長鏈非編碼RNA與胃癌關(guān)系的研究進(jìn)展▲

趙俊佳 陳遠(yuǎn)能 張 濤 敖先偉 張馨月

(1 廣西中醫(yī)藥大學(xué)瑞康臨床醫(yī)學(xué)院，南寧市 530000，電子郵箱：1067260674@qq.com；2 廣西中醫(yī)藥大學(xué)附屬瑞康醫(yī)院消化內(nèi)科，南寧市 530000)

【提要】 長鏈非編碼 RNA(LncRNA)是一類非編碼RNA，在多種癌癥的發(fā)病中異常表達(dá)。近年來大量研究表明LncRNA在胃癌中異常表達(dá)，但其在胃癌中的作用機制尚未清楚，可能主要通過表觀遺傳機制、上皮間質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化、免疫抑制、炎癥等發(fā)揮作用。幽門螺桿菌(Hp)被認(rèn)為與胃癌的發(fā)生密切相關(guān)，其可導(dǎo)致慢性炎癥和信號通路異常激活，但其導(dǎo)致胃癌發(fā)生的具體作用機制仍尚未完全清楚。目前已發(fā)現(xiàn)多個LncRNA在Hp感染相關(guān)胃癌的發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮重要作用。本文就LncRNA對胃癌(包括Hp感染相關(guān)胃癌)的致癌或抑癌作用展開綜述，為胃癌治療提供新方向。

胃癌是常見的惡性腫瘤，2020年，其新發(fā)病例數(shù)在全球排名第5位，死亡病例數(shù)排名第4位[1]。胃癌的發(fā)病機制復(fù)雜,目前其發(fā)病機制尚未明確[2]，臨床治療手段也處于探索階段。1994年世界衛(wèi)生組織已將幽門螺桿菌(Helicobacterpylori,Hp)定義為Ⅰ類致癌因子，近年來有關(guān)Hp所致胃癌的研究報告逐漸增多，有研究證實其感染導(dǎo)致胃癌的機制可能與細(xì)胞毒素相關(guān)基因(cytotoxin-associated gene,Cag)、空泡細(xì)胞毒素A(vacuolating cytotoxin A,VacA)、微小RNA(microRNA,miRNA)等有關(guān)[3]，但其機制并不明確。找到能夠快速而有效預(yù)測胃癌發(fā)生、發(fā)展的相關(guān)因子,對指導(dǎo)臨床治療有重要意義。

長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA，LncRNA)是長度大于200個核苷酸，不具有編碼蛋白質(zhì)功能的RNA，其在多種腫瘤中異常表達(dá)[4]。LncRNA的異常表達(dá)與細(xì)胞生長、轉(zhuǎn)移、侵襲、增殖和凋亡密切相關(guān)[5]，主要機制涉及表觀遺傳機制、上皮間質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)、免疫抑制、炎癥等。目前，有關(guān)LncRNA在胃癌發(fā)生、發(fā)展中作用機制的研究也日益增多，已經(jīng)成為胃癌發(fā)病機制的研究熱點。

1 LncRNA與胃癌

LncRNA不具有編碼蛋白質(zhì)的功能，通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄、翻譯和翻譯后水平的基因表達(dá)和功能來發(fā)揮多種生物學(xué)功能。近年來的研究顯示，LncRNA參與癌癥、代謝性疾病和心血管疾病等多種疾病的發(fā)生[6]。多個LncRNA已被證實在腫瘤的發(fā)生和發(fā)展中充當(dāng)致癌或者抑癌因子，并且可以作為診斷癌癥和評估癌癥治療效果的潛在生物標(biāo)志物[7]。E-鈣黏蛋白通過Wnt/β-連環(huán)蛋白、Rho GTP酶和表皮生長因子/表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor，EGFR)等多種致癌信號通路參與癌癥的發(fā)生和發(fā)展[8]。而LncRNA可通過競爭miRNA、激活異常信號途徑，控制表觀遺傳學(xué)的關(guān)鍵成分，以直接作用或通過其他途徑控制基因轉(zhuǎn)錄來調(diào)節(jié)E-鈣黏蛋白的功能，從而影響癌細(xì)胞增殖和轉(zhuǎn)移。

1.1 LncRNA作為致癌因子參與胃癌的發(fā)生 多種LncRNA在胃癌組織或胃癌細(xì)胞中過表達(dá)，其主要通過表觀遺傳機制、EMT、競爭miRNA、異常激活磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphoinositide-3-kinase，PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B,Akt)途徑、絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)信號通路、抑制p53途徑等誘導(dǎo)胃癌的發(fā)生以及促進(jìn)其發(fā)展進(jìn)程，通過對這些機制的研究可以為胃癌的治療提供新的思路。

1.1.1 LncRNA HOX轉(zhuǎn)錄反義RNA：目前研究較多的LncRNA HOX轉(zhuǎn)錄反義RNA(HOX transcript antisense RNA,HOTAIR)被認(rèn)為是致癌因子之一，其位于染色體12q13.13上的Homeobox C基因簇內(nèi)[9]。目前已發(fā)現(xiàn)HOTAIR在胃癌中表達(dá)失調(diào)，可以促進(jìn)癌細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移。有研究顯示，HOTAIR在胃癌中高表達(dá)，并通過miRNA-126/C-X-C基序趨化因子受體 4軸和下游信號通路促進(jìn)胃癌的增殖和轉(zhuǎn)移[10]。Jiang等[11]發(fā)現(xiàn)，敲低HOTAIR的表達(dá)可以抑制胃癌細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄激活因子3和細(xì)胞周期蛋白D1的表達(dá)，抑制胃癌的生長。

1.1.2 LncRNA轉(zhuǎn)移相關(guān)肺腺癌轉(zhuǎn)錄因子1：LncRNA轉(zhuǎn)移相關(guān)肺腺癌轉(zhuǎn)錄因子1(metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1,MALAT1)是另一個眾所周知的致癌因子。MALAT1在胃癌細(xì)胞系和組織中表達(dá)上調(diào)，體外和體內(nèi)實驗均提示，沉默MALAT1的表達(dá)可抑制胃癌細(xì)胞遷移和侵襲[12]。Zhu等[13]也發(fā)現(xiàn)，MALAT1在胃癌組織中明顯過表達(dá)，其可能是通過激活PI3K/Akt途徑，促進(jìn)胃癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲。

1.1.3 LncRNA H19：LncRNA H19在人類大多數(shù)腫瘤組織中表達(dá)失調(diào)，在腫瘤的發(fā)生和發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用[14]。Chen等[15]研究發(fā)現(xiàn)，在胃癌組織和細(xì)胞中H19的表達(dá)上調(diào)，胃癌患者胃液中的H19水平也明顯高于正常人，而抑制H19表達(dá)可抑制E-鈣黏蛋白表達(dá)，從而抑制EMT、細(xì)胞遷移和侵襲，因此認(rèn)為H19可能是胃癌預(yù)后的獨立預(yù)測指標(biāo)，其表達(dá)上調(diào)可預(yù)示預(yù)后不良。

1.1.4 LncRNA LINC00152：LncRNA LINC00152最早被發(fā)現(xiàn)于肝細(xì)胞癌[16]，其在許多癌癥的進(jìn)展中發(fā)揮重要作用。Zhou等[17]的研究表明，胃癌患者組織細(xì)胞質(zhì)中的LINC00152表達(dá)上調(diào)，其通過直接與EGFR結(jié)合的方式，激活PI3K/Akt信號，從而促進(jìn)腫瘤生長。Zhang等[18]的研究也表明，降低LINC00152的表達(dá)可通過EGFR/PI3K/Akt途徑發(fā)揮抗腫瘤作用。這些結(jié)果表明，LINC00152可通過EGFR依賴性途徑促進(jìn)胃癌細(xì)胞的增殖。

1.1.5 其他LncRNA：(1)LncRNA LINC00337在胃癌組織和細(xì)胞中明顯過表達(dá)，可通過表觀遺傳機制抑制Zeste基因增強子同源物2(enhancer of Zeste homolog 2，EZH2)介導(dǎo)p21促進(jìn)胃癌細(xì)胞增殖[19]。(2)LncRNA p4516可通過促進(jìn)EMT，從而促進(jìn)胃癌細(xì)胞的增殖、侵襲和遷移[20]。(3)OncLncRNA-626在胃癌組織中過表達(dá)，可能通過與絲氨酸/精氨酸富集剪接因子1特異性結(jié)合，使p53途徑失活從而促進(jìn)胃癌的發(fā)生[21]。(4)體內(nèi)和體外實驗結(jié)果表明，LINC02407在胃癌中過表達(dá)，其可能通過競爭LINC02407-miR-6845-5p/miR-4455-ADGRD1，促進(jìn)胃癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲，并且抑制胃癌細(xì)胞凋亡[22]。(5)Li等[23]研究發(fā)現(xiàn)LncRNA G蛋白耦聯(lián)受體65-1(G protein-coupled receptor 65-1,GPR65-1)在胃癌組織中表達(dá)上調(diào)，其過表達(dá)與原發(fā)腫瘤-區(qū)域淋巴結(jié)-遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移(tumor-node-metastasis，TNM)分期、腫瘤大小、遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)移和胃癌患者的預(yù)后不良相關(guān)，而敲低LncRNA GPR65-1表達(dá)可抑制胃癌細(xì)胞的侵襲；微陣列分析結(jié)果顯示，LncRNA GPR65-1是通過調(diào)控第10號染色體上缺失的磷酸酶和張力蛋白同源物(phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome ten，PTEN)/Akt信號通路，促進(jìn)腫瘤生長、侵襲和遷移。(6)Piao等[24]研究發(fā)現(xiàn)，LncRNA NALT1在胃癌中通過NOTCH1和NOTCH信號傳導(dǎo)途徑誘導(dǎo)胃癌侵襲和轉(zhuǎn)移。(7)Li等[25]研究發(fā)現(xiàn)，LncRNA MIR100HG在胃癌組織中過表達(dá)，MIR100HG的高表達(dá)與胃癌患者的TNM分期、腫瘤浸潤、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移呈正相關(guān)；其還在細(xì)胞實驗中發(fā)現(xiàn)，MIR100HG表達(dá)下調(diào)可抑制胃癌細(xì)胞增殖，遷移和侵襲。(8)LncRNA MAP3K1-2在胃癌細(xì)胞中表達(dá)上調(diào)，其機制可能通過激活絲裂原活化蛋白激酶信號通路從而促進(jìn)胃癌細(xì)胞的增殖和侵襲[26]。(9)LncRNA LINC00673通過與EZH2和DNA甲基轉(zhuǎn)移酶1相互作用抑制Kruppel 樣因子4，從而導(dǎo)致胃癌發(fā)生[27]，或可通過與賴氨酸(K)特異性去甲基酶1A和EZH2相互作用，從而導(dǎo)致胃癌的發(fā)生[28]。

1.2 LncRNA作為抑癌因子參與胃癌的發(fā)生 在胃癌組織中也存在一些低表達(dá)的LncRNA，上調(diào)其表達(dá)可以抑制胃癌細(xì)胞的增殖和遷移，這可能為胃癌的治療提供新的思路。這些LncRNA表達(dá)上調(diào)后可能通過促進(jìn)癌細(xì)胞凋亡、 競爭miRNA、干擾異常信號通路、促進(jìn)抑癌基因等機制抑制癌癥的發(fā)生。研究較多的LncRNA包括母源表達(dá)的基因3(maternally expressed gene 3，MEG3)、LncRNA LOC101928316等。

1.2.1 LncRNA MEG3：MEG3是一種腫瘤抑制因子，其過表達(dá)已被證明可以抑制多種腫瘤的生長[29-31]。Ding等[32]研究發(fā)現(xiàn)胃癌組織中MEG3高度甲基化，表達(dá)下調(diào)，體內(nèi)和體外實驗均顯示上調(diào)MEG3的表達(dá)或抑制其甲基化后腫瘤細(xì)胞的生長受抑制。Jiao等[33]的研究也表明MEG3在胃癌細(xì)胞中可以下調(diào)抗細(xì)胞凋亡蛋白B細(xì)胞淋巴瘤-2的表達(dá)，上調(diào)促凋亡蛋白半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶(cysteinyl aspartate specific proteinase，Caspase)3和Caspase9的表達(dá)，從而抑制胃癌細(xì)胞的生長、遷移和侵襲，促進(jìn)胃癌細(xì)胞的凋亡。

1.2.2 LncRNA LOC101928316：有學(xué)者采用晚期胃癌組織和鄰近非腫瘤組織標(biāo)本進(jìn)行微陣列分析，結(jié)果顯示胃癌組織中LOC101928316的表達(dá)明顯降低[34]。在其后來的研究中發(fā)現(xiàn)，LOC101928316過表達(dá)可明顯抑制胃癌細(xì)胞系SGC-7901細(xì)胞的遷移、侵襲和增殖，機制可能是通過調(diào)節(jié)PI3K/Akt-哺乳動物雷帕霉素靶信號通路從而改變胃癌的發(fā)展進(jìn)程，認(rèn)為 LOC101928316是可能一種抑癌基因[35]。

1.2.3 其他LncRNA：(1)多項研究表明LncRNA MIR22宿主基因(MIR22 host gene,MIR22HG)可以抑制腫瘤的進(jìn)展，如子宮內(nèi)膜癌、肺癌和肝細(xì)胞癌等[36-37]。Li等[38]研究發(fā)現(xiàn)，在胃癌組織和胃癌細(xì)胞中MIR22HG的表達(dá)明顯降低，其可通過負(fù)調(diào)控NOTCH2信號傳導(dǎo)，抑制胃癌細(xì)胞AGS和MKN-45的增殖、遷移和侵襲。(2)Zhang等[39]研究發(fā)現(xiàn)胃癌組織中LncRNA 金屬硫蛋白 1J 假基因(metallothionein 1J pseudogene,MT1JP)表達(dá)明顯降低，而MT1JP表達(dá)水平較高的胃癌患者生存良好；原因可能是MT1JP通過競爭性結(jié)合miRNA-92a-3p并下調(diào)FBXW7表達(dá)來調(diào)控胃癌的進(jìn)程。LncRNA MT1JP的過表達(dá)不僅可在體外抑制胃癌細(xì)胞增殖、遷移和侵襲，并促進(jìn)細(xì)胞凋亡，還可在體內(nèi)抑制胃癌的生長和轉(zhuǎn)移[39]。(3)Guo等[40]研究發(fā)現(xiàn)LncRNA 微管蛋白α4B(tubulin alpha 4B,TUBA4B)在胃癌組織、細(xì)胞和血漿中表達(dá)顯著降低，TUBA4B低表達(dá)與腫瘤大小、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和晚期TNM分期呈正相關(guān)，TUBA4B可能是競爭性結(jié)合miRNA-214和miRNA-216使下游靶標(biāo)PTEN的表達(dá)增加，導(dǎo)致PI3K/Akt信號通路失活，從而抑制腫瘤生長和轉(zhuǎn)移。

2 Hp感染相關(guān)性胃癌及其與LncRNA的關(guān)系

2.1 Hp感染與胃癌的關(guān)系 Hp是革蘭陰性桿菌，主要定植于胃黏膜上皮，Hp感染后可引起慢性炎癥，而炎癥與胃癌密切相關(guān)。Hp是慢性萎縮性胃炎發(fā)生及后續(xù)發(fā)展為腸化、癌變的主要因素[41]，CagA、VacA被認(rèn)為是其致癌作用的主要毒力因子[42-43]。

2.1.1 CagA：CagA基因位于40 kb毒力基因簇的下游，稱為Cag致病島。CagA主要在胃黏膜上皮中誘導(dǎo)慢性炎癥導(dǎo)致胃黏膜損傷[44]。CagA參與多種細(xì)胞活動，包括胞質(zhì)空泡、線粒體功能障礙、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激等，從而引發(fā)炎癥；其還可以通過氧化損傷、抑制p53活性、誘導(dǎo)核因子κB (nuclear factor kappaB，NF-κB)活性、激活PI3K/Akt信號傳導(dǎo)等途徑致癌[45]。Hp通過T4SS將癌蛋白CagA傳遞到胃上皮細(xì)胞中，并驅(qū)動多種致癌信號通路的激活。CagA作為一種致病蛋白，可以促進(jìn)致癌性Yes 相關(guān)蛋白(Yes-associated protein,YAP)表達(dá)而使E-鈣黏蛋白、N-鈣黏蛋白水平降低，促進(jìn)EMT和胃癌的發(fā)生[46]。而YAP是河馬腫瘤抑制途徑的核心效應(yīng)子，在人類惡性腫瘤中過度表達(dá)，且YAP表達(dá)的增加與人類不同癌癥的進(jìn)展呈正相關(guān)[47]。此外，還有研究者發(fā)現(xiàn)CagA可以促進(jìn)胃癌組織DNA甲基化，降低PTEN的表達(dá)，而PTEN表達(dá)的降低與DNA甲基化水平升高有關(guān)[48]。CagA蛋白通過EPIYA基序上的酪氨酸殘基磷酸化，依賴于金屬蛋白酶3誘導(dǎo)上調(diào)EMT，這表明Hp的CagA蛋白以EPIYA磷酸化依賴性方式誘導(dǎo)感染Hp的胃上皮細(xì)胞向間質(zhì)轉(zhuǎn)化[49]。由此推測，Hp的CagA主要是通過抑制腫瘤抑癌基因YAP、PTEN等的表達(dá)，以及激活NF-κB、促進(jìn)EMT等方式導(dǎo)致胃癌的發(fā)生。

2.1.2 VacA：VacA是Hp產(chǎn)生的另一個重要的毒力因子，VacA的毒素可以誘導(dǎo)細(xì)胞出現(xiàn)細(xì)胞空泡化、膜通道形成、內(nèi)體/溶酶體功能破壞、細(xì)胞凋亡和免疫調(diào)節(jié)等一系列改變，并可通過免疫抑制和促進(jìn)炎癥的作用導(dǎo)致胃癌[50]。VacA可以抑制T淋巴細(xì)胞反應(yīng)來促進(jìn)炎癥，且VacA可協(xié)同CagA，共同促進(jìn)炎癥和癌癥的發(fā)生[51]。VacA還可能通過破壞上皮單層細(xì)胞，從而促進(jìn)致癌物進(jìn)入胃黏膜，或促進(jìn)惡性細(xì)胞的侵襲性和擴散[52-53]。因此，可以推測VacA是通過損傷上皮黏膜、免疫抑制、促進(jìn)炎癥的方式導(dǎo)致胃癌的發(fā)生。

2.2 LncRNA與Hp感染相關(guān)胃癌 近年來，已有多項研究發(fā)現(xiàn)LncRNA在Hp感染相關(guān)胃癌中異常表達(dá)。(1)有學(xué)者通過微陣列分析發(fā)現(xiàn)Hp感染相關(guān)胃癌中LncRNA AF147447的表達(dá)明顯減少，體內(nèi)和體外實驗結(jié)果均顯示，AF147447可通過直接靶向結(jié)合黏蛋白2或上調(diào)miRNA-34c表達(dá)來抑制黏蛋白2表達(dá)，從而抑制胃癌的增殖和侵襲，增強LncRNA AF147447在腫瘤抑制中的作用[54]。(2)在Hp感染相關(guān)性胃癌細(xì)胞中LncRNA THAP9反義RNA1(THAP9 antisense RNA 1,THAP9-AS1)表達(dá)上調(diào)，該LncRNA可以促進(jìn)胃癌細(xì)胞增殖和遷移，這提示Hp感染后，THAP9-AS1可作為一種促癌基因，促進(jìn)胃癌細(xì)胞的增殖和遷移[55]。(3)還有研究表明，在Hp感染的胃癌組織和細(xì)胞中LncRNA H19表達(dá)上調(diào)，其可通過增強NF-κB誘導(dǎo)的炎癥，促進(jìn)Hp感染的胃癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲，被認(rèn)為是一種促癌因子[56]。(4)miRNA-375被認(rèn)為是癌變抑制劑，其在胃癌組織中的表達(dá)明顯下調(diào)[57-58]。而Hp可誘導(dǎo)胃癌AGS細(xì)胞miRNA-375過表達(dá)，從而使LncRNA SOX2和SOX2重疊轉(zhuǎn)錄本(SOX2 overlapping transcript,SOX2OT)的表達(dá)下調(diào)，因此SOX2OT被認(rèn)為可能是致癌因子之一[59]。(5)近年來，有學(xué)者對Hp感染的人胃細(xì)胞和組織進(jìn)行LncRNA達(dá)譜的微陣列分析，發(fā)現(xiàn)有8個LncRNA(n345630、XLOC_004787、n378726、LINC00473、XLOC_005517、LINC00152、XLOC_13370和n408024)在Hp感染的人胃細(xì)胞中異常表達(dá)。并且在Hp陽性胃組織樣品中發(fā)現(xiàn)4個表達(dá)下調(diào)的LncRNA，包括n345630、XLOC_004787、n378726和LINC00473，這些異常表達(dá)的LncRNA與炎癥和癌變密切相關(guān)[60]。

3 小 結(jié)

LncRNA作為一種非編碼RNA，在胃癌的發(fā)生和發(fā)展中有雙重作用。雖然目前已對多種LncRNA的功能進(jìn)行了深入的研究，但其在胃癌中的具體作用機制仍需進(jìn)一步研究。了解LncRNA在胃癌中表達(dá)的特異性和敏感性對胃癌的早期診斷、治療具有重要的指導(dǎo)意義。