非编码RNA在胃癌中的研究与应用进展*

李希雯，罗茜，鞠少卿

(1.昆山市中医院检验科，江苏昆山 215300;2.南通大学附属医院医学检验中心，江苏南通 226001)

胃癌的发展是一个多阶段、多因素的过程，全球每年胃癌新发病例和死亡病例大多发生在中国，各占世界总比例的42.5%和45%[1-2]。在相当长一段时间内，许多肿瘤研究都重视编码基因的多重遗传及表观遗传变异[3-4]，随着微阵列和RNA测序技术的发展，非编码RNA成为研究热点之一，在胃癌中广泛报道。本文分别从胃癌辅助诊断标志物、胃癌的发生发展、肿瘤的耐药等方面就非编码RNA中报道最广泛的miRNAs、lncRNAs、circRNAs在胃癌中的研究进展作一综述。

1 ncRNAs作为辅助诊断标志物

胃癌早期诊断的金标准为内镜活检加增强CT，但由于起病隐匿，加上检查方法有创，许多患者难以接受。而无创的血清学癌胚抗原(CEA)、糖类抗原199(CA-199)等检查方法特异性与敏感性不高，导致大多数胃癌患者被发现时多处于中晚期，生存率仅为20%～25%[5]。故而作为传统诊断方法的补充，发现具有高诊断价值的循环生物学标志物至关重要。

1.1miRNAs作为辅助诊断标志物

1.1.1外周血中miRNAs作为辅助诊断标志物 原发性肿瘤可以释放特定的肿瘤相关的miRNAs进入肿瘤微环境。近年来报道在血清或血浆中检测到的miRNAs分子稳定，更适合临床实验室检测。Zhang等[6]研究发现，miR-491-5p在52例健康人对照者血清中的表达水平明显低于84例未接受治疗的胃癌患者，其作为血清标志物的ROC曲线下面积(area under curve，AUCROC)值为0.919(95%CI：0.874～0.963)，诊断胃癌的敏感性与特异性分别为94.2%与76.2%，表明miR-491-5p是一个良好的胃癌诊断标志物。Liu等[7]研究发现，miR-144在胃癌患者血清中的表达量(0.45)显著低于健康人对照者(1.01)，其作为胃癌血清标志物的AUCROC、敏感性与特异性分别为0.821、71.5%与 83.6%。此外，miR-144的高表达与较高的总体生存率及无病生存率呈显著相关。Hou等[8]发现miR-206在150例术前胃癌患者血清中的表达水平明显低于150例健康人对照者，其作为血清诊断标志物的AUCROC为0.89(95%CI：0.82～0.95)，敏感性和特异性分别为78%及86%。此外，miR-206的低表达与较高的浸润深度、淋巴结转移转移、TNM分期以及与术后高复发均显著相关，其作为区分胃癌术后复发与未复发的AUCROC值为0.85(95%CI：0.78～0.91),表明miR-206可作为一种良好的胃癌诊断及预后指标。

1.1.2外泌体来源的miRNAs作为辅助诊断标志物 胃癌患者血清外泌体内miRNA-1的表达水平(4.130)较健康人对照者(0.704)明显升高，其作为诊断指标的AUCROC为0.723(95%CI：0.627～0.819)，敏感性与特异性分别为66%与68%。说明胃癌患者血清来源外泌体内富含miRNA-1，有望成为新的胃癌辅助诊断标志物[9]。

1.2lncRNAs作为辅助诊断标志物

1.2.1外周血中lncRNAs作为辅助诊断标志物 Zhang等[10]发现，部分游离lncRNAs在肿瘤患者外周血中过度或低表达，可用于诊断或辅助诊断肿瘤。Jin等[11]研究发现，肝癌高表达转录本(highly up-regulated in liver cancer，HULC)在100例胃癌患者血清中的表达水平显著高于110例健康人对照者，且与级别更高的肿瘤大小、淋巴结转移、远处转移、TNM分期和幽门螺旋杆菌感染相关，其作为胃癌辅助诊断指标的AUCROC为0.888(95%CI：0.843～0.934)，优于CEA(0.694)及CA72-4(0.514)，敏感性与特异性分别为82%与83.6%，表明HULC可以作为一个新型的血清胃癌标志物。

1.2.2外泌体来源的lncRNAs作为辅助诊断标志物 Zhao等[12]发现，外泌体来源的HOXA末端转录本反义RNA(HOXA transcript at the distal tip，HOTTIP)作为胃癌辅助诊断指标的AUCROC为0.827，优于CEA (0.653)、CA19-9(0.685)、CA72-4(0.639),其敏感性、特异性分别为69.8%、85%。将CEA、CA19-9、CA72-4三者联合检测诊断的AUCROC为0.723，而四者联合检测诊断的AUCROC为0.870。说明外泌体来源的HOTTIP是胃癌诊断的良好的生物学标志物。

1.3circRNAs作为辅助诊断标志物

1.3.1外周血中circRNAs作为辅助诊断标志物 circRNAs的特征是一个共价闭合环状结构，既没有5′帽子结构，也没有3′聚腺苷酸尾结构，与细胞中线性RNA相比，其更稳定，更有可能成为肿瘤标志物[13]。Hsa_circ_002059是第一个在胃癌中发现的典型环状RNA，在胃癌患者术前血清中的表达水平显著低于术后胃癌患者，作为血清诊断标志物的AUCROC为0.73，敏感性与特异性分别为0.81与0.62，且与较高级别的远端转移、TNM分期、年龄、性别相关，但其机制有待进一步研究[14]。Huang等[15]研究发现，Hsa_circ_0000745的表达水平在健康人血浆中显著高于胃癌患者，其AUCROC为0.683，敏感性与特异性分别为0.855与0.45。当Hsa_circ_0000745与CEA联合诊断时可将AUCROC提高为0.775，而敏感性与特异性分别为0.800与0.633，说明Hsa_circ_0000745有望成为胃癌诊断的良好指标。

2 非编码RNA在胃癌发生、发展中的作用

研究表明，胃癌的发生、发展伴随多种ncRNAs的表达失调，异常表达的ncRNAs终会影响表观遗传学导致肿瘤恶性表型的形成。尽早干预肿瘤细胞的增殖、浸润、转移可为治疗胃癌提供一个潜在靶点。因此，识别ncRNAs的生物学行为可为胃癌诊断治疗提供一个实验依据。

2.1miRNAs在胃癌发生、发展中的作用

2.1.1具有致癌作用的miRNAs miR-17-5p在胃癌组织中的表达水平显著高于癌旁组织，通过与早期生长反应蛋白2(early growth response protein 2，EGR-2)结合促进胃癌细胞增殖、侵袭和迁移。其高表达与淋巴结转移相关，敲除miR-17-5p抑制了细胞的增殖、侵袭和迁移。转染miR-17-5p抑制剂明显减少波形蛋白(Vimentin)和神经-钙粘素(N-cadherin)的表达，增加上皮-钙粘素(E-cadherin)的表达[16]。

2.1.2具有抑癌作用的miRNAs Jiang等[17]研究发现，miR-623在胃癌组织中的表达水平显著低于癌旁组织，通过细胞功能学试验验证了miR-623可以抑制胃癌细胞的增殖并且通过增加细胞凋亡提高对5-氟尿嘧啶的化疗敏感性。G1/S特异性周期蛋白D1(CyclinD1，CCND1)是与周期相关的癌基因，并且是miR-623的靶基因，CCND1的表达和miR-623呈负相关，miR-623过表达可以逆转CCND1,促进胃癌细胞的增殖作用以及导致5-氟尿嘧啶的化疗耐受。Ji等[13]发现，miR-326在胃癌组织的表达水平显著低于癌旁组织，miR-326一方面可以明显诱导胃癌细胞G2/M期阻滞，另一方面,通过AKT通路的激活，与NOB1(N in one binding protein1)特异结合，进一步抑制胃癌细胞的增殖。

2.2lncRNAs在胃癌发生、发展中的作用

2.2.1具有致癌作用的lncRNAs Sun等[18]发现反义同源盒基因A11(lncRNA HOXA11 antisense RNA，HOXA11-AS)在胃癌的发展与进程中起着关键的作用。胃癌患者HOXA11-AS的高表达与生存期短及不良预后相关，敲除HOXA11-AS可明显抑制胃癌细胞的增殖，而HOXA11-AS的过表达则明显促进胃癌细胞的增殖；同时其还发现在胃癌中zeste增强子同源物2 (enhancer of zeste homolog 2，EZH2)参与了HOXA11-AS的激活，从而促进肿瘤细胞的增殖。锌指结构反义转录本1(zinc finger antisense 1，lncRNA-ZFAS1)在胃癌组织中的表达水平显著高于癌旁组织，并且与预后及生存期呈负相关；体外细胞功能学实验表明，敲除ZFAS1可明显抑制胃癌细胞的增殖并且诱导凋亡，而体内裸鼠成瘤试验同样证实敲除ZFAS1可以明显抑制肿瘤的大小和体积；此外，免疫共沉淀和RNA下拉试验进一步证实ZFAS1通过与EZH2、组蛋白赖氨酸特异性脱甲基酶1(lysine specific demethylase 1，LSD1)/RE-1元件辅助抑制因子(CoREST)复合物结合抑制靶蛋白Krüppel样因子2(KLF2)与裸露角质蛋白同源物2(naked cuticle homolog 2，Nkd2)的转录，进而影响肿瘤细胞的功能[19]。

2.2.2具有抑癌作用的lncRNAs Zhang等[20]通过TCGA数据库发现，miR-532-5p是一个潜在的胃癌抑癌基因，而lncRNA LINC01410可能通过负调控miR-532-5p 在体内外抑制胃癌细胞的增殖及裸鼠肿瘤的生长，而这种负调控作用可以导致NCF2表达水平的升高以及NF-κB信号通路的激活，进而引起胃癌的血管形成及新陈代谢。其还发现NCF2可以通过NF-κB信号通路使LINC0141启动子活性增加，这就形成了一个潜在的LINC0141-miR-532-5p-NCF2-NF-κB的反馈回路，为胃癌的治疗提供可能性。Zheng[21]等发现，lncRNA MTM的表达水平在胃癌患者癌组织中较癌旁组织显著降低，且与淋巴转移、浸润深度、肿瘤阶段、总体生存显著相关。MTM过表达可以抑制胃癌细胞的侵袭、迁移，以及细胞的生长、促进凋亡。同时其在胃癌细胞和组织样本中验证了MTM和MT1F的表达水平呈正相关，而敲除MT1F可以恢复MTM过表达时对胃癌细胞抑制作用，说明MT1F可以作为MTM的下游效应器，参与胃癌的发生、发展。

2.3circRNAs在胃癌发生发展中的作用

2.3.1具有致癌作用的circRNAs Zhou等[22]研究发现，circRNA_0023642在胃癌组织的表达水平显著高于癌旁组织，敲除circRNA_0023642可抑制肿瘤细胞的增殖、侵袭、促进凋亡。circRNA_0023642可以影响EMT信号通路中的相关蛋白质，但其具体机制目前尚不清楚。

2.3.2具有抑癌作用的circRNAs Liu等[23]发现,circ-ZFR与第10号染色体同源缺失性磷酸酶-张力蛋白(phosphatase and tensin homolog deleted on chro-mosome ten，PTEN)在胃癌组织中的表达水平显著低于癌旁组织，而miR-107和miR-130a在胃癌组织中的表达水平显著高于癌旁组织，并且证实二者存在靶向结合的关系。circ-ZFR通过与miR-107/miR-130a直接结合进而增加PTEN表达，以抑制胃癌细胞的增殖，促进凋亡。

3 与甲基化相关的ncRNAs

3.1与甲基化相关的miRNAs DNA甲基化修饰主要发生在基因启动子富含双核苷酸“CG”的区域——CpG岛，miRNAs的表达受到DNA甲基化和组蛋白修饰的调节。大量文献表明,胃癌中许多miRNAs表达的下调是由于CpG的甲基化。Kim等[24]研究发现，miR-941和miR-1247在胃癌中低表达并通过DNA甲基化转录调控，阻止肿瘤进程中的关键促癌基因以抑制肿瘤的生长。胃癌组织中miR-941与miR-1247含有丰富的DNA甲基化，并且这种异常的甲基化和该两种基因的转录沉默有关。Tsai等[25]发现，与癌症特异性相关的甲基化发生在miR-129和miR-34b上游CpG丰富区，在胃癌组织中，miR-129和miR-34b通过CpG岛的甲基化作用，使其在胃癌中明显低表达，而低水平的miR-129和miR-34b与胃癌的临床特征、临床疗效不佳相关。以上研究表明，miRNAs的表观沉默作用在胃癌中的发展起着重要的作用。

3.2与甲基化相关的lncRNAs Xie等[26]在对61对胃癌组织和癌旁组织检测时发现，lncRNA SPRY4 intronic transcript 1 (SPRY4-IT1)在胃癌组织的表达水平明显低于癌旁组织。其低表达与肿瘤大小、病理分期、浸润深度、淋巴转移和不良预后密切相关。SPRY4-IT1低表达促进胃癌细胞的增殖，生物信息学分析提示标准化的CpG岛上存在1个启动子可以结合SPRY4-IT1，而染色质免疫沉淀法证实了SPRY4-IT1可以直接结合DNA甲基转移酶(DNA methyctransferace，DNMTs)，而敲除DNMT1可以增加细胞中SPRY4-IT1的表达水平从而抑制胃癌细胞的增殖。以上结果表明，DNMT1介导的DNA甲基化可能是SPRY4-IT1调控细胞功能的一种作用方式。

4 小结及展望

研究非编码RNA在胃癌进展过程中的意义，可为胃癌的早期诊断、治疗、预后提供一个新的途径。一个良好的血液标志物要具备稳定、易获得、敏感性和特异性高等优点。作为血液标志物来说，非编码RNA还远不尽如人意，因为就目前对非编码RNA的研究发现，绝大多数非编码RNA特异性很低，可能会在多种肿瘤中都表达异常，所以选择一种特异性更高，仅在特定恶性肿瘤中异常表达而在其他肿瘤中正常表达的非编码RNA尤为重要。而作为治疗靶点，目前的研究仅限于理论阶段，未来还需进一步结合临床实践。miRNAs的研究始于十年前，目前对miRNAs的研究已经处于成熟阶段，而lncRNA机制的研究渐趋成熟，环状RNA的研究还处于起始阶段，进一步研究是必要的，相信未来非编码RNA可以为肿瘤的诊断、治疗、预后提供新思路。