miRNA和lncRNA在胃癌中的研究进展*

温阳 综述，宋兴勃，应斌武审校

610041成都，四川大学华西医院 实验医学科

胃癌 (gastric cancer，GC) 是消化系统最常见的恶性肿瘤，其致死率在世界范围内居恶性肿瘤第3位[1]。全球大约50%的胃癌患者分布在东亚，中国的胃癌发病率大约为美国的6倍，造成了巨大的经济以及公共卫生负担[2]。吸烟，饮酒，饮食习惯及幽门螺杆菌感染与胃癌发病风险显著相关[3-4]。环境因素和宿主相关因素的相互作用是胃癌高死亡率的关键因素，对与胃癌相关异常基因进行深入的分子生物学探究对改善患者结局至关重要[5]。随着肿瘤生物学的深入研究及分子技术水平的提高，胃癌的分子机制研究也不断取得进步[6]。非编码RNA(non-coding RNA，ncRNA)近来已成为了新的疾病分子机制的研究热点。ncRNA影响致癌基因和抑癌基因等相关基因的正常表达，使其成为胃癌药物开发的潜在新靶标或者早期诊断的分子标志物[7]。目前ncRNA中，微小RNA(microRNA，miRNA)和长链非编码RNA(long non-coding RNA，lncRNA)在胃癌中的研究较为广泛和深入[8]。

1 miRNA与胃癌

miRNA是一类长度约22个核苷酸的单链RNA，它由独立的非编码区RNAs或蛋白编码基因的内含子转录产生，可参与细胞生长发育等多种重要的生物学过程[9]。肿瘤中miRNA表达的改变与基因的缺失、突变、多态性等有关[10]。部分miRNA已经被证实与胃癌类型、分期和患者生存期相关，并可能被开发为肿瘤早期诊断或判断预后的分子标志物[11-12]。深入研究miRNA在肿瘤发生发展中的作用，可以更充分地了解肿瘤发生发展的机制并找出新的诊断标志物、预后判断指标及治疗靶点[13]。

1.1 miRNA作为胃癌的潜在早期诊断标志物

目前胃癌的早期诊断及预后监测，一直缺乏高灵敏度及特异性强的指标，近年来通过多重qRT-PCR方法在胃癌患者血浆或癌组织中检测到多种miRNAs的异常表达，miRNA有望成为早期诊断胃癌的新型分子标志物[14]。采用qRT-PCR技术分别检测miR-383和miR-181c在胃癌组织中的表达量，结果发现和正常邻近组织相比，miR-383和miR-181c在胃癌组织中表达均下调[15-16]。Fassan 等[17]在胃癌组织样品中检测到miR-223表达上调，同时Hung 等[18]发现miR-376c在胃癌的组织、血浆及尿液中表达上调。新近研究显示，在原发性胃癌患者的血清中发现miR-130a、miR-331、miR-19a、miR-223、miR-106a、miR-21和miR-374的表达水平明显高于无癌对照患者的表达水平[19]。与正常对照组织相比，miR-383和miR-181c在胃癌组织中表达下调；而miR-223、miR-376c、miR-130a、miR-331、miR-19a、miR-106a、miR-21和miR-374等在胃癌患者的血浆中表达上调；利用他们表达的特性，可能被用作诊断胃癌发生的潜在分子标志物。这些miRNA通过调控不同的基因从而影响胃癌细胞的增殖或凋亡。miR-181c通过调控肿瘤凋亡基因，抑制胃癌细胞的异常增殖。AT丰富结构域4A(AT-rich interactive domain 4A，ARID4A)是多种恶性肿瘤中的肿瘤抑制因子, miR-376c通过抑制ARID4A的表达从而促进胃癌细胞的生长。

1.2 miRNA作为胃癌的预后判断指标

目前胃癌总体预后较差， 研究显示，包括 TNM分期、组织学类型、分子分型等诸多因素，与胃癌的预后相关[20]。近来一些研究表明，miRNA的表达与胃癌的分期或患者生存期相关联。Imamura 等[21]研究发现胃癌患者的外泌体和血浆中miR-101表达水平均显著下调，miR-101血浆水平与晚期T分期和TNM分期显著相关，胃切除术后，miR-101血浆水平较低的患者更易发生腹膜转移。有研究小组通过RT-PCR分析发现，miR-381和miR-31在胃癌组织和SGC-7901,MGC-803,BGC-823等胃癌细胞系中显著下调，miR-381和miR-31的低表达与淋巴结转移和肿瘤分期呈负相关，miR-381和miR-31表达越低，胃癌患者预后越差[22-23]。Zhang 等[24]通过Kaplan-Meier生存分析发现miR-145-3p，miR-125b-5p和miR-99a-5p表达量越高，胃癌患者的总生存期越短。rs4938723 位于 pri-miR-34b启动子区的 CpG 岛上，该位点为 T/C 突变，rs4938723多态性的次要等位基因(C)的存在抑制了miR-34b的表达并增加了内镜下早期胃癌切除后复发的风险[25]。有研究发现，许多异常表达的miRNAs与肿瘤的临床分期，侵袭深度及淋巴结转移相关，这些异常表达的miRNAs可能成为潜在的预后判断指标。抑癌基因miR-101,miR-381和miR-31等在胃癌组织中表达下调，表达水平越低预后越差。基因功能富集分析发现：miR-145-3p，miR-125b-5p和miR-99a-5p，作为致癌性基因，参与了胃癌细胞的侵袭转移过程，表达水平越高，胃癌患者的总生存期越短。

1.3 miRNA与胃癌的侵袭与转移

肿瘤细胞转移是一个非常复杂的过程，包括循环中肿瘤细胞的转化、生长、血管生成、侵入、传播和存活以及随后粘附和定植次级器官或组织[26]。新近研究证实多种miRNA参与了胃癌侵袭转移的过程。上皮-间充质转化的异常激活在各类肿瘤的增殖、侵袭和转移中具有关键作用。研究发现miR-15a-3p和miR-16-1-3p及miR-205通过抑制胃癌细胞上皮-间充质转化的表达来抑制胃癌的迁移和侵袭[27-28]。整合素属于细胞粘附受体家族成员，多种整合素基因已被证实参与肿瘤的侵袭和转移过程。整合素β1(Integrin beta 1，ITGB1)是一种细胞粘附分子，其主要功能是介导细胞和细胞外基质之间的相互粘附。He等[29]经过一系列实验证实胃癌细胞中人类端粒酶逆转录酶(human telomerase reverse transcriptase，hTERT)通过与miR-29a相互作用来调节ITGB1的表达从而促进胃癌细胞侵袭和转移。Zhang等[30]发现miR-31可能通过间接调控胃癌细胞中PI3K/AKT信号传导途径来调控整合素亚基α5 (integrin-α5，ITGA5)从而抑制胃癌细胞的侵袭和转移。另有研究小组通过Western blot等分析发现：miR-203通过调节共济失调毛细血管扩张突变激酶(ataxia telangiectasia mutant kinase，ATM )介导的Snail蛋白和E-粘钙蛋白的水平来抑制胃癌细胞的迁移和侵袭[31]。

有研究表明部分miRNAs起着癌基因的作用，促进胃癌细胞的侵袭转移。如miR-125b的过表达促进了胃癌细胞的体外迁移和侵袭以及体内转移[32]。有研究报道miR-940通过直接抑制锌指转录因子24(zinc finger transcription factor 24，ZNF24)的表达从而在体内促进了胃癌细胞的侵袭和转移[33]。Xie 等[34]研究发现参与肿瘤转移和血管生成的基因RECK为miR-374b-5p的靶基因，miR-374b-5p上调通过抑制RECK的表达从而促进胃癌细胞的转移和侵袭。部分miRNAs作为癌基因参与胃癌细胞的侵袭转移，另一部分miRNAs作为抑癌基因参与胃癌细胞的侵袭转移，他们通过作用不同的靶基因从而影响胃癌的侵袭及远处转移。

2 LncRNA与胃癌

lncRNA是长度超过200个碱基的RNA分子，不具有蛋白编码能力[35]。lncRNA虽不参与蛋白质的表达，但能以RNA形式在表观遗传学，转录及转录后等多种层面调控基因的表达[36]。随着研究的不断深入，lncRNA被发现参与调节多种重要的细胞活动，如调控基因表达、转录干扰与激活、蛋白质活化等多种重要的生物学过程[37]。lncRNA可以作为致癌或抑癌基因参与肿瘤的发生发展。通过对比肿瘤细胞和正常细胞的表达谱，发现多种lncRNA在不同类型肿瘤中异常表达。lncRNA有望成为新型肿瘤标志物和肿瘤治疗的靶点，用于肿瘤的诊断、治疗和预后监测[38]。

2.1 LncRNA作为胃癌潜在早期诊断标志物

有研究表明lncRNA在胃癌组织和正常组织中表达有显著差异，lncRNA可能成为胃癌潜在的早期诊断标志物[39]。Zhang 等[40]对胃癌患者的组织样品和相邻的正常组织进行lncRNA筛选分析，然后对胃癌相关lncRNA进行定量分析，研究发现血浆lncRNA(TINCR，CCAT2，AOC4P，BANCR和LINC00857)在胃癌细胞株中表达均显著上调。此外，另有研究报道：lncRNA(H19，LINC00152，uc001lsz)及lncRNA MALAT1的高表达与胃癌的发病风险增加有关[41-42]。新近研究发现lncRNAs AK001058、INHBA-AS1、MIR4435-2HG和CEBPA-AS1在人胃癌组织中富集，并在胃癌患者的血浆中显著升高[43]。上述lncRNAs在胃癌组织及细胞中均作为致癌基因，促进胃癌的发生发展。不同种类的lncRNAs在胃癌中差异表达，利用他们表达的特性，可能被用作诊断胃癌发生的潜在分子标志物。

2.2 LncRNA与胃癌预后监测

越来越多的证据表明，lncRNA在胃癌预后监测和评估中起关键作用。有研究小组发现lncRNA CCAT2和lncRNA CARLo-5在胃癌组织中表达水平显著升高，高水平的lncRNA CCAT2和lncRNA CARLo-5与胃癌患者的晚期T分期，淋巴结及远端转移显著相关，且患者的总生存期和无病生存期较差[44-45]。另有研究发现，lncRNA NEAT1和lncRNA Sox2ot在胃癌组织中表达水平升高，且高表达的患者总生存期和无病生存期较短[46-47]。Zhou等[48]通过Kaplan-Meier分析发现lncRNA LET表达水平低的患者总体生存率低于lncRNA LET表达水平高的患者。近期研究发现lnc00261在胃癌组织中的表达水平显著下调，lnc00261与肿瘤进展、临床分期及预后呈负相关[49]。作为致癌基因的lncRNA CCAT2和lncRNA CARLo-5，lncRNA NEAT1和lncRNA Sox2ot在胃癌组织中均表达升高，且表达越高，预后越差。lncRNA LET和lnc00261作为抑癌基因在胃癌组织中均表达下调，且表达越低预后越差。研究发现，许多异常表达的lncRNAs与肿瘤的临床分期，总生存期和无病生存期相关，这些异常表达的lncRNAs可能成为胃癌潜在的预后判断指标。

2.3 LncRNA与胃癌的侵袭与转移

新近研究发现，lncRNA的异常表达在肿瘤恶性发展过程中起重要作用，参与了血管生成、细胞增殖、迁移和凋亡[50]。前期有研究报道，lncRNA SPRY4-IT1可通过促进EMT和抑制E-钙粘蛋白的表达来促进肿瘤细胞的侵袭和转移[51]。新近研究发现，lncRNA MALAT-1及lncRNA DANCR均通过促进EMT来促进胃癌细胞的迁移和侵袭[52-53]。另有研究发现lncRNA 00152 及lncRNA MALAT-1可通过与zeste同源物2(enhancer of zeste homolog 2，EZH2)的增强子结合，从而促进胃癌细胞迁移和侵袭[54-55]。泛素连接酶(casitas B-lineage lymphoma-c，Cbl-c)是酪氨酸激酶信号传导的关键调节剂，Wang 等[56]研究发现lncRNA UCA1通过促进Cbl-c介导的G蛋白偶联受体激酶2(G protein-coupled receptor kinase 2，GRK2)泛素化来调节GRK2蛋白的稳定性从而增加胃癌细胞的转移能力。目前对于lncRNA在胃癌侵袭转移中的作用研究相对较少，已发现部分lncRNAs通过靶向调节相关蛋白的表达来影响胃癌细胞的侵袭转移。

3 MiRNA、LncRNA与胃癌

近几年相关研究发现，lncRNA与miRNA的相互作用机制在肿瘤的发生发展中起关键作用，lncRNA与miRNA之间相互作用方式有多种，其中最主要且研究最多的机制为竞争性内源RNA(competing endogenous RNA，ceRNA)。在miRNA结合位点的区域中，一些lncRNA与miRNA相互竞争，直接与mRNA结合，从而抑制miRNA对mRNA的调控作用[57]。Liu等[58]研究表明，胃癌患者中lncRNA HOTAIR的表达上调可能通过竞争性结合miR-331-3p，调控其对人表皮生长因子受体2 (human epidermal growth factor receptor 2，HER2)的抑制，从而促进胃癌细胞的侵袭。Qi 等[59]发现lncRNA TUSC7可能作为ceRNA抑制miR-23b对靶基因的作用，并可能成为预测胃癌患者总生存期及存活率的预后标志物。Sun 等[60]研究发现lncRNA HOXA11-AS促进胃癌细胞增殖、迁移和侵袭，抑制细胞凋亡，并作为miR-1297的ceRNA，拮抗其抑制EZH2蛋白翻译的能力。

近年来，不断有研究报道。micRNA与lncRNA相互作用，靶向调控相关通路，从而影响肿瘤的发生发展。有研究发现lncRNA HOTAIR与多梳蛋白抑制复合物2(polycomb repressive complex 2，PRC2)结合抑制miR-34a的表达，靶向控制生长因子-肝细胞生长因子受体通路[growth factor (HGF)-hepatocyte growth factor receptor (c-Met) and snail pathway，HGF/C-Met/Snail]，从而加快胃癌细胞EMT进程并加速肿瘤的侵袭转移[61]。另有研究报道Lnc-ATB与miR-141-3p相互作用促进胃癌的发展，lnc-ATB/miR-141-3p/TGF-β2可作为一个潜在的有价值的胃癌预后分子标志物[62]。Zhang等[63]研究发现lncRNA MALAT1是miR-202的直接靶标，MALAT1抑制miR-202的表达后显著降低了胶质瘤相关癌基因同源蛋白2(glioma-associated oncogene homologous proteins2,Gli2)的表达。该研究阐明了MALAT-1/miR-202/Gli2的通路调节机制，这可能成为胃癌新的治疗策略。micRNA与lncRNA的相互作用机制及相关通路的发现，不仅让我们更清晰地认识肿瘤的侵袭转移机制，并可能为我们提供新的潜在的治疗靶点。

4 问题与展望

目前胃癌缺乏敏感性和特异性均较强的肿瘤标志物，研究出新的胃癌相关标志物可以用于胃癌的早期诊断和预后判断。研究清楚胃癌的侵袭转移机制，找到有效的治疗靶点有助于胃癌的治疗。大量研究证明非编码RNA中miRNA及lncRNA与胃癌的发生发展和预后有密切的联系。miRNA及lncRNA的异常表达可能成为潜在的胃癌早期诊断和预后判断分子标志物。

随着癌症研究的不断突破，不同种类的非编码RNA之间的相互作用，特别是lncRNA和miRNA之间的相互作用也不断被发现。lncRNA可通过多个转录机制充当miRNA的调节剂或效应子，从而共同调节基因表达并最终影响胃癌的进展。尽管对非编码RNA进行了大量研究，但我们对胃癌中lncRNA-miRNA相互作用机制的理解仍然不充分，需要进一步研究，如动物实验和lncRNA相关miRNA的系统分析，以充分阐明lncRNA-miRNA调控网络，这将有助于开发更好的胃癌诊断和治疗策略。

目前对于miRNA及lncRNA的种类发现及分子机制的研究非常有限，只有少部分miRNA及lncRNA的功能和机制被阐明。我们需要发现更多显著异常表达的非编码RNAs，并探究出其在胃癌组织和细胞中的表达意义及调控机制。此外，许多同种类的miRNA及lncRNA在不同的肿瘤疾病中均存在异常表达，需构建兼具高灵敏度及高特异性的诊断模型使胃癌能够被早发现和早治疗。

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