長鏈非編碼RNA UCA1在胃癌中的研究進展

鄭斌，王宇

(1.陜西中醫(yī)藥大學第二臨床醫(yī)學院臨床醫(yī)學系，陜西 咸陽 712046；2.陜西中醫(yī)藥大學醫(yī)學科研實驗中心，陜西 咸陽 712046)

·綜 述·

長鏈非編碼RNA UCA1在胃癌中的研究進展

鄭斌1，王宇2

(1.陜西中醫(yī)藥大學第二臨床醫(yī)學院臨床醫(yī)學系，陜西 咸陽 712046；2.陜西中醫(yī)藥大學醫(yī)學科研實驗中心，陜西 咸陽 712046)

胃癌是世界上第3大導致死亡的惡性腫瘤，嚴重危害著人類健康。長鏈非編碼RNA(lncRNA)尿路上皮癌胚抗原1(UCA1)在胃癌的增殖、分化、轉移、多藥耐藥(MDR)等方面有著很重要的作用，在臨床應用中具有很大的潛力。

長鏈非編碼RNA；尿路上皮癌胚抗原1；胃癌

長鏈非編碼RNA(long-non-coding RNA，lncRNA)是一類長度超過200個核苷酸的非編碼RNA(ncRNA)，它們不編碼蛋白質，缺少較長的開放閱讀框，但是可以通過RNA的形式不同程度的控制基因的表達[1]。尿路上皮癌胚抗原1(urothelial carcinoma antigen 1，UCA1)基因是一個重要的lncRNA，它是應用RACE技術，從膀胱癌細胞BLZ-211中擴增到的lncRNA[2]。已有的研究表明UCA1在膀胱癌、乳腺癌和胃癌等多種腫瘤的細胞增殖、遷移、誘導凋亡、耐藥等方面中起到一定促進作用，并且研究人員對UCA1基因也越來越重視，因此，本文就UCA1基因的基本信息以及UCA1與胃癌的關系分別進行闡述。

1 UCA1基因

1.1 UCA1基因的結構 UCA1基因定位在19p13.12，在其5'末端有TATA盒，3'末端有加尾信號以及polyA尾巴。UCA1基因包括3個外顯子和2個內含子[3]，在NCBI中已收錄的全長為1 442 bp。

1.2 UCA1基因的生物信息學 應用生物信息學方法分析UCA1基因啟動子發(fā)現(xiàn)，UCA1基因的啟動子位于其5’端，全長2 000 bp，其中核心的啟動子區(qū)域長度為250 bp[4]。進一步應用生物信息學方法預測其轉錄因子發(fā)現(xiàn)，UCA1基因核心啟動子有4個與腫瘤關系密切的轉錄因子，分別為CREB、C-Myb、C/EBPα和Ets-2，經(jīng)過染色質免疫試驗鑒定后，確定轉錄因子Ets-2和C-Myb可與UCA1基因的核心啟動子區(qū)域結合[5]。CpG島預測發(fā)現(xiàn)，UCA1基因全長啟動子中不存在CpG島。通過開放閱讀框(ORF)軟件預測，UCA1基因有5個開放閱讀框(ORF)，并且5個開放閱讀框起始序列都不符合Kozak法則。另外，重復序列分析(RepeatMasker)表明，該基因屬于HERV-H內源性逆轉錄病毒家族(human endogenous retrovirus H family)，從許多已有研究發(fā)現(xiàn)，該家族基因與惡性腫瘤相關[4]。

1.3 UCA1基因的細胞定位和組織表達譜 UCA1基因屬于長鏈非編碼RNA，不編碼蛋白質。電鏡原位雜交表明UCA1基因定位于細胞漿內，其功能可能為參與調控下游蛋白質的合成。組織表達譜分析表明，UCA1基因在胚胎和絨毛組織中均有表達，在成人的心、脾等組織中也表達。值得注意的是，UCA1基因在正常成人的胃、食管中無表達，然而當機體這些組織發(fā)生惡性腫瘤時，該基因又重新恢復表達[3]。

2 UCA1基因與胃癌

胃癌(gastric cancer，GC)是全世界內導致死亡的第3大原因，在中國診斷胃癌患者數(shù)和胃癌患者死亡數(shù)均居全球新診斷胃癌及胃癌患者死亡數(shù)的40%以上，位居各國之首[6]。已有的研究表明UCA1基因與胃癌的發(fā)生機制、耐藥、臨床應用及診斷等方面有關，下面就此逐一進行說明。

2.1 UCA1基因在胃癌中的表達及機制 最近的一項研究在基于6組GC組織與對應的GC癌周組織的微陣列分析后發(fā)現(xiàn)，在全部表達明顯異常的1 297個lncRNA中，UCA1基因是在GC組織中表達上調最大的lncRNA[7]，通過另外的28對GC及GC癌周組織的qRT-PCR分析后也證明了這一結果[8]。眾所周知，有氧糖酵解對腫瘤細胞的生命活動有至關重要的意義。大部分腫瘤即使在有氧條件下也會通過糖酵解而非氧化磷酸化生成能量，這一效應被稱作Warburg效應。在糖酵解代謝中，己糖激酶參與的催化是第一步且不可逆的一步。其同工酶HK2(hexokinase 2)在腫瘤中高表達，并參與有氧糖酵解。因此，HK2被認為是一個導致Warburg效應的重要物質[9-11]。目前的研究發(fā)現(xiàn)UCA1基因可以通過增強mTOR-STAT3通路，也可通過mTOR抑制miRNA143的表達，而這兩條通路共同使HK2表達上調，從而使GC細胞的糖代謝過程被抑制[12]，這也提示了UCA1與胃癌的發(fā)生有很大的關系。

2.2 UCA1基因與胃癌的耐藥 化療是胃癌治療中的重要手段，而UCA1基因可以增加胃癌細胞對常用化療藥物如阿霉素、順鉑等的耐藥性。在對阿霉素(ADR)耐藥的SGC7901/ADR細胞中，其半數(shù)抑制濃度(IC50)遠高于正常的胃癌細胞系SGC7901細胞，而在通過向SGC7901/ADR細胞中轉導沉默載體(silence vector)pS-UCA1后，其對ADR的IC50發(fā)生了明顯降低[8]。流式細胞學分析后發(fā)現(xiàn)，在控制UCA1基因表達后，SGC7901細胞的細胞凋亡上升顯著。不僅如此，在胃癌的多藥耐藥研究中(MDR)發(fā)現(xiàn)，UCA1基因除參與胃癌細胞對ADR的耐藥性，也參與對5-FU的耐藥[13]。在導致胃癌多藥耐藥的機制的研究中研究者發(fā)現(xiàn)，UCA1基因參與的胃癌耐藥可能有miR-27b參與。miR-27b是一個對胃癌細胞耐藥有抑制作用的miRNA，通過線性回歸分析(linear regression analysis)發(fā)現(xiàn)UCA1基因與miR-27b呈負相關。qRT-PCR顯示，在用UCA1 siRNA敲低UCA1的表達后，miR-27b在胃癌MDR細胞中的表達上調，并且miR-27b的過表達可以降低有MDR的胃癌細胞對ADR、DDP和5-FU的IC50。流式細胞學分析表明，UCA1的敲低和miR-27b的過度表達，可以促進在ADR治療后的細胞凋亡。Western blot檢測證實，UCA1基因下調和miR-27b上調，可以明顯降低抗凋亡蛋白Bcl-2和增加活性半胱天冬酶-3(cleaved caspase-3)[14]的表達。因此，lncRNA UCA1可以作為處理胃癌耐藥的重要分子靶點。

2.3 UCA1在胃癌的臨床分期、轉移及治療上的價值 UCA1基因在胃癌中的高表達與胃癌分期，分化程度、TNM分期及轉移有關。應用Silence vector pS-UCA1分別轉入胃癌細胞系BGC-823和SGC7901細胞后發(fā)現(xiàn)：與對照組相比，GC細胞的惡性增殖明顯被抑制[8]。在分析UCA1基因與胃癌患者的總生存期(overall survive，OS)與無進展生存期(progression-free survival，PDF)的關系時，數(shù)據(jù)顯示，UCA1的表達程度與OS及PFS呈明顯的負相關[15]。通過固定效應模型(fixed-effect model)分析UCA1與無病生存期(disease-free survival，DFS)的關系時，結果也顯示，高UCA1的表達與低DFS相關[16]。而在對UCA1與胃癌轉移情況分析時發(fā)現(xiàn)，UCA1高表達的胃癌患者更易發(fā)生淋巴結轉移及血道轉移[17]。通過對112例胃癌患者的臨床病理分析表明，高表達的UCA1基因與胃癌的分化、侵襲程度有關，而與其他的臨床病理特點如性別、年齡、Lauren分類以及Her-2/neu的表達等無明顯關系[18]。單變分析和多變分析后發(fā)現(xiàn)，高UCA1基因的表達可造成胃癌的一些惡性表現(xiàn)，包括BorrmannⅢ/Ⅳ、TNM分期(T3/4，N2/3)、癌細胞擴散方式、腫瘤體積增大等[8]。

2.4 UCA1的診斷價值 通常，理想的生物標記應是容易獲得并且為非傷害性取樣得到的，且能早期發(fā)現(xiàn)腫瘤、預測預后情況及腫瘤對化療的敏感性等。正如文章開頭所說，胃癌作為世界上死亡率較高的惡性腫瘤，其早期診斷尤為重要。而目前，能夠診斷胃癌的特殊生物標記只有少數(shù)，例如：CEA、CA19-9，且這些標記的特異性及敏感性較低[19]。也有研究證明，在人的血清和血漿中的microRNAs(miRNAs)在不同的腫瘤中會發(fā)生上調和下調，但是檢測miRNAs作為生物標記的方法因其結果不穩(wěn)定而受到限制[20-22]。近幾年對lncRNA的研究中，用UCA1作為胃癌的生物標記逐漸引起了人們的注意。首先，UCA1基因不僅在病變的胃癌組織中高表達，在胃癌患者的血漿中和在胃液中也比正常人高很多[23]。在評價UCA1基因的診斷價值時，用UCA1基因區(qū)分胃癌患者與正常對照組的ROC曲線(receiver operating characteristic curve)表明，ROC曲線的曲線下面積(AUC)高達0.721，敏感性與特異性也較正常對照組高分別為67.2%與80.3%[18]。另外，有文獻報道，利用生物體液(如血液、尿液等)體外檢測UCA1基因的熒光定量PCR檢測技術已經(jīng)建立，并且敏感性、特異性、穩(wěn)定性和可重復性都良好[24]，這給腫瘤的診斷也提供了便利。

3 展 望

雖然lncRNA已經(jīng)越來越受到人們的重視，有關lncRNA與各種腫瘤的深入研究也如火如荼的進行著，但與編碼mRNA和miRNA相比，lncRNA在腫瘤發(fā)生、發(fā)展中的詳細機制仍未能完全被闡釋。但我們相信，更多深入的研究會逐見揭開lncRNA在腫瘤作用中的神秘面紗，也更會為腫瘤的診斷、治療方案等方面提供更精確的參考標準與更優(yōu)良的方法。

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Advances of long non-coding RNA UCA1 in gastric cancer.

ZHENG Bin1,WANG Yu2.1.Department of Clinical Medicine,the Second Clinical Medical College of Shaanxi University of Chinese Medicine,Xianyang 712046,Shaanxi,CHINA;2.Medical Experiment Center,Shaanxi University of Chinese Medicine,Xianyang 712046,Shaanxi,CHINA

Gastric cancer(GC)is the third most common malignant tumor causing death in the world and seriously endangers human health.Long non-coding RNA(lncRNA)urothelial carcinoma antigen 1(UCA1)plays a significant role in gastric cancer cell proliferation,differentation,migration and multi-drug resistance(MDR),and has a great potential for clinical applications.

Long non-coding RNA(lncRNA);Urothelial carcinoma antigen 1(UCA1);Gastric cancer

R735.2

A

1003—6350（2017）23—3893—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2017.23.035

國家自然科學基金(編號：81402344)；陜西省自然科學基礎研究計劃項目(編號：2015JQ8308)；陜西省教育廳科學研究計劃(自然科學專項)項目(編號：16JK1221)

王宇。E-mail：wangyu541ban@sina.com

2017-03-21)