長鏈非編碼RNA在肺癌中的研究進展

唐亮 杜振宗

1桂林醫(yī)學(xué)院（廣西壯族自治區(qū)桂林541000）；2廣西壯族自治區(qū)南溪山醫(yī)院桂林醫(yī)學(xué)院附屬南溪山醫(yī)院胸外科（廣西壯族自治區(qū)桂林541000）

肺癌是發(fā)達國家和發(fā)展中國家男性癌癥死亡的主要原因，在發(fā)達國家女性癌癥死亡的主要原因中已超過乳腺癌［1］。肺癌有很多種組織學(xué)類型，即使在相同的組織學(xué)類型中，肺癌也具有不同表觀遺傳和遺傳異常特征［2］。目前分子靶向藥物的研究正在積極開展，但是對于許多肺癌患者，仍沒有針對性的治療方法。肺癌的早期檢測技術(shù)和策略已有較大發(fā)展，但大多數(shù)肺癌被診斷時已進展至晚期。因此，甄別新型診斷生物標(biāo)志物和治療策略是肺癌得到有效治療的前提條件。近年來，長鏈非編碼RNA（long non?coding RNA，lncRNA）在惡性腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用逐漸被發(fā)現(xiàn)，其在惡性腫瘤的早期診斷和治療中具有重要意義［3］。實際上，lncRNA調(diào)節(jié)多種靶基因，在肺癌發(fā)生中發(fā)揮重要作用，并且可作為肺癌的潛在診斷和治療手段［4］。在本篇綜述中，就近期lncRNA在肺癌中的研究工作做一個總結(jié)，重點是其在闡明肺癌發(fā)生發(fā)展和肺癌早期診斷治療及判斷預(yù)后上的應(yīng)用。

1 lncRNA的介紹

隨著基因組測序技術(shù)的迅速發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)70%的基因組序列被轉(zhuǎn)錄生成RNA，但其中只有不到2%的序列編碼蛋白質(zhì)，其余被稱為非編碼RNA，非編碼RNA包括小非編碼RNA（small non?coding RNA，sncRNA）和長鏈非編碼RNA（long non?coding RNA，lncRNA）。LncRNA主要是聚腺苷酸化的，并且包含超過200個核苷酸或更長的轉(zhuǎn)錄物。LncRNA可通過轉(zhuǎn)錄和表觀遺傳調(diào)節(jié)，印跡，剪接和亞細胞轉(zhuǎn)運等參與腫瘤的發(fā)生發(fā)展。雖然lncRNA的主要機制是調(diào)節(jié)相鄰基因的表達，但是lncRNA也可以作為蛋白質(zhì)?蛋白質(zhì)相互作用或蛋白質(zhì)誘變的支架［5］。此外，lncRNA還可以調(diào)節(jié)激酶功能。lncRNA在多種腫瘤中異常表達，而LncRNA中特定的超保守元件在人類腫瘤細胞中存在著廣泛表達［6］。因此，lncRNA可用作治療靶點。值得注意的是，PENG等［7］證實lncRNA可以作為早期NSCLC診斷的便利工具。即使在體液中，LncRNA也是穩(wěn)定的并呈組織特異性表達。這些特征使得lncRNA可以作為肺癌篩查和早期診斷的微創(chuàng)敏感分子標(biāo)記。目前在lncRNA的研究方法和策略方面，熒光原位RNA測序、高通量測序交聯(lián)免疫沉淀、RNA反義純化等相關(guān)技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用［8-9］。此外，lncRNAdb（http：//www.lncrnadb.org/）、NON?CODE（http：//www.noncode.org）、LNCipedia（http：//www.lnci?pedia.org）等lncRNA數(shù)據(jù)庫為lncRNA的研究提供了最新和全面的信息［10］。

2 lncRNA與肺癌

大量的研究結(jié)果表明，多種lncRNA在肺癌中扮演關(guān)鍵的調(diào)節(jié)作用，作為腫瘤抑制因子或致癌性lncRNA。

2.1 肺癌中下調(diào)的LncRNA

2.1.1 MEG3 MEG3（Maternally expressed gene 3，母系表達基因3）位于14q32.2上，是在各種正常組織中發(fā)現(xiàn)的母系表達的印記基因。MEG3在多種癌癥中低表達，MEG3的上調(diào)抑制腫瘤生長［11］。LU等［12］報道與相鄰正常肺組織相比，NSCLCs中MEG3的表達下調(diào)，此外，MEG3的表達下調(diào)可能促進非小細胞肺癌的發(fā)生發(fā)展。說明MEG3在NSCLC組織中也可能是一種抑癌基因。在多種癌癥中都發(fā)生了CpG島甲基化，影響基因的表觀遺傳，因此MEG3的異常可能引發(fā)腫瘤［13］。因此MEG3有可能成為一個表觀遺傳治療的靶點。最近的研究［14］也發(fā)現(xiàn)，在肺腺癌中高表達的MEG3能夠增加細胞毒順鉑藥物的化學(xué)敏感性，通過調(diào)節(jié)p53和Bcl?xl的表達抑制細胞增殖并促進凋亡，這也可能成為一個新的腫瘤治療靶點。綜上所述MEG3在NSCLC治療上具有潛在價值。

2.1.2 GAS6?AS1 GAS6?AS1（growth aresst specific gene 6?antisense RNA1，生長停滯特異性蛋白6?反義RNA1）位于染色體13q34上，與GAS6基因反義轉(zhuǎn)錄。GAS6?AS1的下調(diào)促進了幾種惡性腫瘤（包括肺癌）中的癌癥進展［15］。HAN等［15］證明NSCLC中GAS6?AS1的表達低于相鄰的非癌性正常組織。另外，GAS6?AS1與非小細胞肺癌的TNM分期也呈負相關(guān)。由此可見GAS6?AS1在腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中扮演了一個抑癌基因的角色。之前的研究也發(fā)現(xiàn)，GAS6?AS1與GAS6的表達呈負相關(guān)，而GAS6作為GAS6?AS1的宿主基因，不僅能促進細胞增殖和細胞分裂原活性，而且能促進腫瘤細胞的遷移、黏附和浸潤。因此，GAS6?AS1可能通過調(diào)節(jié)其宿主GAS6的表達來影響非小細胞肺癌的發(fā)生發(fā)展［15］。提示GAS6?AS1可調(diào)控非小細胞肺癌的發(fā)生發(fā)展，是一個潛在的腫瘤標(biāo)志物及新的治療靶點。

2.1.3 BANCR BANCR（BRAF?acticited long non?coding RNA BANCR，BRAF基因激活的非編碼RNA）通過調(diào)節(jié)細胞生長周期來介導(dǎo)細胞生長和凋亡。與相鄰的非癌性正常肺組織相比，BANCR的表達在NSCLC組織中顯著下調(diào)，而較低的BANCR表達與NSCLC患者的病死率相關(guān)［16］。雖然BANCR抑制NSCLC侵襲性和轉(zhuǎn)移的機制解釋仍不清楚，但可能與EMT抑制有關(guān)。BANCR表達的下調(diào)減少CDH1（也稱為E?鈣粘蛋白）表達，并誘導(dǎo)CDH2（也稱為N?鈣粘蛋白）、VIM（也稱為波形蛋白）和MMPs［26］。 因此，BANCR也是lncRNA介導(dǎo)治療NSCLC的潛在靶標(biāo)。

2.1.4 PANDAR 位于染色體6q21.2上的PANDAR（pro?moter of CDKN1A antisense DNA damage activated RNA，CD?KN1A基因損傷激活的RNA啟動子）是一種在腫瘤組織中低表達的lncRNA。HAN等［17］報道了PANDAR在非小細胞肺癌中表達下調(diào)與患者總體病死率升高有關(guān)，在非小細胞肺癌細胞中PANDAR的直接轉(zhuǎn)錄靶標(biāo)包括P53，PAN?DAR通過調(diào)節(jié)BCL2影響細胞凋亡。因為PANDR是NSCLC中P53的直接轉(zhuǎn)錄靶，從而PANDR的過表達可以抑制NSCLC細胞的增殖，這也可能成為一個新的NSCLC治療靶點。

2.1.5 SPRY4?IT1 SPRY4?IT1（ lncRNA SPRY4 intronic transcript 1，SPRY4內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄體1）是由SPRY4基因的內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄，并在黑色素瘤細胞中表達上調(diào)，且干擾其表達可誘導(dǎo)細胞生長停滯，侵襲能力下降和凋亡率上升［18］。有研究發(fā)現(xiàn)SPRY4?IT1在NSCLC組織中表達明顯降低，且SPRY4?IT1的表達水平和腫瘤大?。≒＝0.001）、病理分期（P＜0.001）、淋巴轉(zhuǎn)移（P＝0.003）密切相關(guān)，因此該研究［19］指出SPRY4?IT1是NSCLC預(yù)后一個獨立的危險因素（P＝0.009）。有研究［18］指出長鏈非編碼RNA SPRY4?IT1表達下調(diào)可能通過調(diào)控EMT機制促進NSCLC細胞的增殖和侵襲。綜上所述可知SPRY4?IT1可做為判斷NSCLC預(yù)后的一個指標(biāo)，也是一個潛在的治療靶點。

2.2 肺癌中過度表達的LncRNAs

2.2.1 MALAT1 MALAT1（metastasis associated in lung adenocarcinoma transcript 1，轉(zhuǎn)移相關(guān)性肺腺癌轉(zhuǎn)錄子1）首次在非小細胞肺癌中發(fā)現(xiàn)并進行報道。高表達的MALAT1被認為與腫瘤的高轉(zhuǎn)移率以及低的術(shù)后存活率相關(guān)［20］。盡管在正常組織中也能檢測到MALAT1的表達，但在肝癌、乳腺癌、胰腺癌、骨肉瘤、結(jié)腸癌、膀胱癌、宮頸癌、子宮內(nèi)膜間質(zhì)肉瘤以及前列腺癌中，MALAT1的表達量相對于正常組織有明顯上升［21］。MALAT1是用于診斷NSCLC的液體活檢中的生物標(biāo)志物候選物。MALAT1的致癌活性的一個可能的機理解釋是MALAT1參與異常選擇性剪接，導(dǎo)致基因表達失調(diào)，包括B?MYB轉(zhuǎn)錄因子［22］。最近，WANG等［23］對538例非小細胞肺癌患者進行了隨訪研究，MALAT1基因變異體rs3200401在該群體中進行基因分型。他們證實位于lncRNA MALAT1上的rs3200401 T等位基因與晚期肺腺癌患者的病死率相關(guān)。MALAT1在NSCLC的預(yù)后及早期診斷方面具有重要意義。

2.2.2 HOTAIR HOTAIR（HOX transcript antisense inter?genic RNA，HOX基因轉(zhuǎn)錄的反義基因間RNA）是位于HOXC12基因的反義方向下游的lncRNA［24］。HOTAIR通過招募多梳蛋白抑制復(fù)合物2（PRC2）或染色質(zhì)重組來促進幾種癌癥類型的侵襲和轉(zhuǎn)移［25］。HOTAIR通過表觀遺傳學(xué)調(diào)控基因的表達，從而促進腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移。此外，據(jù)報道HOTAIR參與肺腺癌中順鉑的化學(xué)耐藥性［26］。還有報道稱［27］，HOTAIR 表達升高與NSCLC 中順鉑耐藥相關(guān)，并表明HOTAIR表達與KLF4表達直接相關(guān)，表明HOTAIR有可能成為NSCLC耐藥患者的新治療靶點。以上研究提示對HOTAIR在肺癌中作用機制的研究可能為尋找臨床治療中逆轉(zhuǎn)腫瘤耐藥新靶點提供新的思路。

2.2.3 CCAT2 CCAT2（colon cancer?associated transcript 2，結(jié)腸癌相關(guān)轉(zhuǎn)錄物2）是一種新型的lncRNA，其過表達與許多癌癥有關(guān)，包括NSCLC。CCAT2在NSCLCs，特別是腺癌中高度表達。根據(jù)QIU等［28］在NSCLC細胞系的研究中減少siRNA的CCAT2表達可以抑制NSCLC細胞的增殖和侵襲。提示CCAT2可能是一個致癌基因。CCAT2通過在細胞系中經(jīng)由TCF7L2介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄上調(diào)MYC，miR?20a和miR?17?5p來促進細胞遷移［29］。這可能成為NSCLC的一個新治療靶點。最近，趙等［30］研究證實CCAT2通過上調(diào)Pokemon（也稱為ZBTB7A）的表達來促進腫瘤發(fā)生，并表明潛在的機制可能與Pokemon相關(guān)基因CDKN1A（也稱為p21）有關(guān)。

3 總結(jié)與展望

近年來肺癌發(fā)病率和病死率在不斷上升，肺癌發(fā)生發(fā)展的基礎(chǔ)研究也在不斷進行，隨著熒光原位RNA測序、高通量測序交聯(lián)免疫沉淀、RNA反義純化等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展使得lncRNA的研究進一步發(fā)展，lncRNA在肺癌發(fā)生發(fā)展中的作用引起廣泛關(guān)注。先前的很多研究證實了lncRNA在NSCLC患者組織及血液中的異常表達，這可以作為NSCLC診斷的標(biāo)記物。同時很多l(xiāng)n?cRNAs可以作為判斷NSCLC預(yù)后的指標(biāo)。在治療方面，很多l(xiāng)ncRNAs因通過表觀遺傳調(diào)控、轉(zhuǎn)錄調(diào)控、轉(zhuǎn)錄后調(diào)控基因表達等方式，故可作為治療的靶點。有一些lncRNAs與化療敏感性有關(guān)。由于IncRNA本身作用方式的多樣性及不確定性，其對NSCLC具體的調(diào)控分子機制仍停留在未知階段，有待進一步探索。目前研究面臨的困難仍較多，如研究的手段較少、缺少高質(zhì)量的數(shù)據(jù)庫等。另外，一些重要的IncRNA在體內(nèi)表達水平較低，也增大了研究的難度。