LncRNA在胃癌早期診斷中的研究進展

鄒 磊，頡晚林，張 鑫 綜述,孫軼華△ 審校

(1.哈爾濱醫(yī)科大學附屬腫瘤醫(yī)院檢驗科,黑龍江哈爾濱 150086；2.哈爾濱醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院檢驗科，黑龍江哈爾濱 150086)

胃癌是惡性腫瘤最常見的類型之一，是全球第二大癌癥相關死亡原因。由于早期胃癌具有非特異度癥狀，患者往往晚期才能確診。臨床數(shù)據(jù)表明，晚期胃癌患者術后5年生存率僅為30%～40%，而早期胃癌則為70%～90%[1]。因此，早期診治是提高患者5年生存率和改善患者預后的重要途徑。目前，胃癌的診斷依賴于內(nèi)鏡、病理檢查和腫瘤標志物的測定[包括癌胚抗原(CEA)、糖鏈抗原19-9(CA19-9)、癌抗原72-4(CA72-4)和癌抗原50(CA50)等]。然而，內(nèi)窺鏡和病理檢查雖然是確診胃癌的“金標準”，但因其費用較高、取材困難和患者痛苦大，并不能用于早期癌癥的篩查。腫瘤標記物也因缺乏高特異度和靈敏度[2]，效用有限。因此，為優(yōu)化治療策略、預測療效并延長患者生存期，必須盡快確定早期新型診斷標志物。循環(huán)長非編碼RNA(lncRNA)由于可直接從患者血漿和血清中檢測，具有檢測方便快捷、無創(chuàng)傷性、高靈敏度和特異度等優(yōu)點被視為胃癌潛在的腫瘤標志物。

1 lncRNA簡介

lncRNA是長度超過200個核苷酸的功能性RNA。在各種生理過程中l(wèi)ncRNA在控制基因表達方面具有關鍵作用。lncRNA的異常表達是發(fā)生腫瘤的重要因素，并參與了血管的發(fā)生和細胞增殖、遷移和凋亡[3-4]。lncRNAs表現(xiàn)出廣泛的生物學功能，且可與mRNA和微小RNA(miRNA)結合具有以下功能：(1)作為miRNA或翻譯因子調(diào)節(jié)基因表達的轉(zhuǎn)錄誘導因子[5]；(2)作為miRNA的內(nèi)源性抑制劑[5]；(3)作為增強子RNA與mRNA競爭負伸長因子復合物結合靶向啟動子進行轉(zhuǎn)錄調(diào)控[6]；(4)作為表觀遺傳或染色質(zhì)修飾復合物的配體[7]；(5)與其相應的剪接的mRNA雜交以形成雙鏈RNA(dsRNA)，其由Dicer酶切割以產(chǎn)生內(nèi)源性小干擾RNA以調(diào)節(jié)基因表達[8]；(6)通過腫瘤抑制基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控或腫瘤抑制因子靶基因的激活直接調(diào)控腫瘤抑制信號的傳導[9]；(7)通過直接lncRNA-mRNA相互作用的基因表達調(diào)控[10]。越來越多的證據(jù)表明，lncRNA異常表達與胃癌的發(fā)生、轉(zhuǎn)移和患者預后相關。

2 LncRNA在胃癌發(fā)生、發(fā)展中的作用研究

2.1通過調(diào)控細胞周期進程，促使上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)，促進胃癌進展 有研究表明，LINC00978、lncRNA-分化拮抗非蛋白質(zhì)編碼RNA(DANCR)、lncRNA-癌癥易感性候選者15(CASC15)和 lncRNA-鋅指結構反義轉(zhuǎn)錄本1(ZFAS1)等在胃癌組織、血清樣品和細胞系中的表達水平升高[11-14]。這些lncRNAs可通過誘導細胞周期停滯和抑制細胞凋亡促進細胞增殖，且通過影響EMT進展抑制或加速細胞遷移和侵入，促進胃癌進展。在胃癌發(fā)生時lncRNA-DANCR可被人婆羅雙樹樣基因4(SALL4)激活，并通過激活β-連環(huán)蛋白途徑發(fā)揮其致癌活性。LINC00978升高可促使胃癌細胞中轉(zhuǎn)化生長因子β(TGF-β)/SMAD信號傳導途徑的活化。此外，PAN等[14]還發(fā)現(xiàn)，lncRNA-ZFAS1可通過外泌體遞送的方式，介導胃癌細胞-細胞間的信息交流，促進胃癌的發(fā)生、發(fā)展。

2.2通過競爭性內(nèi)源RNA(ceRNA)機制影響下游信號通路，促進胃癌進展 2011年SALMENA等[15]提出了ceRNA假說，假設任何含有miRNA應答元件(MREs)的RNA分子均可隔離來自共享相同MRE的其他靶標的miRNA，從而調(diào)節(jié)其功能。已有研究表明，在胃癌中，lncRNAs可作為競爭miRNA結合的ceRNAs，從而抑制miRNA靶向的mRNA的表達[16-17]。目前，在胃癌中，已發(fā)現(xiàn)頗多l(xiāng)ncRNA的ceRNA機制[18-20]。ZHENG等[21]發(fā)現(xiàn)，lncRNA-LINC01410通過抑制miR-532-5p表達，導致中性粒細胞胞漿因子2(NCF2)表達增多和核因子κB (NF-κB)通路的持續(xù)激活，促進胃癌轉(zhuǎn)移和血管生成。且NCF2反過來可通過NF-κB增加啟動子活性和LINC01410的表達，從而形成正向反饋回路，驅(qū)動胃癌的惡性行為。lncRNA-尿路上皮癌相關基因1(UCA1)可調(diào)節(jié)磷酸肌醇-3激酶-蛋白激酶B-哺乳動物雷帕霉素蛋白(PI3K-Akt-mTOR)信號蛋白及其下游介質(zhì)，促進體外和體內(nèi)胃癌進展[22]。lncRNA-溶質(zhì)載體家族7成員11(SLC7A11)-反義RNA1(AS1)在胃癌中顯著下調(diào)，且可通過ASK1-p38-MAPK/c-Jun N端激酶途徑(JNK)信號通路調(diào)控SLC7A11的表達，促進體外和體內(nèi)腫瘤的生長[23]。此外，YUAN等[24]還發(fā)現(xiàn)，lncRNA-CAT104通過抑制鋅指E盒結合同源框1調(diào)控miR-381的表達，進而誘導JNK和NCIN87細胞Wnt/β-連環(huán)蛋白信號通路的激活，促進胃癌的發(fā)生、發(fā)展。

2.3其他 除以上的機制外，在胃癌中，也發(fā)現(xiàn)了LncRNAs可通過影響自噬、代謝應激和缺氧3個方面促進胃癌的惡性進展。一方面，CHEN等[25]發(fā)現(xiàn)，lncRNA-HOXD反義生長相關長非編碼RNA(HAGLROS)表達的外源性下調(diào)顯著抑制了細胞增殖、侵襲和遷移。lncRNA-HAGLROS以2種方式調(diào)節(jié)mTOR信號：(1)HAGLROS通過拮抗miR-100-5p介導的mTOR mRNA抑制競爭性地吸引miR-100-5p以增加mTOR表達；(2)HAGLROS與哺乳動物雷帕霉素靶蛋白復合物1(mTORC1)組分相互作用以激活mTORC1信號通路，抑制自噬，從而促進過度增殖并維持胃癌細胞的惡性表型。另一方面，ZHAO等[26]發(fā)現(xiàn)，lncRNA-結腸癌轉(zhuǎn)移相關基因1(MACC1)-AS1在胃癌組織中表達顯著升高。在代謝應激狀態(tài)下，LncRNA-MACC1-AS1升高，并穩(wěn)定了MACC1 mRNA，使MACC1轉(zhuǎn)錄增強，通過AMPK/Lin28途徑協(xié)調(diào)，促進代謝可塑性，促進胃癌細胞增殖并抑制細胞凋亡。再者，LIU等[27]發(fā)現(xiàn)，lncRNA-BC005927在胃癌樣品中表達上調(diào)。在缺氧條件下，缺氧誘導因子-1α(HIF-1α)能調(diào)控lncRNA-BC005927表達升高，導致轉(zhuǎn)移相關基因表達升高，促進胃癌細胞轉(zhuǎn)移。

3 LncRNA對胃癌的診治和預后評估價值

目前，通過高通量測序技術發(fā)現(xiàn)大量LncRNAs的表達水平與胃癌組織學分級、腫瘤直徑、TNM分期、淋巴轉(zhuǎn)移、神經(jīng)周圍浸潤、靜脈入侵等密切相關。已證實胃癌患者血漿lncRNA-H19、lncRNA-AK001058、lncRNA-INHBA-AS1、lncRNA-MIR4435-2HG、lncRNA-轉(zhuǎn)錄因子ccAAT-增強子結合蛋白α(CEBPA-AS1)、lncRNA-組織分化誘導非蛋白編碼RNA(TINCR)和lncRNA-LINC00857等表達均明顯升高[28-30]，血清lncRNA-肝癌高表達長鏈非編碼RNA(HULC)、lncRNA尿路上皮癌相關基因1-α(CUDR)、lncRNA-應激誘導長鏈非編碼轉(zhuǎn)錄體5(LSINCT-5)和lncRNA-PTEN同源假基因1(PTENP1)對胃癌具有診斷(表1)和預后評估價值[31-32]。且相較于單一腫瘤標志物——CEA檢測，無論是lncRNA-H19和CEA的聯(lián)合檢測，還是5種血漿lncRNAs[TINCR、結腸癌相關轉(zhuǎn)錄體2(CCAT2)、AOC4P、BRAF激活的長鏈非編碼RNA(BANCR)和LINC00857]的聯(lián)合檢測均顯示出了更高的診斷價值，增強了診斷胃癌的靈敏度。有研究表明，在胃癌患者的外泌體中，LINC00152顯著增加[33]。

LINC00152主要存在于胃癌患者血漿和外泌體中，但血漿和外泌體LINC00152水平比較，差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。表明外泌體可能在體內(nèi)循環(huán)過程中保護了lncRNA免于降解[33]。同時，ZHAO等[34]發(fā)現(xiàn)，胃癌患者血清外泌體lncRNA-HOXA遠端轉(zhuǎn)錄體(HOTTIP)和lncRNA-ZFAS1的表達水平高于健康個體。且胃癌患者血清外泌體LncRNA-HOTTIP的受試者工作特征曲線的曲線下面積(AUC)為0.827，顯示出比CEA、CA19-9和CA72-4(AUC分別為0.653、0.685和0.639)更高的診斷能力，差異有統(tǒng)計學意義(P=0.001)。體現(xiàn)了lncRNAs作為腫瘤標志物用于胃癌診斷的優(yōu)越性，且胃癌患者外泌體型lncRNAs對胃癌的早期診斷更加敏感。

表1 作為胃癌診斷標記物的lncRNA的最新研究進展

lncRNA除對胃癌具有診斷價值外，lncRNAs還可作為胃癌治療的新靶標。一方面，通過對胃癌相關lncRNAs發(fā)揮基因調(diào)控功能的機制研究，找出lncRNA和下游靶蛋白，采用RNA干擾技術和開發(fā)相關蛋白的小分子抑制劑治療胃癌[35]。另一方面，可借由lncRNA干預化療藥物多重耐藥(MDR)，增強化療藥物的敏感性，提高化療的療效。一些研究已證明，部分胃癌相關lncRNA與藥物抗性有關。LIU等[36]發(fā)現(xiàn)，lncRNA-CDKN1A反義鏈啟動子DNA損傷激動RNA(PANDAR)水平是判斷早期腫瘤組與健康組，轉(zhuǎn)移灶組和非化療敏感組胃癌患者化療耐藥的標志物。PANDAR可通過競爭性結合p53蛋白控制CDKN1A基因轉(zhuǎn)錄，促進體內(nèi)胃癌的生長，與其他化療藥物聯(lián)用會具有不同的抗腫瘤作用。ZHOU等[37]研究表明，人漿細胞瘤轉(zhuǎn)化遷移基因1(PVT-1)在順鉑耐藥患者、BGC823/DDP和SGC7901/DDP細胞的胃癌組織中高度表達。PVT-1過度表達具有抗凋亡活性，且在順鉑耐藥性胃癌細胞中改善MDR相關基因，如MDR1、mTOR、MRP和HIF-1α的表達。

UCA1可通過UCA1-miR-27b軸參與胃癌細胞化療靈敏度的調(diào)控。UCA1過表達和miR-27b抑制來增加了阿霉素(ADR)、DDP和5-氟脲嘧啶(5-FU)在SGC7901細胞中的半抑制濃度(IC50)，減少SGC7901/ADR細胞凋亡，下調(diào)多聚腺苷二磷酸核糖聚合酶蛋白表達，增加抗凋亡蛋白的表達[38]。在BGC823/ADR和SGC7901/ADR細胞中，敲低lncRNA-CASC9可恢復其對紫杉醇和阿霉素的敏感性[39]。表明lncRNAs是治療胃癌的潛在靶點。

此外，lncRNA也可作為評估胃癌患者預后的重要指標。通過收集臨床數(shù)據(jù)進行預后統(tǒng)計分析的研究已證明lncRNA-HOTTIP、lncRNA-SLC7A11-AS1和lncRNA-CASC15等與胃癌患者的預后不良密切相關[23,34,40]。同時，Liu等發(fā)現(xiàn)，觀察術前胃癌患者與健康個體血漿lncRNA-FER-1樣蛋白4(FER1L4)的表達水平比較，差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。然而，術后2周在胃癌患者中觀察到表達水平急劇下降[41]，表明了lncRNA-FER1L4作為評估胃癌患者預后的生物標志物的潛力。因此，lncRNA可能是評價胃癌患者預后的潛在標志物,具有研究價值。

4 LncRNA可作為胃癌的早期診斷標志物

許多血清標志物[包括CEA、CA19-9、CA72-4、CA125、癌抗原242(CA242)和CA50]被廣泛用于胃癌的檢測。然而，低靈敏度或低特異度降低了其對胃癌的臨床診斷價值。大量非蛋白質(zhì)編碼的轉(zhuǎn)錄物以前被認為是基因組內(nèi)的“垃圾”。

隨著高通量測序技術的發(fā)展，多種非編碼RNA的功能發(fā)現(xiàn)引起了許多研究人員的關注，并促使其在發(fā)病機制中尋找與疾病密切相關的非編碼RNAs。有證據(jù)表明，lncRNAs在癌癥中的失調(diào)表達會改變疾病的進展，并可能作為多種類型癌癥的獨立生物標志物[8]。

本文強調(diào)了胃癌檢測、診治中的lncRNA的重要性。首先，檢測循環(huán)lncRNA,相較于胃鏡等有創(chuàng)檢查手段，只需采集體液，具有非侵入性的檢測特點，大大減輕了患者痛苦和檢測的繁瑣。其次，盡管lncRNA的使用具有許多限制，如lncRNA檢測的不同方法及研究中驗證步驟的小群組大小。前瞻性研究驗證了使用lncRNA作為不同人群胃癌檢測診斷生物標志物的可行性。同時，相較于常規(guī)腫瘤標志物(如CA19-9、CA125、CA72-4、CA242、CA50、CEA和胃蛋白酶原)，lncRNA具有更高的靈敏度和特異度,尤其是血漿外泌體型lncRNA。此外，lncRNA組合檢測及其與常規(guī)腫瘤標志物的聯(lián)合檢測還可大大提高診斷胃癌的準確度。因此，lncRNA可作為胃癌早期診斷的標志物。

5 小 結

人類血液除有大量miRNA外，還含有豐富的lncRNA。lncRNA可通過高通量測序技術或微陣列檢測，并通過逆轉(zhuǎn)錄PCR驗證，體現(xiàn)了lncRNA在胃癌檢測中的潛在應用價值。這些小核酸(lncRNA、miRNA和其他)能將胃癌患者與健康個體區(qū)分開來，具有實用性、非侵入性和成本效益等優(yōu)點，是早期篩查胃癌的有效手段。同時，lncRNA與常規(guī)腫瘤標志物(如CA19-9、CA125、CA72-4、CA242、CA50、CEA和胃蛋白酶原)的聯(lián)合檢測能優(yōu)化診斷胃癌的準確度。隨著lncRNA在胃癌中研究的逐漸深入，lncRNA也被視為評估預后的標志物和靶向治療的新靶點。遺憾的是，盡管現(xiàn)有的研究已發(fā)現(xiàn)了大量與胃癌相關的lncRNA,且可作為胃癌生物標志物。但由于驗證樣本量較少，仍需更大規(guī)模的臨床驗證，才能用于臨床。因此，胃癌相關lncRNA的研究具有很大的發(fā)展?jié)摿Γ琹ncRNA作為早期診斷胃癌的腫瘤標志物，也有待于進一步的用基礎與臨床試驗證實。