長(zhǎng)鏈非編碼RNA在非小細(xì)胞肺癌診斷、治療中的應(yīng)用進(jìn)展

孫燕，凌春華

(1無(wú)錫市第三人民醫(yī)院，江蘇無(wú)錫 214000；2蘇州大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院；3蘇州大學(xué)附屬第一人民醫(yī)院)

長(zhǎng)鏈非編碼RNA在非小細(xì)胞肺癌診斷、治療中的應(yīng)用進(jìn)展

孫燕1,2，凌春華3

(1無(wú)錫市第三人民醫(yī)院，江蘇無(wú)錫 214000；2蘇州大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院；3蘇州大學(xué)附屬第一人民醫(yī)院)

長(zhǎng)鏈非編碼RNA(lncRNA)具有復(fù)雜的生物學(xué)功能，參與了非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)中多個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，異常表達(dá)在NSCLC發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中具有重要的作用。單獨(dú)lncRNA作為NSCLC診斷標(biāo)志物的敏感性及特異性較低，多個(gè)lncRNA聯(lián)合診斷敏感性及特異性較高，但目前尚無(wú)統(tǒng)一公認(rèn)的一組lncRNA。針對(duì)lncRNA治療NSCLC的手段包括通過(guò)RNA干擾技術(shù)介導(dǎo)的基因沉默治療、反義寡核苷酸介導(dǎo)的治療、以質(zhì)粒為基礎(chǔ)的靶向治療、小分子抑制劑介導(dǎo)的對(duì)lncRNA的調(diào)控等。多個(gè)lncRNA與NSCLC患者預(yù)后密切相關(guān)，但尚無(wú)可作為NSCLC預(yù)后判斷的lncRNA。

長(zhǎng)鏈非編碼RNA；非小細(xì)胞肺癌；臨床應(yīng)用

肺癌是目前全世界最常見(jiàn)的惡性腫瘤之一，其中非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)約占85%。很多NSCLC患者確診時(shí)已處于晚期階段，錯(cuò)過(guò)了最佳治療時(shí)間段，其5年生存率僅為15.9%[1]。目前分子靶向治療和免疫療法已經(jīng)成為了NSCLC治療的新手段，但NSCLC患者的5年生存率僅有輕微提高。因此，更加深入地了解NSCLC的分子機(jī)制，尋找NSCLC早期診斷的生物標(biāo)志物和新的分子治療靶點(diǎn)對(duì)改善患者預(yù)后至關(guān)重要。長(zhǎng)鏈非編碼RNA(lncRNA)為一種參與癌癥生物學(xué)的遺傳分子[2]，具有重要的生物學(xué)功能，與人類(lèi)基因調(diào)節(jié)、細(xì)胞生長(zhǎng)、分化以及腫瘤的發(fā)生發(fā)展關(guān)系密切[3]?，F(xiàn)就lncRNA在NSCLC診斷、治療中的應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 lncRNA

人類(lèi)基因組測(cè)序計(jì)劃顯示僅有2%的基因編碼蛋白，有超過(guò)90%的基因轉(zhuǎn)錄為RNA，但并未編碼為蛋白質(zhì)[4]，這些不能指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的RNA統(tǒng)稱(chēng)為非編碼RNA(ncRNA)。在ncRNA中，有一小部分是組成性表達(dá)，稱(chēng)為管家ncRNA，這些RNA分子直接或間接參與蛋白質(zhì)編碼基因的表達(dá)，是蛋白質(zhì)生物合成所必需的因素；大部分ncRNA則是在一定條件下誘導(dǎo)表達(dá)，其功能是調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)編碼基因的表達(dá)，因而稱(chēng)為調(diào)節(jié)性ncRNA[5]。調(diào)節(jié)性ncRNA根據(jù)分子大小分為調(diào)節(jié)性短鏈非編碼RNA和調(diào)節(jié)性長(zhǎng)鏈非編碼RNA。lncRNA是一類(lèi)轉(zhuǎn)錄本長(zhǎng)度大于200 nt的調(diào)節(jié)性長(zhǎng)鏈非編碼RNA。根據(jù)轉(zhuǎn)錄lncRNA的基因和相鄰蛋白編碼基因的位置關(guān)系，lncRNA可分為5個(gè)亞類(lèi)[6]：正義lncRNA、反義lncRNA、雙向lncRNA、內(nèi)含子lncRNA、基因間lncRNA。lncRNA在細(xì)胞內(nèi)主要通過(guò)誘餌分子、支架分子、信號(hào)分子、海綿分子、引導(dǎo)分子間作用方式發(fā)揮生物學(xué)功能[7]。隨著高通量測(cè)序及微陣列等生物信息技術(shù)的成熟及應(yīng)用，通過(guò)對(duì)NSCLC患者腫瘤病灶及正常癌旁組織的對(duì)照，發(fā)現(xiàn)了很多異常表達(dá)的lncRNA,其中將在NSCLC中異常上調(diào)表達(dá)的lncRNA歸類(lèi)為致癌性lncRNA，而相較正常癌旁組織異常表達(dá)下調(diào)的lncRNA歸類(lèi)為抑癌性lncRNA[7]。

2 lncRNA在NSCLC診斷中的應(yīng)用

lncRNA的表達(dá)具有一定的組織特異性，并且能夠穩(wěn)定存在于人的體液和組織中，從而可以通過(guò)體液樣本對(duì)lncRNA方便地進(jìn)行檢測(cè)，避免了有創(chuàng)性的檢查[8,9]。這使lncRNA具有巨大的潛能成為新的腫瘤診斷生物標(biāo)志物。目前，已經(jīng)有數(shù)個(gè)lncRNA被報(bào)道作為腫瘤診斷的生物標(biāo)志物，如：HULC作為肝細(xì)胞癌的診斷標(biāo)志物[10]、PAC3作為前列腺癌的診斷標(biāo)志物[11]等。在NSCLC中，目前已經(jīng)鑒定出很多表達(dá)異常的lncRNA。已有研究發(fā)現(xiàn)NSCLC患者外周血中MALAT1[12]、XIST和HIF1A-AS1[13]較正常對(duì)照組升高。Weber等[12]通過(guò)血液檢測(cè)嘗試將MALAT1作為NSCLC的診斷標(biāo)志物，發(fā)現(xiàn)其敏感度為56%、特異度為96%，并且腫瘤的分期、患者的年齡、性別、是否有吸煙史對(duì)患者血液MALAT1的水平?jīng)]有顯著影響。由于MALAT1作為NSCLC診斷標(biāo)志物的敏感度較低，因此可以考慮將其與其他腫瘤標(biāo)志物聯(lián)合應(yīng)用來(lái)提高對(duì)NSCLC的診斷敏感度。Hu等[14]嘗試聯(lián)合檢測(cè)外周血SPRY4-IT1、ANRIL和NEAT1，發(fā)現(xiàn)其對(duì)NSCLC患者的診斷敏感度和特異度均較單獨(dú)檢測(cè)明顯提高，聯(lián)合檢測(cè)時(shí)診斷敏感度高達(dá)82.8%、特異度高達(dá)92.3%。另外，Zhao等[15]通過(guò)基因芯片技術(shù)鑒定出72個(gè)在肺腺癌和肺鱗癌間顯著表達(dá)差異的lncRNA；同樣地，White等[16]鑒定出27個(gè)肺癌相關(guān)的lncRNA可以作為肺腺癌和肺鱗癌病理亞型鑒別診斷的標(biāo)志物。這些發(fā)現(xiàn)均提示有些lncRNA甚至可以作為NSCLC病理亞型分型的診斷標(biāo)志物。結(jié)合上述研究結(jié)果可見(jiàn)，目前暫未發(fā)現(xiàn)在診斷敏感性及特異性均較優(yōu)秀的可單獨(dú)作為NSCLC診斷標(biāo)志物的lncRNA，而聯(lián)合多個(gè)lncRNA診斷NSCLC結(jié)果可靠，其特異性及敏感性均較高，但目前尚無(wú)統(tǒng)一公認(rèn)的一組lncRNA應(yīng)用于NSCLC的診斷。

3 lncRNA在NSCLC治療中的應(yīng)用

鑒于lncRNA參與NSCLC發(fā)生、發(fā)展的一系列復(fù)雜機(jī)制，以及l(fā)ncRNA表達(dá)異?？山閷?dǎo)NSCLC細(xì)胞對(duì)化療藥物的耐藥[17]，故lncRNA可作為NSCLC新的治療性的靶標(biāo)，從而恢復(fù)癌細(xì)胞對(duì)化療藥物的敏感性甚至達(dá)到治愈NSCLC的目的。針對(duì)lncRNA的治療手段包括通過(guò)RNA干擾技術(shù)介導(dǎo)的基因沉默治療、反義寡核苷酸(ASO)介導(dǎo)的治療、以質(zhì)粒為基礎(chǔ)的靶向治療、小分子抑制劑介導(dǎo)的對(duì)lncRNA的調(diào)控等[8,18～20]。

3.1 通過(guò)RNA干擾技術(shù)介導(dǎo)的基因沉默治療 靶標(biāo)為lncRNA的RNA干擾技術(shù)治療在體外細(xì)胞系非常有效，但在體內(nèi)，它們需要穩(wěn)定的載體將它們轉(zhuǎn)運(yùn)給靶細(xì)胞，并且在體內(nèi)需要防止起干擾作用的RNA被肝臟代謝降解?，F(xiàn)在國(guó)外已經(jīng)有針對(duì)腫瘤相關(guān)信使RNA的RNA干擾治療的Ⅰ期臨床試驗(yàn)。目前針對(duì)腫瘤相關(guān)的lncRNA的RNA干擾技術(shù)還未有在進(jìn)行的臨床試驗(yàn)，但在體外細(xì)胞系已有令人振奮的結(jié)果。

3.2 ASO介導(dǎo)的治療 ASO是指短的單鏈DNA寡核苷酸，它的序列與治療靶標(biāo)RNA互補(bǔ)。ASO均經(jīng)過(guò)修飾，可以避免被核苷酸酶降解，但是它們能誘導(dǎo)結(jié)合的RNA被RNA酶降解清除。有研究[21]發(fā)現(xiàn)，人肺癌細(xì)胞異種移植的小鼠通過(guò)ASO介導(dǎo)的MALAT1敲除技術(shù)可抑制小鼠體內(nèi)人肺癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。

3.3 以質(zhì)粒為基礎(chǔ)的靶向治療 多項(xiàng)研究提示H19是一種致癌性lncRNA,與多種腫瘤的發(fā)生相關(guān)，其中包括NSCLC、膀胱癌、結(jié)腸癌、胰腺癌、卵巢癌等。BC-819為一種攜帶有白喉毒素亞單位的質(zhì)粒，該白喉毒素亞單位能對(duì)H19啟動(dòng)子進(jìn)行調(diào)控，從而抑制腫瘤細(xì)胞的增殖。BC-819已有應(yīng)用于膀胱癌的研究報(bào)道。將BC-819注射進(jìn)膀胱癌患者體內(nèi)，發(fā)現(xiàn)腫瘤病灶明顯變小，目前在肺癌、結(jié)腸癌、胰腺癌以及卵巢癌等腫瘤體外研究中，也呈現(xiàn)較好的抑制腫瘤增殖的效果。

3.4 小分子抑制劑介導(dǎo)的對(duì)lncRNA的調(diào)控治療 小分子抑制劑介導(dǎo)的對(duì)lncRNA的調(diào)控是通過(guò)阻斷l(xiāng)ncRNA和其相互作用的蛋白質(zhì)相結(jié)合而發(fā)揮調(diào)控作用[9]。在乳腺癌中利用小分子抑制劑阻斷HOTAIRH和多梳蛋白抑制復(fù)合體2或LSD1相互作用從而抑制乳腺癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。因此，深入研究肺癌相關(guān)的lncRNA和其相互作用的蛋白質(zhì)分子或其他分子網(wǎng)絡(luò)，可通過(guò)小分子抑制劑來(lái)達(dá)到治療NSCLC的目的。

以lncRNA為靶標(biāo)對(duì)NSCLC的治療目前只處于人體外試驗(yàn)研究中，其臨床治療的安全性、有效性等仍未知。在人體實(shí)際治療過(guò)程中，如何避免這些治療NSCLC的分子物質(zhì)不被人體免疫系統(tǒng)對(duì)抗、并且在經(jīng)過(guò)肝腎代謝后仍在人體血液中保持一定的治療濃度，從而使其在腫瘤病灶中達(dá)到治療性的作用顯得尤為重要[22]。另外，NSCLC細(xì)胞容易突變并產(chǎn)生耐藥，針對(duì)lncRNA來(lái)治療NSCLC的這些分子物質(zhì)在人體治療過(guò)程中的耐藥情況未知。

4 lncRNA在NSCLC預(yù)后判斷中的應(yīng)用

癌細(xì)胞的侵襲、轉(zhuǎn)移潛能受多因素調(diào)控，如細(xì)胞骨架重構(gòu)、細(xì)胞外基質(zhì)金屬蛋白酶活性及上皮間質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化(EMT)等，并涉及多個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路[23]。lncRNA與NSCLC的EMT、侵襲、轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，進(jìn)而影響NSCLC患者的預(yù)后。Schmidt等[24]利用NSCLC組織進(jìn)行原位雜交,發(fā)現(xiàn)MALAT1在腫瘤所有階段和亞型中均有表達(dá)，而MALAT1相對(duì)低表達(dá)的患者預(yù)后較高表達(dá)患者好,提示MALAT1可以作為NSCLC患者預(yù)后的生物標(biāo)志物。Nakagawa等[25]發(fā)現(xiàn)，NSCLC患者早期腦轉(zhuǎn)移灶中HOTAIR的表達(dá)遠(yuǎn)高于原發(fā)灶,提示HOTAIR可作為NSCLC患者腫瘤細(xì)胞早期轉(zhuǎn)移的預(yù)測(cè)因子,在體外實(shí)驗(yàn)中也同樣發(fā)現(xiàn)HOTAIR能促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的遷移。Qiu等[26]發(fā)現(xiàn)CCAT2是NSCLC病理亞型腺癌特有的lncRNA，且在肺腺癌細(xì)胞中過(guò)表達(dá)，為正常肺組織細(xì)胞的7.5倍，它的高表達(dá)會(huì)促進(jìn)肺腺癌細(xì)胞的增殖和侵襲，提示預(yù)后不良。Zhang等[27]選用6對(duì)人肺腺癌組織標(biāo)本及其癌旁組織標(biāo)本進(jìn)行了lncRNA芯片篩選，將差異表達(dá)最顯著的一條lncRNA命名為ZXF1，并在62例肺腺癌組織標(biāo)本中進(jìn)行驗(yàn)證及進(jìn)一步分析，結(jié)果顯示ZXF1表達(dá)顯著上調(diào)，并與患者的病理分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及預(yù)后密切相關(guān)。Luo等[28]發(fā)現(xiàn)CARLo-5在NSCLC中表達(dá)上調(diào)，而CARLo-5高表達(dá)的患者預(yù)后較差，在體外利用siRNA沉默CARLo-5的表達(dá)，則NSCLC細(xì)胞的增殖、侵襲、遷移會(huì)明顯被抑制。Sun等[29]利用qRT-PCR技術(shù)對(duì)113例NSCLC組織標(biāo)本及7種NSCLC細(xì)胞系進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)BANCR在NSCLC組織及細(xì)胞中表達(dá)均明顯降低，BANCR的表達(dá)下調(diào)促進(jìn)NSCLC細(xì)胞的增殖及侵襲，而上調(diào)BANCR的表達(dá)可以減少EMT現(xiàn)象的發(fā)生，提示BANCR在NSCLC的EMT過(guò)程中發(fā)揮重要作用，從而影響NSCLC患者的預(yù)后。Han等[30]證明GAS6-AS1亦可影響NSCLC的發(fā)展、遷移。MALAT1、HOTAIR、CCAT2、ZXF1、SOX2-OT、CARLo-5的上調(diào)和BANCR、GAS5、GAS6-AS1的下調(diào)均與NSCLC患者預(yù)后差、5年生存期短、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、血液轉(zhuǎn)移等密切相關(guān)[8]。雖然研究發(fā)現(xiàn)MALAT1、HOTAIR、CCAT2、ZXF1、SOX2-OT等多個(gè)lncRNA均與NSCLC患者預(yù)后密切相關(guān)，但尚無(wú)臨床研究報(bào)道可作為NSCLC預(yù)后判斷的lncRNA的實(shí)際臨床應(yīng)用界值，從而使得lncRNA的預(yù)后判斷價(jià)值僅局限于臨床研究，而暫無(wú)應(yīng)用價(jià)值產(chǎn)生。

綜上所述，深入了解lncRNA在NSCLC中的生物學(xué)功能、作用機(jī)制、分子間相互作用網(wǎng)絡(luò)，可以使lncRNA在NSCLC的診斷、預(yù)后及治療等臨床應(yīng)用中產(chǎn)生巨大的臨床價(jià)值，從而提高NSCLC患者的早期診斷率、改善NSCLC患者的預(yù)后，并有望產(chǎn)生治愈性的治療靶點(diǎn)。

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凌春華(E-mail： linchunhua88@hotmail.com )

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A

1002-266X(2017)22-0099-04

2017-02-24)