胰腺癌中mRNAs、ncRNAs研究进展

刘跃娟,齐靖,李萌,李学沧,任重贵

（哈尔滨医科大学医学信息学院，黑龙江 大庆 163319）

胰腺癌中mRNAs、ncRNAs研究进展

刘跃娟,齐靖,李萌,李学沧,任重贵

（哈尔滨医科大学医学信息学院，黑龙江 大庆 163319）

胰腺癌恶性程度高，胰腺癌的发生与基因的基因突变、缺失、表达障碍有关。对miRNAs、mRNAs、lncRNAs、circleRNAs胰腺癌相关的研究进行总结，研究表明miRNAs调控mRNAs实现对癌症的生长、浸袭、凋亡，而lncRNAs与CirRNAs则与miRNAs结合，形成ceRNA机制，这些总结对将来胰腺癌 的研究发现新的分子机制具有重要作用，对寻找有更好诊断意义的胰腺癌临床指标具有积极的意义。

胰腺癌 miRNAs；mRNAs；lncRNAs；circleRNAs

0 引言

胰腺癌（pancreatic cancer，PC）因其起病隐匿、早期诊断难、手术切除困难、放化疗不敏感以及预后差、死亡率高等原因，成为危害最大的恶性肿瘤之一，其中90%以上为胰腺导管腺癌。因此，深入了解胰腺癌发生发展的分子机制，发现新的潜在治疗靶点尤为重要。据最新统计，在中国，近20年来胰腺癌发病率增长了将近6倍，居恶性肿瘤死亡率的第5位。尽管近年来影像学技术（CT，MRI，PET/CT）和内窥镜技术（EUS、ERCP）取得了很大的进展[1-3]，但仍未能明显提高胰腺癌的早期诊断率。

胰腺癌由于胰腺的特殊解剖位置、病理特点及早期症状的非特异性，其病情进展快，恶性程度高，大部分患者就诊时已属晚期，仅少数患者可行手术治疗、放疗和化疗，虽可短期延长部分患者的生存期，但胰腺癌患者总体5年生存率仍小于5%，胰腺癌的发病形势日益严峻，因此积极寻找对胰腺癌有更好诊断意义的临床指标尤为重要。目前，越来越多的研究表明，癌症的发生与基因的基因突变、缺失、表达障碍有关，并且从单基因到多基因都有相似机制存在。在癌症研究中miRNAs、mRNAs、lncRNAs、circleRNAs的表达改变都影响着癌症细胞的增殖、凋亡、浸袭、转移等。本文从以上方面对胰腺癌的影响及其调控进行综述。

1 miRNAs、mRNAs与胰腺癌

微小核糖核酸（microRNA,miRNA）是一类内源性单链非编码的小RNAs，长度约22个核苷酸，广泛分布于真核生物中。它们在多细胞生物中的表达不仅有时间和空间的特异性，而且具有组织和细胞特异性，并且在生物的进化中是高度保守的，miRNA通过与转录本的相互作用，关闭或抑制基因的表达，影响了人体约30%的基因。2012年8月1日发布的Sanger miRNAs（miRBase）数据库19.0版中收录了来自193个物种的25141条成熟miRNA序列信息，其中包括人类细胞已克隆到的2042种miRNA(http:// www.mirbase.org)。近几年的研究表明，miRNAs的表达水平与人类重大疾病如癌症等密切相关。这使得miRNAs可以作为新的生物标志物用于癌症等重大疾病的早期诊断并可作为新的基因药物作用靶点[4-6]。

最近，研究发现miRNAs在胰腺癌中存在多个异常表达，有的是在胰腺癌癌前病变中研究中发现的[7-8]；有的是在胰腺癌组织标本中研究发现的；还有的是在胰腺癌病人血清中研究中发现的[9-10]。目前胰腺癌miRNAs肿瘤标志物的研究主要集中在胰腺癌组织标本上进行。Bloomston等[11]通过对65例胰腺导管腺癌和42例慢性胰腺炎的研究中发现，21个高表达的miRNA联合4个低表达的miRNAs可以将胰腺导管腺癌与良性胰腺组织区分开。Szafranska等[12]研究发现有94个miRNAs，在人类正常胰腺组织、胰腺癌细胞系、慢性胰腺炎组织及胰腺癌组织中两两之间存在差异性表达，因此研究者认为这些差异表达的miRNAs或许会为研究胰腺癌提供新的线索，还有一些研究表明miRNNAs与癌症的凋亡、侵袭转移有关[13-15]，如：过表达mir-10a会抑制HOXA1并引起胰腺癌局部侵袭；miR-222可能通过MAPK信号转导通路参与胰腺癌细胞侵袭转移的调控；降低mir-125a-5p的表达，会抑制胰腺肿瘤的增殖和细胞周期，并促进早期癌细胞的凋亡。一些mRNAs在胰腺癌的研究中提供了新的诊断标记，促血管形成Gremlin 1 通过绑定YWHAH可能发挥着致癌作用,这一结果在宫颈癌肺癌、卵巢、肾、乳腺癌、结肠、胰腺癌中得到证实，Gremlin 1结合目标蛋白YWHAH可能为人类癌症的提供新的诊断和治疗方案[16]。ACADL显著表达与胰腺固状瘤有关[17]。而GLS2蛋白质对肿瘤的生长有抑制作用。还有一些是miRNAs调控mRNAs来对癌细胞产生作用，如：mir-652与ZEB1结合抑制胰腺癌肿瘤细胞上皮间质(EMT)的酸性微环境，酸性/ mir-655/ZEB1/EMT可能是肿瘤发生的新机制[18]，mir-320c通过SMARCC1在治疗胰腺癌中对药物吉西他宾(gemcitabine) 产生抗药性[19]。另外一些mRNAs通过靶向调控多种信号通络，许多的研究表明Notch 信号通路在胰腺癌的发生、发展过程中发挥着重要作用,在胰腺肿瘤干细胞中Notch 信号通路的相关基因表达上调,在Notch信号通路被抑制的情况下胰腺癌细胞中肿瘤干细胞的比例降低,且肿瘤形成受到抑制 。与癌旁的正常组织相比,Notch1在胰腺癌中表达明显上调,其表达与肿瘤分化程度呈负相关,过表达Notch1的胰腺癌患者预后较差,Notch1 的表达与胰腺癌的发生、发展密切相关[20]。

2 lncRNAs与胰腺癌

lncRNAs（long nocoding RNA,lncRNA）是一类长度大于200bp非编码RNA，参与细胞内多种过程的调控，如：基因印记、染色质修饰、转录干扰、核内运输等多种重要的调控过程，其转录和功能失调可能导致多种疾病的发生，lncRNAs能够在转录后水平通过与mRNAs形成双链调控基因的表达，在胰腺癌的诊断与治疗中有着广阔的临床应用前景。关于lncRNAs的研究虽然引起人们广泛的关注，但是绝大部分的lncRNAs是基因组存在人类知之甚少的“暗物质”。目前的研究发现，lncRNA在胰腺癌的诊断与治疗中有着广阔的临床应用前景，HOTAIR、MALAT1、H19 等多种类型的lncRNAs 在胰腺癌中存在表达异常的现象。

国内外对胰腺癌的生物学标志进行了大量而广泛的研究。最近，研究发现lncRNAs在胰腺癌中更为灵活的调控多个mRNAs在通路中的异常表达。在胰腺癌中，Tahira等[21]用 基因芯片技术检测了38例胰腺癌组织和癌旁组织，证实了内含子型lncRNAs在胰腺癌中表达有明显异常，包括PPP3CB、MAP3K14和DAPK1等；同时发现在胰腺癌转移样本中异常表达的lncRNAs大部分与MAPK通路有关，提示lncRNAs的作用机制 与MAPK通路有关。MA等[22]的研究表明H19在PDAC组织中的表达显著高于癌旁胰腺组织，肿瘤转移组H19的表达明显高于非转移组。 同时，体外实验发现H19在PDAC细胞系（PANC-1 SW1990，BxPC-3， AsPC-1和CFPAC-1）中的表达明显高于其在胰腺导管上皮细胞的表达，提示H19与PDAC的发生与转移有关。

lncRNAs具有组织特异性，不同组织之间lncRNAs表达量不同。与mRNAs相比，大多数lncRNAs 同样由RNA 聚合酶Ⅱ催化转录而来，结构中存在5′端帽结构和3′端Poly（A）尾，但lncRNAs 中不存在开放读码框，其序列保守程度不高且表达水平较低，组织特异性也更高。

由抑制性微RNA(miRNA)诱导的基因沉默在调控基因表达中的重要性现已非常明显，某些miRNAs与mRNAs的调控网络关系正逐渐明朗。mRNAs的表达可能也受其它方面的影响。lncRNAs具有组织特异性，不同组织之间lncRNAs表达量不同，现已证明，lncRNAs能够在转录后通过与mRNAs相作用形成双链调控基因。

3 circleRNAs与胰腺癌

环状RNA（circRNAs）是一类新型RNA，具有闭合环状结构，CirRNAs以前由于在低通量测序中认为是拼接错误造成的副产品，随着高能量技术的最新发展，CirRNAs大量存在于真核转录组中。众多circRNAs在许多物种被发现。最近的研究表明,circRNAs稳定和广泛表达,而且往往表现出细胞特定类型或组织表达。大多数circRNAs可以产生外显子,内含子,或两者兼而有之。同时存在组织及不同发育阶段的表达特异性。由于环状RNA对核酸酶不敏感，所以比线性RNA更为稳定，这使得环状RNA在作为新型临床诊断标记物的开发应用上具有明显优势。此外，近期研究显示[23-26]，新的证据表明,一些circRNAs可以作为微小RNA(microRNA)海绵、调节转录或拼接,可以与RNA结合蛋白(RBPs)。这说明：环状RNA可能通过竞争性结合疾病相关的miRNAs在疾病调控中发挥着非常重要的作用。此外,circRNAs已报告在无数生命过程发挥重要作用,如老化、胰岛素分泌,组织发展,动脉粥样硬化血管疾病风险,心脏肥大和癌症。深入研究理解circRNAs的生理和病理过程分类、功能和意义，在胰腺癌中发现新的分子机制，将对临床和科学研究产生重大影响。

4 结语

在胰腺癌的发生过程中，miRNAs、mRNAs、lncRNAs、CircleRNAs可以从多个层面参与肿瘤的生长、浸袭、转移，其中在胰腺癌中miRNAs调控mRNAs机制在许多研究中得到了证实，mRNAs还可以通过通路来实现对疾病的影响。而lncRNAs具有组织特异性，不同组织之间lncRNAs表达量不同，CircleRNAs对核酸酶不敏感，比线性RNA更为稳定。两者都能结合miRNAs，通过ceRNAs方式实现调控。这两种ncRNAs可能更广泛的参与到疾病的各个阶段当中，未来对胰腺癌研究发现新的分子机制具有重要意义。

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The review of mRNAs and ncRNAs about pancreatic cancer

LIU Yue-juan QI Jing LI Meng LI Xue-cang REN Zhong-gui
(Department of Medical Informatics,Harbin Medical University,Daqing,163319,China)

Pancreatic cancer is a high malignant degree disease, the occurrence of pancreatic cancer is closely related to the gene mutation, missing, expresstion dysfunction, To summarize miRNAs-mRNAs and lncRNAs and circleRNAs pancreatic cancer research, Studies have shown that miRNAs regulate mRNAs implementation on the growth of the cancer, invading, apoptosis, While lncRNAs and CirRNAs combined with miRNAs become ceRNA mechanism ,The summary of research for the future pancreatic cancer plays an important role to find new molecular mechanism, while it has the positive significance to find a better Diagnosis of clinical indicators

Pancreatic cancer ; MiRNAs,mRNAs; LncRNAs; CircleRNAs

10.19335/j.cnki.2096-1219.2017.04.04

黑龙江省大庆市指导性科技计划项目（编号：szdy-2015-06）

刘跃娟，女，讲师，主要研究方向生物信息学。