LncRNA-ATB在腫瘤中的表達及調控作用研究*

（哈爾濱醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院 膽胰外科，黑龍江 哈爾濱 150086）

有研究證實異常表達的lncRNA參與并調控了諸多腫瘤惡性生物學行為[1-7]。被轉化生長因子b（transforming growth factor b,TGFb） 激 活 的lncRNA（以下簡稱lncRNA-ATB）是首個能夠被TGFb激活的lncRNA，定位于14號染色體。研究發(fā)現(xiàn)lncRNAATB在人腹膜間皮細胞表型轉換、丙肝相關肝硬化及子癇前期等疾病中發(fā)揮重要調控作用[8-12]。此外，隨著對腫瘤內(nèi)lncRNA認知的加深，在多種人體惡性腫瘤中l(wèi)ncRNA-ATB呈現(xiàn)異常表達并有調控腫瘤惡性生物學的行為。

1 LncRNA-ATB與消化系統(tǒng)腫瘤

1.1 肝癌

通過實時熒光定量聚合酶鏈反應（quantitative real-time polymerase chain reaction, qRT-PCR）定量檢測和臨床數(shù)據(jù)分析，肝癌中l(wèi)ncRNA-ATB為異常高表達且與腫瘤細胞轉移和患者的不良預后密切相關。對腫瘤/癌旁組織的定量測定、體外細胞實驗及體內(nèi)的動物模型構建：TGFb能夠促進lncRNA-ATB的表達，lncRNA-ATB通過內(nèi)源性海綿吸附miR-200c來上調下游靶基因鋅指E-盒結合同源異形盒（zinc finger E-box binding homeobox 1, ZEB1）的表達，誘導肝癌細胞發(fā)生上皮間質化（epithelial-mesenchymal transition,EMT）進而促進腫瘤的侵襲與轉移；同時lncRNAATB還可以直接與IL-11的mRNA結合，并能夠維持IL-11 RNA的穩(wěn)定性，IL-11進一步通過自分泌方式激活信號轉導子與轉錄激活子（signal transducer and activator of transcription 3, STAT3）信號通路來促進腫瘤細胞的惡性定植[13]。

在上述研究的基礎上，JANG等[14]利用qRT-PCR定量檢測了100例肝癌患者的組織樣本后發(fā)現(xiàn)：相比于癌旁正常組織，肝癌腫瘤組織內(nèi)lncRNA-ATB的表達呈明顯上調，lncRNA-ATB的異常表達水平與門靜脈癌栓、肝內(nèi)外轉移、mUICC分期及巴塞羅那臨床肝癌分期分期密切相關，并且高表達lncRNA-ATB組患者的整體生存及無進展生存相對更差。LncRNAATB的異常表達水平與肝癌患者臨床病理學數(shù)據(jù)之間的相關性分析結果顯示：更大的腫瘤（直徑＞5 cm）和lncRNA-ATB的高表達水平可以作為肝癌患者整體生存情況的獨立判斷因素[14-15]。

中藥抗癌劑黃芪甲苷IV（astragaloside IV, AS-IV）對腫瘤的發(fā)生發(fā)展具有抑制作用，AS-IV可以抑制肝癌腫瘤細胞EMT的發(fā)生，降低其遷移能力，且能以劑量和時間方式梯度性下調肝癌腫瘤細胞內(nèi)lncRNAATB的表達。此外，AS-IV通過下調lncRNA-ATB表達來促進IL-11/STAT3信號通路的失活，進而誘導腫瘤細胞發(fā)生凋亡和抑制增殖。在體外實驗中，利用過表達載體轉染外源性上調lncRNA-ATB的表達能在一定程度上逆轉AS-IV對腫瘤細胞增殖、遷移及EMT的抑制作用[16]。

1.2 結腸癌

IGUCHI等[17]在結腸癌患者lncRNA-ATB表達情況及其作用的研究中，通過qRT-PCR定量檢測，結果顯示lncRNA-ATB呈異常上調表達。對lncRNA-ATB表達情況與臨床數(shù)據(jù)的分析結果顯示：lncRNA-ATB的高水平表達與更大的腫瘤體積、癌腫的侵潤深度、淋巴侵襲、血管侵犯及淋巴結轉移密切相關，術后出現(xiàn)血行轉移復發(fā)的結腸癌患者的lncRNA-ATB表達水平呈明顯升高，且高表達lncRNA-ATB組患者的預后相對不良。

后續(xù)的實驗研究也發(fā)現(xiàn)lncRNA-ATB在結腸癌中的異常高表達，并且在伴有轉移的結腸癌腫瘤組織內(nèi)lncRNA-ATB的上調表達程度更高，而E-cad的表達呈相反趨勢且兩者的表達變化呈負相關，lncRNAATB和E-鈣粘蛋白（E-cadherin, E-cad）的平均表達水與結腸癌的pN分期和AJCC分期密切相關。lncRNA-ATB高表達組患者的術后整體生存和無病生存期均更短，且lncRNA-ATB可以作為結腸癌預后的獨立判定因素，E-cad可以輔助lncRNA-ATB對預后的評估，且在接受手術治療1個月后患者血清內(nèi)lncRNA-ATB的表達呈現(xiàn)上升趨勢。借助不同特性的結腸癌腫瘤細胞系（高轉移性細胞/低轉移性細胞），體外細胞水平實驗結果顯示：高轉移性結腸癌腫瘤細胞內(nèi)lncRNA-ATB的表達水平更高，外源性沉默lncRNA-ATB能夠顯著抑制細胞的增殖、遷移及EMT[18]。高表達的lncRNA-ATB不僅能夠促進結腸癌腫瘤細胞的侵襲轉移能力，還可以通過與IL-11mRNA相結合來維持其RNA穩(wěn)定性，進而上調IL-11的表達與分泌[19]。此外，中藥抗癌劑健脾消癌方能夠抑制TGFb誘導的lncRNA-ATB上調表達，進而通過miR-200a/ZEB1調控軸來降低結腸癌腫瘤細胞的轉移能力[20]。

1.3 胃癌

胃癌中l(wèi)ncRNA-ATB呈異常上調表達且其表達水平與血管侵犯密切相關，lncRNA-ATB高表達組患者的術后生存時間更短；并且lncRNA-ATB的表達水平可以作為胃癌患者預后的獨立判定因素。轉化生長因子b能夠上調胃癌腫瘤細胞內(nèi)lncRNA-ATB和ZEB1/CDH1的表達和下調miR-200c的表達并促進腫瘤細胞發(fā)生EMT；組織定量檢測和相關性分析顯示TGFb與lncRNA-ATB和ZEB1與lncRNA-ATB間均呈正相關，而lncRNA-ATB與miR-200c間呈負相關[21]。換言之，胃癌中高表達的lncRNA-ATB通過TGFb/miR-200c/ZEB1軸促進腫瘤細胞發(fā)生EMT，進而增強其侵襲轉移能力。

在體外，利用小RNA干擾（small interfering RNA, siRNA）轉染外源性沉默lncRNA-ATB能夠顯著抑制胃癌腫瘤細胞的增殖并阻滯細胞周期。針對胃癌中l(wèi)ncRNA-ATB促癌作用機制的研究發(fā)現(xiàn)：lncRNA-ATB可以作為競爭性內(nèi)源RNA（competing endogenous RNA, ceRNA）直接結合miR-141-3p，通過非編碼RNA間的相互作用（lncRNA-miRNA），阻斷miR-141-3p與下游靶基因TGFb 3’-非翻譯區(qū)（untranslated region, UTR）的結合，從而實現(xiàn)對TGFb表達水平的調控，且現(xiàn)有研究已證實TGFb可以促進lncRNA-ATB的表達[22]。上述實驗研究結果表明：胃癌中l(wèi)ncRNA-ATB能夠通過miR-141-3p/TGFb正反饋調控環(huán)路來維持自身的持續(xù)性異常高表達。

2 LncRNA-ATB與泌尿系統(tǒng)腫瘤

2.1 腎細胞癌

研究發(fā)現(xiàn)在腎細胞癌腫瘤組織和腫瘤細胞中l(wèi)ncRNA-ATB呈上調表達，伴有轉移的腎癌組織內(nèi)lncRNA-ATB的表達相對更高，并且lncRNA-ATB的表達水平與腫瘤分期、組織學分級、血管侵犯、淋巴轉移及癌腫遠處轉移密切相關。此外，利用siRNA沉默腫瘤細胞內(nèi)lncRNA-ATB的表達后能夠明顯抑制細胞增殖與遷移侵襲、阻滯EMT并誘導細胞發(fā)生凋亡[23]。后續(xù)研究進一步指出：高表達lncRNA-ATB組腎細胞癌患者的整體生存時間更短，并且lncRNA-ATB的表達水平可以作為腎細胞癌患者整體生存情況的獨立判斷因素[24]。

2.2 前列腺癌

前列腺癌中呈異常高表達的lncRNA-ATB與癌腫的組織學分級、術前PSA水平、病理分期、Gleason評分、淋巴轉移及血管淋巴侵潤密切相關，高lncRNA-ATB表達組患者化療后的無復發(fā)生存時間更短。體外細胞學實驗中，利用siRNA外源性沉默lncRNA-ATB表達能夠抑制腫瘤細胞的增殖并影響細胞周期蛋白的表達（cyclin E/cyclin D1/p27/p21）；lncRNA-ATB還能夠調控磷酸肌醇3激酶/蛋白激酶B（phosphatidylinositol 3 kinase/protein kinase B, PI3K/AKT）信號通路的激活情況，PI3K/AKT信號通路的激活可以影響EMT marker基因ZEB1和鋅指蛋白217（zinc finger protein 217, ZNF217）的表達[25]。綜上，前列腺癌中高表達的lncRNA-ATB通過直接調控細胞周期蛋白（cyclin E/cyclin D1/p27/p21）和借助PI3K/AKT信號通路間接調控ZEB1/ZNF217的表達，進而促進腫瘤細胞的增殖和EMT能力。

2.3 膀胱癌

對膀胱癌中l(wèi)ncRNA-ATB作用的研究發(fā)現(xiàn)：過表達lncRNA-ATB能夠促進膀胱癌腫瘤細胞的增殖及遷移侵襲能力；lncRNA-ATB通過與miRNA相互作用來內(nèi)源性海綿吸附miR-126，阻斷miR-126與下游靶基因KRAS 3’-UTR的結合，上調促癌基因鼠類肉瘤病毒癌基因同源物（Kirsten ras oncogene homolog, KRAS）的表達，高表達的KRAS進一步激活PI3K/AKT和雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin, mTOR）信號通路，PI3K/AKT和mTOR信號通路兩者的活化與腫瘤的增殖及侵襲轉移密切相關。上述研究結果提示：膀胱癌中l(wèi)ncRNA-ATB通過對miR-126/KRAS/PI3K-AKT+mTOR軸的調控來增強腫瘤的惡性生物學行為[26]。

3 LncRNA-ATB與呼吸系統(tǒng)腫瘤

3.1 非小細胞肺癌

研究發(fā)現(xiàn)lncRNA-ATB在非小細胞肺癌（nonsmall cell lung cancer, NSCLC）的腫瘤組織和腫瘤細胞內(nèi)均為上調表達；組織內(nèi)異常高表達的lncRNA-ATB與NSCLC的癌腫大小、淋巴結轉移及癌腫遠處轉移密切相關，并且高表達lncRNA-ATB組患者的術后生存情況相對更差。在上述研究的基礎上，KE等[27]研究顯示通過轉染siRNA來外源性下調lncRNA-ATB的表達，腫瘤細胞的增殖、細胞周期的推進及遷移轉移能力均受到明顯抑制，更多腫瘤細胞發(fā)生了凋亡。

3.2 肺腺癌

對85例肺腺癌患者及65例健康體檢者的臨床樣本進行qRT-PCR定量檢測后發(fā)現(xiàn)：腫瘤組織內(nèi)lncRNA-ATB的表達明顯高于對應正常組織，腫瘤患者血清內(nèi)的lncRNA-ATB的表達同樣高于正常受試者；腫瘤患者組織樣本與血清樣本內(nèi)lncRNA-ATB的表達水平呈正相關，并且兩者的表達水平與TNM分期、癌腫大小及淋巴轉移密切相關[28]。此外，通過對lncRNA-ATB表達水平與患者臨床資料的單/多因素變量分析，肺腺癌患者組織/血清樣本內(nèi)lncRNAATB的表達水平可以用于疾病的診斷且其敏感性高于癌胚抗原[28]。

4 LncRNA-ATB與其他腫瘤

4.1 骨肉瘤

實驗研究結果顯示在骨肉瘤中l(wèi)ncRNA-ATB呈上調表達，且其表達水平與腫瘤的Enneking分期、癌腫轉移及復發(fā)密切相關，高表達lncRNA-ATB意味著較低的無復發(fā)生存率和較差的整體生存情況。此外，骨肉瘤患者血清中l(wèi)ncRNA-ATB同樣為上調表達，并且能夠對腫瘤患者與健康人群進行區(qū)分，同時具有較高的特異性和敏感性。體外細胞水平實驗研究：lncRNA-ATB通過ceRNA機制調控miR-200s，競爭性結合miR-200s，阻斷miR-200s與下游靶向基因ZEB1/ZEB2 3’-UTR的結合，而上調表達的ZEB1/ZEB2能夠促進腫瘤細胞的增殖、遷移與轉移能力，并且腫瘤組織內(nèi)lncRNA-ATB/miR-200s/ZEB1-2間的表達密切相關；反向調控miR-200s可以在體外和體內(nèi)同時降低lncRNA-ATB對骨肉瘤腫瘤細胞的促癌作用[29]。此外，TGFb可以誘導lncRNA-ATB的上調表達來抑制miR-30a對下游的EMT marker基因ZEB1和E-cad的 調 控（lncRNA-ATB/miR-30a/ZEB1+E-cad），lncRNA-ATB通過上調ZEB1/E-cad兩者的表達來增強骨肉瘤腫瘤細胞的轉移能力[30]。

4.2 膠質瘤

相比于正常腦組織及腦膠質細胞，膠質瘤腫瘤組織和腫瘤細胞內(nèi)lncRNA-ATB為上調表達狀態(tài)，并且高表達lncRNA-ATB患者的病理分級更高而整體生存時間更短。在體外細胞實驗和裸鼠成瘤實驗中下調lncRNA-ATB表達后，膠質瘤腫瘤細胞的增殖、遷移與轉移能力明顯下降，體內(nèi)移植瘤的生長速度更慢。同時，研究還發(fā)現(xiàn)：lncRNA-ATB通過內(nèi)源性競爭機制與膠質瘤內(nèi)抑癌性的miR-200a結合，導致miR-200a失去對下游目標基因TGFb2的調控，最終促使致癌性基因TGFb2的高水平表達；外源性過表達miR-200a能夠遏制lncRNA-ATB對膠質瘤腫瘤細胞惡性生物學行為的促進作用；綜上，膠質瘤中高表達的lncRNA-ATB通過對miR-200a/TGFb2軸的調控來促進腫瘤的惡性生物學行為[31-32]。

4.3 乳腺癌

HER2陽性乳腺癌對曲妥珠單抗耐藥（trastuzumab resistant, TR）的研究中發(fā)現(xiàn)：耐藥組患者腫瘤組織及TR乳腺癌腫瘤細胞內(nèi)lncRNA-ATB的表達水平更高，過表達lncRNA-ATB能夠促進TR細胞的耐藥與侵襲能力。借助組織定量與體外實驗（載體構建與細胞實驗），TR乳腺癌中l(wèi)ncRNA-ATB通過ceRNA結合miR-200c來上調ZEB1和ZNF127的表達，高表達的ZEB1/ZNF127能夠促進乳腺癌腫瘤細胞發(fā)生EMT和對曲妥珠單抗的耐藥[33]。

4.4 乳頭狀甲狀腺癌

對64例乳頭狀甲狀腺癌（papillary thyroid cancer,PTC）組織樣本的進行定量檢測：相較于對應正常組織，PTC腫瘤組織內(nèi)lncRNA-ATB呈異常上調表達；并且，在細胞學水平實驗，通過轉染來外源性沉默lncRNA-ATB后能夠明顯降低PTC腫瘤細胞的增殖與遷移能力。對所得到的定量檢測結果進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，與患者的臨床數(shù)據(jù)進行分析顯示,高表達的lncRNAATB與癌腫大小及淋巴結轉移呈負相關；受試者工作曲線分析表明：lncRNA-ATB的表達水平可以用于對PTC腫瘤組織/正常組織和伴有/無淋巴轉移的PTC患者進行區(qū)分[34]。

4.5 淋巴瘤與宮頸癌

淋巴瘤中l(wèi)ncRNA-ATB可以作為ceRNA，通過競爭性結合miR-200c，遏制miR-200c與下游靶分子KRAS 3’-UTR的結合，上調促癌基因KRAS的表達水平，進而促進腫瘤細胞的增殖；外源性沉默lncRNA-ATB能夠明顯抑制人淋巴瘤Raji細胞的增殖，阻滯更多細胞停滯于細胞周期的G1期，并誘導腫瘤細胞發(fā)生凋亡[35]。在宮頸癌腫瘤組織和腫瘤細胞內(nèi)lncRNA-ATB為異常上調表達，并且高表達的lncRNA-ATB與高鱗狀細胞癌抗原、更大的癌腫、淋巴結轉移及宮頸癌FIGO（international federation of gynecology and obstetrics）分期密切相關。此外，高lncRNA-ATB表達組患者的整體生存情況更差；多因素變量分析結果顯示：lncRNA-ATB的表達水平可以作為宮頸癌患者整體生存時間以及早期復發(fā)評估的獨立危險因素[36]。

4.6 LncRNA-ATB的異常低表達

通過qRT-PCR對150例胰腺癌患者的腫瘤組織和對應正常組織以及腫瘤細胞和正常導管上皮細胞內(nèi)lncRNA-ATB表達進行定量檢測，結果顯示在胰腺癌腫瘤組織和腫瘤細胞內(nèi)lncRNA-ATB為下調表達，并且其表達水平與淋巴結轉移、神經(jīng)侵犯及腫瘤臨床分期密切相關，低表達lncRNA-ATB組患者的整體生存相對更差。借助多因素變量分析（lncRNA-ATB表達水平與患者預后情況），低表達的lncRNA-ATB可以作為胰腺癌患者不良預后的獨立判斷因素[37]。其利用qRT-PCR定量檢測，發(fā)現(xiàn)在乳腺癌中l(wèi)ncRNA-ATB呈異常下調表達，而這與胰腺癌中l(wèi)ncRNA-ATB表達的檢測結果相一致[38]。通過轉染來外源性沉默lncRNAATB表達后，能夠增強乳腺癌腫瘤細胞的增殖與侵襲能力并上調EMT marker基因ZEB1和ZNF17的表達；進一步的研究結果提示lncRNA-ATB是通過ceRNA機制結合miR-200c來完成上述調控作用，而抑制miR-200c的表達能夠逆轉下調lncRNA-ATB對腫瘤細胞侵襲的促進作用[39]。lncRNA-ATB在大部分惡性腫瘤中呈現(xiàn)異常上調表達并能夠促進腫瘤的多種惡性生物學行為。然而，在胰腺癌和乳腺癌中l(wèi)ncRNAATB出現(xiàn)了低表達的情況，這可能與惡性腫瘤間的異質性及其自身特征有關，其具體的詳細調控機制以及呈現(xiàn)不用表達水平的原因有待于后續(xù)的進一步深入研究。

5 總結與展望

隨著研究的不斷深入，腫瘤內(nèi)lncRNA的異常表達及其調控作用正逐步被揭示，可以肯定在人體惡性腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中l(wèi)ncRNA扮演了極為重要的角色。長鏈非編碼RNA-ATB是首個被發(fā)現(xiàn)受TGFb激活的lncRNA，研究證實lncRNA-ATB能夠調控機體諸多病理生理過程，在絕大部分惡性腫瘤中呈現(xiàn)異常上調表達，促進腫瘤的多種惡性生物學行為，同時展現(xiàn)出多種途徑的復雜調控機制；并且lncRNA-ATB的異常表達水平與腫瘤的病理生理學特征以及患者預后等密切相關?，F(xiàn)有研究僅僅是腫瘤內(nèi)lncRNA-ATB功能解析的初始階段，不同腫瘤內(nèi)lncRNA-ATB所呈現(xiàn)出的異常高/低表達水平以及更深層面的lncRNA-ATB調控機制的探索，有待后續(xù)的進一步研究。相信隨著研究的不斷深入，定將會逐步揭示腫瘤內(nèi)lncRNA-ATB所扮演的各種角色，為腫瘤的綜合診治提供新的理論依據(jù)與干預靶點。