長(zhǎng)鏈非編碼RNA與非小細(xì)胞肺癌相關(guān)性的研究進(jìn)展

趙效 張冰海 李曉霞 楊衛(wèi)林 查國(guó)彥 孫寅 符麗娟 楊蕤 龔婷婷 郭雁

1云南省第一人民醫(yī)院新昆華醫(yī)院緩和醫(yī)學(xué)中心，昆明650301；2昆明醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院650500

0 引 言

肺癌具有較高的發(fā)病率和死亡率，是癌癥相關(guān)致死的首要原因，已成為臨床醫(yī)生及科研工作者難以攻克的一道難題。非小細(xì)胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）作為最常見和最具侵襲性的肺癌之一，占肺癌病例的85%以上，其主要病理類型有鱗狀細(xì)胞癌、腺癌和大細(xì)胞癌。然而，肺癌的潛在分子機(jī)制相當(dāng)復(fù)雜，NSCLC 相關(guān)的基因突變?nèi)詿o法完全解釋其發(fā)病機(jī)制。有研究結(jié)果表明，近43%的疾病相關(guān)單核苷酸多態(tài)性出現(xiàn)在編碼蛋白質(zhì)的區(qū)域之外，長(zhǎng)鏈非編碼RNA（long non-coding RNA，lncRNA）作為一類轉(zhuǎn)錄本長(zhǎng)度超過200 個(gè)核苷酸的非編碼RNA，其表達(dá)或功能異常與NSCLC 的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)[1]。

1 lncRNA

lncRNA 由RNA 聚合酶Ⅱ轉(zhuǎn)錄而成，在哺乳動(dòng)物基因組普遍被轉(zhuǎn)錄，缺乏開放讀碼框，且不具有編碼蛋白質(zhì)的功能[2]。根據(jù)lncRNA 與蛋白質(zhì)編碼基因的關(guān)系，lncRNA 被分為6 大類：基因間lncRNA、雙向lncRNA、內(nèi)含子lncRNA、外顯子重疊lncRNA、內(nèi)含子反義lncRNA 和自然反義lncRNA。lncRNA在結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和序列組成方面與編碼蛋白質(zhì)RNA 的3’翻譯區(qū)相似，其表達(dá)受發(fā)育調(diào)控，具有時(shí)空、組織和細(xì)胞特異性。lncRNA 參與X 染色體沉默、基因組印記以及染色質(zhì)修飾、轉(zhuǎn)錄激活、轉(zhuǎn)錄干擾、核內(nèi)運(yùn)輸?shù)榷喾N重要的調(diào)控過程[3]。大量研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，lncRNA 的表達(dá)異常與癌癥、退行性神經(jīng)疾病等多種重大疾病的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)，具體表現(xiàn)為lncRNA在序列、空間結(jié)構(gòu)、表達(dá)水平及與結(jié)合蛋白相互作用的異常[4]。

2 表達(dá)上調(diào)的lncRNA

2.1 肺腺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)轉(zhuǎn)錄本1

人類肺腺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)轉(zhuǎn)錄本1（metastasis associated lung adenocarcinoma transcript 1，MALAT1） 也被稱為核富集常染色體轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物2（NEAT2），是最早發(fā)現(xiàn)與癌癥相關(guān)的lncRNA 之一。NSCLC 患者的預(yù)后不良與腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，而誘導(dǎo)和刺激腫瘤細(xì)胞發(fā)生遷移和侵襲行為的機(jī)制目前尚未明確。MALAT1 最初作為NSCLC 轉(zhuǎn)移及患者預(yù)后標(biāo)志物被發(fā)現(xiàn)，特別在肺腺癌早期其表達(dá)水平變化最為顯著。Weber 等[5]比對(duì)了45例NSCLC患者和25 名健康對(duì)照人群血中的MALAT1 表達(dá)水平，發(fā)現(xiàn)前者血清中的MALAT1 表達(dá)量遠(yuǎn)高于后者，體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果也證明敲減MALAT1 能抑制A549細(xì)胞的遷移和侵襲等功能。Gutschner 等[6]發(fā)現(xiàn)MALAT1 在具有反義寡核苷酸的移植瘤中表達(dá)顯著減少，并成功在體內(nèi)抑制了肺癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移，從而進(jìn)一步證明MALAT1 的高表達(dá)與NSCLC 的轉(zhuǎn)移相關(guān)。此外有文獻(xiàn)報(bào)道，與健康對(duì)照人群相比，MALAT1作為指標(biāo)診斷NSCLC 的特異度可達(dá)96%，靈敏度為56%[7]，其作為早期NSCLC 的互補(bǔ)檢測(cè)指標(biāo)能大大提高診斷的靈敏度和特異度。

2.2 HOX 轉(zhuǎn)錄反義RNA

HOX 轉(zhuǎn)錄反義RNA（HOX transcript antisense RNA，HOTAIR）首次在人成纖維細(xì)胞的HOX 基因中被發(fā)現(xiàn)，是第1 個(gè)被發(fā)現(xiàn)與腫瘤相關(guān)的lncRNA。研究結(jié)果顯示，HOTAIR 在NSCLC 患者腫瘤組織中的表達(dá)顯著高于癌旁正常組織，HOTAIR 的過度表達(dá)與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、腦組織轉(zhuǎn)移及肺腺癌和肺鱗癌患者的低生存率均有直接關(guān)系[8]。Zhai 等[9]認(rèn)為HOTAIR 可介導(dǎo)基質(zhì)金屬蛋白酶等上皮細(xì)胞-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化效應(yīng)，分解細(xì)胞外基質(zhì)從而達(dá)到促進(jìn)肺癌細(xì)胞的侵襲作用，并通過體外敲減HOTAIR 能顯著抑制NSCLC 細(xì)胞的增殖和侵襲力等實(shí)驗(yàn)證明了該結(jié)論。目前已知PCR2、LSD1 及E3 泛素化連接酶與HOTAIR 共同作用促進(jìn)了NSCLC 的增殖轉(zhuǎn)移，且Myc 等癌基因可直接調(diào)控HOTAIR 的轉(zhuǎn)錄激活，從而引起HOTAIR 的上調(diào)。由此可見，HOTAIR 在NSCLC 的發(fā)生發(fā)展中起到了直接作用，在此基礎(chǔ)上探索HOTAIR 與其他蛋白分子是否存在相互作用能進(jìn)一步明確NSCLC 的發(fā)生機(jī)制。

2.3 漿細(xì)胞瘤變異易位基因1

漿細(xì)胞瘤變異易位基因1（plasmacytoma variant translocation 1，PVT1）作為lncRNA 家族的一員，是一種能編碼多種轉(zhuǎn)錄子、長(zhǎng)度為1.9 kb 的lncRNA?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)PVT1 在人類多種腫瘤中的表達(dá)量明顯發(fā)生改變，并與患者的生存時(shí)間顯著相關(guān)。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，PVT1 在NSCLC 組織和細(xì)胞系中的表達(dá)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于正常對(duì)照組織和人支氣管上皮細(xì)胞系16HBE，且PVT1 的表達(dá)量與NSCLC 患者的病理分級(jí)呈正相關(guān)，高表達(dá)的PVT1 預(yù)示著患者的低生存率，PVT1 是NSCLC 患者的獨(dú)立預(yù)后因素[10]。同樣，敲除NSCLC 細(xì)胞中的PVT1 能引起G0/G1 期細(xì)胞數(shù)量增加及S 期細(xì)胞數(shù)量減少，從而抑制細(xì)胞增殖，且經(jīng)siRNA-PVT1 轉(zhuǎn)染后NSCLC 細(xì)胞中p15 和p21 蛋白的表達(dá)顯著上調(diào)，而pcDNA3.1-PVT1 轉(zhuǎn)染細(xì)胞中p15 和p21 蛋白的表達(dá)則下調(diào)，該結(jié)果表明PVT1 可能是通過調(diào)節(jié)p15 和p21 的表達(dá)來促進(jìn)NSCLC 細(xì)胞增殖[11]。目前大量研究結(jié)果表明，PVT在NSCLC 中是作為驅(qū)動(dòng)基因來發(fā)揮作用的，例如以競(jìng)爭(zhēng)性內(nèi)源RNA（ceRNA）或作為“分子海綿”負(fù)性調(diào)控相關(guān)微小RNA（microRNA，miRNA）的表達(dá)來促進(jìn)腫瘤的發(fā)生。近期研究結(jié)果報(bào)道PVT1 能競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合miRNA-424-5p 或miRNA-216b分別達(dá)到調(diào)控NSCLC 放射治療和化學(xué)藥物治療（化療）的敏感性作用[12-13]，這種多方向性的調(diào)控作用預(yù)示著PVT1 有望成為改善NSCLC 患者化療療效的關(guān)鍵靶點(diǎn)。

2.4 小核仁RNA 宿主基因1

小核仁RNA 宿主基因1（small nucleolar RNA hostgene1，SNHG1）位于11 號(hào)染色體，長(zhǎng)度為1134bp。其能通過抑制miR-195 促使肝癌細(xì)胞惡化，在癌癥的發(fā)生發(fā)展中起到重要作用[14]，但在肺癌中的研究卻鮮有報(bào)道。近期研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在NSCLC 中SNHG1也存在表達(dá)上調(diào)趨勢(shì)，并與腫瘤的TNM分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及患者預(yù)后密切相關(guān)。體外敲除NSCLC 中SNHG1 能引起miR-101-3p 上調(diào)，明顯抑制NSCLC 的增殖，因此推斷miR-101-3p 是SNHG1 的潛在靶點(diǎn)，該調(diào)控過程可能是通過激活經(jīng)典的Wnt/β-catenin信號(hào)通路發(fā)揮致癌作用[15]。此外，SNHG1 以lncRNA海綿作用分別調(diào)節(jié)miR-145-5P/MTDH、miR-497/IGF1-R 軸來促進(jìn)NSCLC 進(jìn)程[16-17]。關(guān)于轉(zhuǎn)錄后水平或翻譯水平的進(jìn)一步研究將有助于揭示SNHG1 推動(dòng)肺癌發(fā)展的具體機(jī)制，從而應(yīng)用于NSCLC 診治相關(guān)潛在分子標(biāo)志物的研發(fā)。

2.5 lncRNA 染色質(zhì)相關(guān)RNA 10

lncRNA 染色質(zhì)相關(guān)RNA 10（lncRNA chromatinassociated RNA 10，CAR10）位于10 號(hào)常染色體，其兩側(cè)有Ⅲ型纖連蛋白基因、FANK1 和ADAN12 基因。眾所周知，空氣污染是導(dǎo)致肺癌發(fā)生的一個(gè)重要因素。Wei 等[18]等發(fā)現(xiàn)在空氣污染嚴(yán)重地區(qū)NSCLC 患者的癌組織中，存在著與非空氣污染地區(qū)NSCLC 患者癌組織差異表達(dá)的lncRNA，CAR10 便是其中之一，而此前并無相關(guān)研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)CAR10在癌癥中發(fā)揮調(diào)控作用。Wei 等[18]認(rèn)為CAR10 能通過結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子YB-1 使其避免被蛋白酶降解，從而調(diào)控表皮生長(zhǎng)因子促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖；當(dāng)靶向CAR10 治療后則會(huì)導(dǎo)致YB-1 蛋白發(fā)生水解，因此特異性沉默CAR10 有可能成為YB-1 失活的新無創(chuàng)手段?？諝馕廴局饕掳┪锒喹h(huán)芳烴復(fù)合物能誘導(dǎo)16HBE 細(xì)胞中CAR10 的表達(dá)上調(diào)，表明CAR10有潛力成為預(yù)測(cè)空氣污染地區(qū)居民肺癌風(fēng)險(xiǎn)的標(biāo)志物，但這仍需做進(jìn)一步研究。

3 表達(dá)下調(diào)的lncRNA

3.1 母系表達(dá)基因3

人母系表達(dá)基因3（maternally expressed gene 3，MEG3）屬于DLK1-MEG3 基因上的一個(gè)印記基因，位于人類染色體14q32.2。MEG3 在腦、乳腺、卵巢、睪丸、胰腺等多種正常組織中均有表達(dá)，但在NSCLC組織中低表達(dá)[19]，且在腫瘤晚期和腫瘤體積增大時(shí)MEG3 下調(diào)更為明顯。有研究結(jié)果表明，MEG3 表達(dá)降低會(huì)導(dǎo)致抑癌基因及轉(zhuǎn)錄因子p53 蛋白表達(dá)降低，從而促進(jìn)肺癌的發(fā)生發(fā)展[20]。進(jìn)一步的研究結(jié)果顯示，在肺腺癌中高表達(dá)的MEG3 能增加細(xì)胞對(duì)順鉑藥物的敏感性，通過調(diào)控p53 和Bcl 的表達(dá)從而抑制NSCLC 的增殖并促進(jìn)凋亡[19]，這提示MEG3/p53/Bcl-xl 可能成為NSCLC 的一個(gè)新治療靶點(diǎn)。

3.2 lncRNA CDKN1A 反義鏈啟動(dòng)子DNA 損傷激動(dòng)RNA

lncRNA CDKN1A 反義鏈啟動(dòng)子DNA 損傷激動(dòng)RNA（promoter of CDKN1A antisense DNA damage activated RNA，PANDAR）位于細(xì)胞周期蛋白依賴激酶抑制蛋白p21 轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)上游5 kb 左右，是一個(gè)相對(duì)較新的lncRNA。其在大部分癌癥中明顯上調(diào)，如在肝癌、宮頸癌、膀胱癌和視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤的組織及細(xì)胞中均過度表達(dá)[21]；但在少數(shù)腫瘤中呈低表達(dá)，如NSCLC 中PANDAR 的特異性低表達(dá)與腫瘤的大小、血管侵襲性、TNM分期及患者的生存時(shí)間密切相關(guān)。PANDAR 是p53 在NSCLC 中的轉(zhuǎn)錄靶點(diǎn)，體外實(shí)驗(yàn)中PANDAR 過表達(dá)可抑制NSCLC的增殖，因而對(duì)NSCLC 具有關(guān)鍵調(diào)控作用。PANDAR 還能通過與NF-YA 基因特異性結(jié)合并阻礙NF-YA 對(duì)Bcl-2 的激活作用，從而加速肺癌細(xì)胞的凋亡[22]，由此發(fā)現(xiàn)了NSCLC 中的一條關(guān)鍵通路PANDAR/NF-YA/Bcl-2，為臨床治療提供了新策略。

3.3 FOXF1 相鄰非編碼發(fā)育調(diào)控RNA

FOXF1 相鄰非編碼發(fā)育調(diào)控RNA（FOXF1 adjacent non-coding developmental regulatory RNA，F(xiàn)ENDRR）位于16 號(hào)染色體，長(zhǎng)度約為3099 bp。目前，針對(duì)FENDRR 表達(dá)和功能異常與腫瘤相關(guān)的報(bào)道較為罕見。Li 等[23]通過高通量芯片測(cè)序發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)ENDRR 在宣威地區(qū)肺癌患者癌組織中明顯呈低表達(dá)，而該地因肺癌的發(fā)病率和病死率均位居世界前列受到世界矚目，F(xiàn)ENDRR 在其中發(fā)揮的作用不容忽視，進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)結(jié)果也證明FENDRR 在NSCLC 中作為抑癌基因發(fā)揮著重要作用。新近的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，提高FENDRR 在肺癌細(xì)胞中的表達(dá)能削弱NSCLC 的干細(xì)胞特性，原因是FENDRR 可直接特異性結(jié)合多耐藥基因1（MDR1）的3’非翻譯區(qū)，阻礙MDR1 與RNA 結(jié)合蛋白HuR 的結(jié)合，從而達(dá)到削弱NSCLC 細(xì)胞干性的作用[24]，這種調(diào)節(jié)機(jī)制有可能為NSCLC 治療提供新方向。

3.4 BRAF 激活的非編碼RNA

BRAF 激活的非編碼RNA（BRAF activated noncoding RNA，BANCR）位于9 號(hào)染色體，是由BRAF基因突變后產(chǎn)生的lncRNA。BANCR 在視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤、黑色素瘤、胃癌和肝癌中表達(dá)上調(diào)，而在結(jié)腸癌、膀胱癌及肺癌中低表達(dá)。有文獻(xiàn)報(bào)道NSCLC 患者腫瘤組織中BANCR 的表達(dá)顯著低于正常組織，且存在BANCR 低表達(dá)的患者其生存時(shí)間更短的現(xiàn)象，在一系列細(xì)胞實(shí)驗(yàn)結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，過表達(dá)BANCR能上調(diào)E-cadherin 蛋白的表達(dá)，影響EMT，從而抑制NSCLC 的增殖和侵襲[25]，但其中的具體分子機(jī)制有待進(jìn)一步驗(yàn)證。Chen 等[26]通過免疫沉淀和蛋白質(zhì)印跡實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在HDAC3 蛋白的介導(dǎo)作用下，BANCR 在經(jīng)放射治療的組織中表達(dá)明顯升高，反之敲除BANCR 的細(xì)胞在輻射中活性明顯提高，至此研究者認(rèn)為放射治療NSCLC 是通過上調(diào)BANCR的表達(dá)來達(dá)到療效，該發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步闡明了NSCLC 的癌變機(jī)制。

3.5 Sprouty4 內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄本1

Sprouty4 內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄本1 （SPRY4 intronic transcript 1，SPRY4-IT1）位于5 號(hào)染色體，長(zhǎng)度為702 bp，其在黑色素瘤中存在較高表達(dá)，可作為黑色素瘤發(fā)病的早期生物標(biāo)志物和關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子[27]。不同的是，SPRY4-IT1 在NSCLC 癌組織中顯著下調(diào)，且與腫瘤分期呈負(fù)相關(guān)，同時(shí)細(xì)胞實(shí)驗(yàn)結(jié)果也證明SPRY4-IT1 在NSCLC 中過表達(dá)能抑制細(xì)胞的增殖并促使細(xì)胞凋亡[28]。另外Sun 等[29]發(fā)現(xiàn)，SPRY4-IT1的啟動(dòng)子區(qū)域能與EZH2 直接結(jié)合，從而抑制EZH2 的表達(dá)；已知EZH2 在NSCLC 中普遍表達(dá)，且與肺鱗癌的早期發(fā)病機(jī)制有關(guān)，而沉默SPRY4-IT1能逆轉(zhuǎn)EZH2 缺失所致的NSCLC 功能受抑現(xiàn)象，這些結(jié)果證明SPRY4-IT1 是EZH2 途徑的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。因此SPRY4-IT1 作為NSCLC 的潛在治療靶點(diǎn)具有重要意義，值得深入研究。

4 NSCLC 臨床治療耐藥相關(guān)lncRNA

目前，有75%～80%的NSCLC 病例符合化療指征，化療已廣泛用于NSCLC 的臨床治療并取得了一定的進(jìn)展，常用的化療方案為聯(lián)合順鉑-EGFR-TKIs[30]。然而，大多數(shù)NSCLC 患者在確診后處于晚期（5年總生存率約為30%），且受個(gè)體因素及耐藥的影響，化療并不能明顯改善他們的病情及預(yù)后。此外，耐藥的發(fā)生機(jī)制極為復(fù)雜，甚至涉及多個(gè)基因參與的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。有研究人員猜測(cè)順鉑和紫杉醇/多西紫杉醇耐藥性是lncRNA 通過調(diào)節(jié)鄰近基因、基因修復(fù)因子以及信號(hào)通路來影響的，耐藥患者的組織中也存在數(shù)量龐大的差異表達(dá)的lncRNA，這些lncRNA在不同程度上參與并調(diào)控了NSCLC 對(duì)化療藥物的敏感性[31]，通過對(duì)此類關(guān)鍵基因作用機(jī)制的研究或許能在NSCLC 關(guān)鍵化療方法中取得新突破。此外，也有研究結(jié)果明確了lncRNA ANRIL、HOTTIP、CCAT1 參與了NSCLC 紫杉醇/多西紫杉醇的相關(guān)耐藥機(jī)制。Li 等[32]認(rèn)為lncRNA 引起NSCLC 耐藥的潛在機(jī)制可能與EMT 相關(guān)，例如敲除HOTTIP 能通過介導(dǎo)EMT 來減少腫瘤細(xì)胞的耐藥。LncRNA 顯然在NSCLC 的耐藥機(jī)制中發(fā)揮著重要作用，針對(duì)lncRNA 建立新的抗癌治療靶點(diǎn)，可為NSCLC 的臨床治療提供更多幫助。

5 結(jié) 語(yǔ)

隨著測(cè)序、基因芯片、各種PCR 檢測(cè)等分子生物學(xué)技術(shù)在疾病診治中的飛速應(yīng)用，針對(duì)肺癌發(fā)生發(fā)展的機(jī)制研究不斷有新的突破和進(jìn)展。LncRNA在NSCLC 組織中存在較多異常表達(dá)，其上調(diào)或下調(diào)與NSCLC 的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)，在NSCLC 的診斷、治療中具有巨大潛能。此外，lncRNA 可作為生物標(biāo)志物判斷NSCLC 的治療效果及預(yù)后，還可通過對(duì)耐藥機(jī)制的研究為NSCLC 提供治療靶點(diǎn)，從而使NSCLC 診治獲得更多元的方向。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突