非編碼RNA在胃癌中的研究與應(yīng)用進(jìn)展*

李希雯，羅茜，鞠少卿

(1.昆山市中醫(yī)院檢驗(yàn)科，江蘇昆山 215300;2.南通大學(xué)附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)中心，江蘇南通 226001)

胃癌的發(fā)展是一個(gè)多階段、多因素的過程，全球每年胃癌新發(fā)病例和死亡病例大多發(fā)生在中國，各占世界總比例的42.5%和45%[1-2]。在相當(dāng)長一段時(shí)間內(nèi)，許多腫瘤研究都重視編碼基因的多重遺傳及表觀遺傳變異[3-4]，隨著微陣列和RNA測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，非編碼RNA成為研究熱點(diǎn)之一，在胃癌中廣泛報(bào)道。本文分別從胃癌輔助診斷標(biāo)志物、胃癌的發(fā)生發(fā)展、腫瘤的耐藥等方面就非編碼RNA中報(bào)道最廣泛的miRNAs、lncRNAs、circRNAs在胃癌中的研究進(jìn)展作一綜述。

1 ncRNAs作為輔助診斷標(biāo)志物

胃癌早期診斷的金標(biāo)準(zhǔn)為內(nèi)鏡活檢加增強(qiáng)CT，但由于起病隱匿，加上檢查方法有創(chuàng)，許多患者難以接受。而無創(chuàng)的血清學(xué)癌胚抗原(CEA)、糖類抗原199(CA-199)等檢查方法特異性與敏感性不高，導(dǎo)致大多數(shù)胃癌患者被發(fā)現(xiàn)時(shí)多處于中晚期，生存率僅為20%～25%[5]。故而作為傳統(tǒng)診斷方法的補(bǔ)充，發(fā)現(xiàn)具有高診斷價(jià)值的循環(huán)生物學(xué)標(biāo)志物至關(guān)重要。

1.1miRNAs作為輔助診斷標(biāo)志物

1.1.1外周血中miRNAs作為輔助診斷標(biāo)志物 原發(fā)性腫瘤可以釋放特定的腫瘤相關(guān)的miRNAs進(jìn)入腫瘤微環(huán)境。近年來報(bào)道在血清或血漿中檢測(cè)到的miRNAs分子穩(wěn)定，更適合臨床實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)。Zhang等[6]研究發(fā)現(xiàn)，miR-491-5p在52例健康人對(duì)照者血清中的表達(dá)水平明顯低于84例未接受治療的胃癌患者，其作為血清標(biāo)志物的ROC曲線下面積(area under curve，AUCROC)值為0.919(95%CI：0.874～0.963)，診斷胃癌的敏感性與特異性分別為94.2%與76.2%，表明miR-491-5p是一個(gè)良好的胃癌診斷標(biāo)志物。Liu等[7]研究發(fā)現(xiàn)，miR-144在胃癌患者血清中的表達(dá)量(0.45)顯著低于健康人對(duì)照者(1.01)，其作為胃癌血清標(biāo)志物的AUCROC、敏感性與特異性分別為0.821、71.5%與 83.6%。此外，miR-144的高表達(dá)與較高的總體生存率及無病生存率呈顯著相關(guān)。Hou等[8]發(fā)現(xiàn)miR-206在150例術(shù)前胃癌患者血清中的表達(dá)水平明顯低于150例健康人對(duì)照者，其作為血清診斷標(biāo)志物的AUCROC為0.89(95%CI：0.82～0.95)，敏感性和特異性分別為78%及86%。此外，miR-206的低表達(dá)與較高的浸潤深度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移、TNM分期以及與術(shù)后高復(fù)發(fā)均顯著相關(guān)，其作為區(qū)分胃癌術(shù)后復(fù)發(fā)與未復(fù)發(fā)的AUCROC值為0.85(95%CI：0.78～0.91),表明miR-206可作為一種良好的胃癌診斷及預(yù)后指標(biāo)。

1.1.2外泌體來源的miRNAs作為輔助診斷標(biāo)志物 胃癌患者血清外泌體內(nèi)miRNA-1的表達(dá)水平(4.130)較健康人對(duì)照者(0.704)明顯升高，其作為診斷指標(biāo)的AUCROC為0.723(95%CI：0.627～0.819)，敏感性與特異性分別為66%與68%。說明胃癌患者血清來源外泌體內(nèi)富含miRNA-1，有望成為新的胃癌輔助診斷標(biāo)志物[9]。

1.2lncRNAs作為輔助診斷標(biāo)志物

1.2.1外周血中l(wèi)ncRNAs作為輔助診斷標(biāo)志物 Zhang等[10]發(fā)現(xiàn)，部分游離lncRNAs在腫瘤患者外周血中過度或低表達(dá)，可用于診斷或輔助診斷腫瘤。Jin等[11]研究發(fā)現(xiàn)，肝癌高表達(dá)轉(zhuǎn)錄本(highly up-regulated in liver cancer，HULC)在100例胃癌患者血清中的表達(dá)水平顯著高于110例健康人對(duì)照者，且與級(jí)別更高的腫瘤大小、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移、TNM分期和幽門螺旋桿菌感染相關(guān)，其作為胃癌輔助診斷指標(biāo)的AUCROC為0.888(95%CI：0.843～0.934)，優(yōu)于CEA(0.694)及CA72-4(0.514)，敏感性與特異性分別為82%與83.6%，表明HULC可以作為一個(gè)新型的血清胃癌標(biāo)志物。

1.2.2外泌體來源的lncRNAs作為輔助診斷標(biāo)志物 Zhao等[12]發(fā)現(xiàn)，外泌體來源的HOXA末端轉(zhuǎn)錄本反義RNA(HOXA transcript at the distal tip，HOTTIP)作為胃癌輔助診斷指標(biāo)的AUCROC為0.827，優(yōu)于CEA (0.653)、CA19-9(0.685)、CA72-4(0.639),其敏感性、特異性分別為69.8%、85%。將CEA、CA19-9、CA72-4三者聯(lián)合檢測(cè)診斷的AUCROC為0.723，而四者聯(lián)合檢測(cè)診斷的AUCROC為0.870。說明外泌體來源的HOTTIP是胃癌診斷的良好的生物學(xué)標(biāo)志物。

1.3circRNAs作為輔助診斷標(biāo)志物

1.3.1外周血中circRNAs作為輔助診斷標(biāo)志物 circRNAs的特征是一個(gè)共價(jià)閉合環(huán)狀結(jié)構(gòu)，既沒有5′帽子結(jié)構(gòu)，也沒有3′聚腺苷酸尾結(jié)構(gòu)，與細(xì)胞中線性RNA相比，其更穩(wěn)定，更有可能成為腫瘤標(biāo)志物[13]。Hsa_circ_002059是第一個(gè)在胃癌中發(fā)現(xiàn)的典型環(huán)狀RNA，在胃癌患者術(shù)前血清中的表達(dá)水平顯著低于術(shù)后胃癌患者，作為血清診斷標(biāo)志物的AUCROC為0.73，敏感性與特異性分別為0.81與0.62，且與較高級(jí)別的遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)移、TNM分期、年齡、性別相關(guān)，但其機(jī)制有待進(jìn)一步研究[14]。Huang等[15]研究發(fā)現(xiàn)，Hsa_circ_0000745的表達(dá)水平在健康人血漿中顯著高于胃癌患者，其AUCROC為0.683，敏感性與特異性分別為0.855與0.45。當(dāng)Hsa_circ_0000745與CEA聯(lián)合診斷時(shí)可將AUCROC提高為0.775，而敏感性與特異性分別為0.800與0.633，說明Hsa_circ_0000745有望成為胃癌診斷的良好指標(biāo)。

2 非編碼RNA在胃癌發(fā)生、發(fā)展中的作用

研究表明，胃癌的發(fā)生、發(fā)展伴隨多種ncRNAs的表達(dá)失調(diào)，異常表達(dá)的ncRNAs終會(huì)影響表觀遺傳學(xué)導(dǎo)致腫瘤惡性表型的形成。盡早干預(yù)腫瘤細(xì)胞的增殖、浸潤、轉(zhuǎn)移可為治療胃癌提供一個(gè)潛在靶點(diǎn)。因此，識(shí)別ncRNAs的生物學(xué)行為可為胃癌診斷治療提供一個(gè)實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

2.1miRNAs在胃癌發(fā)生、發(fā)展中的作用

2.1.1具有致癌作用的miRNAs miR-17-5p在胃癌組織中的表達(dá)水平顯著高于癌旁組織，通過與早期生長反應(yīng)蛋白2(early growth response protein 2，EGR-2)結(jié)合促進(jìn)胃癌細(xì)胞增殖、侵襲和遷移。其高表達(dá)與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)，敲除miR-17-5p抑制了細(xì)胞的增殖、侵襲和遷移。轉(zhuǎn)染miR-17-5p抑制劑明顯減少波形蛋白(Vimentin)和神經(jīng)-鈣粘素(N-cadherin)的表達(dá)，增加上皮-鈣粘素(E-cadherin)的表達(dá)[16]。

2.1.2具有抑癌作用的miRNAs Jiang等[17]研究發(fā)現(xiàn)，miR-623在胃癌組織中的表達(dá)水平顯著低于癌旁組織，通過細(xì)胞功能學(xué)試驗(yàn)驗(yàn)證了miR-623可以抑制胃癌細(xì)胞的增殖并且通過增加細(xì)胞凋亡提高對(duì)5-氟尿嘧啶的化療敏感性。G1/S特異性周期蛋白D1(CyclinD1，CCND1)是與周期相關(guān)的癌基因，并且是miR-623的靶基因，CCND1的表達(dá)和miR-623呈負(fù)相關(guān)，miR-623過表達(dá)可以逆轉(zhuǎn)CCND1,促進(jìn)胃癌細(xì)胞的增殖作用以及導(dǎo)致5-氟尿嘧啶的化療耐受。Ji等[13]發(fā)現(xiàn)，miR-326在胃癌組織的表達(dá)水平顯著低于癌旁組織，miR-326一方面可以明顯誘導(dǎo)胃癌細(xì)胞G2/M期阻滯，另一方面,通過AKT通路的激活，與NOB1(N in one binding protein1)特異結(jié)合，進(jìn)一步抑制胃癌細(xì)胞的增殖。

2.2lncRNAs在胃癌發(fā)生、發(fā)展中的作用

2.2.1具有致癌作用的lncRNAs Sun等[18]發(fā)現(xiàn)反義同源盒基因A11(lncRNA HOXA11 antisense RNA，HOXA11-AS)在胃癌的發(fā)展與進(jìn)程中起著關(guān)鍵的作用。胃癌患者HOXA11-AS的高表達(dá)與生存期短及不良預(yù)后相關(guān)，敲除HOXA11-AS可明顯抑制胃癌細(xì)胞的增殖，而HOXA11-AS的過表達(dá)則明顯促進(jìn)胃癌細(xì)胞的增殖；同時(shí)其還發(fā)現(xiàn)在胃癌中zeste增強(qiáng)子同源物2 (enhancer of zeste homolog 2，EZH2)參與了HOXA11-AS的激活，從而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖。鋅指結(jié)構(gòu)反義轉(zhuǎn)錄本1(zinc finger antisense 1，lncRNA-ZFAS1)在胃癌組織中的表達(dá)水平顯著高于癌旁組織，并且與預(yù)后及生存期呈負(fù)相關(guān)；體外細(xì)胞功能學(xué)實(shí)驗(yàn)表明，敲除ZFAS1可明顯抑制胃癌細(xì)胞的增殖并且誘導(dǎo)凋亡，而體內(nèi)裸鼠成瘤試驗(yàn)同樣證實(shí)敲除ZFAS1可以明顯抑制腫瘤的大小和體積；此外，免疫共沉淀和RNA下拉試驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)ZFAS1通過與EZH2、組蛋白賴氨酸特異性脫甲基酶1(lysine specific demethylase 1，LSD1)/RE-1元件輔助抑制因子(CoREST)復(fù)合物結(jié)合抑制靶蛋白Krüppel樣因子2(KLF2)與裸露角質(zhì)蛋白同源物2(naked cuticle homolog 2，Nkd2)的轉(zhuǎn)錄，進(jìn)而影響腫瘤細(xì)胞的功能[19]。

2.2.2具有抑癌作用的lncRNAs Zhang等[20]通過TCGA數(shù)據(jù)庫發(fā)現(xiàn)，miR-532-5p是一個(gè)潛在的胃癌抑癌基因，而lncRNA LINC01410可能通過負(fù)調(diào)控miR-532-5p 在體內(nèi)外抑制胃癌細(xì)胞的增殖及裸鼠腫瘤的生長，而這種負(fù)調(diào)控作用可以導(dǎo)致NCF2表達(dá)水平的升高以及NF-κB信號(hào)通路的激活，進(jìn)而引起胃癌的血管形成及新陳代謝。其還發(fā)現(xiàn)NCF2可以通過NF-κB信號(hào)通路使LINC0141啟動(dòng)子活性增加，這就形成了一個(gè)潛在的LINC0141-miR-532-5p-NCF2-NF-κB的反饋回路，為胃癌的治療提供可能性。Zheng[21]等發(fā)現(xiàn)，lncRNA MTM的表達(dá)水平在胃癌患者癌組織中較癌旁組織顯著降低，且與淋巴轉(zhuǎn)移、浸潤深度、腫瘤階段、總體生存顯著相關(guān)。MTM過表達(dá)可以抑制胃癌細(xì)胞的侵襲、遷移，以及細(xì)胞的生長、促進(jìn)凋亡。同時(shí)其在胃癌細(xì)胞和組織樣本中驗(yàn)證了MTM和MT1F的表達(dá)水平呈正相關(guān)，而敲除MT1F可以恢復(fù)MTM過表達(dá)時(shí)對(duì)胃癌細(xì)胞抑制作用，說明MT1F可以作為MTM的下游效應(yīng)器，參與胃癌的發(fā)生、發(fā)展。

2.3circRNAs在胃癌發(fā)生發(fā)展中的作用

2.3.1具有致癌作用的circRNAs Zhou等[22]研究發(fā)現(xiàn)，circRNA_0023642在胃癌組織的表達(dá)水平顯著高于癌旁組織，敲除circRNA_0023642可抑制腫瘤細(xì)胞的增殖、侵襲、促進(jìn)凋亡。circRNA_0023642可以影響EMT信號(hào)通路中的相關(guān)蛋白質(zhì)，但其具體機(jī)制目前尚不清楚。

2.3.2具有抑癌作用的circRNAs Liu等[23]發(fā)現(xiàn),circ-ZFR與第10號(hào)染色體同源缺失性磷酸酶-張力蛋白(phosphatase and tensin homolog deleted on chro-mosome ten，PTEN)在胃癌組織中的表達(dá)水平顯著低于癌旁組織，而miR-107和miR-130a在胃癌組織中的表達(dá)水平顯著高于癌旁組織，并且證實(shí)二者存在靶向結(jié)合的關(guān)系。circ-ZFR通過與miR-107/miR-130a直接結(jié)合進(jìn)而增加PTEN表達(dá)，以抑制胃癌細(xì)胞的增殖，促進(jìn)凋亡。

3 與甲基化相關(guān)的ncRNAs

3.1與甲基化相關(guān)的miRNAs DNA甲基化修飾主要發(fā)生在基因啟動(dòng)子富含雙核苷酸“CG”的區(qū)域——CpG島，miRNAs的表達(dá)受到DNA甲基化和組蛋白修飾的調(diào)節(jié)。大量文獻(xiàn)表明,胃癌中許多miRNAs表達(dá)的下調(diào)是由于CpG的甲基化。Kim等[24]研究發(fā)現(xiàn)，miR-941和miR-1247在胃癌中低表達(dá)并通過DNA甲基化轉(zhuǎn)錄調(diào)控，阻止腫瘤進(jìn)程中的關(guān)鍵促癌基因以抑制腫瘤的生長。胃癌組織中miR-941與miR-1247含有豐富的DNA甲基化，并且這種異常的甲基化和該兩種基因的轉(zhuǎn)錄沉默有關(guān)。Tsai等[25]發(fā)現(xiàn)，與癌癥特異性相關(guān)的甲基化發(fā)生在miR-129和miR-34b上游CpG豐富區(qū)，在胃癌組織中，miR-129和miR-34b通過CpG島的甲基化作用，使其在胃癌中明顯低表達(dá)，而低水平的miR-129和miR-34b與胃癌的臨床特征、臨床療效不佳相關(guān)。以上研究表明，miRNAs的表觀沉默作用在胃癌中的發(fā)展起著重要的作用。

3.2與甲基化相關(guān)的lncRNAs Xie等[26]在對(duì)61對(duì)胃癌組織和癌旁組織檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)，lncRNA SPRY4 intronic transcript 1 (SPRY4-IT1)在胃癌組織的表達(dá)水平明顯低于癌旁組織。其低表達(dá)與腫瘤大小、病理分期、浸潤深度、淋巴轉(zhuǎn)移和不良預(yù)后密切相關(guān)。SPRY4-IT1低表達(dá)促進(jìn)胃癌細(xì)胞的增殖，生物信息學(xué)分析提示標(biāo)準(zhǔn)化的CpG島上存在1個(gè)啟動(dòng)子可以結(jié)合SPRY4-IT1，而染色質(zhì)免疫沉淀法證實(shí)了SPRY4-IT1可以直接結(jié)合DNA甲基轉(zhuǎn)移酶(DNA methyctransferace，DNMTs)，而敲除DNMT1可以增加細(xì)胞中SPRY4-IT1的表達(dá)水平從而抑制胃癌細(xì)胞的增殖。以上結(jié)果表明，DNMT1介導(dǎo)的DNA甲基化可能是SPRY4-IT1調(diào)控細(xì)胞功能的一種作用方式。

4 小結(jié)及展望

研究非編碼RNA在胃癌進(jìn)展過程中的意義，可為胃癌的早期診斷、治療、預(yù)后提供一個(gè)新的途徑。一個(gè)良好的血液標(biāo)志物要具備穩(wěn)定、易獲得、敏感性和特異性高等優(yōu)點(diǎn)。作為血液標(biāo)志物來說，非編碼RNA還遠(yuǎn)不盡如人意，因?yàn)榫湍壳皩?duì)非編碼RNA的研究發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)非編碼RNA特異性很低，可能會(huì)在多種腫瘤中都表達(dá)異常，所以選擇一種特異性更高，僅在特定惡性腫瘤中異常表達(dá)而在其他腫瘤中正常表達(dá)的非編碼RNA尤為重要。而作為治療靶點(diǎn)，目前的研究僅限于理論階段，未來還需進(jìn)一步結(jié)合臨床實(shí)踐。miRNAs的研究始于十年前，目前對(duì)miRNAs的研究已經(jīng)處于成熟階段，而lncRNA機(jī)制的研究漸趨成熟，環(huán)狀RNA的研究還處于起始階段，進(jìn)一步研究是必要的，相信未來非編碼RNA可以為腫瘤的診斷、治療、預(yù)后提供新思路。