长链非编码RNA在胃癌中的研究进展

范清泉，陈 腾 综述 王 杰 审校

胃癌是全球最常见的恶性肿瘤之一，其发病率在中国居恶性肿瘤的第2位[1]。胃癌的发病与环境、遗传和饮食习惯等因素密切相关，但其机制尚未完全阐明。因此探索胃癌发展过程中的分子机制，寻找早期诊断和判断预后的分子标志，开发切实有效的靶向药物具有重要意义。长链非编码RNA(long non-coding RNA，lncRNA)是从哺乳动物基因组转录而来的，虽然缺乏蛋白质编码潜能，但它们能调控细胞核的结构和转录，调节mRNA的稳定性，同时参与翻译和翻译后修饰，成为基因表达网络中的重要调节因子[2]。越来越多的lncRNA被发现在胃癌的增殖、迁移和侵袭过程中发挥着重要作用，与胃癌诊断、治疗和预后密切相关，并可能作为潜在药物作用靶点。该综述从lncRNA影响胃癌发展、早期诊断、判断预后和治疗几个方面进行文献回顾，为胃癌防治提供依据。

1 lncRNA概述

随着生物技术的发展，人类基因组研究计划结果表明：仅有不到2%的核酸序列用于编码蛋白质，其余大部分并不表达蛋白质，这一类基因被称为非编码RNA(non-coding RNA, ncRNA)[3]。ncRNA最初被认为是转录噪声，然而随着研究的进展，发现ncRNA在正常发育和疾病发生发展过程中都发挥着关键作用。其中长度超过200 nt的ncRNA被称为lncRNA，lncRNA能通过与DNA、RNA或蛋白质相互作用来介导基因调控，其作用机制涉及到转录调控、转录后调控等影响编码蛋白的基因活性；或者可以直接与某些蛋白相结合形成核酸蛋白复合物，通过影响蛋白在细胞中的定位发挥调节作用，并涉及多条与癌症发生发展密切相关的通路如p53、NF-κB、PI3K/AKT和Notch等影响肿瘤进程[4]。

2 lncRNA在胃癌发展中的作用

胃癌的发病过程是一个复杂过程，其涉及到癌前病变、基因突变、癌基因激活、抑癌基因失活等。在胃癌的发展中涉及到多个lncRNA的异常表达，部分具有癌基因特性的lncRNA过表达或具有抑癌特性的lncRNA失活都能够促进胃癌发展。

2.1 具有促癌作用的lncRNA

2.1.1转移相关肺腺癌转录本1 (metastasis associated lung adenocarcinoma transcript 1, MALAT1) MALAT1基因位于人类染色体11q13和小鼠染色体19qA上，MALAT1在哺乳动物中表达丰富且进化保守，在各种生理过程中发挥着重要作用[5]。MALAT1对胃癌的致癌性和促进转移是通过VE-cadherin/β-catenin复合物 、ERK/MMP 和 FAK/paxillin信号通路途径介导的，其主要作用是促进了血管的新生[6]。Li et al[7]研究表明MALAT1可以负性调节miR-22-3p，解除miR-22-3p对Erb3的抑制，从而促进胃癌细胞的增殖和进展。

2.1.2LOXL 1反义RNA 1(LOXL 1-antisense RNA, LOXL1-AS1) LOXL1-AS1位于人类染色体15q24.1上，包含10 781个核苷酸和5个外显子。研究[8]证实了LOXL1-AS1有促癌效应，如LOXL1-AS1激活PI3K/AKT途径，促进了髓母细胞瘤的细胞增殖和转移。LOXL1-AS1在胃癌组织和细胞中高表达，Sun et al[9]研究表明LOXL1-AS1通过诱导细胞增殖、迁移和上皮间质转化来加速胃癌的恶化，其机制是通过LOXL1-AS1/miR-708-5 p/USF1通路实现的。Li et al[10]研究表明LOXL1-AS1可调控胃癌细胞的恶性表型，过表达的LOXL1-AS1显著降低miR-142-5p的表达，提高PIK3CA的表达水平从而促进胃癌细胞的生长和转移，同时在胃癌患者中PIK3CA过表达与不良病理指标及较短的总生存时间密切相关。

2.1.3SOX2重叠转录物(SOX2 overlapping transcript，SOX2OT) SOX2OT位于人类染色体3q26.3上，在结直肠癌、肺癌、乳腺癌和食管鳞状细胞癌中高表达，它与肿瘤细胞的增殖、迁移和侵袭呈正相关，是肺癌和肝细胞癌的不良预后因素[11]。Zhang et al[12]检测了132个胃癌样本中SOX2OT的状态，发现在胃癌组织和胃癌细胞系中SOX2OT表达升高，高水平的SOX2OT与恶性状态和预后不良相关。Qu et al[13]的研究表明过表达的SOX2OT促进了胃癌细胞的增殖和转移以及AKT2的磷酸化，同时SOX2OT作为竞争性内源性RNA与miR-194-5结合促进AKT2表达，从而促进胃癌的进展。

2.2 具有抑癌作用的lncRNA

2.2.1生长抑制特异性基因5(growth arrest specific 5，GAS5) 胃癌的快速发展主要是转移引起的，GAS5在胃癌组织和细胞系中的表达明显降低，其低表达与胃癌转移和预后不良密切相关。Liu et al[14]研究表明GAS5与Y盒结合蛋白1(Y-box binding protein 1，YBX1)相互作用，GAS5下调降低了YBX1蛋白水平，进而降低了YBX1反式激活p21表达，并消除了G1期细胞周期阻滞对胃癌的抑制作用。此外，GAS5过表达靶向p53作用于胃癌细胞，GAS5还可通过调节p53信号而抑制胃癌转移[15]。

2.2.2母源性印记基因3(maternally expressed gene 3，MEG3) MEG3位于染色体14q32.3上，研究[16]表明这种lncRNA在人类癌症中充当抑癌基因的作用；在机制上，启动子区域的高甲基化作为其潜在的调节机制。Wei et al[17]发现与胃癌组织比较，MEG3在邻近组织中高表达，MEG3的过表达可以抑制胃癌细胞的增殖和转移，同时也增加了p53的表达。Dan et al[18]研究表明miR-21是MEG3的靶点，MEG3负调控miR-21的表达；MEG3过表达通过抑制miR-21的表达，抑制胃癌细胞的增殖和转移。除此之外，Ding et al[19]研究表明MEG3的过表达能抑制胃癌细胞的迁移、侵袭和增殖，并促进细胞凋亡；在胃癌组织中MEG3被高甲基化以降低表达，当MEG3的表达恢复就可以在体外抑制肿瘤生长。

3 lncRNA在胃癌辅助诊断和预后评估中的作用

胃癌仍然是全世界癌症死亡的重要原因之一，大多数胃癌患者是在晚期诊断的，这导致了其治疗的受限和预后不良。目前胃癌的确诊依赖于侵入性检查和组织活检。但胃镜和腹腔镜下取活检等检查因其侵入性、操作复杂和检查条件要求高，不利于作为常规筛查手段。且目前临床上用于胃癌早期检测的最常见肿瘤标志物如CEA、CA19-9等灵敏性和特异性也较低。因此寻找识别特定的非侵入性生物标志物，对于胃癌筛查和早期诊断有重大意义。其中lncRNA在体液中循环时具有高稳定性，通过检测外周血或体液中肿瘤lncRNA表达能够反映肿瘤组织中的表达。因此，通过测定血浆或外泌体中lncRNA可有望用于肿瘤患者早期诊断、预测预后、转移风险和手术后复发风险评估，对患者制定综合的治疗措施具有重要帮助[20]。以下lncRNA分子作为新型诊断标志物和胃癌预后判读指标，具有较好的潜在临床应用价值。

3.1 lncRNA作为诊断标志物

3.1.1血清中lncRNA与胃癌诊断 血清学标志物作为一种良好的辅助诊断手段，具有创伤性小且简便易测的优点。Shan et al[21]通过荧光定量PCR方法检测胃癌患者及正常对照组血清中尿路上皮癌相关抗原1(urothelial cancer associated 1，UCA1)的表达，发现胃癌患者血清UCA1的表达明显高于正常对照组；其表达与年龄、性别、临床分期、淋巴结转移、远处转移无关，与癌细胞分化程度呈负相关，敏感性达93.20%，特异性达78.63%。Jiang et al[22]发现胃癌患者血浆中前列腺癌基因表达标志物1(prostate cancer gene expression marker 1，PCGEM1)的表达水平显著高于健康对照组，并通过ROC曲线明确了血浆PCGEM1的诊断价值。此外，PCGEM1表达水平与肿瘤分化和TNM分期有关。Feng et al[23]使用定量实时聚合酶链反应方法检测血清中B3GALT5反义RNA1(B3GALT5 antisense RNA1，B3GALT5-AS1)的表达，发现胃癌患者血清中B3GALT5-AS1水平明显高于正常人，可作为区分胃癌患者和健康人的诊断标志物；进一步的研究证实，高血清B3GALT5-AS1水平与TNM分期和淋巴结转移有关。以上血清中lncRNA为胃癌诊断提供了一个新的视角，可能成为胃癌早期诊断的新标志。

3.1.2外泌体中lncRNA与胃癌诊断 外泌体是一种小膜泡，含有复杂 RNA 和蛋白质，并且可能存在于所有生物体液中，它们被认为参与包括癌症在内的多种病理状况，检测外泌体中异常升高的lncRNA也可能作为一种简便易行的胃癌早期诊断方法[24]。Lin et al[25]使用RNA测序进行外泌体RNA分析发现了两种早期胃癌细胞上调的特异性外泌体1和胃癌细胞上调的特异性外泌体2(lncRNA up-regulated in the exosomes of gastric cancer，lncUEGC)，lncUEGC1在区分早期胃癌患者与健康个体和癌前慢性萎缩性胃炎患者中具有比CEA更高的准确性。此外，Zhao et al[26]研究结果显示外泌体末端HOXA转录本(HOXA transcript at the distal tip，HOTTIP)具有好的敏感性和特异性，它显示出比CEA、CA19-9和CA72-4更高的诊断能力。类似的，Cai et al[27]qRT-PCR结果显示，与健康对照组比较，胃癌患者血清外泌体中核糖体蛋白S 27 a假基因2(ribosomal protein S 27a pseudogene 2， PCSK 2-2:1)的表达水平显著下调。此外，外泌体LncRNA PCSK 2-2:1的表达水平与肿瘤大小、肿瘤分期和静脉侵袭相关，对诊断胃癌具有高准确性。这些结果表明，外泌体中lncRNA可能有希望作为用于早期胃癌诊断的高灵敏性、稳定且非侵入性的生物标志物。

3.2 胃癌组织中特异表达的lncRNA可作为潜在的预后分子标志物

3.2.1基底细胞黏附分子相关的长链非编码RNA(basal cell adhesion molecule associated long noncoding RNA，BCAM) 胃癌转移患者的胃癌组织中BCAM水平较无转移者明显升高，BCAM的上调也与生存时间的缩短显著相关，而敲除BCAM可减少胃癌细胞的侵袭和转移。BAN基因敲除抑制BCAM在mRNA和蛋白水平上的表达。进一步的临床资料表明，BAN上调与胃癌转移及预后不良有关。重要的是，在胃癌组织中，BAN的表达也与BCAM的表达显著相关。这表明BCAM及其受体lncRNA BAN的表达增加促进了胃癌细胞的侵袭和转移，并与胃癌患者预后不良有关[28]。

3.2.2癌易感性19长链非编码RNA(cancer susceptibility 19，CASC19) 在胃癌临床标本中，CASC19表达上调，与病理TNM分期和总体生存率低显著相关。多变量Cox分析证实CASC19过度表达是影响总生存率的独立预后因素。此外，定量实时PCR检测证实，4种人胃癌细胞中的CASC19表达较人正常胃黏膜上皮细胞明显上调，这些结果提示CASC19可能是一种新的预后生物标志物[29]。

4 lncRNA在胃癌治疗中的作用

胃癌目前仍是采用以手术为主的综合治疗，化学治疗是目前肿瘤治疗中的重要组成，但获得性或原发性耐药是治疗失败的主要原因[30]。探明胃癌化疗过程中发挥作用的分子机制必将有助于制定合理的个体化治疗方案，对于提高胃癌患者生存率大有帮助。一定的干预措施调节胃癌相关lncRNA表达，对治疗胃癌具有一定指导意义。

4.1尿路上皮癌相关抗原1(urothelial cancer associated 1，UCA1)UCA1是一种首次在人膀胱癌中发现的lncRNA，Fang et al[31]研究发现胃癌组织中过表达的UCA1可降低多药耐药胃癌细胞中miR-27b的表达。UCA1敲除和miR-27b过表达能增加胃癌耐药细胞株对阿霉素、顺铂和5-氟尿嘧啶的敏感性，且促进耐药细胞凋亡；抑制抗凋亡蛋白Bcl-2表达，并同时增加Caspase-3表达。Shang et al[32]研究结果也表明，UCA1沉默诱导的化疗耐药变化可能是通过细胞凋亡途径来介导的，并可作为致癌基因调节胃癌细胞的恶性增殖和对阿霉素的耐药性。因此UCA1可能为胃癌提供新的潜在治疗靶点和策略。

4.2人浆细胞瘤转化迁移基因(plasmacytoma variant translocation，PVT1)Du et al[33]证实PVT1可通过激活抗凋亡因子Bcl2来抑制胃癌细胞的凋亡，且PVT1引起的细胞凋亡功能障碍增加了胃癌细胞对抗癌剂5-氟尿嘧啶的耐药性。此外，PVT1在顺铂耐药患者和顺铂耐药细胞的胃癌组织中高表达。用顺铂处理PVT1过表达的胃癌细胞表现出抗细胞凋亡特性，而PVT1被抑制后胃癌细胞存活率较低。qRT-PCR和Western blot显示PVT1上调增加了MDR1、MRP、mTOR和HIF-1α的表达。胃癌中PVT1的过度表达促进了多耐药的发展，提示其可作为胃癌治疗中逆转多耐药的有效靶点[34]。此外，Zhao et al[35]通过激发STAT3/VEGFA信号轴阐明了PVT1介导的血管生成机制，这为开发新的胃癌治疗策略提供了靶点。

4.3印迹母系表达转录本(imprinted maternally expressed transcript，H19)研究[36]表明，治疗糖尿病的药物二甲双胍可以预防胃癌进展并改善预后。Li et al[37]使用lncRNA微量测定法发现在用二甲双胍处理的胃癌细胞中lncRNA H19表达大幅下调。敲除胃癌细胞系中的H19后胃癌细胞的侵袭性降低，并且二甲双胍在敲除H19后的胃癌细胞中抗侵袭作用减弱，推测H19是二甲双胍抑制胃癌细胞侵袭过程中的关键组分。

5 展望

综上所述，lncRNA与胃癌的发展密切相关，其机制涉及到具有原癌基因特性的lncRNA异常激活和具有抑癌作用的lncRNA基因的失活，进而通过调控相关DNA、RNA或者蛋白影响胃癌细胞增殖、凋亡、侵袭和转移。并且随着研究深入，越来越多的lncRNA在胃癌发展、诊断及治疗中的分子生物学机制将被发现，并且某些lncRNA可能成为胃癌早期发现和预测胃癌进展的相关标志物，为胃癌的诊断治疗提供帮助。