长链非编码RNA UCA1在胃癌中的研究进展

郑斌，王宇

(1.陕西中医药大学第二临床医学院临床医学系，陕西 咸阳 712046；2.陕西中医药大学医学科研实验中心，陕西 咸阳 712046)

·综 述·

长链非编码RNA UCA1在胃癌中的研究进展

郑斌1，王宇2

(1.陕西中医药大学第二临床医学院临床医学系，陕西 咸阳 712046；2.陕西中医药大学医学科研实验中心，陕西 咸阳 712046)

胃癌是世界上第3大导致死亡的恶性肿瘤，严重危害着人类健康。长链非编码RNA(lncRNA)尿路上皮癌胚抗原1(UCA1)在胃癌的增殖、分化、转移、多药耐药(MDR)等方面有着很重要的作用，在临床应用中具有很大的潜力。

长链非编码RNA；尿路上皮癌胚抗原1；胃癌

长链非编码RNA(long-non-coding RNA，lncRNA)是一类长度超过200个核苷酸的非编码RNA(ncRNA)，它们不编码蛋白质，缺少较长的开放阅读框，但是可以通过RNA的形式不同程度的控制基因的表达[1]。尿路上皮癌胚抗原1(urothelial carcinoma antigen 1，UCA1)基因是一个重要的lncRNA，它是应用RACE技术，从膀胱癌细胞BLZ-211中扩增到的lncRNA[2]。已有的研究表明UCA1在膀胱癌、乳腺癌和胃癌等多种肿瘤的细胞增殖、迁移、诱导凋亡、耐药等方面中起到一定促进作用，并且研究人员对UCA1基因也越来越重视，因此，本文就UCA1基因的基本信息以及UCA1与胃癌的关系分别进行阐述。

1 UCA1基因

1.1 UCA1基因的结构 UCA1基因定位在19p13.12，在其5'末端有TATA盒，3'末端有加尾信号以及polyA尾巴。UCA1基因包括3个外显子和2个内含子[3]，在NCBI中已收录的全长为1 442 bp。

1.2 UCA1基因的生物信息学 应用生物信息学方法分析UCA1基因启动子发现，UCA1基因的启动子位于其5’端，全长2 000 bp，其中核心的启动子区域长度为250 bp[4]。进一步应用生物信息学方法预测其转录因子发现，UCA1基因核心启动子有4个与肿瘤关系密切的转录因子，分别为CREB、C-Myb、C/EBPα和Ets-2，经过染色质免疫试验鉴定后，确定转录因子Ets-2和C-Myb可与UCA1基因的核心启动子区域结合[5]。CpG岛预测发现，UCA1基因全长启动子中不存在CpG岛。通过开放阅读框(ORF)软件预测，UCA1基因有5个开放阅读框(ORF)，并且5个开放阅读框起始序列都不符合Kozak法则。另外，重复序列分析(RepeatMasker)表明，该基因属于HERV-H内源性逆转录病毒家族(human endogenous retrovirus H family)，从许多已有研究发现，该家族基因与恶性肿瘤相关[4]。

1.3 UCA1基因的细胞定位和组织表达谱 UCA1基因属于长链非编码RNA，不编码蛋白质。电镜原位杂交表明UCA1基因定位于细胞浆内，其功能可能为参与调控下游蛋白质的合成。组织表达谱分析表明，UCA1基因在胚胎和绒毛组织中均有表达，在成人的心、脾等组织中也表达。值得注意的是，UCA1基因在正常成人的胃、食管中无表达，然而当机体这些组织发生恶性肿瘤时，该基因又重新恢复表达[3]。

2 UCA1基因与胃癌

胃癌(gastric cancer，GC)是全世界内导致死亡的第3大原因，在中国诊断胃癌患者数和胃癌患者死亡数均居全球新诊断胃癌及胃癌患者死亡数的40%以上，位居各国之首[6]。已有的研究表明UCA1基因与胃癌的发生机制、耐药、临床应用及诊断等方面有关，下面就此逐一进行说明。

2.1 UCA1基因在胃癌中的表达及机制 最近的一项研究在基于6组GC组织与对应的GC癌周组织的微阵列分析后发现，在全部表达明显异常的1 297个lncRNA中，UCA1基因是在GC组织中表达上调最大的lncRNA[7]，通过另外的28对GC及GC癌周组织的qRT-PCR分析后也证明了这一结果[8]。众所周知，有氧糖酵解对肿瘤细胞的生命活动有至关重要的意义。大部分肿瘤即使在有氧条件下也会通过糖酵解而非氧化磷酸化生成能量，这一效应被称作Warburg效应。在糖酵解代谢中，己糖激酶参与的催化是第一步且不可逆的一步。其同工酶HK2(hexokinase 2)在肿瘤中高表达，并参与有氧糖酵解。因此，HK2被认为是一个导致Warburg效应的重要物质[9-11]。目前的研究发现UCA1基因可以通过增强mTOR-STAT3通路，也可通过mTOR抑制miRNA143的表达，而这两条通路共同使HK2表达上调，从而使GC细胞的糖代谢过程被抑制[12]，这也提示了UCA1与胃癌的发生有很大的关系。

2.2 UCA1基因与胃癌的耐药 化疗是胃癌治疗中的重要手段，而UCA1基因可以增加胃癌细胞对常用化疗药物如阿霉素、顺铂等的耐药性。在对阿霉素(ADR)耐药的SGC7901/ADR细胞中，其半数抑制浓度(IC50)远高于正常的胃癌细胞系SGC7901细胞，而在通过向SGC7901/ADR细胞中转导沉默载体(silence vector)pS-UCA1后，其对ADR的IC50发生了明显降低[8]。流式细胞学分析后发现，在控制UCA1基因表达后，SGC7901细胞的细胞凋亡上升显著。不仅如此，在胃癌的多药耐药研究中(MDR)发现，UCA1基因除参与胃癌细胞对ADR的耐药性，也参与对5-FU的耐药[13]。在导致胃癌多药耐药的机制的研究中研究者发现，UCA1基因参与的胃癌耐药可能有miR-27b参与。miR-27b是一个对胃癌细胞耐药有抑制作用的miRNA，通过线性回归分析(linear regression analysis)发现UCA1基因与miR-27b呈负相关。qRT-PCR显示，在用UCA1 siRNA敲低UCA1的表达后，miR-27b在胃癌MDR细胞中的表达上调，并且miR-27b的过表达可以降低有MDR的胃癌细胞对ADR、DDP和5-FU的IC50。流式细胞学分析表明，UCA1的敲低和miR-27b的过度表达，可以促进在ADR治疗后的细胞凋亡。Western blot检测证实，UCA1基因下调和miR-27b上调，可以明显降低抗凋亡蛋白Bcl-2和增加活性半胱天冬酶-3(cleaved caspase-3)[14]的表达。因此，lncRNA UCA1可以作为处理胃癌耐药的重要分子靶点。

2.3 UCA1在胃癌的临床分期、转移及治疗上的价值 UCA1基因在胃癌中的高表达与胃癌分期，分化程度、TNM分期及转移有关。应用Silence vector pS-UCA1分别转入胃癌细胞系BGC-823和SGC7901细胞后发现：与对照组相比，GC细胞的恶性增殖明显被抑制[8]。在分析UCA1基因与胃癌患者的总生存期(overall survive，OS)与无进展生存期(progression-free survival，PDF)的关系时，数据显示，UCA1的表达程度与OS及PFS呈明显的负相关[15]。通过固定效应模型(fixed-effect model)分析UCA1与无病生存期(disease-free survival，DFS)的关系时，结果也显示，高UCA1的表达与低DFS相关[16]。而在对UCA1与胃癌转移情况分析时发现，UCA1高表达的胃癌患者更易发生淋巴结转移及血道转移[17]。通过对112例胃癌患者的临床病理分析表明，高表达的UCA1基因与胃癌的分化、侵袭程度有关，而与其他的临床病理特点如性别、年龄、Lauren分类以及Her-2/neu的表达等无明显关系[18]。单变分析和多变分析后发现，高UCA1基因的表达可造成胃癌的一些恶性表现，包括BorrmannⅢ/Ⅳ、TNM分期(T3/4，N2/3)、癌细胞扩散方式、肿瘤体积增大等[8]。

2.4 UCA1的诊断价值 通常，理想的生物标记应是容易获得并且为非伤害性取样得到的，且能早期发现肿瘤、预测预后情况及肿瘤对化疗的敏感性等。正如文章开头所说，胃癌作为世界上死亡率较高的恶性肿瘤，其早期诊断尤为重要。而目前，能够诊断胃癌的特殊生物标记只有少数，例如：CEA、CA19-9，且这些标记的特异性及敏感性较低[19]。也有研究证明，在人的血清和血浆中的microRNAs(miRNAs)在不同的肿瘤中会发生上调和下调，但是检测miRNAs作为生物标记的方法因其结果不稳定而受到限制[20-22]。近几年对lncRNA的研究中，用UCA1作为胃癌的生物标记逐渐引起了人们的注意。首先，UCA1基因不仅在病变的胃癌组织中高表达，在胃癌患者的血浆中和在胃液中也比正常人高很多[23]。在评价UCA1基因的诊断价值时，用UCA1基因区分胃癌患者与正常对照组的ROC曲线(receiver operating characteristic curve)表明，ROC曲线的曲线下面积(AUC)高达0.721，敏感性与特异性也较正常对照组高分别为67.2%与80.3%[18]。另外，有文献报道，利用生物体液(如血液、尿液等)体外检测UCA1基因的荧光定量PCR检测技术已经建立，并且敏感性、特异性、稳定性和可重复性都良好[24]，这给肿瘤的诊断也提供了便利。

3 展 望

虽然lncRNA已经越来越受到人们的重视，有关lncRNA与各种肿瘤的深入研究也如火如荼的进行着，但与编码mRNA和miRNA相比，lncRNA在肿瘤发生、发展中的详细机制仍未能完全被阐释。但我们相信，更多深入的研究会逐见揭开lncRNA在肿瘤作用中的神秘面纱，也更会为肿瘤的诊断、治疗方案等方面提供更精确的参考标准与更优良的方法。

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Advances of long non-coding RNA UCA1 in gastric cancer.

ZHENG Bin1,WANG Yu2.1.Department of Clinical Medicine,the Second Clinical Medical College of Shaanxi University of Chinese Medicine,Xianyang 712046,Shaanxi,CHINA;2.Medical Experiment Center,Shaanxi University of Chinese Medicine,Xianyang 712046,Shaanxi,CHINA

Gastric cancer(GC)is the third most common malignant tumor causing death in the world and seriously endangers human health.Long non-coding RNA(lncRNA)urothelial carcinoma antigen 1(UCA1)plays a significant role in gastric cancer cell proliferation,differentation,migration and multi-drug resistance(MDR),and has a great potential for clinical applications.

Long non-coding RNA(lncRNA);Urothelial carcinoma antigen 1(UCA1);Gastric cancer

R735.2

A

1003—6350（2017）23—3893—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2017.23.035

国家自然科学基金(编号：81402344)；陕西省自然科学基础研究计划项目(编号：2015JQ8308)；陕西省教育厅科学研究计划(自然科学专项)项目(编号：16JK1221)

王宇。E-mail：wangyu541ban@sina.com

2017-03-21)