消化系统泛癌免疫细胞浸润相关LncRNA的研究进展

王星云，何子康，宋哲瑶,2，崔荣军

( 1.牡丹江医学院生物化学与分子生物学教研室；2.牡丹江心血管医院检验科，黑龙江 牡丹江 157011)

消化系统泛癌主要包括食管癌、胃癌、结直肠癌、肝癌、胰腺癌等。据2020年全球癌症统计报告分析，全球范围内结直肠癌、胃癌、肝癌的新发病例数分别排名于3、5、6位，死亡病例数分别排名于2、4、3位[1],足见消化系统泛癌目前仍危害着人类的生命和健康。近年来，外科手术、化疗、和放疗的广泛开展大大提高了消化系统泛癌患者的生存率，然而仍然有大量患者死于远处转移和并发症。免疫逃避是恶性肿瘤的十大特征之一，探讨消化系统泛癌的免疫细胞浸润对其发生发展机制、寻找新的诊治靶点至关重要。

肿瘤微环境(Tumor micro-environment,TME)是指肿瘤细胞存在的周围微环境，包括周围的毛细血管、各种免疫细胞、成纤维细胞、来源于骨髓的炎症细胞、各种信号分子和各种细胞外基质。免疫细胞浸润是肿瘤微环境的重要组成部分之一，TME中的免疫细胞浸润在恶性肿瘤发生、发展中扮演重要角色，并影响恶性肿瘤患者的临床预后。并且这些免疫细胞大致可分为抗肿瘤免疫细胞、促肿瘤免疫细胞。抗肿瘤免疫细胞包括效应T细胞、自然杀伤(natural killer,NK)细胞、树突状细胞(dendritic cells,DCs)、M1型巨噬细胞、N1型中性粒细胞；促肿瘤免疫细胞包括调节性T细胞(regulatory T cells,Tregs)、髓系来源抑制细胞(myeloid-derived suppressor cell,MDSCs)。肿瘤进展期患者常常存在免疫细胞浸润异常，说明免疫细胞与肿瘤细胞的斗争是一个不断消除、平衡、逃逸的过程。长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)在免疫细胞如T细胞、DCs、巨噬细胞、中性粒细胞、MDSCs的发育、分化和激活过程中表达异常[2]。

lncRNA和信使RNA结构相似，是非编码RNA中的一种，长度通常大于200核苷酸。目前研究发现，lncRNA具有调控细胞凋亡、增殖、侵袭、迁移、上皮-间充质转化和化疗药物敏感性等作用[3]。更重要的是lncRNA可以通过选择性靶向关键分子调节免疫反应。随着先进的分子基因芯片、基因组学以及其他高通量基因测序分析技术的广泛应用，越来越多的lncRNA分子被发现。比如，核富集转录体1(Nuclear paraspeckle assembly transcript 1，NEAT1)在大多数消化系统恶性肿瘤中过表达，包括胆管癌、结直肠癌、食管癌、胃癌、肝癌、胰腺癌等[3]。有研究者发现在33种癌症中表明组织起源相似的癌症可能存在共同的lncRNA免疫调节因子[4]。其中有些lncRNA可能直接或间接影响肿瘤微环境中的免疫细胞浸润，进而影响消化系统泛癌的发生和发展。

1 与单一免疫细胞浸润相关的lncRNA

1.1 CD8+T细胞浸润相关lncRNACD8+T细胞是效应T细胞的一种，具有细胞毒性作用。由于肿瘤微环境的免疫抑制导致CD8+T细胞耗竭或功能失调，肿瘤部位浸润的CD8+T细胞往往不能控制肿瘤生长。T细胞免疫球蛋白粘蛋白3(Tim-3,HAVCR2,Gene ID:84868，位于5号染色体)是一种免疫检查点分子，是T细胞的抑制性受体[5]。在肝细胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)中，lncRNA-Tim3(ENST00000443947.1，AC011288.2，位于7号染色体)上调并抑制CD8+T细胞分泌干扰素-γ(interferon-γ，IFN-γ)和白介素-2(interleukin-2,IL-2)，并且lncRNA-Tim3在刺激CD8+T细胞衰竭中起关键作用[6]。

1.2 M1型巨噬细胞浸润相关lncRNA肿瘤相关巨噬细胞(tumor-associated macrophages,TAMs)主要来源于外周循环系统中的单核细胞或组织中的巨噬细胞，TAMs表面标志物因其来源不同而产生差异，因此，在不同的肿瘤类型患者和同种恶性肿瘤患者之间存在不同的TAMs亚型。另外，在不同微环境信号刺激下，TAMs可改变自身的结构形态和生理特征，并表现出明显的可塑性来应对外界环境变化，并因此形成具有不同功能的亚群的过程。经典活化型细胞(M1型)和替代活化型细胞(M2型)是巨噬细胞极化动态变化的两个极端状态。有报道表明胎儿致死非编码发育调控RNA(Fetal-lethal non-coding developmental regulatory RNA,FENDDR)在人单核细胞来源的巨噬细胞中低表达，而在IFN-γ刺激的M1型巨噬细胞中高表达，并且FENDDR过表达促进M1型巨噬细胞极化[7]。有研究发现[8]，lnc-Ma301在HCC组织中表达较癌旁组织低，且低表达与预后差相关，lnc-Ma301高表达促进巨噬细胞从M2到M1型转化，说明M1型巨噬细胞具有一定的抗肿瘤作用。

1.3 NK细胞浸润相关lncRNANK细胞是免疫微环境中另一种抗肿瘤免疫细胞，因其在未激活状态杀伤肿瘤细胞而得名。在肿瘤微环境中，NK细胞的功能会因细胞毒效应减弱和促炎性因子的表达改变而受到阻碍。Runt相关转录因子3(Runt-rela-

ted transcription factor 3,RUNX3)参与了NCR1/NKp46的转录调控，增强了NK细胞中自然细胞毒性受体1(natural cytotoxicity receptor 1,NCR1)启动子的强度，因此，RUNX3过表达可导致NCR1表达上调，并且lncRNA GAS5可能通过miR-544/RUNX3调控轴增强NK细胞对肝癌细胞的杀伤作用，在活化的NK细胞中下调lncRNA GAS5可降低IFN-γ分泌，从而降低NK细胞毒性[9]。有研究发现，与对照组相比，胃癌患者的原代NK细胞中lncRNA GAS5表达下调，miR-18a表达上调；除此之外，由IL-2刺激的NK细胞活化可促进IFN-γ、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor,TNF-α)分泌和lncRNA GAS5的表达。lncRNA GAS5缺乏可显著抑制IFN-γ和TNF-α的分泌，进而抑制NK细胞的杀伤作用[10]。

1.4 中性粒细胞浸润相关lncRNA在肿瘤发生早期，中性粒细胞可通过降低肿瘤细胞毒性，肿瘤排斥反应和增强抗肿瘤免疫记忆能力来延缓恶性肿瘤的发展进程，这些细胞最近在表型上被命名为N1型中性粒细胞。N1型中性粒细胞通过分泌I型IFN和IL-18(interleukin-18,IL-18)而发挥抗肿瘤作用。有报道表示食管癌中lncRNA AC007255.1参与中性粒细胞活化过程，并且中性粒细胞的浸润程度与该lncRNA的表达相关[11]。最近研究表明，细胞因子如转化生长因子-β(transforming growth factor-β，TGF-β)和IFN-β通过肿瘤微环境参与了中性粒细胞的极化[12]。而在胃癌中，LINC00665沉默抑制了上皮-间质转化，降低了TGF-β、Smad2蛋白和α平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA)的表达水平[13]。

1.5 Tregs浸润相关lncRNATregs作为T细胞家族的一员，具有免疫抑制的作用，因此在维持免疫稳态和外周耐受方面发挥着关键作用，然而不幸的是，肿瘤细胞利用了这一特点对抗肿瘤微环境中的抗肿瘤免疫细胞，进而导致微环境中有利的免疫细胞逐渐减少。Xiong G等人[14]研究证实垂体特异性转录因子-3相关长链非编码RNA(pitoctunc class 3 homeobox 3 related long non-coding RNA,Linc-POU3F3)通过结合TGF-β信号通路促进Tregs在胃癌中的分化和分布。

1.6 MDSCs浸润相关lncRNA髓系来源抑制细胞，顾名思义，其来源于异常的骨髓细胞，同样具有免疫抑制作用。由粒细胞或多形核MDSCs(polymorphonuclear myeloid-derived suppressor cells，PMN-MDSCs)和单核MDSCs(mononuclear myeloid-derived suppressor cells,M-MDSCs)组成。在癌症发生时，肿瘤细胞产生不同的介质，抑制成熟骨髓细胞的分化，同时，刺激MDSCs的产生，产生影响肿瘤进展的免疫抑制微环境。趋化因子受体4(chemokine receptor 4,CXCR4)通过长链非编码RNA X染色体失活特异转录本(lncRNAX-inactive-specific transcript,lncRNA XIST)/miR-133a-3p/Ras同源基因家族成员A(Recombinant Ras Homolog Gene Family Member A,RhoA)信号通路招募免疫细胞，在促进炎性结直肠癌进展中发挥关键作用，而CXCR4过表达可促进结肠组织中MDSCs的浸润，由此可见，某些特定lncRNA可通过内源竞争性RNA(competing endogenous RNAs，ceRNA)等方式间接调节MDSCs抗肿瘤作用[15]。也有研究者在MDSCs中发现了一种可以结合CCAAT/增强子结合蛋白β(CCAAT/enhancer binding protein β,C/EBP β)的lnc-C/EBPβ，它调控一组靶转录本，如精氨酸酶1(arginase-1，Arg-1)、一氧化氮合酶2(nitric oxide synthase 2,NOS2)、NADPH氧化酶2(NADPH oxidase 2，NOX2)和环氧化酶2(Cyclooxygenase 2,COX2)，以控制MDSCs的免疫抑制功能和分化[16]。因此，MDSCs在肿瘤环境中具有负反馈调节免疫抑制功能的作用。

2 与多种免疫细胞浸润相关的lncRNA

吲哚胺2，3-双加氧酶1(Indoleamine 2，3-dioxygenase 1,IDO1)能通过降解色氨酸从而抑制效应性T细胞，促进Tregs分化。Kaiming Wu等人的研究结果表明lncsox5在结直肠癌中显著上调，并且该基因的下调显著降低了IDO1的表达，从而调节了CD3+CD8+T细胞的浸润和细胞毒性作用[17]。

DCs主要作为抗原提呈细胞参与特异性免疫反应。化疗或放疗诱导的坏死细胞释放的高迁移率族蛋白-1(High mobility group box-1 protein,HMGB1)可作为促炎因子，诱导DCs在抗原呈递过程中成熟[18]。TP73-AS1是一种反义的lncRNA，TP73-AS1基因敲除可抑制肝癌细胞增殖，抑制肝癌细胞HMGB1的表达，miR-200A过表达抑制HMGB1表达，TP73-AS1作为ceRNA与miR-200A结合，从而导致HMGB1高表达[19]。巨噬细胞在各种癌症中扮演的不同角色可能涉及M1和M2表型之间的动态平衡变化，这是由个体癌症的肿瘤微环境因素驱动的。Chen J等人发现在体内敲低TP73-AS1可抑制肝癌肿瘤的生长和M2型巨噬细胞的浸润[20]。由此可见，lncRNA TP73-AS1对DCs、M2型巨噬细胞浸润均有调控作用。

综上所述，lncRNA在消化系统泛癌免疫细胞浸润过程中发挥重要作用，并影响其预后，对消化系统泛癌免疫细胞浸润相关lncRNA的研究必将为消化系统泛癌的免疫治疗提供新的思路和方法。