LncRNA-ATB在肿瘤中的表达及调控作用研究*

（哈尔滨医科大学附属第二医院 胆胰外科，黑龙江 哈尔滨 150086）

有研究证实异常表达的lncRNA参与并调控了诸多肿瘤恶性生物学行为[1-7]。被转化生长因子b（transforming growth factor b,TGFb） 激 活 的lncRNA（以下简称lncRNA-ATB）是首个能够被TGFb激活的lncRNA，定位于14号染色体。研究发现lncRNAATB在人腹膜间皮细胞表型转换、丙肝相关肝硬化及子痫前期等疾病中发挥重要调控作用[8-12]。此外，随着对肿瘤内lncRNA认知的加深，在多种人体恶性肿瘤中lncRNA-ATB呈现异常表达并有调控肿瘤恶性生物学的行为。

1 LncRNA-ATB与消化系统肿瘤

1.1 肝癌

通过实时荧光定量聚合酶链反应（quantitative real-time polymerase chain reaction, qRT-PCR）定量检测和临床数据分析，肝癌中lncRNA-ATB为异常高表达且与肿瘤细胞转移和患者的不良预后密切相关。对肿瘤/癌旁组织的定量测定、体外细胞实验及体内的动物模型构建：TGFb能够促进lncRNA-ATB的表达，lncRNA-ATB通过内源性海绵吸附miR-200c来上调下游靶基因锌指E-盒结合同源异形盒（zinc finger E-box binding homeobox 1, ZEB1）的表达，诱导肝癌细胞发生上皮间质化（epithelial-mesenchymal transition,EMT）进而促进肿瘤的侵袭与转移；同时lncRNAATB还可以直接与IL-11的mRNA结合，并能够维持IL-11 RNA的稳定性，IL-11进一步通过自分泌方式激活信号转导子与转录激活子（signal transducer and activator of transcription 3, STAT3）信号通路来促进肿瘤细胞的恶性定植[13]。

在上述研究的基础上，JANG等[14]利用qRT-PCR定量检测了100例肝癌患者的组织样本后发现：相比于癌旁正常组织，肝癌肿瘤组织内lncRNA-ATB的表达呈明显上调，lncRNA-ATB的异常表达水平与门静脉癌栓、肝内外转移、mUICC分期及巴塞罗那临床肝癌分期分期密切相关，并且高表达lncRNA-ATB组患者的整体生存及无进展生存相对更差。LncRNAATB的异常表达水平与肝癌患者临床病理学数据之间的相关性分析结果显示：更大的肿瘤（直径＞5 cm）和lncRNA-ATB的高表达水平可以作为肝癌患者整体生存情况的独立判断因素[14-15]。

中药抗癌剂黄芪甲苷IV（astragaloside IV, AS-IV）对肿瘤的发生发展具有抑制作用，AS-IV可以抑制肝癌肿瘤细胞EMT的发生，降低其迁移能力，且能以剂量和时间方式梯度性下调肝癌肿瘤细胞内lncRNAATB的表达。此外，AS-IV通过下调lncRNA-ATB表达来促进IL-11/STAT3信号通路的失活，进而诱导肿瘤细胞发生凋亡和抑制增殖。在体外实验中，利用过表达载体转染外源性上调lncRNA-ATB的表达能在一定程度上逆转AS-IV对肿瘤细胞增殖、迁移及EMT的抑制作用[16]。

1.2 结肠癌

IGUCHI等[17]在结肠癌患者lncRNA-ATB表达情况及其作用的研究中，通过qRT-PCR定量检测，结果显示lncRNA-ATB呈异常上调表达。对lncRNA-ATB表达情况与临床数据的分析结果显示：lncRNA-ATB的高水平表达与更大的肿瘤体积、癌肿的侵润深度、淋巴侵袭、血管侵犯及淋巴结转移密切相关，术后出现血行转移复发的结肠癌患者的lncRNA-ATB表达水平呈明显升高，且高表达lncRNA-ATB组患者的预后相对不良。

后续的实验研究也发现lncRNA-ATB在结肠癌中的异常高表达，并且在伴有转移的结肠癌肿瘤组织内lncRNA-ATB的上调表达程度更高，而E-cad的表达呈相反趋势且两者的表达变化呈负相关，lncRNAATB和E-钙粘蛋白（E-cadherin, E-cad）的平均表达水与结肠癌的pN分期和AJCC分期密切相关。lncRNA-ATB高表达组患者的术后整体生存和无病生存期均更短，且lncRNA-ATB可以作为结肠癌预后的独立判定因素，E-cad可以辅助lncRNA-ATB对预后的评估，且在接受手术治疗1个月后患者血清内lncRNA-ATB的表达呈现上升趋势。借助不同特性的结肠癌肿瘤细胞系（高转移性细胞/低转移性细胞），体外细胞水平实验结果显示：高转移性结肠癌肿瘤细胞内lncRNA-ATB的表达水平更高，外源性沉默lncRNA-ATB能够显著抑制细胞的增殖、迁移及EMT[18]。高表达的lncRNA-ATB不仅能够促进结肠癌肿瘤细胞的侵袭转移能力，还可以通过与IL-11mRNA相结合来维持其RNA稳定性，进而上调IL-11的表达与分泌[19]。此外，中药抗癌剂健脾消癌方能够抑制TGFb诱导的lncRNA-ATB上调表达，进而通过miR-200a/ZEB1调控轴来降低结肠癌肿瘤细胞的转移能力[20]。

1.3 胃癌

胃癌中lncRNA-ATB呈异常上调表达且其表达水平与血管侵犯密切相关，lncRNA-ATB高表达组患者的术后生存时间更短；并且lncRNA-ATB的表达水平可以作为胃癌患者预后的独立判定因素。转化生长因子b能够上调胃癌肿瘤细胞内lncRNA-ATB和ZEB1/CDH1的表达和下调miR-200c的表达并促进肿瘤细胞发生EMT；组织定量检测和相关性分析显示TGFb与lncRNA-ATB和ZEB1与lncRNA-ATB间均呈正相关，而lncRNA-ATB与miR-200c间呈负相关[21]。换言之，胃癌中高表达的lncRNA-ATB通过TGFb/miR-200c/ZEB1轴促进肿瘤细胞发生EMT，进而增强其侵袭转移能力。

在体外，利用小RNA干扰（small interfering RNA, siRNA）转染外源性沉默lncRNA-ATB能够显著抑制胃癌肿瘤细胞的增殖并阻滞细胞周期。针对胃癌中lncRNA-ATB促癌作用机制的研究发现：lncRNA-ATB可以作为竞争性内源RNA（competing endogenous RNA, ceRNA）直接结合miR-141-3p，通过非编码RNA间的相互作用（lncRNA-miRNA），阻断miR-141-3p与下游靶基因TGFb 3’-非翻译区（untranslated region, UTR）的结合，从而实现对TGFb表达水平的调控，且现有研究已证实TGFb可以促进lncRNA-ATB的表达[22]。上述实验研究结果表明：胃癌中lncRNA-ATB能够通过miR-141-3p/TGFb正反馈调控环路来维持自身的持续性异常高表达。

2 LncRNA-ATB与泌尿系统肿瘤

2.1 肾细胞癌

研究发现在肾细胞癌肿瘤组织和肿瘤细胞中lncRNA-ATB呈上调表达，伴有转移的肾癌组织内lncRNA-ATB的表达相对更高，并且lncRNA-ATB的表达水平与肿瘤分期、组织学分级、血管侵犯、淋巴转移及癌肿远处转移密切相关。此外，利用siRNA沉默肿瘤细胞内lncRNA-ATB的表达后能够明显抑制细胞增殖与迁移侵袭、阻滞EMT并诱导细胞发生凋亡[23]。后续研究进一步指出：高表达lncRNA-ATB组肾细胞癌患者的整体生存时间更短，并且lncRNA-ATB的表达水平可以作为肾细胞癌患者整体生存情况的独立判断因素[24]。

2.2 前列腺癌

前列腺癌中呈异常高表达的lncRNA-ATB与癌肿的组织学分级、术前PSA水平、病理分期、Gleason评分、淋巴转移及血管淋巴侵润密切相关，高lncRNA-ATB表达组患者化疗后的无复发生存时间更短。体外细胞学实验中，利用siRNA外源性沉默lncRNA-ATB表达能够抑制肿瘤细胞的增殖并影响细胞周期蛋白的表达（cyclin E/cyclin D1/p27/p21）；lncRNA-ATB还能够调控磷酸肌醇3激酶/蛋白激酶B（phosphatidylinositol 3 kinase/protein kinase B, PI3K/AKT）信号通路的激活情况，PI3K/AKT信号通路的激活可以影响EMT marker基因ZEB1和锌指蛋白217（zinc finger protein 217, ZNF217）的表达[25]。综上，前列腺癌中高表达的lncRNA-ATB通过直接调控细胞周期蛋白（cyclin E/cyclin D1/p27/p21）和借助PI3K/AKT信号通路间接调控ZEB1/ZNF217的表达，进而促进肿瘤细胞的增殖和EMT能力。

2.3 膀胱癌

对膀胱癌中lncRNA-ATB作用的研究发现：过表达lncRNA-ATB能够促进膀胱癌肿瘤细胞的增殖及迁移侵袭能力；lncRNA-ATB通过与miRNA相互作用来内源性海绵吸附miR-126，阻断miR-126与下游靶基因KRAS 3’-UTR的结合，上调促癌基因鼠类肉瘤病毒癌基因同源物（Kirsten ras oncogene homolog, KRAS）的表达，高表达的KRAS进一步激活PI3K/AKT和雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin, mTOR）信号通路，PI3K/AKT和mTOR信号通路两者的活化与肿瘤的增殖及侵袭转移密切相关。上述研究结果提示：膀胱癌中lncRNA-ATB通过对miR-126/KRAS/PI3K-AKT+mTOR轴的调控来增强肿瘤的恶性生物学行为[26]。

3 LncRNA-ATB与呼吸系统肿瘤

3.1 非小细胞肺癌

研究发现lncRNA-ATB在非小细胞肺癌（nonsmall cell lung cancer, NSCLC）的肿瘤组织和肿瘤细胞内均为上调表达；组织内异常高表达的lncRNA-ATB与NSCLC的癌肿大小、淋巴结转移及癌肿远处转移密切相关，并且高表达lncRNA-ATB组患者的术后生存情况相对更差。在上述研究的基础上，KE等[27]研究显示通过转染siRNA来外源性下调lncRNA-ATB的表达，肿瘤细胞的增殖、细胞周期的推进及迁移转移能力均受到明显抑制，更多肿瘤细胞发生了凋亡。

3.2 肺腺癌

对85例肺腺癌患者及65例健康体检者的临床样本进行qRT-PCR定量检测后发现：肿瘤组织内lncRNA-ATB的表达明显高于对应正常组织，肿瘤患者血清内的lncRNA-ATB的表达同样高于正常受试者；肿瘤患者组织样本与血清样本内lncRNA-ATB的表达水平呈正相关，并且两者的表达水平与TNM分期、癌肿大小及淋巴转移密切相关[28]。此外，通过对lncRNA-ATB表达水平与患者临床资料的单/多因素变量分析，肺腺癌患者组织/血清样本内lncRNAATB的表达水平可以用于疾病的诊断且其敏感性高于癌胚抗原[28]。

4 LncRNA-ATB与其他肿瘤

4.1 骨肉瘤

实验研究结果显示在骨肉瘤中lncRNA-ATB呈上调表达，且其表达水平与肿瘤的Enneking分期、癌肿转移及复发密切相关，高表达lncRNA-ATB意味着较低的无复发生存率和较差的整体生存情况。此外，骨肉瘤患者血清中lncRNA-ATB同样为上调表达，并且能够对肿瘤患者与健康人群进行区分，同时具有较高的特异性和敏感性。体外细胞水平实验研究：lncRNA-ATB通过ceRNA机制调控miR-200s，竞争性结合miR-200s，阻断miR-200s与下游靶向基因ZEB1/ZEB2 3’-UTR的结合，而上调表达的ZEB1/ZEB2能够促进肿瘤细胞的增殖、迁移与转移能力，并且肿瘤组织内lncRNA-ATB/miR-200s/ZEB1-2间的表达密切相关；反向调控miR-200s可以在体外和体内同时降低lncRNA-ATB对骨肉瘤肿瘤细胞的促癌作用[29]。此外，TGFb可以诱导lncRNA-ATB的上调表达来抑制miR-30a对下游的EMT marker基因ZEB1和E-cad的 调 控（lncRNA-ATB/miR-30a/ZEB1+E-cad），lncRNA-ATB通过上调ZEB1/E-cad两者的表达来增强骨肉瘤肿瘤细胞的转移能力[30]。

4.2 胶质瘤

相比于正常脑组织及脑胶质细胞，胶质瘤肿瘤组织和肿瘤细胞内lncRNA-ATB为上调表达状态，并且高表达lncRNA-ATB患者的病理分级更高而整体生存时间更短。在体外细胞实验和裸鼠成瘤实验中下调lncRNA-ATB表达后，胶质瘤肿瘤细胞的增殖、迁移与转移能力明显下降，体内移植瘤的生长速度更慢。同时，研究还发现：lncRNA-ATB通过内源性竞争机制与胶质瘤内抑癌性的miR-200a结合，导致miR-200a失去对下游目标基因TGFb2的调控，最终促使致癌性基因TGFb2的高水平表达；外源性过表达miR-200a能够遏制lncRNA-ATB对胶质瘤肿瘤细胞恶性生物学行为的促进作用；综上，胶质瘤中高表达的lncRNA-ATB通过对miR-200a/TGFb2轴的调控来促进肿瘤的恶性生物学行为[31-32]。

4.3 乳腺癌

HER2阳性乳腺癌对曲妥珠单抗耐药（trastuzumab resistant, TR）的研究中发现：耐药组患者肿瘤组织及TR乳腺癌肿瘤细胞内lncRNA-ATB的表达水平更高，过表达lncRNA-ATB能够促进TR细胞的耐药与侵袭能力。借助组织定量与体外实验（载体构建与细胞实验），TR乳腺癌中lncRNA-ATB通过ceRNA结合miR-200c来上调ZEB1和ZNF127的表达，高表达的ZEB1/ZNF127能够促进乳腺癌肿瘤细胞发生EMT和对曲妥珠单抗的耐药[33]。

4.4 乳头状甲状腺癌

对64例乳头状甲状腺癌（papillary thyroid cancer,PTC）组织样本的进行定量检测：相较于对应正常组织，PTC肿瘤组织内lncRNA-ATB呈异常上调表达；并且，在细胞学水平实验，通过转染来外源性沉默lncRNA-ATB后能够明显降低PTC肿瘤细胞的增殖与迁移能力。对所得到的定量检测结果进行数据统计，与患者的临床数据进行分析显示,高表达的lncRNAATB与癌肿大小及淋巴结转移呈负相关；受试者工作曲线分析表明：lncRNA-ATB的表达水平可以用于对PTC肿瘤组织/正常组织和伴有/无淋巴转移的PTC患者进行区分[34]。

4.5 淋巴瘤与宫颈癌

淋巴瘤中lncRNA-ATB可以作为ceRNA，通过竞争性结合miR-200c，遏制miR-200c与下游靶分子KRAS 3’-UTR的结合，上调促癌基因KRAS的表达水平，进而促进肿瘤细胞的增殖；外源性沉默lncRNA-ATB能够明显抑制人淋巴瘤Raji细胞的增殖，阻滞更多细胞停滞于细胞周期的G1期，并诱导肿瘤细胞发生凋亡[35]。在宫颈癌肿瘤组织和肿瘤细胞内lncRNA-ATB为异常上调表达，并且高表达的lncRNA-ATB与高鳞状细胞癌抗原、更大的癌肿、淋巴结转移及宫颈癌FIGO（international federation of gynecology and obstetrics）分期密切相关。此外，高lncRNA-ATB表达组患者的整体生存情况更差；多因素变量分析结果显示：lncRNA-ATB的表达水平可以作为宫颈癌患者整体生存时间以及早期复发评估的独立危险因素[36]。

4.6 LncRNA-ATB的异常低表达

通过qRT-PCR对150例胰腺癌患者的肿瘤组织和对应正常组织以及肿瘤细胞和正常导管上皮细胞内lncRNA-ATB表达进行定量检测，结果显示在胰腺癌肿瘤组织和肿瘤细胞内lncRNA-ATB为下调表达，并且其表达水平与淋巴结转移、神经侵犯及肿瘤临床分期密切相关，低表达lncRNA-ATB组患者的整体生存相对更差。借助多因素变量分析（lncRNA-ATB表达水平与患者预后情况），低表达的lncRNA-ATB可以作为胰腺癌患者不良预后的独立判断因素[37]。其利用qRT-PCR定量检测，发现在乳腺癌中lncRNA-ATB呈异常下调表达，而这与胰腺癌中lncRNA-ATB表达的检测结果相一致[38]。通过转染来外源性沉默lncRNAATB表达后，能够增强乳腺癌肿瘤细胞的增殖与侵袭能力并上调EMT marker基因ZEB1和ZNF17的表达；进一步的研究结果提示lncRNA-ATB是通过ceRNA机制结合miR-200c来完成上述调控作用，而抑制miR-200c的表达能够逆转下调lncRNA-ATB对肿瘤细胞侵袭的促进作用[39]。lncRNA-ATB在大部分恶性肿瘤中呈现异常上调表达并能够促进肿瘤的多种恶性生物学行为。然而，在胰腺癌和乳腺癌中lncRNAATB出现了低表达的情况，这可能与恶性肿瘤间的异质性及其自身特征有关，其具体的详细调控机制以及呈现不用表达水平的原因有待于后续的进一步深入研究。

5 总结与展望

随着研究的不断深入，肿瘤内lncRNA的异常表达及其调控作用正逐步被揭示，可以肯定在人体恶性肿瘤发生发展过程中lncRNA扮演了极为重要的角色。长链非编码RNA-ATB是首个被发现受TGFb激活的lncRNA，研究证实lncRNA-ATB能够调控机体诸多病理生理过程，在绝大部分恶性肿瘤中呈现异常上调表达，促进肿瘤的多种恶性生物学行为，同时展现出多种途径的复杂调控机制；并且lncRNA-ATB的异常表达水平与肿瘤的病理生理学特征以及患者预后等密切相关。现有研究仅仅是肿瘤内lncRNA-ATB功能解析的初始阶段，不同肿瘤内lncRNA-ATB所呈现出的异常高/低表达水平以及更深层面的lncRNA-ATB调控机制的探索，有待后续的进一步研究。相信随着研究的不断深入，定将会逐步揭示肿瘤内lncRNA-ATB所扮演的各种角色，为肿瘤的综合诊治提供新的理论依据与干预靶点。