长链非编码RNA在肺癌中的研究进展

唐亮 杜振宗

1桂林医学院（广西壮族自治区桂林541000）；2广西壮族自治区南溪山医院桂林医学院附属南溪山医院胸外科（广西壮族自治区桂林541000）

肺癌是发达国家和发展中国家男性癌症死亡的主要原因，在发达国家女性癌症死亡的主要原因中已超过乳腺癌［1］。肺癌有很多种组织学类型，即使在相同的组织学类型中，肺癌也具有不同表观遗传和遗传异常特征［2］。目前分子靶向药物的研究正在积极开展，但是对于许多肺癌患者，仍没有针对性的治疗方法。肺癌的早期检测技术和策略已有较大发展，但大多数肺癌被诊断时已进展至晚期。因此，甄别新型诊断生物标志物和治疗策略是肺癌得到有效治疗的前提条件。近年来，长链非编码RNA（long non⁃coding RNA，lncRNA）在恶性肿瘤发生发展中的作用逐渐被发现，其在恶性肿瘤的早期诊断和治疗中具有重要意义［3］。实际上，lncRNA调节多种靶基因，在肺癌发生中发挥重要作用，并且可作为肺癌的潜在诊断和治疗手段［4］。在本篇综述中，就近期lncRNA在肺癌中的研究工作做一个总结，重点是其在阐明肺癌发生发展和肺癌早期诊断治疗及判断预后上的应用。

1 lncRNA的介绍

随着基因组测序技术的迅速发展，人们发现70%的基因组序列被转录生成RNA，但其中只有不到2%的序列编码蛋白质，其余被称为非编码RNA，非编码RNA包括小非编码RNA（small non⁃coding RNA，sncRNA）和长链非编码RNA（long non⁃coding RNA，lncRNA）。LncRNA主要是聚腺苷酸化的，并且包含超过200个核苷酸或更长的转录物。LncRNA可通过转录和表观遗传调节，印迹，剪接和亚细胞转运等参与肿瘤的发生发展。虽然lncRNA的主要机制是调节相邻基因的表达，但是lncRNA也可以作为蛋白质⁃蛋白质相互作用或蛋白质诱变的支架［5］。此外，lncRNA还可以调节激酶功能。lncRNA在多种肿瘤中异常表达，而LncRNA中特定的超保守元件在人类肿瘤细胞中存在着广泛表达［6］。因此，lncRNA可用作治疗靶点。值得注意的是，PENG等［7］证实lncRNA可以作为早期NSCLC诊断的便利工具。即使在体液中，LncRNA也是稳定的并呈组织特异性表达。这些特征使得lncRNA可以作为肺癌筛查和早期诊断的微创敏感分子标记。目前在lncRNA的研究方法和策略方面，荧光原位RNA测序、高通量测序交联免疫沉淀、RNA反义纯化等相关技术得到了广泛应用［8-9］。此外，lncRNAdb（http：//www.lncrnadb.org/）、NON⁃CODE（http：//www.noncode.org）、LNCipedia（http：//www.lnci⁃pedia.org）等lncRNA数据库为lncRNA的研究提供了最新和全面的信息［10］。

2 lncRNA与肺癌

大量的研究结果表明，多种lncRNA在肺癌中扮演关键的调节作用，作为肿瘤抑制因子或致癌性lncRNA。

2.1 肺癌中下调的LncRNA

2.1.1 MEG3 MEG3（Maternally expressed gene 3，母系表达基因3）位于14q32.2上，是在各种正常组织中发现的母系表达的印记基因。MEG3在多种癌症中低表达，MEG3的上调抑制肿瘤生长［11］。LU等［12］报道与相邻正常肺组织相比，NSCLCs中MEG3的表达下调，此外，MEG3的表达下调可能促进非小细胞肺癌的发生发展。说明MEG3在NSCLC组织中也可能是一种抑癌基因。在多种癌症中都发生了CpG岛甲基化，影响基因的表观遗传，因此MEG3的异常可能引发肿瘤［13］。因此MEG3有可能成为一个表观遗传治疗的靶点。最近的研究［14］也发现，在肺腺癌中高表达的MEG3能够增加细胞毒顺铂药物的化学敏感性，通过调节p53和Bcl⁃xl的表达抑制细胞增殖并促进凋亡，这也可能成为一个新的肿瘤治疗靶点。综上所述MEG3在NSCLC治疗上具有潜在价值。

2.1.2 GAS6⁃AS1 GAS6⁃AS1（growth aresst specific gene 6⁃antisense RNA1，生长停滞特异性蛋白6⁃反义RNA1）位于染色体13q34上，与GAS6基因反义转录。GAS6⁃AS1的下调促进了几种恶性肿瘤（包括肺癌）中的癌症进展［15］。HAN等［15］证明NSCLC中GAS6⁃AS1的表达低于相邻的非癌性正常组织。另外，GAS6⁃AS1与非小细胞肺癌的TNM分期也呈负相关。由此可见GAS6⁃AS1在肿瘤发生发展过程中扮演了一个抑癌基因的角色。之前的研究也发现，GAS6⁃AS1与GAS6的表达呈负相关，而GAS6作为GAS6⁃AS1的宿主基因，不仅能促进细胞增殖和细胞分裂原活性，而且能促进肿瘤细胞的迁移、黏附和浸润。因此，GAS6⁃AS1可能通过调节其宿主GAS6的表达来影响非小细胞肺癌的发生发展［15］。提示GAS6⁃AS1可调控非小细胞肺癌的发生发展，是一个潜在的肿瘤标志物及新的治疗靶点。

2.1.3 BANCR BANCR（BRAF⁃acticited long non⁃coding RNA BANCR，BRAF基因激活的非编码RNA）通过调节细胞生长周期来介导细胞生长和凋亡。与相邻的非癌性正常肺组织相比，BANCR的表达在NSCLC组织中显著下调，而较低的BANCR表达与NSCLC患者的病死率相关［16］。虽然BANCR抑制NSCLC侵袭性和转移的机制解释仍不清楚，但可能与EMT抑制有关。BANCR表达的下调减少CDH1（也称为E⁃钙粘蛋白）表达，并诱导CDH2（也称为N⁃钙粘蛋白）、VIM（也称为波形蛋白）和MMPs［26］。 因此，BANCR也是lncRNA介导治疗NSCLC的潜在靶标。

2.1.4 PANDAR 位于染色体6q21.2上的PANDAR（pro⁃moter of CDKN1A antisense DNA damage activated RNA，CD⁃KN1A基因损伤激活的RNA启动子）是一种在肿瘤组织中低表达的lncRNA。HAN等［17］报道了PANDAR在非小细胞肺癌中表达下调与患者总体病死率升高有关，在非小细胞肺癌细胞中PANDAR的直接转录靶标包括P53，PAN⁃DAR通过调节BCL2影响细胞凋亡。因为PANDR是NSCLC中P53的直接转录靶，从而PANDR的过表达可以抑制NSCLC细胞的增殖，这也可能成为一个新的NSCLC治疗靶点。

2.1.5 SPRY4⁃IT1 SPRY4⁃IT1（ lncRNA SPRY4 intronic transcript 1，SPRY4内含子转录体1）是由SPRY4基因的内含子转录，并在黑色素瘤细胞中表达上调，且干扰其表达可诱导细胞生长停滞，侵袭能力下降和凋亡率上升［18］。有研究发现SPRY4⁃IT1在NSCLC组织中表达明显降低，且SPRY4⁃IT1的表达水平和肿瘤大小（P＝0.001）、病理分期（P＜0.001）、淋巴转移（P＝0.003）密切相关，因此该研究［19］指出SPRY4⁃IT1是NSCLC预后一个独立的危险因素（P＝0.009）。有研究［18］指出长链非编码RNA SPRY4⁃IT1表达下调可能通过调控EMT机制促进NSCLC细胞的增殖和侵袭。综上所述可知SPRY4⁃IT1可做为判断NSCLC预后的一个指标，也是一个潜在的治疗靶点。

2.2 肺癌中过度表达的LncRNAs

2.2.1 MALAT1 MALAT1（metastasis associated in lung adenocarcinoma transcript 1，转移相关性肺腺癌转录子1）首次在非小细胞肺癌中发现并进行报道。高表达的MALAT1被认为与肿瘤的高转移率以及低的术后存活率相关［20］。尽管在正常组织中也能检测到MALAT1的表达，但在肝癌、乳腺癌、胰腺癌、骨肉瘤、结肠癌、膀胱癌、宫颈癌、子宫内膜间质肉瘤以及前列腺癌中，MALAT1的表达量相对于正常组织有明显上升［21］。MALAT1是用于诊断NSCLC的液体活检中的生物标志物候选物。MALAT1的致癌活性的一个可能的机理解释是MALAT1参与异常选择性剪接，导致基因表达失调，包括B⁃MYB转录因子［22］。最近，WANG等［23］对538例非小细胞肺癌患者进行了随访研究，MALAT1基因变异体rs3200401在该群体中进行基因分型。他们证实位于lncRNA MALAT1上的rs3200401 T等位基因与晚期肺腺癌患者的病死率相关。MALAT1在NSCLC的预后及早期诊断方面具有重要意义。

2.2.2 HOTAIR HOTAIR（HOX transcript antisense inter⁃genic RNA，HOX基因转录的反义基因间RNA）是位于HOXC12基因的反义方向下游的lncRNA［24］。HOTAIR通过招募多梳蛋白抑制复合物2（PRC2）或染色质重组来促进几种癌症类型的侵袭和转移［25］。HOTAIR通过表观遗传学调控基因的表达，从而促进肿瘤的侵袭和转移。此外，据报道HOTAIR参与肺腺癌中顺铂的化学耐药性［26］。还有报道称［27］，HOTAIR 表达升高与NSCLC 中顺铂耐药相关，并表明HOTAIR表达与KLF4表达直接相关，表明HOTAIR有可能成为NSCLC耐药患者的新治疗靶点。以上研究提示对HOTAIR在肺癌中作用机制的研究可能为寻找临床治疗中逆转肿瘤耐药新靶点提供新的思路。

2.2.3 CCAT2 CCAT2（colon cancer⁃associated transcript 2，结肠癌相关转录物2）是一种新型的lncRNA，其过表达与许多癌症有关，包括NSCLC。CCAT2在NSCLCs，特别是腺癌中高度表达。根据QIU等［28］在NSCLC细胞系的研究中减少siRNA的CCAT2表达可以抑制NSCLC细胞的增殖和侵袭。提示CCAT2可能是一个致癌基因。CCAT2通过在细胞系中经由TCF7L2介导的转录上调MYC，miR⁃20a和miR⁃17⁃5p来促进细胞迁移［29］。这可能成为NSCLC的一个新治疗靶点。最近，赵等［30］研究证实CCAT2通过上调Pokemon（也称为ZBTB7A）的表达来促进肿瘤发生，并表明潜在的机制可能与Pokemon相关基因CDKN1A（也称为p21）有关。

3 总结与展望

近年来肺癌发病率和病死率在不断上升，肺癌发生发展的基础研究也在不断进行，随着荧光原位RNA测序、高通量测序交联免疫沉淀、RNA反义纯化等相关技术的发展使得lncRNA的研究进一步发展，lncRNA在肺癌发生发展中的作用引起广泛关注。先前的很多研究证实了lncRNA在NSCLC患者组织及血液中的异常表达，这可以作为NSCLC诊断的标记物。同时很多ln⁃cRNAs可以作为判断NSCLC预后的指标。在治疗方面，很多lncRNAs因通过表观遗传调控、转录调控、转录后调控基因表达等方式，故可作为治疗的靶点。有一些lncRNAs与化疗敏感性有关。由于IncRNA本身作用方式的多样性及不确定性，其对NSCLC具体的调控分子机制仍停留在未知阶段，有待进一步探索。目前研究面临的困难仍较多，如研究的手段较少、缺少高质量的数据库等。另外，一些重要的IncRNA在体内表达水平较低，也增大了研究的难度。