miRNA和lncRNA在胃癌中的研究進(jìn)展*

溫陽 綜述，宋興勃，應(yīng)斌武審校

610041成都，四川大學(xué)華西醫(yī)院 實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)科

胃癌 (gastric cancer，GC) 是消化系統(tǒng)最常見的惡性腫瘤，其致死率在世界范圍內(nèi)居惡性腫瘤第3位[1]。全球大約50%的胃癌患者分布在東亞，中國的胃癌發(fā)病率大約為美國的6倍，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)以及公共衛(wèi)生負(fù)擔(dān)[2]。吸煙，飲酒，飲食習(xí)慣及幽門螺桿菌感染與胃癌發(fā)病風(fēng)險顯著相關(guān)[3-4]。環(huán)境因素和宿主相關(guān)因素的相互作用是胃癌高死亡率的關(guān)鍵因素，對與胃癌相關(guān)異?；蜻M(jìn)行深入的分子生物學(xué)探究對改善患者結(jié)局至關(guān)重要[5]。隨著腫瘤生物學(xué)的深入研究及分子技術(shù)水平的提高，胃癌的分子機(jī)制研究也不斷取得進(jìn)步[6]。非編碼RNA(non-coding RNA，ncRNA)近來已成為了新的疾病分子機(jī)制的研究熱點(diǎn)。ncRNA影響致癌基因和抑癌基因等相關(guān)基因的正常表達(dá)，使其成為胃癌藥物開發(fā)的潛在新靶標(biāo)或者早期診斷的分子標(biāo)志物[7]。目前ncRNA中，微小RNA(microRNA，miRNA)和長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA，lncRNA)在胃癌中的研究較為廣泛和深入[8]。

1 miRNA與胃癌

miRNA是一類長度約22個核苷酸的單鏈RNA，它由獨(dú)立的非編碼區(qū)RNAs或蛋白編碼基因的內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生，可參與細(xì)胞生長發(fā)育等多種重要的生物學(xué)過程[9]。腫瘤中miRNA表達(dá)的改變與基因的缺失、突變、多態(tài)性等有關(guān)[10]。部分miRNA已經(jīng)被證實(shí)與胃癌類型、分期和患者生存期相關(guān)，并可能被開發(fā)為腫瘤早期診斷或判斷預(yù)后的分子標(biāo)志物[11-12]。深入研究miRNA在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用，可以更充分地了解腫瘤發(fā)生發(fā)展的機(jī)制并找出新的診斷標(biāo)志物、預(yù)后判斷指標(biāo)及治療靶點(diǎn)[13]。

1.1 miRNA作為胃癌的潛在早期診斷標(biāo)志物

目前胃癌的早期診斷及預(yù)后監(jiān)測，一直缺乏高靈敏度及特異性強(qiáng)的指標(biāo)，近年來通過多重qRT-PCR方法在胃癌患者血漿或癌組織中檢測到多種miRNAs的異常表達(dá)，miRNA有望成為早期診斷胃癌的新型分子標(biāo)志物[14]。采用qRT-PCR技術(shù)分別檢測miR-383和miR-181c在胃癌組織中的表達(dá)量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)和正常鄰近組織相比，miR-383和miR-181c在胃癌組織中表達(dá)均下調(diào)[15-16]。Fassan 等[17]在胃癌組織樣品中檢測到miR-223表達(dá)上調(diào)，同時Hung 等[18]發(fā)現(xiàn)miR-376c在胃癌的組織、血漿及尿液中表達(dá)上調(diào)。新近研究顯示，在原發(fā)性胃癌患者的血清中發(fā)現(xiàn)miR-130a、miR-331、miR-19a、miR-223、miR-106a、miR-21和miR-374的表達(dá)水平明顯高于無癌對照患者的表達(dá)水平[19]。與正常對照組織相比，miR-383和miR-181c在胃癌組織中表達(dá)下調(diào)；而miR-223、miR-376c、miR-130a、miR-331、miR-19a、miR-106a、miR-21和miR-374等在胃癌患者的血漿中表達(dá)上調(diào)；利用他們表達(dá)的特性，可能被用作診斷胃癌發(fā)生的潛在分子標(biāo)志物。這些miRNA通過調(diào)控不同的基因從而影響胃癌細(xì)胞的增殖或凋亡。miR-181c通過調(diào)控腫瘤凋亡基因，抑制胃癌細(xì)胞的異常增殖。AT豐富結(jié)構(gòu)域4A(AT-rich interactive domain 4A，ARID4A)是多種惡性腫瘤中的腫瘤抑制因子, miR-376c通過抑制ARID4A的表達(dá)從而促進(jìn)胃癌細(xì)胞的生長。

1.2 miRNA作為胃癌的預(yù)后判斷指標(biāo)

目前胃癌總體預(yù)后較差， 研究顯示，包括 TNM分期、組織學(xué)類型、分子分型等諸多因素，與胃癌的預(yù)后相關(guān)[20]。近來一些研究表明，miRNA的表達(dá)與胃癌的分期或患者生存期相關(guān)聯(lián)。Imamura 等[21]研究發(fā)現(xiàn)胃癌患者的外泌體和血漿中miR-101表達(dá)水平均顯著下調(diào)，miR-101血漿水平與晚期T分期和TNM分期顯著相關(guān)，胃切除術(shù)后，miR-101血漿水平較低的患者更易發(fā)生腹膜轉(zhuǎn)移。有研究小組通過RT-PCR分析發(fā)現(xiàn)，miR-381和miR-31在胃癌組織和SGC-7901,MGC-803,BGC-823等胃癌細(xì)胞系中顯著下調(diào)，miR-381和miR-31的低表達(dá)與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和腫瘤分期呈負(fù)相關(guān)，miR-381和miR-31表達(dá)越低，胃癌患者預(yù)后越差[22-23]。Zhang 等[24]通過Kaplan-Meier生存分析發(fā)現(xiàn)miR-145-3p，miR-125b-5p和miR-99a-5p表達(dá)量越高，胃癌患者的總生存期越短。rs4938723 位于 pri-miR-34b啟動子區(qū)的 CpG 島上，該位點(diǎn)為 T/C 突變，rs4938723多態(tài)性的次要等位基因(C)的存在抑制了miR-34b的表達(dá)并增加了內(nèi)鏡下早期胃癌切除后復(fù)發(fā)的風(fēng)險[25]。有研究發(fā)現(xiàn)，許多異常表達(dá)的miRNAs與腫瘤的臨床分期，侵襲深度及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)，這些異常表達(dá)的miRNAs可能成為潛在的預(yù)后判斷指標(biāo)。抑癌基因miR-101,miR-381和miR-31等在胃癌組織中表達(dá)下調(diào)，表達(dá)水平越低預(yù)后越差?；蚬δ芨患治霭l(fā)現(xiàn)：miR-145-3p，miR-125b-5p和miR-99a-5p，作為致癌性基因，參與了胃癌細(xì)胞的侵襲轉(zhuǎn)移過程，表達(dá)水平越高，胃癌患者的總生存期越短。

1.3 miRNA與胃癌的侵襲與轉(zhuǎn)移

腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移是一個非常復(fù)雜的過程，包括循環(huán)中腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)化、生長、血管生成、侵入、傳播和存活以及隨后粘附和定植次級器官或組織[26]。新近研究證實(shí)多種miRNA參與了胃癌侵襲轉(zhuǎn)移的過程。上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化的異常激活在各類腫瘤的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移中具有關(guān)鍵作用。研究發(fā)現(xiàn)miR-15a-3p和miR-16-1-3p及miR-205通過抑制胃癌細(xì)胞上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化的表達(dá)來抑制胃癌的遷移和侵襲[27-28]。整合素屬于細(xì)胞粘附受體家族成員，多種整合素基因已被證實(shí)參與腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移過程。整合素β1(Integrin beta 1，ITGB1)是一種細(xì)胞粘附分子，其主要功能是介導(dǎo)細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)之間的相互粘附。He等[29]經(jīng)過一系列實(shí)驗(yàn)證實(shí)胃癌細(xì)胞中人類端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶(human telomerase reverse transcriptase，hTERT)通過與miR-29a相互作用來調(diào)節(jié)ITGB1的表達(dá)從而促進(jìn)胃癌細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移。Zhang等[30]發(fā)現(xiàn)miR-31可能通過間接調(diào)控胃癌細(xì)胞中PI3K/AKT信號傳導(dǎo)途徑來調(diào)控整合素亞基α5 (integrin-α5，ITGA5)從而抑制胃癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移。另有研究小組通過Western blot等分析發(fā)現(xiàn)：miR-203通過調(diào)節(jié)共濟(jì)失調(diào)毛細(xì)血管擴(kuò)張突變激酶(ataxia telangiectasia mutant kinase，ATM )介導(dǎo)的Snail蛋白和E-粘鈣蛋白的水平來抑制胃癌細(xì)胞的遷移和侵襲[31]。

有研究表明部分miRNAs起著癌基因的作用，促進(jìn)胃癌細(xì)胞的侵襲轉(zhuǎn)移。如miR-125b的過表達(dá)促進(jìn)了胃癌細(xì)胞的體外遷移和侵襲以及體內(nèi)轉(zhuǎn)移[32]。有研究報道m(xù)iR-940通過直接抑制鋅指轉(zhuǎn)錄因子24(zinc finger transcription factor 24，ZNF24)的表達(dá)從而在體內(nèi)促進(jìn)了胃癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移[33]。Xie 等[34]研究發(fā)現(xiàn)參與腫瘤轉(zhuǎn)移和血管生成的基因RECK為miR-374b-5p的靶基因，miR-374b-5p上調(diào)通過抑制RECK的表達(dá)從而促進(jìn)胃癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移和侵襲。部分miRNAs作為癌基因參與胃癌細(xì)胞的侵襲轉(zhuǎn)移，另一部分miRNAs作為抑癌基因參與胃癌細(xì)胞的侵襲轉(zhuǎn)移，他們通過作用不同的靶基因從而影響胃癌的侵襲及遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移。

2 LncRNA與胃癌

lncRNA是長度超過200個堿基的RNA分子，不具有蛋白編碼能力[35]。lncRNA雖不參與蛋白質(zhì)的表達(dá)，但能以RNA形式在表觀遺傳學(xué)，轉(zhuǎn)錄及轉(zhuǎn)錄后等多種層面調(diào)控基因的表達(dá)[36]。隨著研究的不斷深入，lncRNA被發(fā)現(xiàn)參與調(diào)節(jié)多種重要的細(xì)胞活動，如調(diào)控基因表達(dá)、轉(zhuǎn)錄干擾與激活、蛋白質(zhì)活化等多種重要的生物學(xué)過程[37]。lncRNA可以作為致癌或抑癌基因參與腫瘤的發(fā)生發(fā)展。通過對比腫瘤細(xì)胞和正常細(xì)胞的表達(dá)譜，發(fā)現(xiàn)多種lncRNA在不同類型腫瘤中異常表達(dá)。lncRNA有望成為新型腫瘤標(biāo)志物和腫瘤治療的靶點(diǎn)，用于腫瘤的診斷、治療和預(yù)后監(jiān)測[38]。

2.1 LncRNA作為胃癌潛在早期診斷標(biāo)志物

有研究表明lncRNA在胃癌組織和正常組織中表達(dá)有顯著差異，lncRNA可能成為胃癌潛在的早期診斷標(biāo)志物[39]。Zhang 等[40]對胃癌患者的組織樣品和相鄰的正常組織進(jìn)行l(wèi)ncRNA篩選分析，然后對胃癌相關(guān)lncRNA進(jìn)行定量分析，研究發(fā)現(xiàn)血漿lncRNA(TINCR，CCAT2，AOC4P，BANCR和LINC00857)在胃癌細(xì)胞株中表達(dá)均顯著上調(diào)。此外，另有研究報道：lncRNA(H19，LINC00152，uc001lsz)及l(fā)ncRNA MALAT1的高表達(dá)與胃癌的發(fā)病風(fēng)險增加有關(guān)[41-42]。新近研究發(fā)現(xiàn)lncRNAs AK001058、INHBA-AS1、MIR4435-2HG和CEBPA-AS1在人胃癌組織中富集，并在胃癌患者的血漿中顯著升高[43]。上述lncRNAs在胃癌組織及細(xì)胞中均作為致癌基因，促進(jìn)胃癌的發(fā)生發(fā)展。不同種類的lncRNAs在胃癌中差異表達(dá)，利用他們表達(dá)的特性，可能被用作診斷胃癌發(fā)生的潛在分子標(biāo)志物。

2.2 LncRNA與胃癌預(yù)后監(jiān)測

越來越多的證據(jù)表明，lncRNA在胃癌預(yù)后監(jiān)測和評估中起關(guān)鍵作用。有研究小組發(fā)現(xiàn)lncRNA CCAT2和lncRNA CARLo-5在胃癌組織中表達(dá)水平顯著升高，高水平的lncRNA CCAT2和lncRNA CARLo-5與胃癌患者的晚期T分期，淋巴結(jié)及遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)移顯著相關(guān)，且患者的總生存期和無病生存期較差[44-45]。另有研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA NEAT1和lncRNA Sox2ot在胃癌組織中表達(dá)水平升高，且高表達(dá)的患者總生存期和無病生存期較短[46-47]。Zhou等[48]通過Kaplan-Meier分析發(fā)現(xiàn)lncRNA LET表達(dá)水平低的患者總體生存率低于lncRNA LET表達(dá)水平高的患者。近期研究發(fā)現(xiàn)lnc00261在胃癌組織中的表達(dá)水平顯著下調(diào)，lnc00261與腫瘤進(jìn)展、臨床分期及預(yù)后呈負(fù)相關(guān)[49]。作為致癌基因的lncRNA CCAT2和lncRNA CARLo-5，lncRNA NEAT1和lncRNA Sox2ot在胃癌組織中均表達(dá)升高，且表達(dá)越高，預(yù)后越差。lncRNA LET和lnc00261作為抑癌基因在胃癌組織中均表達(dá)下調(diào)，且表達(dá)越低預(yù)后越差。研究發(fā)現(xiàn)，許多異常表達(dá)的lncRNAs與腫瘤的臨床分期，總生存期和無病生存期相關(guān)，這些異常表達(dá)的lncRNAs可能成為胃癌潛在的預(yù)后判斷指標(biāo)。

2.3 LncRNA與胃癌的侵襲與轉(zhuǎn)移

新近研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA的異常表達(dá)在腫瘤惡性發(fā)展過程中起重要作用，參與了血管生成、細(xì)胞增殖、遷移和凋亡[50]。前期有研究報道，lncRNA SPRY4-IT1可通過促進(jìn)EMT和抑制E-鈣粘蛋白的表達(dá)來促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移[51]。新近研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA MALAT-1及l(fā)ncRNA DANCR均通過促進(jìn)EMT來促進(jìn)胃癌細(xì)胞的遷移和侵襲[52-53]。另有研究發(fā)現(xiàn)lncRNA 00152 及l(fā)ncRNA MALAT-1可通過與zeste同源物2(enhancer of zeste homolog 2，EZH2)的增強(qiáng)子結(jié)合，從而促進(jìn)胃癌細(xì)胞遷移和侵襲[54-55]。泛素連接酶(casitas B-lineage lymphoma-c，Cbl-c)是酪氨酸激酶信號傳導(dǎo)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)劑，Wang 等[56]研究發(fā)現(xiàn)lncRNA UCA1通過促進(jìn)Cbl-c介導(dǎo)的G蛋白偶聯(lián)受體激酶2(G protein-coupled receptor kinase 2，GRK2)泛素化來調(diào)節(jié)GRK2蛋白的穩(wěn)定性從而增加胃癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移能力。目前對于lncRNA在胃癌侵襲轉(zhuǎn)移中的作用研究相對較少，已發(fā)現(xiàn)部分lncRNAs通過靶向調(diào)節(jié)相關(guān)蛋白的表達(dá)來影響胃癌細(xì)胞的侵襲轉(zhuǎn)移。

3 MiRNA、LncRNA與胃癌

近幾年相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA與miRNA的相互作用機(jī)制在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中起關(guān)鍵作用，lncRNA與miRNA之間相互作用方式有多種，其中最主要且研究最多的機(jī)制為競爭性內(nèi)源RNA(competing endogenous RNA，ceRNA)。在miRNA結(jié)合位點(diǎn)的區(qū)域中，一些lncRNA與miRNA相互競爭，直接與mRNA結(jié)合，從而抑制miRNA對mRNA的調(diào)控作用[57]。Liu等[58]研究表明，胃癌患者中l(wèi)ncRNA HOTAIR的表達(dá)上調(diào)可能通過競爭性結(jié)合miR-331-3p，調(diào)控其對人表皮生長因子受體2 (human epidermal growth factor receptor 2，HER2)的抑制，從而促進(jìn)胃癌細(xì)胞的侵襲。Qi 等[59]發(fā)現(xiàn)lncRNA TUSC7可能作為ceRNA抑制miR-23b對靶基因的作用，并可能成為預(yù)測胃癌患者總生存期及存活率的預(yù)后標(biāo)志物。Sun 等[60]研究發(fā)現(xiàn)lncRNA HOXA11-AS促進(jìn)胃癌細(xì)胞增殖、遷移和侵襲，抑制細(xì)胞凋亡，并作為miR-1297的ceRNA，拮抗其抑制EZH2蛋白翻譯的能力。

近年來，不斷有研究報道。micRNA與lncRNA相互作用，靶向調(diào)控相關(guān)通路，從而影響腫瘤的發(fā)生發(fā)展。有研究發(fā)現(xiàn)lncRNA HOTAIR與多梳蛋白抑制復(fù)合物2(polycomb repressive complex 2，PRC2)結(jié)合抑制miR-34a的表達(dá)，靶向控制生長因子-肝細(xì)胞生長因子受體通路[growth factor (HGF)-hepatocyte growth factor receptor (c-Met) and snail pathway，HGF/C-Met/Snail]，從而加快胃癌細(xì)胞EMT進(jìn)程并加速腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移[61]。另有研究報道Lnc-ATB與miR-141-3p相互作用促進(jìn)胃癌的發(fā)展，lnc-ATB/miR-141-3p/TGF-β2可作為一個潛在的有價值的胃癌預(yù)后分子標(biāo)志物[62]。Zhang等[63]研究發(fā)現(xiàn)lncRNA MALAT1是miR-202的直接靶標(biāo)，MALAT1抑制miR-202的表達(dá)后顯著降低了膠質(zhì)瘤相關(guān)癌基因同源蛋白2(glioma-associated oncogene homologous proteins2,Gli2)的表達(dá)。該研究闡明了MALAT-1/miR-202/Gli2的通路調(diào)節(jié)機(jī)制，這可能成為胃癌新的治療策略。micRNA與lncRNA的相互作用機(jī)制及相關(guān)通路的發(fā)現(xiàn)，不僅讓我們更清晰地認(rèn)識腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移機(jī)制，并可能為我們提供新的潛在的治療靶點(diǎn)。

4 問題與展望

目前胃癌缺乏敏感性和特異性均較強(qiáng)的腫瘤標(biāo)志物，研究出新的胃癌相關(guān)標(biāo)志物可以用于胃癌的早期診斷和預(yù)后判斷。研究清楚胃癌的侵襲轉(zhuǎn)移機(jī)制，找到有效的治療靶點(diǎn)有助于胃癌的治療。大量研究證明非編碼RNA中miRNA及l(fā)ncRNA與胃癌的發(fā)生發(fā)展和預(yù)后有密切的聯(lián)系。miRNA及l(fā)ncRNA的異常表達(dá)可能成為潛在的胃癌早期診斷和預(yù)后判斷分子標(biāo)志物。

隨著癌癥研究的不斷突破，不同種類的非編碼RNA之間的相互作用，特別是lncRNA和miRNA之間的相互作用也不斷被發(fā)現(xiàn)。lncRNA可通過多個轉(zhuǎn)錄機(jī)制充當(dāng)miRNA的調(diào)節(jié)劑或效應(yīng)子，從而共同調(diào)節(jié)基因表達(dá)并最終影響胃癌的進(jìn)展。盡管對非編碼RNA進(jìn)行了大量研究，但我們對胃癌中l(wèi)ncRNA-miRNA相互作用機(jī)制的理解仍然不充分，需要進(jìn)一步研究，如動物實(shí)驗(yàn)和lncRNA相關(guān)miRNA的系統(tǒng)分析，以充分闡明lncRNA-miRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，這將有助于開發(fā)更好的胃癌診斷和治療策略。

目前對于miRNA及l(fā)ncRNA的種類發(fā)現(xiàn)及分子機(jī)制的研究非常有限，只有少部分miRNA及l(fā)ncRNA的功能和機(jī)制被闡明。我們需要發(fā)現(xiàn)更多顯著異常表達(dá)的非編碼RNAs，并探究出其在胃癌組織和細(xì)胞中的表達(dá)意義及調(diào)控機(jī)制。此外，許多同種類的miRNA及l(fā)ncRNA在不同的腫瘤疾病中均存在異常表達(dá)，需構(gòu)建兼具高靈敏度及高特異性的診斷模型使胃癌能夠被早發(fā)現(xiàn)和早治療。

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