長(zhǎng)鏈非編碼RNA MALAT1在腫瘤診治中的研究進(jìn)展

李悄 李國(guó)政 張博 王偉

1首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京胸科醫(yī)院，北京市結(jié)核病胸部腫瘤研究所耐藥結(jié)核病研究北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室細(xì)菌免疫室（北京101149）；2安徽醫(yī)科大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院遺傳學(xué)教研室（合肥230032）；3安徽醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院腫瘤科（合肥230601）

據(jù)國(guó)際腫瘤研究機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)，隨著人口老齡化、環(huán)境惡化等問(wèn)題日益突出，2020年全球大約有1 930 萬(wàn)新發(fā)腫瘤病例和1 000 萬(wàn)死亡病例，腫瘤負(fù)擔(dān)不斷加重，如何有效預(yù)防和控制腫瘤是世界范圍內(nèi)的一個(gè)重要公共衛(wèi)生問(wèn)題［1］。研究發(fā)現(xiàn)能夠編碼蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)錄本僅占人類基因組序列的不到2%，非編碼RNA（non-coding RNA，ncRNA）占大多數(shù)，根據(jù)序列的長(zhǎng)短，一般將大于200 nt 的ncRNA 命名為長(zhǎng)鏈非編碼RNA（long non-coding RNA，lncRNA），因其可參與調(diào)控基因表達(dá)以及與多種腫瘤的細(xì)胞增殖、凋亡、侵襲以及轉(zhuǎn)移等密切相關(guān)，成為了近年來(lái)研究的熱點(diǎn)［2-5］。肺腺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)轉(zhuǎn)錄本1（metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1，MALAT1）是最早發(fā)現(xiàn)的lncRNA之一，在多種腫瘤中表達(dá)異常，與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展進(jìn)程密切相關(guān)，并且在腫瘤的早期診斷、治療及預(yù)后評(píng)估等領(lǐng)域也存在著潛在的應(yīng)用價(jià)值［6］。本文即結(jié)合國(guó)內(nèi)外關(guān)于MALAT1 的最新研究結(jié)果，對(duì)MALAT1 在腫瘤研究領(lǐng)域的進(jìn)展做一綜述，為臨床及科研工作提供一定的參考。

1 MALAT1 的概述

MALAT1 定位于人類染色體11q13，長(zhǎng)度約為8.5 kb，在肺、胰腺等健康器官和非小細(xì)胞肺癌（non-small-cell lung cancer，NSCLC）中均有高表達(dá)，于2003年由JI 等［7］在早期NSCLC 的研究中首次發(fā)現(xiàn)并命名，因其高度富集于核斑點(diǎn)-前體mRNA 儲(chǔ)存及剪切的區(qū)域，又稱為核富集轉(zhuǎn)錄本2（nuclearenriched abundant transcript 2，NEAT2）。MALAT1 3′端的腺苷酸聚集區(qū)和尿嘧啶聚集片段形成保守的三股螺旋結(jié)構(gòu)，能夠降低3′→5′外切酶活性，使其更加穩(wěn)定地進(jìn)行翻譯［8］。

2 MALAT1 異常表達(dá)與腫瘤的發(fā)生

MALAT1 雖然先發(fā)現(xiàn)于NSCLC，但是近些年來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)MALAT1 在許多腫瘤組織中均呈高表達(dá)，如MALAT1 在肝癌中表達(dá)上調(diào)，通過(guò)Wnt/β-連環(huán)素通路活化與絲氨酸/精氨酸富集剪接因子1（serine/arginine-rich splicing factor 1，SRSF1）誘發(fā)原癌基因的作用，促進(jìn)肝癌細(xì)胞增殖［9］；且MALAT1的表達(dá)與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)相關(guān)基因的表達(dá)呈正相關(guān)，促進(jìn)肺癌細(xì)胞侵襲與轉(zhuǎn)移［10］；而抑制結(jié)腸癌中MALAT1 的表達(dá)可以通過(guò)抑制Wnt/β-連環(huán)素信號(hào)通路來(lái)促進(jìn)細(xì)胞凋亡等［11］。這些研究發(fā)現(xiàn)MALAT1作為“分子海綿”競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合一些內(nèi)源性的microRNA并調(diào)節(jié)下游基因的表達(dá)水平，也可以通過(guò)MAPK/ERK、PI3K/AKT、Wnt/β-連環(huán)素和NF-κB 等多種信號(hào)通路調(diào)控細(xì)胞的增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移以及凋亡等過(guò)程，在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中起到重要的作用［12-13］。此外，研究還發(fā)現(xiàn)MALAT1 3′端的6918-8441nt 片段發(fā)生突變時(shí)，其促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移的作用會(huì)喪失，表明該片段可能是MALAT1 的功能域［14］。同時(shí)，越來(lái)越多的數(shù)據(jù)表明，MALAT1 在腫瘤組織中的異常表達(dá)可以作為腫瘤診斷和預(yù)后的生物標(biāo)志物以及治療靶點(diǎn)，具有較好的應(yīng)用前景。

3 MALAT1 與腫瘤的診斷

早期檢測(cè)對(duì)于腫瘤的治療至關(guān)重要，盡管目前有各種腫瘤診斷方式如實(shí)驗(yàn)室檢查、影像學(xué)檢查、病理學(xué)檢查等，卻不能完全滿足早期診斷的需求，而近來(lái)研究表明MALAT1 有作為診斷性生物標(biāo)志物的潛力。

研究發(fā)現(xiàn)MALAT1 在血清外泌體中可以作為非侵入性生物標(biāo)記物用于NSCLC 的診斷［15］，且外周血中的MALAT1 符合診斷標(biāo)志物的重要特性如微創(chuàng)、高特異性和穩(wěn)定性。但是MALAT1 作為單一的生物標(biāo)記物，靈敏度較低，可能無(wú)法用于診斷血液細(xì)胞部分中的NSCLC；于是將MALAT1 與RMRP、NEAT1、TUG1 聯(lián)合使用，能夠提高診斷效率，成為早期NSCLC 診斷的便捷工具［16］，診斷ROC 曲線下的面積（AUC）見(jiàn)表1。此外，MALAT1還用于如乳腺癌［17］、膀胱癌［18］、鼻咽癌［19］以及上皮性卵巢癌［20］等其他腫瘤的診斷。

表1 MALAT1 在腫瘤中的診斷應(yīng)用Tab.1 Diagnostic application of MALAT1 in tumor

這些結(jié)果表明，MALAT1 對(duì)多種腫瘤具有較高的特異性和靈敏度，單獨(dú)使用或與其他診斷指標(biāo)聯(lián)用可以作為診斷腫瘤的有效生物標(biāo)志物。

4 MALAT1 與腫瘤的治療

目前臨床上的腫瘤治療方法有很多，包括手術(shù)切除、放療、化療、介入治療以及靶向藥物治療等等，各有優(yōu)缺點(diǎn)，而靶向腫瘤細(xì)胞的方法學(xué)進(jìn)展也為MALAT1提供了作為腫瘤治療靶標(biāo)的機(jī)會(huì)［21］。

在骨肉瘤中，體外敲低MALAT1 能夠抑制腫瘤細(xì)胞增殖和遷移，并導(dǎo)致細(xì)胞周期停滯和凋亡，異種移植模型也驗(yàn)證了沉默MALAT1 可以抑制腫瘤生長(zhǎng)，表明MALAT1 在骨肉瘤中起著致癌作用，可能是治療骨肉瘤患者的潛在靶標(biāo)［22］。利用鋅指核酸酶（ZFN）技術(shù)將人肺癌細(xì)胞中的MALAT1敲低1 000 倍，結(jié)果細(xì)胞的遷移能力受損，且在異種移植小鼠模型中形成的腫瘤結(jié)節(jié)更少，提示MALAT1 作為肺癌轉(zhuǎn)移標(biāo)記可能是治療轉(zhuǎn)移性肺癌的潛在策略［23］。MALAT1 在轉(zhuǎn)移性管腔B 型乳腺癌小鼠模型中高表達(dá)，當(dāng)通過(guò)皮下注射反義寡核苷酸降低其表達(dá)水平后，具有較高肺轉(zhuǎn)移可能性的侵襲性乳腺癌向轉(zhuǎn)移性較弱的囊性腫瘤轉(zhuǎn)變，表明MALAT1 可以作為顯著降低腫瘤轉(zhuǎn)移風(fēng)險(xiǎn)的靶標(biāo)，為乳腺癌的抗MALAT1 療法提供了有力的根據(jù)［24］。在宮頸癌中，高表達(dá)MALAT1 可能是通過(guò)下調(diào)miR-429 促進(jìn)了宮頸癌進(jìn)程，HeLa 細(xì)胞裸鼠異種移植模型結(jié)果顯示下調(diào)MALAT1 會(huì)抑制腫瘤大小和重量［25］。

除了上文提及的反義寡核苷酸、ZFN 技術(shù)之外，還有siRNA、miRNA、TALEN 以及CRISPR/Cas9等［26］，這些短雙鏈RNA 分子和基因組編輯技術(shù)在通過(guò)敲低MALAT1 治療腫瘤的策略上具有重要作用。此外，MALAT1 敲除可以通過(guò)誘導(dǎo)固有凋亡相關(guān)信號(hào)觸發(fā)5-氟尿嘧啶介導(dǎo)的HepG2 細(xì)胞凋亡，即MALAT1 與化療藥物合用也有可能成為一條腫瘤治療途徑［27］。

5 MALAT1 與腫瘤的預(yù)后

MALAT1 是從初期NSCLC 患者腫瘤細(xì)胞中篩選出來(lái)的轉(zhuǎn)錄本，不但有助于識(shí)別發(fā)生轉(zhuǎn)移的高風(fēng)險(xiǎn)初期患者，而且是判斷腫瘤預(yù)后的重要指標(biāo)。研究發(fā)現(xiàn)MALAT1、NEAT1 以及Oct4 在124 例肺癌患者中的共表達(dá)是預(yù)測(cè)患者預(yù)后不良的獨(dú)立因素［28］；而位于MALAT1 上的rs3200401 T 等位基因的遺傳變異與晚期肺腺癌患者的良好預(yù)后相關(guān)，患者的中位生存時(shí)間（median survival time，MST）平均延長(zhǎng)10.6 個(gè)月，可以作為新指標(biāo)預(yù)測(cè)肺腺癌患者的臨床結(jié)局［29］。WANG 等［30-31］在509 例原發(fā)性乳腺癌手術(shù)切除的患者中驗(yàn)證MALAT1 表達(dá)與無(wú)復(fù)發(fā)生存率（relapse-free survival，RFS）的相關(guān)性，結(jié)果顯示，在激素受體陽(yáng)性或腫瘤分級(jí)低的患者中，MALAT1 高表達(dá)的患者復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)比低表達(dá)者增加了2 倍，且初次手術(shù)至最早出現(xiàn)復(fù)發(fā)證據(jù)的時(shí)間間隔更短，即MALAT1 高表達(dá)與RFS 較低相關(guān)。再者，通過(guò)檢測(cè)146 例接受根治性手術(shù)切除的Ⅱ/Ⅲ期結(jié)直腸癌患者的腫瘤組織，發(fā)現(xiàn)MALAT1 在腫瘤組織中的表達(dá)水平是正常組織的2.26倍，且無(wú)病生存率（disease free survival，DFS）更低，預(yù)后相對(duì)較差［32-33］。而骨髓瘤患者的MALAT1表達(dá)水平經(jīng)抗腫瘤治療后顯著下調(diào)，患者的無(wú)進(jìn)展生存率（progression-free survival，PFS）比對(duì)照組平均延長(zhǎng)13 個(gè)月；同時(shí)，MALAT1 水平變化的臨界值可以用于預(yù)測(cè)出現(xiàn)早期進(jìn)展的患者（PFS ≤18個(gè)月），其陽(yáng)性預(yù)測(cè)值為76.5%、準(zhǔn)確性為75%［34］。

此外，還有其他腫瘤如膀胱癌［35］、胰腺癌［36］等，MALAT1高表達(dá)的患者與預(yù)后較差相關(guān)（表2）。這些研究結(jié)果表明MALAT1 可能是預(yù)測(cè)各種癌癥結(jié)果的獨(dú)立生物標(biāo)志物，并需要進(jìn)一步更大樣本量的臨床驗(yàn)證。

表2 MALAT1 在腫瘤預(yù)后中的應(yīng)用Tab.2 Application of MALAT1 in tumor prognosis

6 總結(jié)與展望

本文一方面探討了MALAT1 在多種腫瘤中的異常表達(dá)與腫瘤細(xì)胞增殖、轉(zhuǎn)移等過(guò)程的密切關(guān)系，另一方面著重闡述了MALAT1 在腫瘤早期診斷、治療及預(yù)后評(píng)估中的應(yīng)用價(jià)值與前景。另外，通過(guò)橫向比較MALAT1 在各種腫瘤中的研究策略，可以看出目前針對(duì)MALAT1 的研究路線較為成熟，主要是通過(guò)體外培養(yǎng)腫瘤細(xì)胞系，在細(xì)胞水平上探索MALAT1 對(duì)腫瘤細(xì)胞生物學(xué)進(jìn)程的調(diào)控及其調(diào)控機(jī)制，再建立小鼠模型進(jìn)一步驗(yàn)證。但是，MALAT1 的具體作用機(jī)制、參與的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)等方面仍需深入研究，距離它真正應(yīng)用到實(shí)際臨床工作中還有很多的工作需要做。

綜上所述，MALAT1作為一種重要的lncRNAs，其應(yīng)用是多樣化的［37］，未來(lái)有可能開(kāi)發(fā)成為腫瘤診斷和預(yù)后的生物標(biāo)志物以及腫瘤治療新靶點(diǎn)，而且與藥物聯(lián)用也是其臨床轉(zhuǎn)化的重要方向。