长链非编码RNA在胃癌中的作用研究进展

王 骥，杨 芬

(南京医科大学 1.基础医学院 临床医学(5+3一体化)； 2.基础医学院 生物化学与分子生物学系， 江苏 南京 211166)

长链非编码RNAs(long non-coding RNAs, lncRNAs)因其长度大于200个核苷酸、缺乏编码蛋白能力而得名。已经证明，lncRNAs在胃癌生物学的调节过程中起关键的作用，与胃癌的发生、发展、侵袭、转移和预后密切相关。胃癌是消化系统最常见的恶性肿瘤，病因复杂，涉及幽门螺杆菌感染、炎性反应、饮食、环境和遗传等多种因素，其发病机制尚未完全阐明。

1 lncRNAs概述

人类基因组DNA 约93% 被转录为RNA，其中仅2%的核酸序列用于编码蛋白质，其余98%的核酸序列均为编码能力极低甚至无编码功能的非编码RNA(noncoding RNAs, ncRNAs)， 且其中绝大多数被转录成长度>200个核苷酸的lncRNAs[1]。这些不具有蛋白编码潜能的基因组序列曾被认为是基因组在进化过程中积累的无功能的”垃圾序列“而未受到重视。近年来，随着高通量测序技术的广泛应用，越来越多的研究数据显示，lncRNAs在表观遗传学调控、转录和转录后调控等在内的多个层面上参与机体多种生理和病理过程的调节。

在许多肿瘤中均可见lncRNAs表达的异常调节，由于缺乏敏感和特异性的生物标志物，很多恶性肿瘤患者常常错过早期诊断和治疗的机会，lncRNAs有望成为恶性肿瘤诊断和治疗的突破点。

2 与胃癌相关的lncRNAs举例

作为高度恶性的肿瘤之一，胃癌的发生发展和lncRNAs异常表达有密切联系。多种lncRNAs在胃癌细胞中异常表达，发挥癌基因或抑癌基因的作用。在一些临床报告中，lncRNAs被认为是胃癌诊断的标志物和治疗靶点，但是其特异性和准确性较低。因此，lncRNAs在胃癌发生、发展、诊断、治疗和预后中的作用得到了科研人员的高度重视。以下就研究较多的几种与胃癌关系较密切的lncRNAs作一综述。

2.1 HOTAIR在胃癌中的研究进展

HOX转录反义RNA(HOX transcript antisense intergenic RNA，HOTAIR)定位于染色体12q13.13，最初发现在乳腺癌细胞中表达增高[2]。后来发现胃癌细胞中HOTAIR表达亦增高，它可以作为内源竞争RNA(competing endogenous RNA, ceRNA)结合miR-331-3p，调节胃癌细胞中人表皮生长因子受体2(human epidermal growth factor receptor 2, HER2)的表达，促进胃癌恶性侵袭[3]。另有发现，HOTAIR可抑制miR-126的表达，促进血管内皮生长因子A(vascular endothelial growth factor A, VEGFA)和PIK3R2(phosphatidylinositol 3-kinase regulatory subunit beta)的表达，激活PI3K/AKT/MRP1信号通路，影响胃癌发生发展[4]。此外，HOTAIR还可以与多梳抑制复合物2(polycomb repressive complex 2, PRC2)结合，使组蛋白H3第27位赖氨酸甲基化，调节基因表达[5]。同时，HOTAIR还可通过结合组蛋白甲基化转移酶2(enhancer of zeste homolog 2, EZH2)进而结合E-钙黏蛋白(E-cadherin)启动子，抑制E-钙黏蛋白表达，影响胃癌细胞的侵袭、转移和预后等[6]。

除了表达上调外，在个别患者HOTAIR表达下调，可以增强胃癌细胞的化学敏感性和减少耐药性。机制研究表明，HOTAIR表达下调可以增加miR-34a的表达，抑制PI3K/Akt和Wnt/β-catenin两条信号通路，降低胃癌细胞对顺铂类药物的耐药性[7]。

由此可见，HOTAIR是影响胃癌发生发展的重要lncRNAs，可通过作用于多种miRNAs、结合EZH2和影响胃癌细胞化学敏感性等发挥致癌作用。HOTAIR高表达可促进胃癌发生、发展与转移，因而HOTAIR有望成为潜在的胃癌生物标志物。

2.2 GHET1影响胃癌细胞恶性表型及耐药性

胃癌高表达转录本1(gastric carcinoma high expressed transcript 1, GHET1)定位于染色体7q36.1。GHET1在多种肿瘤细胞中高表达，如胃癌、膀胱癌和头颈癌等[8]。GHET1过表达可促进胃癌细胞增殖，且与胃癌发生、发展、转移和低生存率有关[9]。GHET1可与胰岛素样生长因子2 mRNA结合蛋白1(insulin-like growth factor 2 mRNA binding protein 1, IGF2BR1)结合并增强C-MYC mRNA与IGF2BR1间的相互作用，从而增强C-MYC mRNA的稳定性并促其表达；GHET1和C-MYC的表达与胃癌恶性表型的维持关系密切，C-MYC的消耗与减少可削弱GHET1对胃癌细胞增殖的影响[10]。

此外，GHET1表达程度与胃癌细胞药物敏感性呈负相关。沉默GHET1，顺铂耐药胃癌细胞株的半数抑制浓度(half maximal inhibitory concentration, IC50)显著降低，表明对顺铂类药物的敏感性增加；过表达GHET1则结果相反，同时下调BAX表达，上调BCL-2、MDR1和MRP1的表达，减少胃癌细胞凋亡[11]。

以上研究表明，GHET1通过影响胃癌恶性表型及耐药性而发挥促癌作用。GHET1在胃癌细胞中明显高表达，可作为胃癌发展潜在的标志物以及胃癌靶向治疗的分子靶标。

2.3 DANCR与胃癌进展的关系

抗分化非编码RNA(differentiation antagonizing non-protein coding RNA, DANCR)定位于染色体4q12，在胃癌细胞中表达上调。通过RNA sequencing和GO分析发现，DANCR可通过调节相应靶基因表达影响细胞代谢和细胞周期[12]。同时发现，DANCR可作为癌基因MYC家族的作用靶点，降低细胞周期抑制物P21表达，促进胃癌发展[13]。另有研究表明，lncRNA-LET是DANCR的靶基因，DANCR可与EZH2及组蛋白去乙酰化酶3(histone deacetylase 3, HDAC3)结合，表观沉默lncRNA-LET，促进胃癌转移和侵袭[14]。同时，DANCR可被SALL4(SAL-like protein 4)激活，进而激活β-连环素通路，发挥致癌活性，其表达与瘤体大小、TNM分期、淋巴结转移和侵袭深度相关[15]。

以上研究表明，DANCR有多种靶点(如MYC家族、EZH2和HDAC3等)和激活物(如SALL4等)，在转录和表观遗传学水平以多种机制发挥致癌作用，影响胃癌发生发展，对胃癌的临床分期有重要意义。

2.4 HULC对胃癌诊断和预后有指导意义

肝癌高表达转录本(highly up-regulated in liver cancer, HULC)定位于染色体6p24.3。最早在肝细胞癌中证实HULC表达上调，其作用机制涉及多个方面，如下调真核翻译延伸因子1ε1(eukaryotic translation elongation factor 1 epsilon 1, EEF1E1)表达，促进脂质异常代谢和上调鞘氨醇激酶1(sphingosine kinase 1, SPK1)表达，从而促进肿瘤血管生成等[16]。

新近研究发现，HULC高表达和幽门螺杆菌感染、胃癌的大小、TNM分期、淋巴结转移和远处转移等有关[17]。此外，HULC异常表达可影响胃癌细胞的化学敏感性、自噬和凋亡等。HULC沉默可增强顺铂类药物所致细胞凋亡和胃癌化疗敏感性[18]。HULC过表达可诱导自噬，抑制凋亡，促进胃癌细胞增殖和侵袭，HULC沉默可逆转胃癌细胞上皮-间质转化(epithelial mesenchymal transition, EMT)表型[19]。同时，胃癌细胞中HULC表达水平与临床病理资料关系密切，可辅助判断胃癌的恶性程度，并可有效指导胃癌的临床治疗[20]。

由此可见，HULC作为在胃癌细胞中高表达的致癌lncRNA，对胃癌临床诊断与治疗有指导意义，可成为胃癌诊断的新型标志物，显著提高胃癌临床诊断的准确性，也是胃癌预后很好的预测指标之一。

2.5 MEG3作为抑癌基因影响胃癌恶性表型

母系表达基因3(maternally expressed gene 3, MEG3)定位于染色体14q32.2，在多种肿瘤细胞(如胃癌、子宫内膜癌和乳腺癌等)中低表达[21]。MEG3高表达可使P53表达增高，P53为抑癌基因，可减少胃癌细胞的增殖和转移[22]。MEG3上调P53表达的原因是MEG3基因位点富含P53作用元件，故MEG3的表达可调节胃癌细胞中P53表达，影响P53信号通路。此外，MEG3低表达影响PI3K-AKT-mTOR信号通路，诱导自噬，促进胃癌发展[23]。

同时发现，MEG3在胃癌细胞中的表达水平及其作用的发挥还依赖于某些miRNA。通过52例胃癌样本证实，MEG3与miR-148a在胃癌细胞中的表达呈正相关，且当miR-148a表达抑制时，可通过调节DNA甲基转移酶1(DNA methyltransferase 1, DNMT-1)表达而使MEG3表达下调[24]。MEG3与miR-141表达亦呈正相关，且miR-141是转录因子E2F3的靶点，当E2F3表达抑制时，MEG3表达增加，发挥抑癌作用[25]。

因此，MEG3是一种胃癌低表达lncRNA，通过影响P53信号通路和与多种miRNA相互作用而发挥抑癌作用。MEG3低表达是提示胃癌预后不良的重要标志物。

3 问题与展望

胃癌在世界范围内具有高发病率和高病死率，是公共健康的一大威胁，其发生和发展的分子机制十分复杂，目前为止仍未研究透彻。LncRNAs作为一类新发现的转录产物，对胃癌细胞生物学过程有重要影响。除以上所述的lncRNAs外，尚有很多lncRNAs与胃癌发生发展关系密切，在胃癌细胞中表达上调的lncRNAs有ABHD11-AS1、BANCR、CCAT1和GACAT3等，表达下调的lncRNAs有AA174084、BM742401、FENDRR和GACAT1等。LncRNAs有望成为胃癌诊断、分期和预后的重要生物标志物，可作为胃癌诊断中的筛选工具。在lncRNAs与胃癌关系的研究中，有较多问题亟待科研人员进一步思考和填补，如lncRNAs与miRNAs的相互作用及其效应、lncRNAs影响胃癌细胞凋亡与自噬的机制、lncRNAs对胃癌细胞耐药性的影响和lncRNAs与肿瘤免疫之间的关系等。虽然lncRNAs的相关研究进入临床诊断和治疗仍有一段距离，但随着对lncRNAs研究力度的加大和对lncRNAs作用机制认识的深化，有望找到高度特异性且具有临床应用价值的lncRNAs，为胃癌的筛查、临床诊治和预后判断开辟新的途径，这对胃癌靶向治疗方面的突破有重大意义。