長鏈非編碼RNA在肺癌診斷治療中的研究進展

帥蓉，周媛，羅迪賢

1南華大學附屬常德市第一人民醫(yī)院，湖南常德415003；2南華大學附屬郴州市第一人民醫(yī)院

近年來，肺癌已成為全球發(fā)病率與病死率較高的惡性腫瘤之一[1]。目前，診斷肺癌的主要手段是支氣管鏡、細胞組織學、CT和其他影像技術，但它們對早期肺癌診斷的敏感性都較低，因此有必要找出一種早期診斷肺癌的方法。長鏈非編碼RNA(lncRNA)是一類長度大于200 nt、沒有編碼蛋白能力的非編碼RNA[2]。近年研究發(fā)現，lncRNA在基因的調控方面有重要作用，可以促進或抑制腫瘤的發(fā)生，同時還能提示腫瘤患者的預后情況。越來越多的國內外研究表明，lncRNA與肺癌的發(fā)生發(fā)展密切相關，可以應用于肺癌的診斷、治療、轉移和耐藥等方面。本文就肺癌診斷治療中有關致癌lncRNA與抑癌lncRNA的最新研究進行綜述，為肺癌的早期診斷、合理治療、預后判斷提供依據。

1 致癌 lncRNA

1.1 肺腺癌轉移相關因子1(MALAT1)與肺癌 MALAT1是肺腺癌轉移相關因子1，也稱為核富含豐富的轉錄本2(NEAT2)，位于染色體11q13.1，大小為8.7 kb，是一種與癌癥的進展與轉移相關的非編碼RNA。2003年Ji等[3]在肺腺癌中發(fā)現一段表達頻繁的轉錄片段，將其命名為MALAT1。在很多腫瘤細胞中，MALAT1表達都增高，如肺癌、膀胱癌、乳腺癌等，表明MALAT1與多種腫瘤發(fā)生的病理機制有關。研究發(fā)現，70個非小細胞肺癌患者組織采用消減雜交法進行基因分析，MALAT1在癌細胞中高表達，尤其在轉移的肺癌標本中MALAT1顯著上調，表明MALAT1能促進肺癌的轉移。Schmidt等[4]通過對352例非小細胞肺癌組織進行原位雜交，發(fā)現在非小細胞肺癌組織中MALAT-1的表達明顯高于癌旁正常組織，MALAT1表達水平與淋巴結轉移、TNM分期、預后相關，MALAT-1表達越高，淋巴結轉移的數目越多，預后越差，MALAT-1可能成為肺癌診斷和預后的新指標。

1.2 HOX轉錄反義RNA(HOTAIR)與肺癌 HOTAIR為HOX轉錄反義RNA，被Rinn等[5]在人成纖維細胞中發(fā)現，位于染色體12q13.13，大小為2.2 kb，含6個外顯子，是第一個被發(fā)現具有反式調控作用的lncRNA。Gupta等[6]研究發(fā)現，HOTAIR與甲基化酶復合體PRC2發(fā)生共同作用，使組蛋白H3第27位賴氨酸的三甲基化和第4位賴氨酸二甲基化，繼而封閉該染色體區(qū)段，沉默目的基因，控制WIF1、PTEN、p21的表達，從而調控Wnt、Akt及p53等信號通路，影響腫瘤細胞的發(fā)生、凋亡、轉移等過程。薛世民等[7]收集了91例非小細胞肺癌(NSCLC)患者的癌組織，用實時熒光PCR法檢測到HOTAIR在NSCLC組織中高表達，并與TNM分期、腫瘤大小、淋巴結轉移及預后有關，HOTAIR越高的患者更容易發(fā)生淋巴結轉移，其預后越差，生存期越短。進一步研究顯示HOTAIR與順鉑耐藥相關，為肺癌患者化療耐藥機制提供了新的研究方向。

1.3 結腸癌相關轉錄本2(CCAT2)與肺癌 CCAT2被稱為結腸癌相關轉錄本2，是Ling等[8]在2013年發(fā)現的與結腸癌發(fā)病機制相關的lncRNA，位于染色體8q24.21，大小為0.34 kb。Ling等將逆轉錄病毒導入細胞建立CCAT2過表達的HCT116細胞株，然后移植于裸鼠皮下，導致裸鼠體內出現腫瘤，表明CCAT2與腫瘤的形成相關。Qiu等[9]檢測不同類型的肺癌中CCAT2的表達水平，發(fā)現肺腺癌中CCAT2的表達為癌旁組織的7.5倍，表明CCAT2在肺腺癌中特異性表達。體外實驗表明，增強NSCLC細胞的CCAT2的表達，可以抑制TGF-β信號通路相關蛋白TGF-β、Smad2和α-平滑肌肌動蛋白(α-SMA)的表達，增強Ki-67和增殖細胞核抗原(PCNA)的表達，從而促進NSCLC細胞的增殖。此實驗還顯示CCAT2可以與癌胚抗原聯合檢查，明顯提高NSCLC的檢測效率，并能預測淋巴轉移，大大提高了CCAT2 的輔助診斷價值。

1.4 生長停滯特異性蛋白6-反義RNA1(DLX6-AS1)與肺癌 DLX6-AS1是Li等[10]最近發(fā)現的一種新型調節(jié)lncRNA，位于染色體7q21.3，長度為5.8 kb。Li等用lncRNA基因芯片和qRT-PCR的方法檢測72對肺腺癌及癌旁正常組織中DLX6-AS1的表達水平，證實其在癌組織的表達顯著高于癌旁正常組織。肺腺癌細胞中DLX6-AS1的表達水平與患者腫瘤的TNM分期和細胞分化程度等相關，而與性別、年齡及淋巴結的轉移無關。DLX6-AS1可以對miR-497調控Bcl-2的表達產生負調控，從而發(fā)揮相應的生物學功能。研究表明，DLX6-AS1是肺腺癌中的促癌基因，可影響癌細胞的生長、增殖、凋亡和侵襲能力，可能成為肺腺癌早期診斷、治療、預后的新的生物學標志物。不足的是DLX6-AS1對肺腺癌細胞的具體生物學作用仍然不明確，是以后的研究方向。

1.5 H19與肺癌 基因印記是指有些基因呈親源依賴性的單等位基因表達，但其等位基因不表達或者表達極弱，而印跡基因就是具有這種特性的基因。H19屬于印記基因，父源印記和母源表達，位于人類染色體11p15.5，長度為3 kb，是一種不能編碼蛋白的lncRNA[11]。H19在胚胎發(fā)育期高度表達，主要集中于內胚層及中胚層來源的組織，而在出生后表達降低，僅在心肌和骨骼肌中表達。由于H19上游和下游的通路不同，對不同的腫瘤細胞發(fā)揮的作用也不同，既有致癌作用也有抑癌作用。早有研究顯示H19與胃癌、乳腺癌、膀胱癌均有關系，近年來也開始有研究顯示H19與肺癌相關。Dey等[12]通過對比肺癌組織和正常肺組織中H19的表達情況，發(fā)現H19在肺癌組織中表達增高，有促進肺癌生長的作用。Barsyte等[13]研究顯示，H19受原癌基因c-Myc的調控，c-Myc與印記控制區(qū)附近的E盒結合，激活H19啟動子的活化，上調H19的表達，促進肺癌發(fā)生。同時，H19可以抑制E-鈣黏蛋白的表達，使miR-675相關的轉錄激活因子Slug上調，促進上皮細胞向間葉細胞轉化，導致肺癌細胞的轉移。

1.6 吸煙和癌癥相關的長鏈非編碼RNA1(SCAL1)與肺癌 SCAL1是位于人類染色體5q14.3，大小為11.2 kb的lncRNA，它含有4個外顯子和3個內含子。吸煙一直是肺部疾病和肺癌的重要誘因，但這個過程的具體機制仍不清楚。Thai等[14]用香煙煙霧的提取物進行研究，發(fā)現吸煙會導致氣道上皮細胞中SCAL1的表達上調，同時在肺癌細胞中發(fā)現SCAL1的表達量也增加；進一步的研究顯示核轉錄因子E2相關因子2(NRF2)基因可以調控SCAL1，沉默NRF2會使SCAL1的表達減少。到目前為止，對SCAL1的研究并不多，因此還需要針對SCAL1與肺癌的關系進行更深入的探索。

1.7 Sox2重疊轉錄本(Sox2ot)與肺癌 Sox2ot是一種轉錄子長度為3.5 kb，位于人類染色體3q26.3的lncRNA[15]。Sox2ot被發(fā)現在肺癌細胞中過量表達，是一種致癌lncRNA。研究發(fā)現，Sox2ot在肺鱗癌細胞中的表達水平顯著高于肺腺癌細胞，表明Sox2ot與肺鱗癌細胞相關性更大。進一步研究發(fā)現，Sox2ot與肺癌患者的預后相關，Sox2ot表達越高，患者的生存時間越短。在肺癌細胞株HCC827和SKMES-1中，敲除Sox2ot能夠引發(fā)G2/M期停滯，抑制癌細胞的增殖。

2 抑癌lncRNA

2.1 生長停滯特異性轉錄本5(GAS5)與肺癌 GAS5是一種與細胞增生相關的lncRNA，位于人類染色體1q25.1。Dong等[16]通過對肺腺癌組織與癌旁正常組織的研究顯示，GAS5在肺腺癌組織中的表達明顯下調，而在肺良性腫瘤中GAS5的表達水平與正常組織無明顯差異。GAS5的含量與胰島素樣生長因子受體1和表皮生長因子受體呈負相關，當GAS5增高時可以降低胰島素樣生長因子受體1和表皮生長因子受體，導致肺癌細胞凋亡。Shi等[17]用qRT-PCR的方法對72例NSCLC標本檢測發(fā)現，GAS5與腫瘤大小、TMN分期呈負相關，表明GAS5表達越低，腫瘤體積越大、TMN分期越高。張學軍等[18]研究發(fā)現，GAS5在肺腺癌細胞和鱗癌細胞中的表達水平明顯低于正常人支氣管上皮細胞，且GAS5的表達水平越低患者的生存時間越短，表明GAS5與肺癌患者預后相關。

2.2 AK126698與肺癌 AK126698是長度為3.826 kb存在于小腦的lncRNA。Wnt/β-catenin信號通道參與調控多種腫瘤細胞的發(fā)生、發(fā)展和轉移[19]，Wnt/β-catenin信號通道的受體蛋白FZD8在耐藥腫瘤細胞中高表達，而FZD8是AK126698的潛在靶基因[20]。付校等用實時定量PCR法對56例NSCLC及其癌旁正常組織檢測，發(fā)現NSCLC中AK126698的表達明顯低于癌旁組織，AK126698的表達水平與NSCLC的腫瘤大小和臨床分期有關，AK126698表達越低，腫瘤越大、臨床分期越高。研究顯示，AK126698通過對FZD8的靶向控制抑制NSCLC腫瘤細胞的增殖與遷移。順鉑是治療NSCLC的化療藥物，作用于DNA，形成DDP～DNA復合物，對DNA的復制產生干擾，而AK126698可通過抑制FZD8的表達，逆轉NSCLC細胞對順鉑的耐藥，可以改善肺癌患者的化療療效。

2.3 生長停滯特異基因轉錄的反義RNA(GAS6-AS1)與肺癌 GAS6-AS1是GAS6下游側的一段反義RNA，位于人染色體13q34。Han等[21]研究發(fā)現，GAS6-AS1在NSCLC的表達水平顯著低于癌旁正常組織，表明GAS6-AS1的缺失是引起NSCLC發(fā)生和發(fā)展的重要原因。GAS6-AS1的表達水平與腫瘤的淋巴轉移呈負相關，GAS6-AS1的表達水平越低，發(fā)生淋巴轉移的可能性越大，N0期的腫瘤GAS6-AS1的表達水平明顯高于N1期及其以上的腫瘤。研究還發(fā)現GAS6-AS1的表達水平與TNM分期呈負相關，而與患者的性別、年齡、煙齡無關。同時，GAS6-AS1的表達與GAS6的表達呈明顯的負相關，提示GAS6-AS1的分子學機制可能與GAS6相關。GAS6是生長停滯特異性基因(Gas)所編碼的一種蛋白，依賴維生素K。Gas6是Axl酪氨酸激酶家族的共同配體，GAS6/Axl對多種腫瘤的發(fā)生和轉移有重要作用。

2.4 SPRY4內含子轉錄本1(SPRY4-IT1)與肺癌 SPRY4-IT1稱為SPRY4內含子轉錄本1，位于人染色體5q31.3,屬于lncRNA[22]。SPRY4-IT1是由SPRY4基因的內含子1區(qū)至外顯子3區(qū)之間的序列轉錄而來。Sun等[23]用qRT-PCR技術發(fā)現在NSCLC中SPRY4-IT1的表達明顯低于正常組織。進一步研究表明多梳家族蛋白中的EZH2可以介導抑制NSCLC中SPRY4-IT1的表達水平，導致細胞生長阻滯，抑制入侵和促進細胞凋亡。通過干擾RNA消耗EZH2，可使SPRY4-IT1表達恢復，將SPRY4-IT1轉染至NSCLC細胞中，有顯著的抗腫瘤效果。研究表明，敲除掉EZH2的受損細胞中SPRY4-IT1的表達會降低，可以誘導出某些腫瘤表型，提示抑制SPRY4-IT1的表達在EZH2介導的腫瘤中有重要作用。SPRY4-IT1的過度表達還可以調節(jié)上皮細胞鈣黏蛋白和波形蛋白，在癌細胞上皮細胞-間質化中起著重要的作用。低水平SPRY4-IT1表達患者的總體生存時間較短，這表明SPRY4-IT1可能是NSCLC預后不良的生物標志物。

2.5 BRAF基因激活的非編碼RNA(BANCR)和肺癌 BANCR稱為BRAF基因激活的非編碼RNA，位于人第9號染色體,全長693 bp，由BRAF基因發(fā)生突變后產生，最早于2012年黑色素瘤細胞中發(fā)現。Sun等[24]用qRT-PCR對113例NSCLC組織進行分析，發(fā)現其中89例NSCLC細胞中BANCR表達顯著下降，而且BANCR的表達水平與腫瘤大小、TNM分期和淋巴結轉移相關。Jiang等[25]研究發(fā)現，BANCR與MAPK信號通路相關，BANCR過度表達可以抑制p-JNK和p-p38蛋白的活化，影響癌細胞的增殖和侵襲。綜上所述，BANCR在非小細胞肺癌細胞中表達下調，是抑癌基因，可以作為肺癌的診斷與預后的生物學指標，并可能成為化療治療的新靶點。

3 結論

近些年來，隨著對lncRNA的深入研究，發(fā)現了多種lncRNA在肺癌的發(fā)生和發(fā)展過程中發(fā)揮著重要作用，為肺癌的早期發(fā)現診斷和治療提供了新的方向。但到目前為止，在肺癌的研究中，lncRNA僅僅處于起步階段，大多數與肺癌相關的lncRNA的分子學機制并不明確，它們對肺癌的具體調控機制也尚未研究清楚。同時，通過阻滯lncRNA通路來延緩肺癌的發(fā)生發(fā)展，也是以后需要進一步研究的方向。未來lncRNA可能成為一個新的切入點，為肺癌的診斷和治療帶來較大的突破。