非小细胞肺癌组织中HOX转录反义RNA的表达变化及意义

潘林江，王毅雯，张丽洁，岑维鸾，熊天华，陈罡，李萍

(广西医科大学第一附属医院，南宁530021)



·论著·

非小细胞肺癌组织中HOX转录反义RNA的表达变化及意义

潘林江，王毅雯，张丽洁，岑维鸾，熊天华，陈罡，李萍

(广西医科大学第一附属医院，南宁530021)

摘要：目的观察HOX转录反义RNA(HOTAIR)在非小细胞肺癌(NSCLC)组织中的表达变化，并探讨其临床意义。方法收集125例NSCLC患者的肿瘤组织及其瘤旁正常肺组织，采用实时RT-PCR法检测HOTAIR的表达。检索高通量基因表达数据库(GEO)、Array Express数据库中NSCLC组织与HOTAIR表达相关的芯片数据。结果125例患者中，HOTAIR在NSCLC组织中的表达高于癌旁正常肺组织(P<0.05)。HOTAIR表达水平与NSCLC患者年龄、肿瘤直径、淋巴结转移、TNM分期有关(P均<0.05)。从数据库检索出的基因芯片显示HOTAIR表达水平与肿瘤病理类型不相关(P>0.05)。结论 HOTAIR在NSCLC组织中呈现高表达，可能参与NSCLC的发生发展。

关键词：非小细胞肺癌；HOX转录反义RNA；长链非编码RNA

目前肺癌是全球发病率最高的恶性肿瘤。将近85%的肺癌是非小细胞肺癌(NSCLC)[1，2]。近年研究发现，长链非编码RNA(lncRNAs)是一组不能翻译蛋白质的RNA分子，长度超过200 nt，可在不同层面参与并调节细胞增殖、分化、胚胎发育、器官发生等生物学事件。HOX转录反义RNA(HOTAIR)是首个具有反式转录调控作用的lncRNA，在部分肿瘤中高表达。本研究通过RT-PCR法检测及基因芯片数据库检索观察HOTAIR在NSCLC组织中的表达变化，并探讨其临床意义

1资料与方法

1.1临床资料收集2012年1月~2014年2月本院收治的125例NSCLC患者的肿瘤及瘤旁正常肺组织(距肿瘤边缘>5 cm)，患者男75例、女50例，年龄23~90岁、平均61.10岁。样本均经病理检查确诊。

1.2肿瘤及瘤旁正常组织HOTAIR表达检测采用RT-PCR法。取肿瘤及瘤旁正常组织标本，总RNA提取、RNA逆转录和实时荧光定量PCR检测按课题组前期报道[3]进行。引物序列为：HOTAIR上游5′-AGACGGCGGCGAGAGGAA-3′，下游5′-CTGAAATGGAGGACCGGCG-3′[4]；内参GAPDH上游5′-TGCACCACCAACTGCTTA-3′，下游5′-GGATGCAGGGATGATGTTC-3′。使用2-ΔΔCt公式[5，6]计算目的基因的相对表达量。

1.3基因芯片数据提取从高通量基因表达数据库(GEO)和Array Express中搜索并提取从建库至2015年11月20日的肺癌组织与HOTAIR相关的lncRNA芯片。检索式：(lung or bronchi or bronchioles or pulmonary or alveoli or respiratory) and (cancer or carcinoma or tumor or neoplas* or malignan* or adenocarcima) and HOTAIR。芯片纳入标准：研究NSCLC及非癌肺组织中HOTAIR表达的差异，或研究HOTAIR表达与NSCLC临床病理参数的关系。

2结果

2.1NSCLC组织及癌旁正常肺组织中HOTAIR的表达NSCLC组织及癌旁正常肺组织中的HOTAIR相对表达量分别为7.338 9±3.854 5、6.034 2±3.201 0，二者比较差异有统计学意义(P<0.05)。

2.2HOTAIR表达与NSCLC临床病理参数的关系HOTAIR相对表达量与患者年龄、肿瘤直径、淋巴结转移、TNM分期有关，见表1。

2.3基因芯片数据提取结果从GEO、Array Express数据库中共检索出符合标准的3组基因芯片。芯片GDS3837数据显示，HOTAIR相对表达量比较，不吸烟女性NSCLC患者(3.889 8±0.659 7)高于健康不吸烟女性(3.559 3±0.170 7)(P<0.05)，年龄<60岁的NSCLC患者(3.991 2±0.871 0)与≥60岁的(3.801 0±0.387 6)比较差异无统计学意义(P>0.05)，TNM分期Ⅲ、Ⅳ期患者(3.811 6±0.399 4)与Ⅰ、Ⅱ期(3.811 6±0.399 4)比较差异无统计学意义(P>0.05)；芯片GDS3627数据显示，HOTAIR在鳞癌(3.744 3±1.562 9)、腺癌(3.348 4±0.723 0)中的表达比较差异无统计学意义(P>0.05)；芯片GDS2491数据显示，吸烟、不吸烟与HOTAIR表达(19.096 2±19.663 0、9.597 3±11.174 8)不相关(P>0.05)。

表1　HOTAIR相对表达量与NSCLC临床病理

注：*部分患者吸烟情况不明；#大细胞癌患者仅1例，未计入统计分析。

3讨论

研究发现，HOTAIR通过表观遗传学来调控基因的表达从而导致肿瘤的发生和转移[7~11]。HOTAIR是第一个被发现具有反式调控作用的lncRNA[12~14]。目前发现，HOTAIR在多种肿瘤中表达上调，且HOTAIR的高表达与不良预后密切相关[4,9,10]。HOTAIR可通过与甲基化酶复合体2共同作用，调控组蛋白H3第27位赖氨酸的三甲基化，从而影响WIF1、PTEN、p21等基因的表达[12]，并通过这些基因调控Wnt[15]、Akt[16]及p53[17]等信号通路，从而在肿瘤细胞周期、细胞凋亡、血管生成、侵袭与转移等过程中发挥重要作用。

HOTAIR在NSCLC组织与细胞系中的表达水平有不同的报道。刘敏等[7]发现，HOTAIR在47例癌组织中的相对表达量显著低于癌旁正常组织。但林梦洁等[8]发现，与正常支气管上皮细胞系16HBE相比，HOTAIR在肺癌(SPCA1)细胞和SK-MES-1细胞中相对高表达，而在A549细胞中相对低表达。同时，Liu等[9]报道HOTAIR在42例NSCLC组织及4个细胞系中表达均显著高于正常肺组织。Nakagawa等[10]也发现，22.1%的NSCLC患者瘤组织中HOTAIR表达量高于正常肺组织的2倍以上。此外，本研究对芯片GDS3837数据提取显示，HOTAIR在不吸烟女性NSCLC患者的表达水平显著高于健康不吸烟女性，与其他文献[4,9,10]报道结果一致。本研究结果与大部分报道一致，HOTAIR在NSCLC组织中高表达，提示HOTAIR可能与NSCLC发生有关。

本研究从GEO提取的GDS3627数据显示，HOTAIR在鳞癌、腺癌组织中的表达水平差异无统计学意义，与本研究结果一致。Liu等[9，10]发现，肿瘤组织中HOTAIR高表达与肿瘤临床分期及转移相关，与本研究结果一致，提示HOTAIR高表达可促进NSCLC细胞的浸润、侵袭和转移；而从GEO提取芯片GDS3837的数据显示，HOTAIR高表达与肿瘤临床分期不相关，可能由于部分患者情况不明数据丢失存在误差。林梦洁等[8，9,11]通过体外实验证实，通过转染HOTAIR siRNA下调HOTAIR表达可抑制癌细胞的迁移和侵袭；相反，过表达HOTAIR可以促进癌细胞的迁移和侵袭。本研究还发现，HOTAIR表达与患者年龄、肿瘤直径密切相关；而从GEO提取GDS3837的数据显示，HOTAIR的表达与患者年龄无关。可能因为实验方法、设备的差异及研究对象的地域性差异。因此HOTAIR的表达水平与NSCLC患者年龄的关系需进一步做大样本的更全面的研究。本研究发现，HOTAIR的表达水平与患者是否吸烟无关，与芯片GDS2491的提取结果一致。结合文献信息及本研究结果，HOTAIR与NSCLC的发展及恶化进程密切相关，可扮演癌基因的角色，并协助预测NSCLC进展情况。

综上所述，HOTAIR在NSCLC的发生发展中可能发挥一定的作用。HOTAIR 作为分子标记或者潜在的靶点，在NSCLC的早期诊断、疗效判断、预后预测乃至基因治疗等方面具有广阔前景。

参考文献：

[1] 陆海林,李燕,宁志强.紫杉醇脂质体联合卡铂治疗老年非小细胞肺癌29例临床观察[J].山东医药,2010,50(47):79-80.

[2] 张冠中,焦顺昌.培美曲塞治疗非小细胞肺癌的研究进展[J].山东医药,2011,51(15):113-114.

[3] Liu JH, Chen G, Dang YW, et al. Expression and Prognostic Significance of lncRNA MALAT1 in Pancreatic Cancer Tissues[J]. Asian Pac J Cancer Prev, 2014,15(7):2971-2977.

[4] Emadi-Andani E, Nikpour P, Emadi-Baygi M, et al. Association of HOTAIR expression in gastric carcinoma with invasion and distant metastasis[J]. Adv Biomed Res, 2014,28(3):135.

[5] Rong M, He R, Dang Y, et al. Expression and clinicopathological significance of miR-146a in hepatocellular carcinoma tissues[J]. Ups J Med Sci, 2014,119(1):19-24.

[6] Chen G, Kronenberger P, Umelo IA, et al. Quantification of epidermal growth factor receptor T790M mutant transcripts in lung cancer cells by real-time reverse transcriptase-quantitative polymerase chain reaction[J]. Anal Biochem, 2010,398(2):266-268.

[7] 刘敏,曾龙剑,姚树祥,等.LncRNA HOTAIR、HOTTIP及其下游HOXD10、HOXA13基因在肺癌中的表达研究[J].昆明医科大学学报,2014,35(10):49-52.

[8] 林梦洁,陈志强,尹凌帝,等.长链非编码RNA HOTAIR对非小细胞肺癌迁移和侵袭能力的影响[J].临床肿瘤学杂志,2014, 19(8):684-689.

[9] Liu XH, Liu ZL, Sun M, et al. The long non-coding RNA HOTAIR indicates a poor prognosis and promotes metastasis in non-small cell lung cancer[J]. BMC Cancer, 2013,13:464.

[10] Nakaqawa T, Endo H, Yokoyama M, et al. Large noncoding RNA HOTAIR enhances aggressive biological behavior and is associated with short disease-free survival in human non-small cell lung cancer[J]. Biochem Biophys Res Commun, 2013,436(2):319-324.

[11] Zhao W, An Y, Liang Y, et al. Role of HOTAIR long noncoding RNA in metastatic progression of lung cancer[J]. Eur Rev Med Pharmacol Sci, 2014,18(13):1930-1936.

[12] Rinn JL, Kertesz M, Wang JK, et al. Functional demarcation of active and silent chromatin domains in human HOX loci by noncoding RNAs[J]. Cell, 2007,129(7):1311-1323.

[13] Wan Y, Chang HY. HOTAIR: Flight of noncoding RNAs in cancer metastasis[J]. Cell Cycle, 2010,9(17):3391-3392.

[14] Shah N, Sukumar S. The Hox genes and their roles in oncogenesis[J]. Nat Rev Cancer, 2010,10(5):361-371.

[15] Li D, Feng J, Wu T, et al. Long intergenic noncoding RNA HOTAIR is overexpressed and regulates PTEN methylation in laryngeal squamous cell carcinoma[J]. Am J Pathol, 2013,182(1):64-70.

[16] Zeng ZY, Zhou YH, Zhang WL, et al. Gene expression profiling of nasopharyngeal carcinoma reveals the abnormally regulated Wnt signaling pathway[J]. Hum Pathol, 2007,38(1):120-133.

[17] Liu Z, Sun M, Lu K, et al. The long noncoding RNA HOTAIR contributes to cisplatin resistance ofhuman lung adenocarcinoma cells via downregualtion of p21 (WAF1/CIP1) expression[J]. PLoS One, 2013,8(10):e77293.

Expression changes and clinical significance of HOTAIR in non-small-cell lung cancer

PANLinjiang,WANGYiwen,ZHANGLijie,CENWeiluan,XIONGTianhua,CHENGang,LIPing

(TheFirstAffiliatedHospitalofGuangxiMedicalUniversity,Nanning530021,China)

Abstract:ObjectiveTo observe the expression changes of HOX transcript antisense RNA (HOTAIR) in the non-small-cell lung cancer (NSCLC) tissues and to investigate its clinical significance. MethodsNSCLC tissues and adjacent tissues from 125 patients were collected and the expression of HOTAIR was detected by RT-PCR. Microarray data on the correlations between HOTAIR expression and NSCLC tissues were retrieved from Gene Expression Omnibus (GEO) and Array Express database.Results The expression of HOTAIR in the NSCLC was significantly higher than that in the adjacent tissues (P<0.05). The expression of HOTAIR was closely related to age, tumor diameter, lymph node metastasis and TNM stage of NSCLC patients (all P<0.05). The microarray data from GEO Profiles demonstrated that the HOTAIR expression level was not related with pathological pattern (P>0.05).ConclusionHOTAIR is highly expressed in the NSCLC tissues, and its expression may take part in the occurrence and development of NSCLC.

Key words:non-small-cell lung cancer; HOX transcript antisense RNA; long non-coding RNA

(收稿日期：2015-11-22)

中图分类号：R734.2

文献标志码：A

文章编号：1002-266X(2016)09-0001-03

doi：10.3969/j.issn.1002-266X.2016.09.001

通信作者简介：李萍(1973-)，女，副教授，博士，主要研究方向为呼吸道恶性肿瘤的发病机制。E-mail：liping@gxmu.edu.cn

作者简介：第一潘林江(1966-)，男，副教授，硕士，主要研究方向为呼吸道恶性肿瘤的发病机制。E-mail：67666795@qq.com

基金项目：广西自然科学基金(2015GXNSFAA139213)；广西壮族自治区卫生厅科研课题(Z2014055)。