長鏈非編碼RNA調(diào)控胃癌轉(zhuǎn)移的研究進(jìn)展

王林，文坤明，黃聲凱，孫躍民，3△

胃癌是人類第五大常見癌癥，死亡率位居惡性腫瘤第4位［1］。由于早期臨床癥狀不典型，大部分胃癌患者初診時(shí)已發(fā)生轉(zhuǎn)移［2］。轉(zhuǎn)移性胃癌預(yù)后較差，即使經(jīng)過手術(shù)、放化療等綜合治療，患者的5年生存率仍不到50%［3］。胃癌轉(zhuǎn)移涉及復(fù)雜的侵襲-轉(zhuǎn)移級(jí)聯(lián)過程，通過獲得分子和表型的變化，癌細(xì)胞在局部侵襲周圍組織，誘導(dǎo)血管生成以及免疫逃逸后才能增殖，成為臨床可檢測的顯性轉(zhuǎn)移灶［4］。近年來，越來越多的長鏈非編碼RNAs（LncRNAs）被發(fā)現(xiàn)在生理發(fā)育和疾病發(fā)生過程中具有重要作用［5］。研究表明，LncRNAs的異常表達(dá)與包括胃癌在內(nèi)的多種惡性腫瘤的生長、侵襲、轉(zhuǎn)移密切相關(guān)［6］。本文總結(jié)了LncRNAs在胃癌轉(zhuǎn)移中參與的生物學(xué)過程和作用機(jī)制，旨在為胃癌轉(zhuǎn)移的研究提供理論依據(jù)以及為臨床診斷、治療提供新方向。

1 LncRNAs參與胃癌轉(zhuǎn)移過程中的生物學(xué)作用

在侵襲-轉(zhuǎn)移級(jí)聯(lián)過程中胃癌細(xì)胞經(jīng)歷上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）、誘導(dǎo)腫瘤血管生成、免疫逃逸等生物學(xué)過程，LncRNAs在其中的調(diào)節(jié)作用十分重要，其不僅能正向促進(jìn)胃癌轉(zhuǎn)移，還具有負(fù)向抑制胃癌進(jìn)展的能力［6］。

1.1 LncRNAs調(diào)節(jié)EMT過程影響胃癌侵襲轉(zhuǎn)移 EMT最初是在器官發(fā)育、組織再生、傷口愈合以及器官纖維化中觀察到的生物學(xué)過程，近年來研究表明該過程有助于癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移［7］。EMT是一個(gè)多步驟、具有可塑性和可逆性的復(fù)雜過程，在此過程中上皮細(xì)胞失去細(xì)胞間的緊密連接并經(jīng)歷細(xì)胞、分子和生化的改變，特異性地引起E-鈣黏蛋白（cad）表達(dá)下調(diào)，N-cad和波形蛋白（Vimentin）表達(dá)上調(diào)，間質(zhì)表型增加、上皮表型降低，細(xì)胞侵襲性及遷移能力增強(qiáng)［7］。EMT涉及程序調(diào)控的分子網(wǎng)絡(luò)十分復(fù)雜，各種細(xì)胞外刺激、經(jīng)典的生長因子以及轉(zhuǎn)化生長因子（TGF）-β/Smad、WNT/β-連環(huán)蛋白（β-catenin）、Janus蛋白酪氨酸激酶（JAK）/信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活蛋白（STAT）、磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）/蛋白激酶（AKT）、核因子-κB（NF-κB）信號(hào)通路等均可參與EMT發(fā)生。這些細(xì)胞信號(hào)通路的激活促使特定的EMT轉(zhuǎn)錄因子（如Snail家族、Twist家族、ZEB家族）、非編碼RNA、表觀遺傳和翻譯后修飾因子的表達(dá)，共同協(xié)調(diào)深層的基因表達(dá)重編程［8］。

研究發(fā)現(xiàn)，通過改變胃癌腫瘤細(xì)胞內(nèi)LncRNAs的表達(dá)，可以誘導(dǎo)EMT重編程，進(jìn)而影響轉(zhuǎn)移的發(fā)生［8］。Lnc-CTSLP4在胃癌組織中表達(dá)下調(diào)與腫瘤的局部浸潤、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、TNM分期相關(guān)，AGS和MGC803細(xì)胞轉(zhuǎn)染過表達(dá)Lnc-CTSLP4載體后，細(xì)胞間質(zhì)特性和侵襲遷移能力減弱；且Lnc-CTSLP4的表達(dá)升高顯著誘導(dǎo)了EMT的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子Snail和N-cad表達(dá)降低以及E-cad升高［9］。Liu等［10］研究表明，胃癌細(xì)胞中過表達(dá)LncRNA FGD5-AS1可誘導(dǎo)Smad6蛋白水平的升高，導(dǎo)致骨形態(tài)發(fā)生蛋白（BMP）途徑中Smad1/5/8復(fù)合物的磷酸化受到抑制，進(jìn)而胃癌細(xì)胞不能向間質(zhì)表型轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)移能力降低。另外，LncRNA還能誘導(dǎo)EMT過程，促進(jìn)胃癌轉(zhuǎn)移。NR2F1-AS是與EMT高度相關(guān)的LncRNA，隨著胃癌的進(jìn)展，其表達(dá)量逐漸升高［11］。NR2F1-AS可誘導(dǎo)普列克底物蛋白同源類結(jié)構(gòu)域家族B成員2（PHLDB2）的表達(dá)。PHLDB2是一種具有PH結(jié)構(gòu)域的蛋白質(zhì)，作為Notch通路的下游靶點(diǎn)在胃癌中刺激AKT信號(hào)通路誘導(dǎo)EMT，促進(jìn)胃癌細(xì)胞的增殖、侵襲［11］。通過調(diào)控EMT影響胃癌轉(zhuǎn)移的LncRNAs還包括促進(jìn)EMT的DLEU2［12］以及抑制EMT的LINC00332［13］和MIR503HG等［14］。這類RNA分子可能成為治療胃癌轉(zhuǎn)移的有效靶點(diǎn)。

1.2 LncRNAs調(diào)節(jié)血管生成和血管生成擬態(tài)促進(jìn)胃癌轉(zhuǎn)移 腫瘤細(xì)胞向遠(yuǎn)處的器官定植還需血管系統(tǒng)的支持。但在腫瘤發(fā)生的初期并沒有構(gòu)建血管網(wǎng)絡(luò)，癌細(xì)胞的大量增殖導(dǎo)致實(shí)體腫瘤內(nèi)部的細(xì)胞缺血、缺氧。在這樣的微環(huán)境下刺激癌細(xì)胞上調(diào)多種血管生成相關(guān)生長因子的表達(dá)并釋放到微環(huán)境中以吸引內(nèi)皮細(xì)胞向腫瘤遷移，內(nèi)皮細(xì)胞在接收到血管生成相關(guān)因子信號(hào)后會(huì)分泌多種酶降解毛細(xì)血管或毛細(xì)血管后小靜脈（動(dòng)脈）基底膜中的蛋白質(zhì)，隨后遷移到腫瘤內(nèi)部并以單列的形式增殖，最終內(nèi)皮細(xì)胞通過變形、融合萌發(fā)出新的毛細(xì)血管網(wǎng)絡(luò)［15］。新生腫瘤血管不但為癌細(xì)胞提供了必要的營養(yǎng)物質(zhì)和氧氣，且由于腫瘤血管結(jié)構(gòu)和功能的異常，血管基質(zhì)不完善，易被腫瘤細(xì)胞穿透，所以這些血管網(wǎng)絡(luò)也為癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移提供了有利條件［16］。許多分子和信號(hào)通路參與了腫瘤血管生成過程，如血管內(nèi)皮生長因子、成纖維細(xì)胞生長因 子-2、基質(zhì) 金屬蛋白酶、LncRNAs、Wnt/βcatenin、NF-κB等信號(hào)通路［17］。Xu等［18］研究發(fā)現(xiàn)NEAT1促進(jìn)胃癌的轉(zhuǎn)移可能是誘導(dǎo)了腫瘤的血管生成：在胃癌細(xì)胞系中沉默NEAT1的表達(dá)后，血小板衍生生長因子-B、血管內(nèi)皮生長因子-1、前列腺素F-2等血管生成相關(guān)因子的表達(dá)也顯著降低；體外實(shí)驗(yàn)表明沉默NEAT1的胃癌細(xì)胞上清培養(yǎng)液能夠明顯抑制人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞的增殖、遷移和管狀形成；在裸鼠異種移植瘤模型中，沉默NEAT1后小鼠的肝轉(zhuǎn)移率顯著降低，血管內(nèi)皮細(xì)胞標(biāo)志物CD31表達(dá)下調(diào)。此外，LncRNA SNHG22也可能通過誘導(dǎo)胃癌血管生成以提供營養(yǎng)和結(jié)構(gòu)的支持，調(diào)節(jié)胃癌細(xì)胞的增殖和遷移［19］。

目前，靶向抗血管生成治療已成為晚期胃癌的推薦治療策略，然而療效仍十分有限。這可能是由于在抗腫瘤血管生成治療的同時(shí)，加重了低氧微環(huán)境對(duì)腫瘤的刺激，從而誘導(dǎo)了癌細(xì)胞血管生擬態(tài)（VM）網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生。VM是由惡性腫瘤細(xì)胞直接構(gòu)成的與循環(huán)系統(tǒng)相通的血管樣網(wǎng)絡(luò)，腫瘤細(xì)胞直接與血液接觸，因此更容易進(jìn)入循環(huán)到達(dá)遠(yuǎn)處組織形成轉(zhuǎn)移灶［20］。漿細(xì)胞瘤變異體易位1（PVT1）是一種研究較為廣泛的LncRNA。Zhao等［21］發(fā)現(xiàn)PVT1不僅可以通過誘導(dǎo)血管生成來加速胃癌進(jìn)展，還可以誘導(dǎo)胃癌VM形成，過表達(dá)PVT1的小鼠異種移植瘤組織中不僅有豐富的CD31陽性的內(nèi)皮細(xì)胞血管網(wǎng)絡(luò)，且移植瘤傾向于形成更多的VM通道。此外，采用體外基質(zhì)膠培養(yǎng)胃癌細(xì)胞發(fā)現(xiàn)PVT1刺激了更多VM通道的萌發(fā)［21］?？梢奓ncRNAs不僅可以影響胃癌的血管生成，調(diào)節(jié)VM形成也是促進(jìn)胃癌轉(zhuǎn)移的重要途徑。

1.3 LncRNAs調(diào)節(jié)免疫逃逸影響胃癌轉(zhuǎn)移 腫瘤細(xì)胞生長和轉(zhuǎn)移會(huì)誘導(dǎo)免疫抑制，避開免疫系統(tǒng)的識(shí)別和攻擊。腫瘤的免疫抑制通常是誘導(dǎo)免疫抑制細(xì)胞聚集在腫瘤周圍，分泌免疫抑制因子從而降低腫瘤細(xì)胞的免疫耐受性，亦或誘導(dǎo)免疫抑制分子受體的表達(dá)促進(jìn)腫瘤細(xì)胞免疫逃逸［22］。近年來，程序性死亡受體-1（PD-1）在腫瘤免疫研究領(lǐng)域備受關(guān)注。PD-1是在多種免疫細(xì)胞中表達(dá)的免疫球蛋白，當(dāng)PD-1與其配體結(jié)合時(shí)，可激活細(xì)胞內(nèi)信號(hào)通路抑制免疫細(xì)胞激活，減少免疫細(xì)胞分泌抗體和細(xì)胞因子甚至耗竭免疫細(xì)胞，從而導(dǎo)致抗腫瘤免疫退化。細(xì)胞程序性死亡-配體1（PD-L1）是第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的PD-1配體，除在巨噬細(xì)胞、一些激活的T細(xì)胞和B細(xì)胞表達(dá)外，其在腫瘤細(xì)胞中表現(xiàn)出異常高表達(dá)，被認(rèn)為是促進(jìn)腫瘤免疫逃逸能力的主要因素［23］。LncRNA SNHG15在胃癌中的表達(dá)水平與PD-L1呈正相關(guān)，并可促進(jìn)胃癌細(xì)胞的增殖、侵襲和遷移［24］。此外，有研究將過表達(dá)SNHG15的胃癌細(xì)胞以及對(duì)照細(xì)胞與外周血單個(gè)核細(xì)胞（PBMC）共同孵育后發(fā)現(xiàn)，過表達(dá)SNHG15的胃癌細(xì)胞凋亡率顯著降低，SNHG15促進(jìn)胃癌細(xì)胞免疫逃逸［25］。LncRNA UCA1不僅可抑制miR-26a等促進(jìn)胃癌細(xì)胞增殖、遷移，其上調(diào)胃癌細(xì)胞的PD-L1水平抑制宿主免疫系統(tǒng)也是胃癌發(fā)生轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵步驟［26］。在腫瘤的進(jìn)程中，腫瘤細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生和分泌一系列有益于自身生存的信號(hào)分子以誘導(dǎo)免疫細(xì)胞向促進(jìn)腫瘤生長、轉(zhuǎn)移的細(xì)胞亞型極化［27］。Xie等［28］發(fā)現(xiàn)胃癌組織中表達(dá)上調(diào)的LncRNA ANCR通過促進(jìn)叉頭轉(zhuǎn)錄因子1（FoxO1）蛋白泛素化降解，抑制巨噬細(xì)胞向M1亞型極化，促進(jìn)胃癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移。目前，諸如此類的LncRNA還在不斷被發(fā)現(xiàn)，為胃癌的免疫治療提供新思路［29］。

2 LncRNA調(diào)節(jié)胃癌轉(zhuǎn)移的分子機(jī)制

目前，對(duì)于LncRNAs的研究仍處于初級(jí)階段，大量的LncRNAs還未被挖掘加以功能的注釋［6］。LncRNAs可通過與其他生物分子間的相互作用，在表觀遺傳、轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后、翻譯以及翻譯后修飾水平調(diào)節(jié)多種生理、病理過程的發(fā)生［30］。

2.1 胃癌轉(zhuǎn)移中LncRNA與RNA相互作用 在研究胃癌轉(zhuǎn)移的分子機(jī)制時(shí)發(fā)現(xiàn)，LncRNAs與miRNAs相互作用構(gòu)成的ceRNA網(wǎng)絡(luò)是重要的細(xì)胞轉(zhuǎn)移調(diào)節(jié)方式，LncRNAs以自身含有的miRNA反應(yīng)元件競爭結(jié)合miRNAs并抑制后者的活性，從而調(diào)節(jié)基因的表達(dá)［31］。LncRNA SND1-IT1可競爭性結(jié)合miR-124調(diào)節(jié)Ⅳ型膠原蛋白α1（COL4A1）的表達(dá)，進(jìn)而參與TGF-β對(duì)胃癌EMT的促進(jìn)作用，影響胃癌轉(zhuǎn)移［32］。Huangfu等［33］發(fā)現(xiàn)LINC00205在胃癌中高表達(dá)，LINC00205可通過靶向結(jié)合miR-26a來加快胃癌細(xì)胞周期進(jìn)程并通過EMT促進(jìn)轉(zhuǎn)移。

2.2 胃癌轉(zhuǎn)移中的LncRNA與蛋白質(zhì)相互作用 LncRNA以自身的特異性序列和蛋白質(zhì)RNA結(jié)合域相互作用，可調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)翻譯后修飾或影響基因的表達(dá)，甚至其相互作用還可以維持各自的穩(wěn)定性或直接形成復(fù)合物參與細(xì)胞生命過程。BDNF-AS是與胃癌腹膜轉(zhuǎn)移和鐵死亡相關(guān)的LncRNA，其通過與甲基化蛋白WDR5結(jié)合抑制基因的表達(dá)［34］。Huang等［34］發(fā)現(xiàn)在敲低BDNF-AS和WDR5的胃癌細(xì)胞中E3泛素連接酶FBXW7基因啟動(dòng)子區(qū)域CpG島甲基化水平明顯降低，并伴隨FBXW7蛋白的表達(dá)下降，而過表達(dá)BDNF-AS和WDR5則觀察到相反的結(jié)果。FBXW7還可誘導(dǎo)鐵死亡相關(guān)蛋白電壓依賴性陰離子通道蛋白3（VDAC3）泛素化降解。當(dāng)胃癌中VDAC3不能正常降解時(shí)，鐵離子、活性氧、谷胱甘肽等物質(zhì)的代謝異?；钴S，最終導(dǎo)致胃癌細(xì)胞發(fā)生轉(zhuǎn)移，產(chǎn)生抗鐵死亡作用［35］。

LncRNAs與蛋白結(jié)合除調(diào)控基因表達(dá)外，還可以直接調(diào)節(jié)蛋白翻譯后修飾。蛋白質(zhì)泛素化廣泛參與細(xì)胞的所有生命活動(dòng)，在蛋白質(zhì)降解過程中起重要作用。Ou等［36］將過表達(dá)LINC00893的胃癌細(xì)胞經(jīng)過轉(zhuǎn)錄組測序后對(duì)差異基因進(jìn)行基因本體（GO）富集，結(jié)果顯示LINC00893可與蛋白質(zhì)結(jié)合而發(fā)揮作用。隨后，使用StarBase數(shù)據(jù)庫預(yù)測到LINC00893可結(jié)合RNA結(jié)合蛋白Fox-1同源物2（RBFOX2），并用免疫共沉淀聯(lián)合免疫印跡進(jìn)行了驗(yàn)證。RBFOX2是多梳抑制復(fù)合物2募集到活性基因的核調(diào)節(jié)因子，以介導(dǎo)基因的轉(zhuǎn)錄提高相應(yīng)蛋白的表達(dá)。胃癌細(xì)胞中過表達(dá)LINC00893會(huì)導(dǎo)致RBFOX2蛋白表達(dá)降低，此作用可被蛋白酶體抑制劑MG132拮抗。同時(shí)，泛素化測定顯示LINC00893過表達(dá)增加了胃癌細(xì)胞中泛素化RBFOX2蛋白的水平。LINC00893和RBFOX2在胃癌細(xì)胞中同時(shí)過表達(dá)時(shí)，LINC00893抑制細(xì)胞增殖、遷移和侵襲作用明顯減弱［36］。這些驗(yàn)證均表明LINC00893結(jié)合并誘導(dǎo)RBFOX2泛素化降解可靶向EMT抑制胃癌的轉(zhuǎn)移。

在蛋白質(zhì)翻譯后修飾中，LncRNA還能直接結(jié)合蛋白分子調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的磷酸化。DNA依賴的蛋白激酶催化亞基（DNA-PKcs）是lnc-LEMGC抑制胃癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移所必需的。然而，轉(zhuǎn)錄譜分析卻表明lnc-LEMGC并不調(diào)節(jié)DNA-PKcs的表達(dá)水平，改變lnc-LEMGC表達(dá)后DNA-PKcs蛋白總量沒有顯著差異。但是磷酸化分析發(fā)現(xiàn)過表達(dá)lnc-LEMGC抑制了DNA-PKcs（Ser2056）的磷酸化水平，沉默lnc-LEMGC提高了DNA-PKcs的磷酸化水平。lnc-LEMGC抑制DNA-PKcs的磷酸化后果是引起表皮生長因子受體（EGFR）通路的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)受到抑制，進(jìn)而影響胃癌轉(zhuǎn)移［37］。

LncRNAs作為連接或聚集多個(gè)蛋白質(zhì)的分子支架，通過與蛋白結(jié)合調(diào)節(jié)蛋白分子在細(xì)胞中的定位也是LncRNA調(diào)節(jié)胃癌轉(zhuǎn)移的重要機(jī)制。如LncRNA THAP7-AS1介導(dǎo)Cullin蛋白4B（CUL4B）進(jìn)入細(xì)胞核促進(jìn)胃癌的進(jìn)展，CUL4B是Cullin4B-RingE3泛素連接酶復(fù)合體的骨架蛋白，其核定位是發(fā)揮生物學(xué)功能的前提［38］。Liu等［39］發(fā)現(xiàn)THAP7-AS1基因5′端的1-442位核苷酸與CUL4B的核定位信號(hào)區(qū)相互作用，促進(jìn)后者入核，并激活下游PI3K/AKT信號(hào)促進(jìn)胃癌進(jìn)展。研究發(fā)現(xiàn)，在胃癌中表達(dá)上調(diào)的LncRNA NR038975在過表達(dá)或敲低后的轉(zhuǎn)錄組分析中顯示與胃癌的轉(zhuǎn)移相關(guān)，通過RNA下拉、RIP、缺失映射和共定位分析表明NR038975與核因子復(fù)合體NF90/NF45間存在直接相互作用［40］。NR038975與NF90連接提高了自身序列的穩(wěn)定性，NR038975作為NF90/NF45分子連接支架還穩(wěn)定了NF90/NF45復(fù)合體調(diào)節(jié)胃癌轉(zhuǎn)移的能力。此外，NR038975還被胃癌細(xì)胞來源的外泌體包裹分泌到患者的外周血，在血清中表達(dá)升高，可作為胃癌的診斷標(biāo)志物［40］。

3 小結(jié)與展望

盡管大量研究表明LncRNAs靶向不同的分子和信號(hào)通路影響了胃癌轉(zhuǎn)移過程中的多種生物學(xué)途徑，但LncRNAs的具體功能和調(diào)控胃癌轉(zhuǎn)移的詳細(xì)機(jī)制仍未完全明確。目前研究LncRNAs功能機(jī)制的實(shí)驗(yàn)對(duì)象大部分是離體細(xì)胞，LncRNAs可否作為胃癌轉(zhuǎn)移的治療靶點(diǎn)尚缺乏足夠的臨床數(shù)據(jù)支撐。此外，已知與胃癌轉(zhuǎn)移相關(guān)的LncRNAs較多，如何篩選及驗(yàn)證調(diào)控胃癌轉(zhuǎn)移的LncRNAs及其能否結(jié)合臨床指標(biāo)建立預(yù)后預(yù)測模型，指導(dǎo)個(gè)體化治療都是亟待解決的問題。期望今后更多有效研究手段能被開發(fā)以揭示LncRNAs調(diào)控胃癌轉(zhuǎn)移的機(jī)制，為胃癌的診斷和治療提供新策略。