素的刺激会导致GAS5在HGC-27和SGC-7901胃癌细胞株中过度表达，并且通过siRNA敲除GAS5会逆转G1期细胞周期停滞。同时该研究也证明了lncRNA GAS5/YBX1/p21途径是控制胃癌细胞增殖的一个重要途径。Guo等[22]研究发现GAS5通过正向调控p21蛋白的表达及负向调控细胞周期蛋白依赖性激酶6(cyclin-dependent kinase 6，CDK6)的表达来抑制胃癌细胞的增殖。也有研究显示GAS5与肿瘤的大小(P=0.008)、分期(P<0.001)、浸润深度(P<0.001)和局部淋巴结转移(P<0.001)呈负相关[23]。

2.2.2LINC00261LINC00261位于染色体20p11.21，Fan等[24]发现LINC00261的过表达会诱导钙黏蛋白(E-cadherin)的表达上调，神经钙黏素(N-cadherin)、纤连蛋白1(Fibronectin1)和波形蛋白(Vimentin)表达水平下降，从而通过上皮间质转化影响胃癌细胞的侵袭和迁移。RT-qPCR研究显示LINC00261在胃癌细胞株MKN28、MKN45、BGC823、SGC7901和MGC803中呈低表达，进一步研究表明LINC00261表达越低，其复发率越高，3年生存率越低。同时，LINC00261与胃癌的分期也密切相关。

2.2.3 母系表达基因3(maternally expressed gene 3，MEG3)MEG3是位于人类染色体14q32.3上的印迹基因，具有抑制细胞增殖的功能。Zhang等[25]研究发现，MEG3可以与p53和Rb相互作用来抑制细胞的增殖。Mondal等[26]证明了MEG3和EZH2具有共同的靶基因，参与转化生长因子β(transforming growth factor-β，TGF-β)信号途径。也有文献[27]证明了 TGF-β1处理后的肝星状细胞株LX-2 中MEG3表达会下调，同时MEG3的过度表达会抑制TGF-β1诱导细胞的增殖促进凋亡。Peng等[28]发现MEG3在胃癌组织中表达下降，并且与pM分期(P<0.01)和pTNM分期(P<0.01)呈负相关，与患者性别、年龄、静脉浸润、肿瘤位置、borrmann分型、T分期和pN分期不相关。该研究也发现MEG3通过竞争性结合miR-181家族，上调Bcl-2来抑制胃癌细胞增殖、迁移和浸润。

胃癌的治疗方法包括手术，化疗和放疗。化疗药物的多重耐受性是导致化疗失败的主要原因。化疗药如阿霉素、长春新碱，可通过DNA的损伤诱导Bax-和Bak-介导的肿瘤细胞凋亡。Wang等[29]研究发现在两个胃癌耐药株细胞(SGC7901/ADR、SGC7901/VCR)中明显上调的MRUL(MDR-related and upregulated lncRNA)的消耗会使得P-糖蛋白相关化疗药物作用的细胞生长抑制，并导致P-糖蛋白的表达下降，而P-糖蛋白是一种跨膜运输蛋白，它在肿瘤细胞中表达的降低可以升高细胞内化疗药物浓度和细胞毒性，抑制耐药性的发生。MRUL的敲除明显减低阿霉素存在时Bcl-2/Bax的比例，进一步说明了MRUL的消耗减少了SGC7901/ADR和SGC7901/VCR中阿霉素的积累。除了该研究外，还有调节胃癌耐药性基因表达的lncRNA，比如：尿路上皮细胞癌相关因子1(urothelial cancer associated 1，UCA1)沉默后会通过诱导耐阿霉素胃癌细胞系SGC7901/ADR细胞中的阿霉素的表达促进细胞凋亡，上调裂解蛋白的表达和抑制抗凋亡蛋白BCL-2的表达，从而导致胃癌患者耐药性的发生[30]；浆细胞瘤多样异位基因1(plasmacytoma variant translocation1，PVT1)会促进胃癌细胞多重耐药性的发生[31]；INK4位点反义非编码RNA(antisense non-coding RNA in the INK4 Locus，ANRIL)位点反义非编码RNA的沉默会抑制胃癌细胞中耐药性的发展[32]等。

3 与Hp感染相关的基因

Hp是一种导致胃溃疡的常见致病菌，主要寄生于胃黏膜和十二指肠部分区域。Hp感染可以引起人类免疫系统的改变，长期感染会导致慢性胃炎的发生，从而导致胃黏膜组织的病理性改变，最终会病变为胃癌。目前研究Hp的致病机制很多从免疫应答方面进行，也有从miRNA方面进行的，如Zhang等[33]发现miR-21的过度表达会促进Hp阳性的胃癌组织中细胞的增生和抗凋亡。miR-146a和miR-155会抑制Hp的炎症反应[34-35]。但随着最近对lncRNA研究的深入，一些与Hp感染相关的lncRNA也进入人们的视野。Zhu等[36]对Hp感染的胃肿瘤细胞和组织中lncRNA的表达谱进行了微阵列分析，发现在Hp感染的细胞中有171个lncRNA表达下调，132个是lncRNA表达上调。在功能研究方面，与mRNA调节相一致的上调lncRNA多于下调的，在信号传导途径中，有明显上调途径的包括低氧诱导因子-1(hypoxia inducible factor-1，HIF-1)信号途径、丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)信号途径、细胞因子与细胞因子受体的相互作用、p53及Jak-STAT信号途径。主要参与上调的mRNA有血管内皮生长因子A(vascular endothelial growth factor A，VEGFA)、基质金属蛋白酶1(matrix metallopeptidase 1，MMP1)、表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor，EGFR)、纤维母细胞生长因子2(Fibroblast Growth Factor2，FGF2)等。这些基因的过度表达会促进细胞的增殖、分化、转移、抗凋亡免疫应答和多种基因的转录。该研究还使用RT-qPCR证实了在Hp阳性的胃癌标本中的4个上调lncRNA(XLOC_005517、Linc00152、XLOC_13370、n408024)和4个下调基因(n345630、XLOC_004787、n378726、LINC00473)。Yang等[37]也通过微阵列分析发现了23个上调lncRNA和21个下调lncRNA，并使用qRT-PCR证实了3个上调lncRNA(XLOC_004562、XLOC_005912、XLOC_000620)和2个下调lncRNA(XLOC_004122、XLOC_014388)。

4 展望

目前lncRNA的研究尚处于起步阶段，仍面临不少挑战，如缺乏高质量的数据库，大多数lncRNA的机制尚不明确，此外组织、细胞特异性强的lncRNA并未大量筛选出等。但随着各种研究技术的不断发展，研究者可利用分子生物学、蛋白质组学、基因过表达或敲减技术、基因杂交技术、细胞实验、动物实验等多种手段多个层次研究lncRNA的功能及其调控机制。相信越来越多的lncRNA分子与胃癌发生发展的关系将被阐释。这不仅为临床的靶向治疗和新抗癌药物的研制提供依据，而且为进一步探索血液、尿液等非侵入性体液中存在的特异性lncRNA奠定基础，相信lncRNA作为胃癌分子标志物或治疗靶点将成为现实。

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(本文编辑：王海燕)

国家自然基金面上项目(81672099)；江苏省重点研发专项(BE2015654)；南通市“临床实验诊断研究中心”建设项目(HS2015002)。

曹季军，1981年生，男，主管技师，大学本科，主要从事分子生物学研究。

鞠少卿，主任技师，教授，博士研究生导师，E-mail：jsq814@hotmail.com。

10.13602/j.cnki.jcls.2017.06.14

R446;R73

A

2016-10-18)