長(zhǎng)鏈非編碼RNA在食管癌中作用的研究進(jìn)展

李曉敏，邢瑤，查文娟，劉陽(yáng)晨

(蚌埠醫(yī)學(xué)院附屬泰興市人民醫(yī)院，江蘇泰州225400)

在全球范圍內(nèi)，食管癌的發(fā)病率居所有惡性腫瘤的第8位，病死率居第6位。我國(guó)是食管癌的高發(fā)國(guó)家之一，近年來(lái)其發(fā)病率呈上升趨勢(shì)并有低齡化趨勢(shì)。食管癌的病理類(lèi)型主要有鱗癌和腺癌，我國(guó)以鱗癌為主。目前，對(duì)食管癌的治療手段非常有限，患者預(yù)后較差，5年生存率較低。因此，探索食管癌早期診斷和預(yù)后評(píng)價(jià)的生物標(biāo)志物具有重要意義。長(zhǎng)鏈非編碼RNA(lncRNA)是一類(lèi)長(zhǎng)度超過(guò)200個(gè)核苷酸的內(nèi)源性RNA，這種RNA雖然不具有編碼蛋白質(zhì)的功能，但可通過(guò)表觀遺傳修飾、RNA衰變、轉(zhuǎn)錄調(diào)控等方式調(diào)節(jié)多種惡性腫瘤表型，從而參與腫瘤細(xì)胞的增殖、分化、遷移、侵襲等生物學(xué)過(guò)程。lncRNA通常具有高度組織或細(xì)胞特異性，有可能成為腫瘤診斷的新型生物標(biāo)志物和潛在的治療靶點(diǎn)。研究發(fā)現(xiàn)，在食管癌中存在多種lncRNA異常表達(dá)，這些異常表達(dá)的lncRNA在食管癌發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中具有重要作用，可發(fā)揮促癌或抑癌作用，有可能成為食管癌早期診斷和預(yù)后評(píng)估的生物標(biāo)志物。本文結(jié)合文獻(xiàn)就lncRNA在食管癌中的作用作一綜述。

1 lncRNA概述

lncRNA是一類(lèi)長(zhǎng)度超過(guò)200個(gè)核苷酸序列且不編碼功能性蛋白的內(nèi)源性RNA，其定位于細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)。lncRNA通常根據(jù)基因組位置被分為7個(gè)類(lèi)別，即獨(dú)立的lncRNA、自然反義轉(zhuǎn)錄本、假基因、基因間長(zhǎng)鏈非編碼RNA、發(fā)散轉(zhuǎn)錄本、啟動(dòng)子相關(guān)轉(zhuǎn)錄本和增強(qiáng)子RNA[1]。由于lncRNA缺少明顯的開(kāi)放閱讀框,不具有蛋白質(zhì)編碼功能,以往一直被認(rèn)為是轉(zhuǎn)錄過(guò)程的“噪音”。目前越來(lái)越多研究證實(shí)，lncRNA可參與多種生物學(xué)功能，包括端粒維持、轉(zhuǎn)錄干擾、轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)、翻譯控制、表觀遺傳修飾、細(xì)胞分化和發(fā)育等[2]。近年研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA還可通過(guò)表觀遺傳修飾、RNA衰變、轉(zhuǎn)錄調(diào)控等方式調(diào)節(jié)惡性腫瘤表型，在惡性腫瘤發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中起到促癌或抑癌作用[3]。如轉(zhuǎn)移相關(guān)性肺腺癌轉(zhuǎn)錄本1(MALAT1)在結(jié)直腸癌細(xì)胞中高表達(dá)，從而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖、侵襲和遷移；母系表達(dá)基因3(MEG3)在前列腺癌細(xì)胞中低表達(dá)，從而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖并抑制其凋亡[4，5]。近年來(lái)，lncRNA是被高度關(guān)注的“明星基因”，已被公認(rèn)與多種惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和預(yù)后密切相關(guān)。

2 與食管癌有關(guān)的lncRNA

在食管癌細(xì)胞中存在多種異常表達(dá)的lncRNA，發(fā)揮著促癌或抑癌作用。其中，具有促癌作用的lncRNA有肌動(dòng)蛋白絲相關(guān)蛋白1-反義RNA1(AFAP1-AS1)、轉(zhuǎn)移相關(guān)性肺腺癌轉(zhuǎn)錄本1(MALAT1)、HOX反義基因間RNA(HOTAIR)、?；撬嵘险{(diào)基因1(TUG1)等，具有抑癌作用的lncRNA有MEG3、ZNF667-AS1、基因間長(zhǎng)鏈非編碼RNA-p21(LincRNA-p21)等。

2.1 在食管癌中具有促癌作用的lncRNA

2.1.1 AFAP1-AS1 AFAP1-AS1最初是在食管腺癌組織測(cè)序中被發(fā)現(xiàn)的，定位于人4號(hào)染色體蛋白質(zhì)編碼基因AFAP1的反義鏈上，其轉(zhuǎn)錄本長(zhǎng)度為6 810 nt[6]。研究表明，AFAP1-AS1可參與多種惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展，其表達(dá)失調(diào)已被證實(shí)與腫瘤臨床分期、組織分化程度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移或遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移以及患者預(yù)后密切相關(guān)[3，7]。AFAP1-AS1在食管腺癌中高表達(dá)，可促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖、遷移和侵襲，并誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡[8]。食管鱗癌組織AFAP1-AS1表達(dá)明顯高于癌旁正常組織，且其高表達(dá)與腫瘤直徑、TNM分期有關(guān)，而與患者性別、年齡等無(wú)關(guān)。在食管癌細(xì)胞株EC-109和TE1中，AFAP1-AS1表達(dá)均明顯高于食管正常細(xì)胞株HEEC；抑制AFAP1-AS1表達(dá)后，EC-109、TE-1細(xì)胞的增殖能力和集落形成能力均明顯降低，且細(xì)胞凋亡明顯增多。結(jié)果表明，AFAP1-AS1可能是食管癌的致癌基因，可參與其發(fā)生、發(fā)展過(guò)程，有可能成為其早期診斷和預(yù)后判斷的生物標(biāo)志物以及潛在的治療靶點(diǎn)，但其具體作用機(jī)制還需進(jìn)一步研究[9]。

2.1.2 MALAT1 MALAT1是正常組織中表達(dá)最豐富的lncRNA，最初是在非小細(xì)胞肺癌組織中發(fā)現(xiàn)的，定位于人11號(hào)染色體，全長(zhǎng)約8 000 nt[10]。MALAT1在食管鱗癌組織中異常高表達(dá)，其表達(dá)變化與腫瘤直徑、TNM分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)，而與患者性別、年齡無(wú)關(guān)；MALAT1高表達(dá)的食管鱗癌患者總生存期和無(wú)病生存期明顯低于其低表達(dá)者。這表明MALAT1可作為判斷腫瘤惡性程度和患者預(yù)后的可靠指標(biāo)，有望成為食管鱗癌基因治療的靶點(diǎn)[11]。在食管鱗癌細(xì)胞株TE7中，抑制MALAT1表達(dá)后，腫瘤細(xì)胞增殖受到抑制，遷移能力降低，腫瘤球形成能力減弱，而細(xì)胞凋亡增加。沉默MALAT1表達(dá)后，食管鱗癌細(xì)胞EzH2、β-catenin、Lin28表達(dá)明顯降低，而過(guò)表達(dá)EzH2聯(lián)合下調(diào)MALAT1表達(dá)則可完全逆轉(zhuǎn)這一現(xiàn)象，表明MALAT1有可能通過(guò)EzH2靶向調(diào)控β-catenin，進(jìn)而促進(jìn)食管鱗癌的惡性進(jìn)展[12]。這些結(jié)果提示，MALAT1可能主要參與食管鱗癌的進(jìn)展而非初始化；食管鱗癌組織MALAT1表達(dá)變化與腫瘤進(jìn)展及患者預(yù)后有關(guān)，有可能作為評(píng)價(jià)腫瘤進(jìn)展和判斷患者預(yù)后的生物標(biāo)志物，而抑制MALAT1表達(dá)有可能是食管鱗癌基因治療的一個(gè)方向。

2.1.3 HOTAIR HOTAIR是具有反式基因調(diào)節(jié)作用的同源異型框基因反義基因間RNA，定位于人12號(hào)染色體，長(zhǎng)度約2.2 kb，由HOXC位點(diǎn)的反義鏈轉(zhuǎn)錄而來(lái)。HOTAIR被認(rèn)為是一種原癌基因，在多種腫瘤組織中過(guò)表達(dá)，與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和患者預(yù)后不良有關(guān)[13]。食管鱗癌KYSE30、KYSE510細(xì)胞HOTAIR表達(dá)明顯高于正常食管上皮HEEpiC細(xì)胞，且與細(xì)胞周期素D1(CCND1)表達(dá)呈正相關(guān)關(guān)系，而與miR-1表達(dá)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系；過(guò)表達(dá)miR-1能夠使KYSE30、KYSE510細(xì)胞增殖受到明顯抑制。而HOTAIR能夠逆轉(zhuǎn)miR-1對(duì)食管鱗癌細(xì)胞的這種抑制作用。因此，HOTAIR可作為內(nèi)源性海綿抑制miR-1表達(dá)和功能。下調(diào)HOTAIR表達(dá)或過(guò)表達(dá)miR-1均能使CCND1 mRNA和蛋白表達(dá)明顯降低，從而抑制食管鱗癌細(xì)胞增殖。這些結(jié)果表明，HOTAIR可通過(guò)結(jié)合miR-1調(diào)節(jié)CCND1釋放，進(jìn)而促進(jìn)食管鱗癌的發(fā)生、發(fā)展。因此，HOTAIR有望成為診斷食管鱗癌的生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)[14]。有研究發(fā)現(xiàn)，食管鱗癌組織HOTAIR表達(dá)與患者血清HOTAIR水平呈正相關(guān)關(guān)系，表明血清HOTAIR水平亦有可能成為診斷食管鱗癌的一種潛在生物標(biāo)志物[15]。總之，HOTAIR有可能成為預(yù)測(cè)食管鱗癌進(jìn)展和判斷患者預(yù)后的生物標(biāo)志物。

2.1.4 TUG1 TUG1是一個(gè)能夠被剪接的、具有多聚腺苷酸尾的lncRNA，定位于人染色體22q12.2，長(zhǎng)度為7 598 nt，最早在小鼠視網(wǎng)膜細(xì)胞中被發(fā)現(xiàn)，因其隨著?；撬峒尤氡磉_(dá)上調(diào)而被命名[16]。TUG1在多種腫瘤組織中異常高表達(dá)，具有促癌作用，能夠促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖和遷移[17]。研究發(fā)現(xiàn)，食管鱗癌組織TUG1表達(dá)明顯高于癌旁正常組織，其高表達(dá)與食管鱗癌進(jìn)展有關(guān)。在食管鱗癌EC109、EC9706細(xì)胞中，抑制TUG1表達(dá)可使腫瘤細(xì)胞增殖和遷移能力明顯降低。在耐順鉑(DDP)的食管鱗癌細(xì)胞中TUG1表達(dá)較在DDP敏感的食管鱗癌細(xì)胞中明顯升高。在食管鱗癌組織中EzH2亦呈高表達(dá)，且其表達(dá)與TUG1表達(dá)呈正相關(guān)關(guān)系。TUG1可通過(guò)募集EzH2進(jìn)而抑制程序性細(xì)胞死亡蛋白4(PDCD4)表達(dá)。如下調(diào)TUG1表達(dá)則能明顯降低耐DDP的食管鱗癌細(xì)胞PDCD4啟動(dòng)子EzH2招募水平，導(dǎo)致PDCD4啟動(dòng)子活性增強(qiáng)，進(jìn)而增強(qiáng)食管鱗癌細(xì)胞對(duì)DDP的敏感性。有研究還發(fā)現(xiàn)，TUG1高表達(dá)的食管鱗癌患者總生存期較TUG1低表達(dá)患者明顯縮短[18，19]。結(jié)果表明，TUG1是食管鱗癌潛在的致癌基因，其高表達(dá)可能與食管鱗癌的DDP耐藥及患者預(yù)后較差有關(guān)。因此，TUG1有可能成為食管鱗癌診斷、患者預(yù)后判斷的生物標(biāo)志物以及潛在的治療靶點(diǎn)。

2.2 在食管癌中具有抑癌作用的lncRNA

2.2.1 MEG3 MEG3是第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)具有抑癌作用的lncRNA，定位于人染色體14q32，可通過(guò)活化p53基因發(fā)揮抑癌作用[20]。食管鱗癌組織MEG3表達(dá)較癌旁正常組織明顯降低，且其表達(dá)變化與患者預(yù)后呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。在食管鱗癌EC109細(xì)胞中，過(guò)表達(dá)MEG3可明顯抑制腫瘤細(xì)胞增殖和侵襲[21]。食管鱗癌組織MEG3甲基化率明顯高于癌旁正常組織，基因未甲基化的食管鱗癌組織MEG3表達(dá)明顯高于基因高甲基化的食管鱗癌組織，而經(jīng)DNA甲基轉(zhuǎn)移酶抑制劑5-Aza-dC處理后，MEG3表達(dá)明顯升高，表明高甲基化可能會(huì)使食管鱗癌細(xì)胞中MEG3失活。在食管鱗癌組織中miR-9高表達(dá)，且其表達(dá)與MEG3表達(dá)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。在食管鱗癌EC109、YES2細(xì)胞中過(guò)表達(dá)MEG3或下調(diào)miR-9，腫瘤細(xì)胞中鈣黏蛋白(E-cadherin)、FOXO1表達(dá)較正常食管上皮HEEpiC細(xì)胞明顯升高，這提示MEG3能通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性抑制miR-9表達(dá)，調(diào)控E-cadherin、FOXO1表達(dá)，進(jìn)而抑制食管鱗癌的發(fā)生、發(fā)展。有研究發(fā)現(xiàn)，MEG3表達(dá)及甲基化狀態(tài)、miR-9表達(dá)與食管鱗癌TNM分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、浸潤(rùn)深度、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移有關(guān)。MEG3低表達(dá)和高甲基化狀態(tài)、miR-9高表達(dá)的食管鱗癌患者生存期較MEG3高表達(dá)和低甲基化狀態(tài)、miR-9低表達(dá)的食管鱗癌患者明顯縮短[22，23]。這些結(jié)果表明MEG3表達(dá)和甲基化狀態(tài)可作為預(yù)測(cè)食管鱗癌患者預(yù)后的生物標(biāo)志物和潛在的治療靶點(diǎn)。

2.2.2 ZNF667-AS1 ZNF667-AS1又名MORT，定位于人染色體19q13，是ZNF667基因的反義鏈，最初作為人類(lèi)乳腺上皮細(xì)胞體外永生過(guò)程中沉默的轉(zhuǎn)錄本被發(fā)現(xiàn)。ZNF667-AS1在惡性腫瘤組織中低表達(dá)，具有抑癌基因作用[24]。有研究發(fā)現(xiàn)，宮頸癌組織ZNF667-AS1表達(dá)明顯降低，且其表達(dá)與宮頸癌患者總生存期和腫瘤大小呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，可作為宮頸癌患者預(yù)后的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子和潛在的治療靶點(diǎn)[25]。研究發(fā)現(xiàn)，在食管癌KYSE170、EC109、TE1、TE13細(xì)胞中ZNF667-AS1低表達(dá)，經(jīng)DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶抑制劑5-Aza-dC處理后，ZNF667-AS1表達(dá)明顯升高；ZNF667-AS1基因在食管鱗癌細(xì)胞中的沉默表達(dá)與其近端啟動(dòng)子區(qū)的異常高甲基化狀態(tài)密切相關(guān)，該關(guān)鍵性CpG區(qū)域的異常高甲基化狀態(tài)可能是導(dǎo)致其在食管鱗癌細(xì)胞中表達(dá)下調(diào)的重要機(jī)制之一。在食管鱗癌組織中ZNF667-AS1低表達(dá)，且其表達(dá)變化與腫瘤淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、組織分化程度、TNM分期有關(guān)，結(jié)果提示ZNF667-AS1作為抑癌基因，參與食管鱗癌的發(fā)生、發(fā)展，有可能成為食管鱗癌診斷和惡性程度判斷的生物標(biāo)志物以及潛在的治療靶點(diǎn)[26]。

2.2.3 LincRNA-p21 LincRNA-p21是p53基因下游的轉(zhuǎn)錄本，位于細(xì)胞周期調(diào)節(jié)基因p21/CDKN1A上游約15 kb處，長(zhǎng)度約3 kb，是細(xì)胞增殖、凋亡和DNA損傷應(yīng)答的調(diào)控因子，在疾病的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中具有重要作用。LincRNA-p21可通過(guò)將異質(zhì)性核糖核酸蛋白K募集到p21的啟動(dòng)子上，高效結(jié)合p53和p21的啟動(dòng)子，從而對(duì)初始化p21的轉(zhuǎn)錄具有重要作用[27]。p21蛋白是p53下游的細(xì)胞周期蛋白依賴(lài)性激酶(CDK)抑制劑，p21蛋白可抑制cyclin D1-CDK4和cyclin E-CDK2復(fù)合物的活性，進(jìn)而阻止成視網(wǎng)膜細(xì)胞瘤蛋白磷酸化，導(dǎo)致細(xì)胞周期阻滯在G1期，從而抑制腫瘤形成[28]。目前，關(guān)于食管癌組織LincRNA-p21表達(dá)的報(bào)道較少。有研究發(fā)現(xiàn)，食管癌組織LincRNA-p21表達(dá)較癌旁正常組織明顯下調(diào)，提示LincRNA-p21可能在食管癌中作為抑癌基因[29]。在食管癌細(xì)胞中LincRNA-p21、p21均低表達(dá)。過(guò)表達(dá)LincRNA-p21后，p21 mRNA和蛋白表達(dá)均明顯升高，食管癌細(xì)胞增殖受到抑制，而細(xì)胞凋亡明顯增加，這表明在食管鱗癌中LincRNA-p21表達(dá)能促進(jìn)p21表達(dá)[30,31]。研究發(fā)現(xiàn)，p21表達(dá)可負(fù)向調(diào)節(jié)cyclin D表達(dá)，而cyclin D低表達(dá)則無(wú)法推動(dòng)細(xì)胞周期由G1期進(jìn)入到S期，從而使細(xì)胞進(jìn)程受阻，細(xì)胞增殖受到抑制[32]。結(jié)果表明，LincRNA-p21表達(dá)可上調(diào)p21表達(dá)，通過(guò)抑制cyclin D表達(dá)誘導(dǎo)食管癌細(xì)胞G1/S期阻滯，使細(xì)胞DNA合成受阻，從而抑制食管癌細(xì)胞增殖。這為研究LincRNA-p21在食管癌中的作用提供了新思路，有望為食管癌診斷和治療提供有益指導(dǎo)[33]。

綜上所述，lncRNA在食管癌的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中具有重要作用，可發(fā)揮促癌或抑癌作用，有可能成為食管癌診斷和預(yù)后判斷的生物標(biāo)志物以及潛在的治療靶點(diǎn)。但目前僅有極少部分lncRNA的生物學(xué)功能在食管癌中得到闡述，且其作用機(jī)制尚不完全清楚，仍需進(jìn)一步研究探討。