长链非编码RNA在食管癌中作用的研究进展

李晓敏，邢瑶，查文娟，刘阳晨

(蚌埠医学院附属泰兴市人民医院，江苏泰州225400)

在全球范围内，食管癌的发病率居所有恶性肿瘤的第8位，病死率居第6位。我国是食管癌的高发国家之一，近年来其发病率呈上升趋势并有低龄化趋势。食管癌的病理类型主要有鳞癌和腺癌，我国以鳞癌为主。目前，对食管癌的治疗手段非常有限，患者预后较差，5年生存率较低。因此，探索食管癌早期诊断和预后评价的生物标志物具有重要意义。长链非编码RNA(lncRNA)是一类长度超过200个核苷酸的内源性RNA，这种RNA虽然不具有编码蛋白质的功能，但可通过表观遗传修饰、RNA衰变、转录调控等方式调节多种恶性肿瘤表型，从而参与肿瘤细胞的增殖、分化、迁移、侵袭等生物学过程。lncRNA通常具有高度组织或细胞特异性，有可能成为肿瘤诊断的新型生物标志物和潜在的治疗靶点。研究发现，在食管癌中存在多种lncRNA异常表达，这些异常表达的lncRNA在食管癌发生、发展过程中具有重要作用，可发挥促癌或抑癌作用，有可能成为食管癌早期诊断和预后评估的生物标志物。本文结合文献就lncRNA在食管癌中的作用作一综述。

1 lncRNA概述

lncRNA是一类长度超过200个核苷酸序列且不编码功能性蛋白的内源性RNA，其定位于细胞核和细胞质。lncRNA通常根据基因组位置被分为7个类别，即独立的lncRNA、自然反义转录本、假基因、基因间长链非编码RNA、发散转录本、启动子相关转录本和增强子RNA[1]。由于lncRNA缺少明显的开放阅读框,不具有蛋白质编码功能,以往一直被认为是转录过程的“噪音”。目前越来越多研究证实，lncRNA可参与多种生物学功能，包括端粒维持、转录干扰、转录后调节、翻译控制、表观遗传修饰、细胞分化和发育等[2]。近年研究发现，lncRNA还可通过表观遗传修饰、RNA衰变、转录调控等方式调节恶性肿瘤表型，在恶性肿瘤发生、发展过程中起到促癌或抑癌作用[3]。如转移相关性肺腺癌转录本1(MALAT1)在结直肠癌细胞中高表达，从而促进肿瘤细胞增殖、侵袭和迁移；母系表达基因3(MEG3)在前列腺癌细胞中低表达，从而促进肿瘤细胞增殖并抑制其凋亡[4，5]。近年来，lncRNA是被高度关注的“明星基因”，已被公认与多种恶性肿瘤的发生、发展和预后密切相关。

2 与食管癌有关的lncRNA

在食管癌细胞中存在多种异常表达的lncRNA，发挥着促癌或抑癌作用。其中，具有促癌作用的lncRNA有肌动蛋白丝相关蛋白1-反义RNA1(AFAP1-AS1)、转移相关性肺腺癌转录本1(MALAT1)、HOX反义基因间RNA(HOTAIR)、牛磺酸上调基因1(TUG1)等，具有抑癌作用的lncRNA有MEG3、ZNF667-AS1、基因间长链非编码RNA-p21(LincRNA-p21)等。

2.1 在食管癌中具有促癌作用的lncRNA

2.1.1 AFAP1-AS1 AFAP1-AS1最初是在食管腺癌组织测序中被发现的，定位于人4号染色体蛋白质编码基因AFAP1的反义链上，其转录本长度为6 810 nt[6]。研究表明，AFAP1-AS1可参与多种恶性肿瘤的发生、发展，其表达失调已被证实与肿瘤临床分期、组织分化程度、淋巴结转移或远处转移以及患者预后密切相关[3，7]。AFAP1-AS1在食管腺癌中高表达，可促进肿瘤细胞增殖、迁移和侵袭，并诱导肿瘤细胞凋亡[8]。食管鳞癌组织AFAP1-AS1表达明显高于癌旁正常组织，且其高表达与肿瘤直径、TNM分期有关，而与患者性别、年龄等无关。在食管癌细胞株EC-109和TE1中，AFAP1-AS1表达均明显高于食管正常细胞株HEEC；抑制AFAP1-AS1表达后，EC-109、TE-1细胞的增殖能力和集落形成能力均明显降低，且细胞凋亡明显增多。结果表明，AFAP1-AS1可能是食管癌的致癌基因，可参与其发生、发展过程，有可能成为其早期诊断和预后判断的生物标志物以及潜在的治疗靶点，但其具体作用机制还需进一步研究[9]。

2.1.2 MALAT1 MALAT1是正常组织中表达最丰富的lncRNA，最初是在非小细胞肺癌组织中发现的，定位于人11号染色体，全长约8 000 nt[10]。MALAT1在食管鳞癌组织中异常高表达，其表达变化与肿瘤直径、TNM分期、淋巴结转移有关，而与患者性别、年龄无关；MALAT1高表达的食管鳞癌患者总生存期和无病生存期明显低于其低表达者。这表明MALAT1可作为判断肿瘤恶性程度和患者预后的可靠指标，有望成为食管鳞癌基因治疗的靶点[11]。在食管鳞癌细胞株TE7中，抑制MALAT1表达后，肿瘤细胞增殖受到抑制，迁移能力降低，肿瘤球形成能力减弱，而细胞凋亡增加。沉默MALAT1表达后，食管鳞癌细胞EzH2、β-catenin、Lin28表达明显降低，而过表达EzH2联合下调MALAT1表达则可完全逆转这一现象，表明MALAT1有可能通过EzH2靶向调控β-catenin，进而促进食管鳞癌的恶性进展[12]。这些结果提示，MALAT1可能主要参与食管鳞癌的进展而非初始化；食管鳞癌组织MALAT1表达变化与肿瘤进展及患者预后有关，有可能作为评价肿瘤进展和判断患者预后的生物标志物，而抑制MALAT1表达有可能是食管鳞癌基因治疗的一个方向。

2.1.3 HOTAIR HOTAIR是具有反式基因调节作用的同源异型框基因反义基因间RNA，定位于人12号染色体，长度约2.2 kb，由HOXC位点的反义链转录而来。HOTAIR被认为是一种原癌基因，在多种肿瘤组织中过表达，与肿瘤的发生、发展和患者预后不良有关[13]。食管鳞癌KYSE30、KYSE510细胞HOTAIR表达明显高于正常食管上皮HEEpiC细胞，且与细胞周期素D1(CCND1)表达呈正相关关系，而与miR-1表达呈负相关关系；过表达miR-1能够使KYSE30、KYSE510细胞增殖受到明显抑制。而HOTAIR能够逆转miR-1对食管鳞癌细胞的这种抑制作用。因此，HOTAIR可作为内源性海绵抑制miR-1表达和功能。下调HOTAIR表达或过表达miR-1均能使CCND1 mRNA和蛋白表达明显降低，从而抑制食管鳞癌细胞增殖。这些结果表明，HOTAIR可通过结合miR-1调节CCND1释放，进而促进食管鳞癌的发生、发展。因此，HOTAIR有望成为诊断食管鳞癌的生物标志物和治疗靶点[14]。有研究发现，食管鳞癌组织HOTAIR表达与患者血清HOTAIR水平呈正相关关系，表明血清HOTAIR水平亦有可能成为诊断食管鳞癌的一种潜在生物标志物[15]。总之，HOTAIR有可能成为预测食管鳞癌进展和判断患者预后的生物标志物。

2.1.4 TUG1 TUG1是一个能够被剪接的、具有多聚腺苷酸尾的lncRNA，定位于人染色体22q12.2，长度为7 598 nt，最早在小鼠视网膜细胞中被发现，因其随着牛磺酸加入表达上调而被命名[16]。TUG1在多种肿瘤组织中异常高表达，具有促癌作用，能够促进肿瘤细胞的增殖和迁移[17]。研究发现，食管鳞癌组织TUG1表达明显高于癌旁正常组织，其高表达与食管鳞癌进展有关。在食管鳞癌EC109、EC9706细胞中，抑制TUG1表达可使肿瘤细胞增殖和迁移能力明显降低。在耐顺铂(DDP)的食管鳞癌细胞中TUG1表达较在DDP敏感的食管鳞癌细胞中明显升高。在食管鳞癌组织中EzH2亦呈高表达，且其表达与TUG1表达呈正相关关系。TUG1可通过募集EzH2进而抑制程序性细胞死亡蛋白4(PDCD4)表达。如下调TUG1表达则能明显降低耐DDP的食管鳞癌细胞PDCD4启动子EzH2招募水平，导致PDCD4启动子活性增强，进而增强食管鳞癌细胞对DDP的敏感性。有研究还发现，TUG1高表达的食管鳞癌患者总生存期较TUG1低表达患者明显缩短[18，19]。结果表明，TUG1是食管鳞癌潜在的致癌基因，其高表达可能与食管鳞癌的DDP耐药及患者预后较差有关。因此，TUG1有可能成为食管鳞癌诊断、患者预后判断的生物标志物以及潜在的治疗靶点。

2.2 在食管癌中具有抑癌作用的lncRNA

2.2.1 MEG3 MEG3是第一个被发现具有抑癌作用的lncRNA，定位于人染色体14q32，可通过活化p53基因发挥抑癌作用[20]。食管鳞癌组织MEG3表达较癌旁正常组织明显降低，且其表达变化与患者预后呈负相关关系。在食管鳞癌EC109细胞中，过表达MEG3可明显抑制肿瘤细胞增殖和侵袭[21]。食管鳞癌组织MEG3甲基化率明显高于癌旁正常组织，基因未甲基化的食管鳞癌组织MEG3表达明显高于基因高甲基化的食管鳞癌组织，而经DNA甲基转移酶抑制剂5-Aza-dC处理后，MEG3表达明显升高，表明高甲基化可能会使食管鳞癌细胞中MEG3失活。在食管鳞癌组织中miR-9高表达，且其表达与MEG3表达呈负相关关系。在食管鳞癌EC109、YES2细胞中过表达MEG3或下调miR-9，肿瘤细胞中钙黏蛋白(E-cadherin)、FOXO1表达较正常食管上皮HEEpiC细胞明显升高，这提示MEG3能通过竞争性抑制miR-9表达，调控E-cadherin、FOXO1表达，进而抑制食管鳞癌的发生、发展。有研究发现，MEG3表达及甲基化状态、miR-9表达与食管鳞癌TNM分期、淋巴结转移、浸润深度、远处转移有关。MEG3低表达和高甲基化状态、miR-9高表达的食管鳞癌患者生存期较MEG3高表达和低甲基化状态、miR-9低表达的食管鳞癌患者明显缩短[22，23]。这些结果表明MEG3表达和甲基化状态可作为预测食管鳞癌患者预后的生物标志物和潜在的治疗靶点。

2.2.2 ZNF667-AS1 ZNF667-AS1又名MORT，定位于人染色体19q13，是ZNF667基因的反义链，最初作为人类乳腺上皮细胞体外永生过程中沉默的转录本被发现。ZNF667-AS1在恶性肿瘤组织中低表达，具有抑癌基因作用[24]。有研究发现，宫颈癌组织ZNF667-AS1表达明显降低，且其表达与宫颈癌患者总生存期和肿瘤大小呈负相关关系，可作为宫颈癌患者预后的独立预测因子和潜在的治疗靶点[25]。研究发现，在食管癌KYSE170、EC109、TE1、TE13细胞中ZNF667-AS1低表达，经DNA甲基化转移酶抑制剂5-Aza-dC处理后，ZNF667-AS1表达明显升高；ZNF667-AS1基因在食管鳞癌细胞中的沉默表达与其近端启动子区的异常高甲基化状态密切相关，该关键性CpG区域的异常高甲基化状态可能是导致其在食管鳞癌细胞中表达下调的重要机制之一。在食管鳞癌组织中ZNF667-AS1低表达，且其表达变化与肿瘤淋巴结转移、组织分化程度、TNM分期有关，结果提示ZNF667-AS1作为抑癌基因，参与食管鳞癌的发生、发展，有可能成为食管鳞癌诊断和恶性程度判断的生物标志物以及潜在的治疗靶点[26]。

2.2.3 LincRNA-p21 LincRNA-p21是p53基因下游的转录本，位于细胞周期调节基因p21/CDKN1A上游约15 kb处，长度约3 kb，是细胞增殖、凋亡和DNA损伤应答的调控因子，在疾病的发生、发展过程中具有重要作用。LincRNA-p21可通过将异质性核糖核酸蛋白K募集到p21的启动子上，高效结合p53和p21的启动子，从而对初始化p21的转录具有重要作用[27]。p21蛋白是p53下游的细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK)抑制剂，p21蛋白可抑制cyclin D1-CDK4和cyclin E-CDK2复合物的活性，进而阻止成视网膜细胞瘤蛋白磷酸化，导致细胞周期阻滞在G1期，从而抑制肿瘤形成[28]。目前，关于食管癌组织LincRNA-p21表达的报道较少。有研究发现，食管癌组织LincRNA-p21表达较癌旁正常组织明显下调，提示LincRNA-p21可能在食管癌中作为抑癌基因[29]。在食管癌细胞中LincRNA-p21、p21均低表达。过表达LincRNA-p21后，p21 mRNA和蛋白表达均明显升高，食管癌细胞增殖受到抑制，而细胞凋亡明显增加，这表明在食管鳞癌中LincRNA-p21表达能促进p21表达[30,31]。研究发现，p21表达可负向调节cyclin D表达，而cyclin D低表达则无法推动细胞周期由G1期进入到S期，从而使细胞进程受阻，细胞增殖受到抑制[32]。结果表明，LincRNA-p21表达可上调p21表达，通过抑制cyclin D表达诱导食管癌细胞G1/S期阻滞，使细胞DNA合成受阻，从而抑制食管癌细胞增殖。这为研究LincRNA-p21在食管癌中的作用提供了新思路，有望为食管癌诊断和治疗提供有益指导[33]。

综上所述，lncRNA在食管癌的发生、发展过程中具有重要作用，可发挥促癌或抑癌作用，有可能成为食管癌诊断和预后判断的生物标志物以及潜在的治疗靶点。但目前仅有极少部分lncRNA的生物学功能在食管癌中得到阐述，且其作用机制尚不完全清楚，仍需进一步研究探讨。