外泌体长链非编码RNA在胃癌中的研究进展

冯长平，张卓奇，苏宇

(河北大学附属医院，河北 保定 071000)

胃癌是临床常见的消化系统恶性肿瘤，根据2020年癌症统计数据，胃癌的新发病例数在所有癌症中居第5位，死亡病例数居第4位[1]。近年来，随着手术、放化疗及靶向药物治疗等方法的不断进展，中国胃癌患者病死率呈下降趋势，但进展至晚期的患者预后仍然较差[2]。胃癌早期患者通常无明显特异性症状，容易导致诊断延误而错过最佳手术治疗时机。因此，深入研究胃癌的作用机制，探寻具有高度敏感性和特异性的生物标志物，利于提高胃癌患者的早期诊断率，对胃癌患者的综合治疗也具有重要意义。现有研究表明，外泌体长链非编码RNA(long non-coding RNA，lncRNA)与胃癌细胞的增殖、转移及肿瘤耐药等生物过程密切相关。现就外泌体lncRNA在胃癌中的研究进展进行综述。

1 外泌体lncRNA简介

外泌体最初是在绵羊的网织红细胞中被发现，此后Johnstone等[3]将其命名为外泌体。外泌体可由人体多种细胞分泌，直径40～100 nm，是稳定存在于体液中的胞外膜性囊泡[4]。外泌体还能作为重要的信号分子，将囊泡内含物传递到靶细胞或组织部位，包括各种类型的生物活性物质，如核酸、蛋白质等，在免疫系统的调节、神经系统的信息传递及肿瘤的发生发展等过程中具有重要意义[5-7]。

lncRNA是一类主要位于胞核且缺乏蛋白编码能力的核酸分子[8]。研究表明，lncRNA在恶性肿瘤的发病机制中具有重要作用，并可通过外泌体包裹传递，从而调节相关基因的表达[9-10]。目前已有不少关于组织细胞的lncRNA研究报道，而外泌体lncRNA由于取样容易、相对无创、方便快捷等优势，逐渐成为目前基因研究的热点。Zhou等[11]研究表明，肿瘤相关成纤维细胞(cancer-associated fibroblasts，CAFs)来源的外泌体LINC00659可以通过海绵吸附miR-342-3p并作为竞争性内源RNA(competing endogenouse RNA，ceRNA)来调节结直肠癌细胞中基因ANXA2的表达，进而促进结直肠癌细胞增殖、侵袭等过程。Zhang等[12]研究表明，外泌体lncRNA FAM225A可通过海绵吸附miR206来调节基因NETO2和FOXP1的表达，进而促进食管癌细胞的进展及血管生成。也有研究表明，外泌体lncRNA HOTTIP可以通过miR-214靶向调控基因KPNA3表达，促进结直肠癌细胞对丝裂霉素的耐药性[13]。总之，外泌体lncRNA与恶性肿瘤的发生、发展及化疗耐药密切相关。

2 外泌体lncRNA 在胃癌发生发展中的作用

2.1 调控胃癌细胞的增殖、侵袭和迁移

上皮-间质转化(epithelial mesenchymal transition，EMT)目前被认为是与恶性肿瘤转移相关的生物学过程[14]。有研究表明，lncRNA ZFAS1可通过外泌体介导。当ZFAS1敲低时，EMT相关的转录因子的表达量显著降低，并抑制胃癌细胞的增殖及迁移能力。表明外泌体lncRNA ZFAS1可以通过诱导胃癌细胞EMT，进而调控其增殖和迁移的能力[15]。也有研究表明，外泌体lncRNA PCGEM1可通过维持基因SNAI1的稳定性并减少其降解，进而诱导胃癌细胞EMT的发生，从而促进胃癌细胞侵袭和迁移[16]。

肿瘤微环境(tumour microenvironment，TME)中的部分细胞可通过分泌各种活性物质，再以旁分泌或近分泌等方式作用于肿瘤细胞以激活其胞内多种重要信号转导通路，进而在肿瘤进展中发挥重要作用。胃癌间充质干细胞(gastric cancer-derived mesenchymal stemcell-like cells，GC-MSCs)是TME中重要的基质细胞，能通过旁分泌等影响胃癌细胞，并促进其增殖和迁移[17]。Wang等[18]研究表明，LINC01559可通过外泌体从MSCs传递到胃癌细胞，导致PI3K/Akt通路激活，从而促进胃癌细胞的增殖、迁移。巨噬细胞是肿瘤微环境中常见且数量繁多的免疫细胞类型，根据细胞所处的内环境不同可分为M1及M2表型。其中M2型巨噬细胞是由多种细胞活化因子诱导形成，能通过影响肿瘤的血管形成而对肿瘤细胞的增殖产生影响，并参与肿瘤附近的基质降解，进而影响肿瘤细胞的侵袭及转移，从而在肿瘤的发生和发展中起到重要的调控作用[19-20]。而外泌体lncRNA在调控胃癌相关的M2型巨噬细胞极化过程中发挥着重要作用，有研究表明外泌体lncRNA CASC11可通过抑制相关通路而促进此过程，还有研究表明外泌体lncRNA LOXL1-AS1可通过激活相关信号通路而促进此过程[21-22]。Xin等[23]研究表明，外泌体介导的lncRNA HCG18可通过降低胃癌巨噬细胞中的miR-875-3p来提高KLF4蛋白表达水平，从而促进M2型巨噬细胞极化。综合而言，外泌体lncRNA可通过影响TME中的基质细胞，进而使胃癌细胞的增殖及侵袭能力发生改变。

Zeste基因增强子同源物2(enhancer of Zeste homolog 2，EZH2)作为甲基酶的一种，表达异常时可影响恶性肿瘤细胞的增殖及迁移等能力[24-25]。Lu等[26]研究表明，lncHEIH可由外泌体包裹释放，刺激EZH2表达，导致基因GSDME启动子甲基化，从而促进胃癌细胞的增殖和迁移。

2.2 调控胃癌化疗耐药

在胃癌晚期患者的长期药物治疗过程中，常因肿瘤化疗耐药而导致治疗失败和疾病进展[27]。外泌体lncRNA可通过调控相关机制影响胃癌的化疗耐药，Wang等[28]研究表明，lncRNA HOTTIP可以通过外泌体传递至靶细胞，外泌体lncRNA HOTTIP可作为ceRNA海绵吸附miR-218调控基因HMGA1的表达，从而降低胃癌细胞对顺铂的敏感性，进而促进胃癌化疗耐药。Xin等[29]研究表明，lncRNA CRNDE可通过外泌体从M2型巨噬细胞转移到胃癌细胞。外泌体lncRNA CRNDE低表达时，胃癌细胞对顺铂的敏感性增强；外泌体lncRNA CRNDE过表达可促进连接酶NEDD4-1对磷酸酶PTEN泛素化作用，诱导胃癌顺铂抵抗。提示巨噬细胞衍生的外泌体lncRNA CRNDE与胃癌的顺铂耐药密切相关。Cao等[30]研究表明，Linc00852在顺铂耐药胃癌细胞分泌的外泌体中上调，并可通过miR-514a-5p靶向调控基因 COMMD7 的表达，促进胃癌细胞对顺铂的耐药性。外泌体lncRNA对胃癌细胞的调控作用，见表1。

表1 外泌体lncRNA对胃癌的调控作用

3 外泌体lncRNA 在胃癌诊断中的作用

外泌体包含的各种生物活性物质可以反映其来源细胞的相关信息，通过检测外泌体lncRNA有助于胃癌的早期筛查及诊断。随着外泌体lncRNA检测技术的发展，越来越多实验表明，外泌体lncRNA可作为胃癌诊断的分子标志物。Li等[31]通过检测79例胃癌患者和81例健康人(对照组)血浆及外泌体内LINC00152 水平，发现胃癌患者的血浆及外泌体内LINC00152水平与对照组相比高，进而发现外泌体LINC00152有作为胃癌诊断标志物的潜能。Pan等[15]检测了lncRNA ZFAS1在胃癌患者肿瘤组织、血清样本、血清外泌体及细胞株中的表达，并进行对比显示，血清外泌体lncRNA ZFAS1可能作为诊断胃癌的潜在标志物。Zhao等[32]研究表明，外泌体lncRNA HOTTIP与传统的血清标志物癌胚抗原(carcinoembryonic antigen，CEA)、糖类抗原19-9(carbohydrate antigen 19-9，CA19-9)、糖类抗原72-4(carbohydrate antigen 72-4，CA72-4)相比，在胃癌的诊断能力方面更好，适合作为诊断胃癌的血清标志物。Lin等[33]通过检测胃癌患者、癌前病变患者及健康人的血浆外泌体lncRNA，并进行系统的筛选及分析，发现几乎所有的lncUEGC1都包裹在血浆外泌体中，并通过受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curve，ROC)对其诊断准确性进行评估，发现外泌体lncUEGC1的诊断准确性高于血清CEA。Li等[34]研究表明，血清外泌体lnc-GNAQ-6:1 在胃癌患者中低表达，ROC下面积为0.732，高于CEA、CA19-9和CA72-4的诊断准确率，可能作为胃癌的诊断标志物。Guo等[35]通过研究胃癌患者及正常人的血清外泌体lncRNA-GC1，并根据ROC评估lncRNA-GC1与传统生物标志物(CEA、CA72-4、CA19-9)诊断效率显示，外泌体lncRNA-GC1在胃癌的早期诊断方面更有优势，能够作为胃癌诊断的标志物。Xu等[36]通过检测并分析胃癌患者、胃腺瘤及健康人血清外泌体lncRNA MIAT表达水平，发现胃癌患者组表达水平最高，且表达水平更高的胃腺瘤患者更容易发生胃癌。提示外泌体lncRNA MIAT可作为潜在标志物用于胃癌诊断。张好良等[37]通过检测胃癌患者及正常人的血清外泌体lncRNA RPN2-4表达水平，并同时检测相应血清中CEA、CA19-9与CA72-4的表达水平显示，外泌体LncRNA RPN2-4在胃癌患者血清中低表达，用于筛查胃癌的ROC下面积为0.772，可作为胃癌筛查的潜在肿瘤标志物。Piao等[38]研究表明，外泌体lncRNA CEBPA-AS1在胃癌组织细胞及血浆外泌体中均高表达，与传统肿瘤生物标志物相比在诊断准确性方面更有优势，可作为临床诊断胃癌的生物标志物。Zhou等[39]检测了81例胃癌患者的血清外泌体lncRNA H19水平，并构建ROC明确其诊断性能，外泌体lncRNA H19在胃癌的诊断方面具有重要价值。Cai等[40]通过检测胃癌患者和健康人血清外泌体lncRNA PCSK2-2:1的表达水平显示，其在胃癌患者中的低表达，且用于筛查胃癌的ROC下面积为0.896。提示外泌体lncRNA PCSK2-2:1能够作为胃癌诊断的潜在生物标志物。随着检测技术的提高及研究热点的关注，近年来更多的具有诊断胃癌潜能的外泌体lncRNA被逐渐发现，比如lncRNA SLC2A12-10:1[41]、lncRNA RN7SK[42]、lncRNA NR038975[43]、FRLnc1[44]。

高通量检测技术的发展迅速，部分研究者尝试通过对样本进行高通量检测并结合生物信息学分析来寻找适合胃癌早期诊断的潜在生物标志物。Yu等[45]首先运用高通量测序技术对胃癌组织样本进行检测，结合基因本体(gene ontolog，GO)和基因组百科全书(kyoto encyclopedia of genes and genomes，KEGG)通路富集分析，构建了核心TF-lncRNA-靶基因网络，发现异常高表达的lncRNA，并利用qRT-PCR验证。然后在52例胃癌患者和30例健康人的血浆中检测异常高表达的lncRNA，并构建ROC，发现血浆中lncRNA MB21D1-3:5、lncRNA PSCA-4:2和lncRNA ABCC52:1异常高表达，可能为诊断胃癌的潜在生物标志物，但血浆异常高表达的lncRNA与外泌体的关系还需进一步实验探索验证。Hu等[46]通过高通量测序分析了5例胃高级别上皮内瘤变(gastric high-grade intraepithelial neoplasia，GHGIN)患者和5例健康人的血浆外泌体中的lncRNA，并利用GO和KEGG通路富集分析，构建了lncRNA-microRNA-mRNA相互作用网络，发现7个差异表达的外泌体lncRNA(HIF1A-AS1，NOP14-AS1，SPAG5-AS1，EAF1-AS1，IGBP1-AS2，ST7-AS2 和AC008277.1)可能在GHGIN的发生和发展中发挥重要作用。

4 外泌体lncRNA 在胃癌治疗及预后中的作用

外泌体lncRNA与胃癌患者的治疗关系密切，有作为胃癌治疗靶点的潜能。有研究表明，根据外泌体lncRNA HEIH促进胃癌进展的调控机制，有望探索并发现合适的EZH2抑制剂，从而为胃癌的治疗提供重要帮助[26]。Zhang等[44]研究表明，FRLnc1在血清外泌体中高表达，并可通过外泌体转运促进胃癌进展，提示外泌体FRLnc1可能成为胃癌治疗的潜在生物标志物。Cao等[47]提出，lncRNA SPRY4-IT1由外泌体分泌到胃癌患者的血清中，血清外泌体lncRNA SPRY4-IT1与胃癌转移相关，可能作为胃癌患者的潜在治疗靶点。Wang等[48]研究表明，外泌体lncRNA HOXA10主要与丙酮酸羧化酶(pyruvate carboxylase，PC)相互作用，并参与胃癌发生的早期阶段，全反式维甲酸对胃癌前病变(gastric precancerous lesions，GPL)的治疗可能是针对lncRNA HOXA10-PC轴，从而阻止GPL向胃癌进展。

外泌体lncRNA与胃癌的预后评估关系密切。有研究通过Kaplan-Meier分析及COX回归分析得出，外泌体lncRNA HOTTIP表达水平与总体生存率(overall survival，OS)相关，且可作为胃癌患者的独立预后因素[32]。也有研究表明，血清外泌体lncRNA MIAT是胃癌的独立预后因素，可用于胃癌进展的监测[36]。也有研究通过分析外泌体lncRNA H19与胃癌患者临床病理特征的关系得出，其表达水平与分期关系密切，且患者术前与术后的表达水平存在明显差异，表明外泌体lncRNA H19在胃癌预后评估方面具有重要价值[39]。还有研究表明，外泌体lncRNA PCSK2-2:1的表达水平与肿瘤的大小、TNM分期和静脉浸润密切相关，可能在胃癌的进展中发挥重要作用[40]。Zheng等[41]通过提取并检测胃癌患者及健康人群血浆外泌体lncRNA SLC2A12-10:1得出，外泌体lncRNA SLC2A12-10:1的表达水平与肿瘤的TNM分期及淋巴结转移呈正相关，可用于监测胃癌患者的预后。刘敏等[42]研究表明，外泌体lncRNA RN7SK与胃癌转移及分期具有高度相关性，在预后评估方面有重要价值。Song等[49]通过对981例胃癌患者多阶段回顾性队列研究得出，lncRNA-GC1与胃癌的临床分期及预后显著相关，可作为胃癌患者预后的无创生物标志物。外泌体lncRNA在胃癌诊断、治疗及预后中的价值，见表2。

表2 外泌体lncRNA在胃癌诊断、治疗及预后中的价值

5 总结与展望

胃癌具有较高的发病率及病死率等特征，且一旦进展为晚期时患者预后通常较差。因此深入研究胃癌发生发展的各种相关机制，开发出具有较高敏感性及特异性的检测技术，对胃癌的诊治及监测预后具有非常重要的意义。外泌体含有lncRNA等核酸分子，而外泌体lncRNA已被证明参与胃癌的增殖、侵袭、转移及耐药等多个方面，因此基于外泌体lncRNA的检测在胃癌的诊治及预后具有巨大的优势。

但目前lncRNA与胃癌相关的研究主要集中于细胞水平，对于外泌体lncRNA在胃癌中的相关机制研究相对较少，尚处于早期探索阶段。外泌体的分离、纯化、鉴定等相关技术仍处于实验室研究阶段。并且目前关于外泌体lncRNA研究的样本量相对较小，还亟需开展足够样本量的临床实验研究。所以，相信随着未来医学检验技术的进步及分子生物学的发展，外泌体lncRNA将在胃癌的早期诊断、精准治疗和预后监测中发挥更重要的作用。