长链非编码RNA对结直肠癌潜在诊断价值的研究进展*

白盈盈，朱光旭，潘兴华　

(1.成都军区昆明总医院 细胞生物治疗中心，细胞生物医药技术国家地方联合工程实验室，云南省干细胞工程实验室，昆明　650032；2.昆明医科大学 成都军区昆明总医院临床学院，昆明　650500)

结直肠癌(colorectal cancer，CRC)是全球常见恶性肿瘤之一，美国癌症协会(American cancer society，ACS)最新报告指出，CRC的发病率在男女中均居第三位，死亡率在男性中更高居第二位[1]。在中国，CRC的发病率、死亡率已高居第五位，且呈上升趋势，每年约有191万人死于此病[2]。早期CRC的5年生存率高达95%，晚期则下降到35%，但是，多数患者初诊时已到中晚期，错过了最佳治疗时机[3]。目前，CRC诊断的主要方法有结肠镜检查和粪便隐血试验，但是前者是侵入性检查，价格昂贵、高风险、多并发症，后者缺乏特异性[4]，难以快速的进行诊断。因此，临床上需要更加完善的诊断标准和更加灵敏的诊断指标来确诊CRC，以期为临床上改善CRC患者的生存状态提供更精确的依据。研究表明，长链非编码RNA可以通过多种调控方式影响细胞的生长发育，与CRC的发生、发展、转移和预后等密切相关[5]。lncRNA有望成为CRC诊断、治疗和预后评估的新型分子标志物，具有非常广阔的研究和应用前景。

1　lncRNA概述

长链非编码RNA (long non- coding RNA，lncRNA)是一类定位于细胞核或细胞质中，转录本长度大于200 nt的，不具备编码蛋白质功能的RNA分子，绝大多数由RNA聚合酶Ⅱ转录并经可变剪接而来，且以RNA的形式在表观遗传学、转录和转录后等层面调控基因的表达水平[6]。最初，lncRNA被称为“暗物质”，随着高通量技术的发展，研究发现lncRNAs参与了染色质修饰、DNA甲基化、组蛋白修饰、基因组印记、转录激活、转录干扰、核内运输等多种重要的调控，并与包括肿瘤在内的许多疾病有着密切联系[7]。对于lncRNA的分类，现阶段尚未见有统一的标准，文献上多按照lncRNA编码序列与蛋白质编码基因的相对位置划分为：①正义链lncRNA，其转录于蛋白质编码基因的正义链；②反义链lncRNA，其由蛋白质编码基因的反义链转录产生；③双向lncRNA，其转录于蛋白质编码基因的两条反向互补链，且转录起始位点间的距离小于1 000 bp；④内含子lncRNA，其来源于蛋白质编码基因的内含子序列；⑤基因间lncRNA，其来源于两条蛋白质编码基因的基因间隔区[8]。

2　lncRNA作为结直肠癌检测标志物

随着美国食品和药物管理局批准前列腺癌抗原3(prostate cancer antigen 3，PCA3)作为前列腺癌的诊断标志物应用于临床，关于lncRNA应用于肿瘤诊断的研究越来越多。研究表明，lncRNA与CRC的发生、发展、侵袭等密切相关，在CRC患者的病变组织、血液等检测中可发现异常表达的lncRNA[9]。多种lncRNA在CRC中存在异常表达(表1)，这为其在CRC诊断中的应用提供了相应的实验室基础。

2.1肺癌转移相关转录本1肺癌转移相关转录本1(metastasis- associated lung adenocarcinoma transcript 1，MALAT1)又名核富集常染色体转录产物2(nuclera- enriched autosomal transcript2，NEAT2)，长8 708 nt，其编码基因定位于11q13.1，最初在非小细胞肺癌(non- small cell lung cancer，NSC- LC)研究中被发现[21]。最新研究发现， MALAT1可调控 SRPK1介导的SRSF1的磷酸化，使PRKA激酶锚蛋白9(A kinase anchor protein 9，AKAP- 9)在mRNA和蛋白质水平显著上调，AKAP- 9可促进CRC细胞增殖、侵袭和转移，表明MALAT1可调节靶蛋白AKAP- 9促进CRC增殖、迁移和侵袭[12]。常建兰等[22]发现MALAT1在结直肠癌的表达量是腺瘤表达量的1.78倍，p53和MALAT1的曲线下面积大于0.7，对结直肠腺瘤和CRC的诊断有较高的准确性， 为CRC与腺瘤的鉴别诊断提供一定的实验依据。Zheng等[23]研究发现CRC组织中MALAT1水平较癌旁组织高2.26倍，高表达于Ⅱ/Ⅲ期CRC患者，提示MALAT1可能成为CRC诊断、转移和预后的一种潜在检测指标。但是，MALAT1不仅在结直肠癌，而且在肺癌、胰腺癌、肝癌和食管癌等多种肿瘤中均有不同程度的异常表达，因此在特异性方面尚需更精确的实验证实。

表1 结直肠癌中异常表达的lncRNA

2.2结肠癌相关转录因子1结肠癌相关转录因子1(colon cancer associated transcript 1，CCAT1)长度为5 200 nt，定位于染色体组8q24.21，是Nissan等[24]在2012年通过代表性差别分析法发现的一种lncRNA转录因子，是人类结直肠癌特异性的lncRNA，在结直肠癌中表达上调。研究发现，CCAT1在原癌基因c- MYC上游，与c- MYC邻近，参与调控c- MYC的转录和染色质构象，从而在结直肠癌的发展过程中起重要的作用[10]。CCAT1在CRC组织中的表达水平比正常黏膜组织高达235倍，在外周血液中同样有40%的患者表达上调，CCAT1与CRC密切相关[10]。随后有研究表明，CCAT1在健康者、结直肠腺瘤及CRC患者外周血中的表达量呈逐渐递增趋势，结直肠癌组ROC曲线下面积与结直肠腺瘤组相比有显著差异，表明CCAT- 1表达对结直肠癌有较高的诊断价值，可作为结直肠癌早期筛查的一种有价值的标志物[25]。Kam等[26]发现TO- PNA- MB与lncRNA CCAT1杂交产生特殊的荧光信号，可以在CRC细胞及组织中测得CCAT1的高表达，这为检测CCAT1提供了一种新的检测手段。因此，CCTA1是潜在的CRC特异性的肿瘤标志物，应用于CRC的诊断。

2.3结直肠癌差异表达基因结直肠癌差异表达基因lncRNA(LncRNA colorectal neoplasia differentially expressed，CRNDE)位于16q12.2，由1 070个核苷酸组成。Ellis等[27]研究发现CRNDE作为PI3K/Akt/mTOR和Raf/MAPK 通路的下游信号靶点，其高度保守转录序列gVC- In4，通过胰岛素/胰岛素样生长因子调节影响细胞新陈代谢，进而使CRNDE在CRC细胞中表达上调，参与CRC的发生、发展。随后发现，CRNDE可以通过调控Wnt/β- catenin信号通路，促进细胞增殖[13]。Graham等[28]的研究显示CRNDE在结直肠腺瘤和结肠腺癌患者血浆中的表达高于健康者，并且CRNDE存在多种转录体，如CRNDE- a，- b，- e，- f和- h，在CRC组织中均表达上调。其中CRNDE- h鉴别腺瘤组织和正常肠黏膜组织的敏感度为95%，特异度为96%；CRC患者血浆CRNDE- h阳性率高达87%，而正常人只有7%。同样研究发现，在血清中CRNDE- h区分结直肠良性病变和健康者的敏感度为70.3%，特异度为94.4%[29]。因此，CRNDE参与了CRC的发生发展，可能成为一种无创性的诊断CRC的新型生物学标记物。

2.4同源盒基因转录反义RNA同源盒基因转录反义RNA(HOX transcript antisense RNA，HOTAIR)定位于12q13.13，是Rinn等[30]在11种成纤维细胞中分析出来的世界上第一个具有反式转录调控作用的lncRNA。HOTAIR的作用机制较多，可以调控Wnt，PI3K和Akt等信号通路，促进细胞增殖；可以结合PRC2复合物至特异基因区域，引起组蛋白H3K27甲基化；也可结合LSD1/CoREST/REST抑制复合物，引起H3K4去甲基化，最终通过染色体修饰引起基因沉默[11]。Kogo等[31]研究发现HOTAIR在CRC组织中的表达水平明显上升，尤其是伴有肝转移的Ⅳ期CRC组织，且与侵犯的深度、淋巴结和器官转移、肿瘤组织血管侵犯等密切相关。Svoboda等[32]发现组织中HOTAIR区别结直肠癌患者与健康者的灵敏度为67%，特异度为92.5%，且患者血中HOTAIR表达同样高于健康者，并与死亡率相关。HOTAIR作为结直肠癌及其肝转移的标记物已经应用于临床，且其在预后等方面也具有潜在的临床应用价值。

2.5其他在CRC中异常表达的lncRNA还有很多，如lncRNAUCA1，RP11- 462C24.1，lincRNA- P21，SLC25A25- AS1，lncRNA- ATB等，但在CRC诊断中的作用还需更多研究加以证实[33]。同样研究发现，多个lncRNA或与miRNA，CEA等联合检测可以有效地提高诊断CRC的特异度和灵敏度[34，35]。随着研究的深入，血液外泌体来源的lncRNA在CRC的诊断中得到快速发展，其诊断比血液中的lncRNA更准确，有望替代血液lncRNA成为新一代的CRC标志物[29]。

3　展望

CRC目前还没有直接治愈的方法，无创快速的检测方法和检测指标是CRC治疗中的中心环节，能够早期发现是采取相应治疗措施提高患者生存的关键。近年来，CRC相关的不同种类的新的lncRNA不断被发现，其在CRC的发生、发展、侵袭等多个方面发挥的重要调控作用也被进一步阐明。异常表达的lncRNA有望成为CRC预防、诊断、预后和治疗的新型生物学检测指标。但是，lncRNA作为CRC诊断指标正式应用于临床尚有许多需要解决的难题，如lncRNA在CRC中的作用机制尚未完全明确；与CRC特异度、敏感度高的相关的lncRNA有待继续发现；其在血液、尿液、粪便等中的稳定性如何，在血液、尿液以及粪便中检测出的差异表达lncRNA对于CRC诊断有何临床价值；此外lncRNA与DNA甲基化、组蛋白修饰等表观遗传学指标的联合检测是否更能提高诊断效率等，这些问题尚需进一步的临床研究加以证实。lncRNA在CRC中呈现的差异表达，总结果为其作为CRC诊断可能的新型标志物提供了部分实验基础。然而lncRNA种类繁多，在包括CRC在内的多种肿瘤中的表达均出现有明显的差异，不同类型以及不同标本来源的lncRNA在CRC中的潜在诊断价值尚需大量细致深入的工作。

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