IGF2-AS与肿瘤关系的研究进展

吴秀，张桂虾，施飞熊 综述 周宇 审校

广东医科大学附属医院消化内科，广东 湛江 524000

长链非编码RNA(long non-coding RNA，lncRNA)是近年发现的一种长度大于200 nt甚至超过100 kb的调控人类表观基因组的RNA，因为缺乏完整的开放阅读框,所以是非蛋白编码RNA[1-4]。且根据IncRNA在基因组中的位置不同可以分为正义LncRNA、反义LncRNA、双向LncRNA、基因间LncRNA以及基因内LncRNA，总共5大种类[5]。研究发现它具有多种作用机制，例如干扰特定基因的表达、染色质修饰、组蛋白修饰、调节相应蛋白活性、作为小分子RNA前体或miRNA海绵等[6-7]。除此之外，许多研究发现，lncRNAs是调控多种人类疾病，如癌症、神经退行性疾病、糖尿病和心血管疾病的重要表观遗传因子[8-12]。反义胰岛素生长因子2(insulin growth factor 2 antisense，IGF2-AS)是一种lncRNAs，其与多种肿瘤的发生、发展有关。本文现就IGF2-AS与肿瘤的关系研究进展予以综述。

1 IGF2-AS的结构特点

胰岛素样生长因子2(IGF2)又称为生长调节素A(somatomedin A)，位于人染色体11p15.5，全长8 837 bp，含有9个外显子(exon，E1~E9)及4种启动子(promoter，P1~P4)，可编码多种不同的IGF2 mRNA[13]。近年来，许多学者通过流行病学研究发现，IGF2的印记丢失以及信号通路和胃癌、肝癌等多种恶性肿瘤存在密切关系。IGF2-AS是IGF2基因的反义长链非编码RNA，其位于人染色体11p15.5，全长8 154 bp，含有3个外显子，为父系表达的印迹基因，它的转录方向与IGF2转录本相反，部分基因组区域与IGF2基因共有。

2 IGF2-AS与多种疾病的关系

2.1 IGF2-AS与胃腺癌的关系 胃癌(GC)是最常见的癌症之一，胃腺癌(GAC)占胃癌的绝大多数，因此，深入了解胃癌发病机制、以期为胃癌诊断和治疗提供更有效的策略具有十分积极的临床意义[14-16]。HUANG等[17]研究发现，IGF2-AS在GAC组织中表达上调，与GAC患者预后不良有关。通过胃癌细胞系研究发现，基因敲除IGF2-AS后，癌细胞的增殖、迁移和侵袭明显被抑制；而过度表达该基因，则其呈相反的结果。WU等[18]发现miR-503在GC中被下调，IGF2-AS可以直接结合miR-503，miR-503的水平与IGF2-AS呈负相关。此外，SHOX 2属于同源盒家族，编码含有60个氨基酸残基的蛋白质，代表DNA结合区[19]。通过统计学分析表明，较高SHOX2的表达与GAC患者预后差有关，可以认为它是GAC的独立预测因子，且其被证实是miR-503的靶点，它的表达与IGF2-AS呈正相关，与miR-503的表达呈负相关。因此，表明IGF2-AS通过调节miR-503/SHOX2轴影响GAC的发展。另有体内试验显示，IGF2-AS的敲低显著降低肿瘤体积，提示IGF2-AS可能是GAC的有希望的治疗靶点。KOSEKI等[20]发现IGF2-AS在人肝癌细胞中被信号转导和转录激活因子3(STAT3)上调，并通过调节4-磷酸磷脂酰肌醇(PI4P)参与丙型肝炎病毒的复制。此外，有人认为STAT3是一种促进癌细胞生长和迁移的转录因子，其组成性激活存在于包括GC在内的多种肿瘤类型中[21-22]。赵学涛等[23]通过Meta分析表明增强的p-STAT3活性与GC患者的预后差以及未分化型和淋巴结转移密切相关。因此，HUANG等[17]认为IGF2-AS的上调可能受STAT3调节，但是这一假设需要进一步验证，以及STAT 3如何调控IGF2-AS，还有待进一步研究。

2.2 IGF2-AS与肝细胞癌的关系 肝细胞癌(hepatocellularcarcinoma，HCC)是全球最常见的恶性肿瘤之一，有不良的预后，临床预防和治疗很困难，在中国，它是成人死亡的主要原因[23-24]。因此，探索HCC发生及进展的机制对于提高早期诊断和改善治疗至关重要。BAO等[25]研究表明，IGF2-AS在HCC细胞和组织中表达上调，且通过应用靶向小干扰RNA(IGFZ-AS)抑制IGF2-AS，显著降低肝癌细胞的增殖，增强其凋亡。通过Westernblot分析显示，转染si-IGF2-AS至细胞内，细胞外信号调节激酶/丝裂原活化蛋白激酶(ERK/MAPK)信号通路受到抑制。此外，IGF2-AS基因敲除后，通过调节MAPK/ERK信号通路，显著降低癌细胞活力，促进癌细胞增殖，减少集落形成和细胞迁移。说明IGF2-AS在HCC表达上调而参与HCC的发生机制，主要通过调节MAPK/ERK信号通路来实现，由此可见IGF2-AS与HCC的发生、发展有关。

2.3 IGF2-AS与非小细胞肺癌的关系 肺癌是目前发病率、死亡率最高的恶性肿瘤，其中非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer，NSCLC)占大多数，是一组具有不同病理、遗传和细胞特征的异质性肿瘤疾病，它的发生是多因素参与的一个过程[26-27]。ZHANG等[28]研究IGF2-AS在NSCLC组织中的表达、预后意义和功能机制。应用qPCR技术检测IGF2-AS基因在NSCLC临床标本和体外NSCLC细胞中的表达。结果发现，IGF2-AS在人NSCLC细胞系以及Ⅲ期或Ⅳ期组织中均表达下调，且IGF2-AS的下调与NSCLC患者总体生存期短显著相关。而在NSCLC A549和H226细胞系中，IGF2-AS的上调通过抑制癌细胞的体外增殖、迁移和顺铂化学耐药性以及体内外植体生长，从而发挥抗癌作用。此外，在mRNA和蛋白质水平上，IGF2-AS的上调均显著降低致癌因子IGF2、VEGF和bFGF。因此，IGF2-AS可能是NSCLC的预后生物标志物，上调IGF2-AS被认为可能是对抗NSCLC新的分子途径。

2.4 IGF2-AS与Wilms肿瘤的关系 Wilms肿瘤是一种来源于胚胎且具有典型组织病理学特征的恶性肿瘤，通常累及儿童肾脏，极少累及成人[29]。OKUTSU等[30]在人类第11pl5.5号染色体上鉴定一个父系表达的印迹基因PEG8/IGF2-AS，它的转录方向与IGF2转录本相反，部分基因组区域与IGF2基因共有。在肾脏组织中，采用定量PCR方法检测肾Wilms肿瘤组织、癌旁正常肾组织、正常胎儿肾组织和正常绒毛组织中基因表达水平，证实PEG8/IGF2-AS、IGF 2(P1)和IGF 2(总数)在肿瘤组织中的表达水平分别是癌旁正常肾组织的10~200倍、10~60倍和100倍以上。这一结果表明，PEG8/IGF2-AS是Wilms肿瘤的良好标记物，也提示PEG8/IGF2-AS可能是Wilms的肿瘤参与基因之一。另外，在其他一些儿童肿瘤[如肾脏透明细胞肉瘤、先天性中胚层肾病(CMN)和肾细胞癌]组织中PEG8/IGF2-AS的表达水平也明显上调，与Wilms肿瘤相似，提示PEG8/IGF2-AS是胎儿肿瘤的良好标志物，也可能是PEG8/IGF2-AS在胎儿肿瘤组织中表达上调有共同的分子机制。

2.5 IGF2-AS与前列腺癌的关系 前列腺癌(PCA)是全世界年轻和老年男性中最常见的恶性疾病之一，在欧美等西方发达国家发病率高，我国前列腺癌的发病率较西方国家低，但随着人均寿命的延长和生活方式的改变，我国前列腺癌的发病率呈上升趋势[31-32]，尽管过去十年PCA患者的死亡率稳步下降，但影响PCA个体发生、成熟和转移的病理机制仍然很不清楚[33-35]。CHEN等[36]采用一种系统方法评估IGF2-AS在人PCA中的表达谱及其功能作用。应用qRT-PCR研究发现，IGF2-AS在PCA细胞株和PCA肿瘤组织中表达均显著下调，且发现其过表达抑制体外PCA细胞的增殖和侵袭，并抑制异种移植物在体内的发育。进一步研究发现，在多种PCA相关的细胞系，如VCaP细胞、前列腺特异性抗原(PSA)阳性细胞和PSA阴性细胞系PC3细胞，IGF2-AS均有抑癌作用。因此认为，IGF2-AS可能是一种广泛作用于不同PCA亚型的肿瘤抑制因子。此外，在IGF2-AS过度表达的VCaP和PC3细胞中，IGF2的表达呈负性下调，而在VCaP和PC3细胞中上调IGF2之后，IGF2-AS对PCA细胞增殖和侵袭的抑癌功能被显著逆转，提示IGF2是IGF2-AS在PCA调节中的相关基因或下游靶基因。但对IGF2-AS与PCA患者的临床病理特征或预后关系尚有待进一步研究。

3 小结

IGF2-AS是目前生物、医学领域研究的热点。近年来，IGF2-AS被认为是多种肿瘤的动态预后生物标志物或抑癌基因/抑制因子，参与肿瘤发生、发展的机制。IGF2-AS主要与其他生物大分子(如蛋白)、其他非编码RNA(如miRNA及snoRNA)、基因组DNA等相互作用，从而构成错综复杂的生物网络关系。虽然目前的研究在揭示肿瘤的作用机制方面取得新的进展，但仍然还有许多问题尚未清楚。因此，随着人们对IGF2-AS研究的深入，将有助于人类控制自身的疾病，可能为临床上疾病诊断、治疗带来新的思路。