外泌體長鏈非編碼RNA 在非小細(xì)胞肺癌中的研究進(jìn)展△

劉小旋，徐保彬，王麗娜，張黎明，厲楊

1濟(jì)寧醫(yī)學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)院，山東 濟(jì)寧 272000

濟(jì)寧醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院2胸外科，3醫(yī)學(xué)研究中心，山東 濟(jì)寧 2720000

目前，肺癌仍然是全球惡性腫瘤死亡的主要原因[1]。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，男性肺癌的發(fā)病率和病死率均居所有惡性腫瘤首位；女性肺癌的發(fā)病率僅次于乳腺癌，居第二位，病死率居第一位[2-3]。肺癌可分為小細(xì)胞肺癌（small cell lung cancer，SCLC）和非小細(xì)胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC），其中NSCLC 約占全部肺癌類型的85%[4]。目前臨床對(duì)肺癌的發(fā)病機(jī)制尚不明確，探討肺癌的發(fā)病機(jī)制成為臨床亟待解決的問題。

外泌體是細(xì)胞衍生的納米囊泡，直徑30～150 nm，包含核酸、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)等組分。外泌體可進(jìn)行細(xì)胞間通信并激活靶細(xì)胞中的信號(hào)通路，參與機(jī)體的病理生理過程。目前對(duì)于外泌體與肺癌發(fā)生發(fā)展機(jī)制的研究主要集中于肺癌細(xì)胞增殖、侵襲和耐藥性等方面。長鏈非編碼RNA（long non-coding RNA，lncRNA）是一類長度超過200 個(gè)核苷酸且不編碼蛋白質(zhì)的RNA，參與X 染色體沉默、染色質(zhì)修飾、轉(zhuǎn)錄激活及核內(nèi)運(yùn)輸?shù)榷喾N重要過程，與肺癌的發(fā)生、發(fā)展和耐藥性等密切相關(guān)[5-7]。本文總結(jié)外泌體lncRNA 與肺癌細(xì)胞增殖、轉(zhuǎn)移、耐藥性和生物標(biāo)志物等方面的研究進(jìn)展，以期為肺癌的治療提供新的思路和方向。

1 外泌體lncRNA 在肺癌中的作用

1.1 外泌體lncRNA 在肺癌表觀遺傳學(xué)中的作用

表觀遺傳學(xué)是指在所研究基因的核苷酸序列不發(fā)生改變的情況下，基因表達(dá)發(fā)生可遺傳的變化。表觀遺傳的機(jī)制包括組蛋白修飾、DNA 甲基化、基因沉默、非編碼RNA 調(diào)控及RNA 編輯等，在腫瘤細(xì)胞增殖、轉(zhuǎn)移和耐藥等方面發(fā)揮重要作用[8]。

Zang 等[9]研究發(fā)現(xiàn)，在NSCLC 中外泌體傳遞的lncRNA 泛素折疊修飾因子結(jié)合酶1（ubiquitinfold modifier conjugating enzyme 1，UFC1）可下調(diào)磷酸酶張力蛋白同源物（phosphatase and tensin homolog，PTEN）的表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)肺癌細(xì)胞增殖、侵襲和遷移[10]，這種改變可以通過zeste 2 多梳抑制復(fù)合物2 亞基增強(qiáng)子（enhancer of zeste 2 polycomb repressive complex 2 subunit，EZH2）介導(dǎo)的表觀遺傳來實(shí)現(xiàn)。研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA UFC1 可直接與EZH2的增強(qiáng)子相結(jié)合，同時(shí)募集EZH2 至PTEN的啟動(dòng)子區(qū)域，促進(jìn)組蛋白H3 中的27 位賴氨酸甲基化，進(jìn)而抑制PTEN的表達(dá)，最終促進(jìn)肺癌的發(fā)生發(fā)展。目前，表觀遺傳學(xué)的發(fā)展已取得了重大突破，有望為肺癌的治療提供新的方向，但對(duì)其分子機(jī)制的研究仍需進(jìn)一步探討。

1.2 外泌體lncRNA 在肺癌血管生成中的作用

腫瘤新生血管生成為腫瘤細(xì)胞的生長和增殖提供了必需的營養(yǎng)物質(zhì)，是腫瘤細(xì)胞得以存活的關(guān)鍵。在缺氧或低氧條件下，肺癌細(xì)胞可釋放相關(guān)調(diào)控因子，如表皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor，EGFR）和基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）等，促進(jìn)新生血管生成[11]。Cheng 等[12]研究發(fā)現(xiàn)，肺癌來源的外泌體lncRNA 生長特異抑制物5（growth arrest specific 5，GAS5）在肺癌組織中低表達(dá)。高表達(dá)的GAS5 能夠抑制人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞（human umbilical vein endothelial cell，HUVEC）的增殖和新生血管生成，這一改變可以通過GAS5 與PTEN 競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合微小RNA（microRNA，miRNA）-29-3p 并 上 調(diào)PTENmRNA 和PTEN 蛋白的表達(dá)，進(jìn)而抑制HUVEC 中磷脂酰肌醇-3-羥激酶（phosphoinositide 3-hydroxy kinase，PI3K）和蛋白激酶B（protein kinase B，PKB，又稱AKT）的磷酸化水平來實(shí)現(xiàn)。研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA p21 是由腫瘤蛋白p53 和缺氧誘導(dǎo)因子-1α（hypoxia-inducible factor-1α，HIF-1α）激 活的lncRNA。缺氧時(shí)，NSCLC 細(xì)胞來源的外泌體lncRNA p21 可促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖，增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞的黏附[13-14]。由此可見，外泌體作為細(xì)胞間的介質(zhì)，可在肺癌細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞之間定向轉(zhuǎn)移血管生成因子，促進(jìn)腫瘤微環(huán)境（tumor microenvironment，TME）中新生血管生成。

1.3 外泌體lncRNA 在肺癌細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移中的作用

腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移是晚期肺癌患者面臨的主要問題。盡管EGFR-酪氨酸激酶抑制劑（tyrosine kinase inhibitor，TKI）和間變性淋巴瘤激酶（anaplastic lymphoma kinase，ALK）抑制劑等在肺癌治療中取得了重大進(jìn)展，但由于確診時(shí)超過50%的患者已存在轉(zhuǎn)移，患者的預(yù)后仍然較差。

骨是NSCLC 的常見轉(zhuǎn)移部位，肺癌的骨轉(zhuǎn)移可對(duì)患者的生存和生活質(zhì)量造成嚴(yán)重影響[15-16]。Ni 等[17]研究發(fā)現(xiàn)，外泌體lncRNA SOX2 重疊轉(zhuǎn)錄本（SOX2 overlapping transcript，SOX2-OT）在發(fā)生骨轉(zhuǎn)移NSCLC 患者中的表達(dá)上調(diào)且與患者的不良預(yù)后相關(guān)。外泌體lncRNA SOX2-OT 通過調(diào)控下游基因Ras 相關(guān)的C3 肉毒素底物1（Ras-related C3 botulinum toxin substrate 1，RAC1）的表達(dá)來發(fā)揮競(jìng)爭(zhēng)性內(nèi)源性RNA（competitive endogenous RNA，ceRNA）的作用，抑制成骨細(xì)胞分化并促進(jìn)腫瘤細(xì)胞骨轉(zhuǎn)移。

腦轉(zhuǎn)移是晚期NSCLC 患者的主要問題，在肺癌腦轉(zhuǎn)移過程中，血腦屏障（blood brain barrier，BBB）的通透性明顯增加[18]。Wu 等[19]研究發(fā)現(xiàn)，lnc-MMP2-2 在轉(zhuǎn)化生長因子-β1（transforming growth factor-β1，TGF-β1）介導(dǎo)的外泌體中高度富集。研究表明，TGF-β1 介導(dǎo)的肺癌A549 細(xì)胞衍生的外泌體，可促進(jìn)內(nèi)皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化（endothelial-tomesenchymal transition，EndoMT），增加人腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞（human brain microvascular endothelial cell，HBMEC）單層通透性，并下調(diào)整合素膜蛋白和VE-鈣黏蛋白（VE-cadherin）的表達(dá)，進(jìn)而增加BBB的通透性并促進(jìn)NSCLC 的腦轉(zhuǎn)移[20]。Geng 等[21]研究發(fā)現(xiàn)，源自NSCLC 腦轉(zhuǎn)移細(xì)胞的外泌體lncRNA LINC01356 可以通過下調(diào)整合素膜蛋白、緊密連接蛋白和N-鈣黏蛋白（N-cadherin）的表達(dá)，促進(jìn)BBB 的重塑。同時(shí)在體外BBB 模型中沉默LINC01356的表達(dá)可顯著抑制肺癌細(xì)胞的侵襲能力。

外泌體作為細(xì)胞間的調(diào)節(jié)劑，在肺癌細(xì)胞侵襲過程中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。外泌體lncRNA 有望揭示肺癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移機(jī)制，為肺癌的治療提供新的思路。

1.4 外泌體lncRNA 在肺癌耐藥性中的作用

耐藥性產(chǎn)生是肺癌患者預(yù)后不良的主要原因之一。近年來，分子靶向治療和免疫治療受到許多學(xué)者的關(guān)注。目前，以EGFR-TKI 和鉑類為基礎(chǔ)的化療方案已成為NSCLC 患者的常用治療方案。但分子靶向藥物的耐藥性已成為改善晚期肺癌患者預(yù)后的主要障礙[22]。因此，需要進(jìn)一步確定肺癌細(xì)胞的耐藥機(jī)制，以改進(jìn)肺癌治療方法并提高患者的生存率。

Lei 等[23]研究發(fā)現(xiàn)，外泌體lncRNA H19 在吉非替尼耐藥的HCC827 和HCC4006 細(xì)胞系中高表達(dá)。敲低H19 的表達(dá)可促進(jìn)吉非替尼誘導(dǎo)的HCC827R 細(xì)胞的核凋亡，這一改變可以通過核內(nèi)不均一性核糖核蛋白A2B1（heterogeneous nuclear ribonucleoprotein A2B1，hnRNPA2B1）的介導(dǎo)來實(shí)現(xiàn)。hnRNPA2B1 可以通過與H19 的5'末端區(qū)域的特定基因序列（-GGAG-）結(jié)合控制RNA 包裹到外泌體中，進(jìn)而抑制NSCLC 細(xì)胞對(duì)吉非替尼的耐藥性。同時(shí)，Pan 等[24]研究顯示，血清外泌體lncRNA H19 的表達(dá)在厄洛替尼耐藥的A549 和HCC827細(xì)胞中表達(dá)上調(diào)，并通過調(diào)節(jié)miRNA-615-3p與自噬相關(guān)蛋白（autophagy-related protein，ATG）7 的3'非翻譯區(qū)（3'-untranslated region，3'-UTR）野生型相結(jié)合，從而上調(diào)ATG7 的表達(dá)，增強(qiáng)肺癌細(xì)胞對(duì)厄洛替尼的耐藥性[25]。Mao 等[26]研究發(fā)現(xiàn)，PI3K/AKT通路的激活與5-氟尿嘧啶（5-fluorouracil，5-FU）的耐藥相關(guān)。外泌體lncRNA 叉頭框蛋白D3 反義RNA1（forkhead box D3 antisense RNA 1，F(xiàn)OXD3-AS1）作為ceRNA 可上調(diào)ELAV 樣RNA 結(jié)合蛋白1（ELAV like RNA binding protein 1，ELAVL1）的表達(dá)，促進(jìn)PI3K/AKT 磷酸化，最終增強(qiáng)肺癌細(xì)胞對(duì)5-FU 的耐藥性。Zhang 等[27]研究發(fā)現(xiàn)，外泌體lncRNA 小核仁RNA 宿主基因7（small nucleolar RNA host gene 7，SNHG7）在多西紫杉醇耐藥細(xì)胞中高表達(dá)。外泌體lncRNA SNHG7 可以通過誘導(dǎo)ATG5 和ATG12 表達(dá)促進(jìn)細(xì)胞自噬，并通過PI3K/AKT 通路促進(jìn)M2 型巨噬細(xì)胞極化，最終增強(qiáng)肺腺癌細(xì)胞對(duì)多西紫杉醇的耐藥性。

分子靶向治療是腫瘤治療的重要手段，但耐藥性是肺癌治療的重大挑戰(zhàn)。上述研究表明，腫瘤來源的外泌體在耐藥性傳遞過程中起到非常重要的作用，有望為肺癌治療提供新的方向。

2 外泌體lncRNA 在臨床中的應(yīng)用

外泌體lncRNA 在肺癌細(xì)胞增殖、轉(zhuǎn)移、耐藥性等方面有重要作用，表明外泌體lncRNA 在臨床應(yīng)用中有巨大潛力。臨床上使用的肺癌生物標(biāo)志物，如細(xì)胞角質(zhì)蛋白19 片段抗原21-1（cyto-keratin 19 fragment antigen 21-1，CYFRA21-1）和癌胚抗原（carcinoembryonic antigen，CEA），往往表現(xiàn)出較低的診斷靈敏度和特異度。外泌體作為細(xì)胞內(nèi)源性的小囊泡，在脂質(zhì)雙層膜的保護(hù)下不會(huì)輕易被降解，同時(shí)還具有細(xì)胞間信號(hào)傳遞的功能，有潛力成為新的肺癌診斷標(biāo)志物。

2.1 外泌體lncRNA 作為肺癌診斷的生物標(biāo)志物

早期診斷是肺癌患者治療和預(yù)后改善的關(guān)鍵。多種研究表明，外泌體lncRNA 具有成為肺癌早期診斷標(biāo)志物的潛力。Xiong 等[28]研究發(fā)現(xiàn)，肺癌患者血清外泌體LINC00917 的表達(dá)高于健康對(duì)照者。LINC00917 診斷模型診斷肺癌的受試者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲線的曲線下面積（area under the curve，AUC）為0.811，且診斷早期肺癌的AUC 為0.773，診斷晚期肺癌的AUC 高達(dá)0.907，具有良好的診斷價(jià)值。Tao 等[29]研究發(fā)現(xiàn)，肺癌患者血清外泌體TGF-β誘導(dǎo)的lncRNA（TGF-β induced lncRNA，TBILA）和AGAP2反義RNA1（AGAP2 antisense RNA 1，AGAP2-AS1）的表達(dá)均高于健康對(duì)照者。TBILA、AGAP2-AS1和CYFRA21-1 聯(lián)合檢測(cè)診斷肺腺癌的AUC 為0.815，診斷肺鱗狀細(xì)胞癌的AUC 為0.895，診斷價(jià)值均較高。Teng 等[30]采用定量逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)（quantitative reverse transcription- polymerase chain reaction，qRT-PCR）檢測(cè)肺鱗狀細(xì)胞癌患者和對(duì)照者的lncRNA 水平，結(jié)果顯示，肺鱗狀細(xì)胞癌患者血漿中外泌體lncRNA SOX2-OT的表達(dá)上調(diào)，其診斷肺鱗狀細(xì)胞癌的AUC 為0.815，靈敏度為76.00%，特異度為73.17%。隨著研究進(jìn)展，多種外泌體lncRNA 如LINC01125[31]、GAS5[32]、RP5-977B1[33]、生長停滯特異性蛋白6 反義RNA1（growth-arrestspecific protein 6 antisense RNA 1，DLX6-AS1）[34]和HOX 轉(zhuǎn)錄物反義RNA（HOX transcript antisense RNA，HOTAIR）[35]等相繼被證實(shí)在肺癌診斷中具有一定的臨床價(jià)值，具有成為肺癌診斷生物標(biāo)志物的潛能。

2.2 外泌體lncRNA 作為肺癌預(yù)后的生物標(biāo)志物

肺癌的預(yù)后是腫瘤治療的關(guān)鍵，尋找有效改善患者預(yù)后的方法是目前亟待解決的問題。Rao等[36]發(fā)現(xiàn)，血漿外泌體HOXD 反義生長相關(guān)lncRNA（HOXD antisense growth-associated lncRNA，HAGLR）表達(dá)上調(diào)的肺癌患者的總生存率較低，且與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和腫瘤分期顯著相關(guān)。Han 等[37]研究表明，NSCLC 患者的血清外泌體lncRNA 小核仁RNA 宿主基 因15（small nucleolar RNA host gene 15，SNHG15）表達(dá)明顯高于肺良性病變患者和健康對(duì)照者，其高表達(dá)與患者較低的生存率相關(guān)，可以作為總生存期的獨(dú)立預(yù)后指標(biāo)。Min 等[33]研究發(fā)現(xiàn)，NSCLC 患者中外泌體lncRNA RP5-977B1 水平高于健康對(duì)照者；通過RP5-977B1 表達(dá)的中位臨界值分層發(fā)現(xiàn)，RP5-977B1 水平較高患者的總生存期短于RP5-977B1 水平較低的患者（P﹤0.05），表明外泌體lncRNA RP5-977B1 具有預(yù)測(cè)NSCLC 患者預(yù)后的潛力。有研究證實(shí)，外泌體LINC00917[28]和LINC01125[31]高表達(dá)均與肺癌患者的預(yù)后不良密切相關(guān)。因此，外泌體lncRNA 可作為評(píng)估肺癌患者預(yù)后的生物標(biāo)志物。

3 小結(jié)與展望

本文論述了外泌體lncRNA 在肺癌細(xì)胞增殖、轉(zhuǎn)移、血管生成、耐藥性中的作用以及作為生物標(biāo)志物的可能性，為肺癌的診斷和治療提供了理論基礎(chǔ)。但外泌體lncRNA 仍有待深入研究，作用機(jī)制尚未完全明了，且目前外泌體lncRNA 的研究多來源于細(xì)胞和動(dòng)物水平，還需要大量的臨床試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。因此，外泌體lncRNA 的作用機(jī)制及臨床應(yīng)用還需要不斷探索，以期為肺癌的臨床診斷、治療及預(yù)后評(píng)估提供有力幫助。