长链非编码RNA在肺癌诊断治疗中的研究进展

帅蓉，周媛，罗迪贤

1南华大学附属常德市第一人民医院，湖南常德415003；2南华大学附属郴州市第一人民医院

近年来，肺癌已成为全球发病率与病死率较高的恶性肿瘤之一[1]。目前，诊断肺癌的主要手段是支气管镜、细胞组织学、CT和其他影像技术，但它们对早期肺癌诊断的敏感性都较低，因此有必要找出一种早期诊断肺癌的方法。长链非编码RNA(lncRNA)是一类长度大于200 nt、没有编码蛋白能力的非编码RNA[2]。近年研究发现，lncRNA在基因的调控方面有重要作用，可以促进或抑制肿瘤的发生，同时还能提示肿瘤患者的预后情况。越来越多的国内外研究表明，lncRNA与肺癌的发生发展密切相关，可以应用于肺癌的诊断、治疗、转移和耐药等方面。本文就肺癌诊断治疗中有关致癌lncRNA与抑癌lncRNA的最新研究进行综述，为肺癌的早期诊断、合理治疗、预后判断提供依据。

1 致癌 lncRNA

1.1 肺腺癌转移相关因子1(MALAT1)与肺癌 MALAT1是肺腺癌转移相关因子1，也称为核富含丰富的转录本2(NEAT2)，位于染色体11q13.1，大小为8.7 kb，是一种与癌症的进展与转移相关的非编码RNA。2003年Ji等[3]在肺腺癌中发现一段表达频繁的转录片段，将其命名为MALAT1。在很多肿瘤细胞中，MALAT1表达都增高，如肺癌、膀胱癌、乳腺癌等，表明MALAT1与多种肿瘤发生的病理机制有关。研究发现，70个非小细胞肺癌患者组织采用消减杂交法进行基因分析，MALAT1在癌细胞中高表达，尤其在转移的肺癌标本中MALAT1显著上调，表明MALAT1能促进肺癌的转移。Schmidt等[4]通过对352例非小细胞肺癌组织进行原位杂交，发现在非小细胞肺癌组织中MALAT-1的表达明显高于癌旁正常组织，MALAT1表达水平与淋巴结转移、TNM分期、预后相关，MALAT-1表达越高，淋巴结转移的数目越多，预后越差，MALAT-1可能成为肺癌诊断和预后的新指标。

1.2 HOX转录反义RNA(HOTAIR)与肺癌 HOTAIR为HOX转录反义RNA，被Rinn等[5]在人成纤维细胞中发现，位于染色体12q13.13，大小为2.2 kb，含6个外显子，是第一个被发现具有反式调控作用的lncRNA。Gupta等[6]研究发现，HOTAIR与甲基化酶复合体PRC2发生共同作用，使组蛋白H3第27位赖氨酸的三甲基化和第4位赖氨酸二甲基化，继而封闭该染色体区段，沉默目的基因，控制WIF1、PTEN、p21的表达，从而调控Wnt、Akt及p53等信号通路，影响肿瘤细胞的发生、凋亡、转移等过程。薛世民等[7]收集了91例非小细胞肺癌(NSCLC)患者的癌组织，用实时荧光PCR法检测到HOTAIR在NSCLC组织中高表达，并与TNM分期、肿瘤大小、淋巴结转移及预后有关，HOTAIR越高的患者更容易发生淋巴结转移，其预后越差，生存期越短。进一步研究显示HOTAIR与顺铂耐药相关，为肺癌患者化疗耐药机制提供了新的研究方向。

1.3 结肠癌相关转录本2(CCAT2)与肺癌 CCAT2被称为结肠癌相关转录本2，是Ling等[8]在2013年发现的与结肠癌发病机制相关的lncRNA，位于染色体8q24.21，大小为0.34 kb。Ling等将逆转录病毒导入细胞建立CCAT2过表达的HCT116细胞株，然后移植于裸鼠皮下，导致裸鼠体内出现肿瘤，表明CCAT2与肿瘤的形成相关。Qiu等[9]检测不同类型的肺癌中CCAT2的表达水平，发现肺腺癌中CCAT2的表达为癌旁组织的7.5倍，表明CCAT2在肺腺癌中特异性表达。体外实验表明，增强NSCLC细胞的CCAT2的表达，可以抑制TGF-β信号通路相关蛋白TGF-β、Smad2和α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)的表达，增强Ki-67和增殖细胞核抗原(PCNA)的表达，从而促进NSCLC细胞的增殖。此实验还显示CCAT2可以与癌胚抗原联合检查，明显提高NSCLC的检测效率，并能预测淋巴转移，大大提高了CCAT2 的辅助诊断价值。

1.4 生长停滞特异性蛋白6-反义RNA1(DLX6-AS1)与肺癌 DLX6-AS1是Li等[10]最近发现的一种新型调节lncRNA，位于染色体7q21.3，长度为5.8 kb。Li等用lncRNA基因芯片和qRT-PCR的方法检测72对肺腺癌及癌旁正常组织中DLX6-AS1的表达水平，证实其在癌组织的表达显著高于癌旁正常组织。肺腺癌细胞中DLX6-AS1的表达水平与患者肿瘤的TNM分期和细胞分化程度等相关，而与性别、年龄及淋巴结的转移无关。DLX6-AS1可以对miR-497调控Bcl-2的表达产生负调控，从而发挥相应的生物学功能。研究表明，DLX6-AS1是肺腺癌中的促癌基因，可影响癌细胞的生长、增殖、凋亡和侵袭能力，可能成为肺腺癌早期诊断、治疗、预后的新的生物学标志物。不足的是DLX6-AS1对肺腺癌细胞的具体生物学作用仍然不明确，是以后的研究方向。

1.5 H19与肺癌 基因印记是指有些基因呈亲源依赖性的单等位基因表达，但其等位基因不表达或者表达极弱，而印迹基因就是具有这种特性的基因。H19属于印记基因，父源印记和母源表达，位于人类染色体11p15.5，长度为3 kb，是一种不能编码蛋白的lncRNA[11]。H19在胚胎发育期高度表达，主要集中于内胚层及中胚层来源的组织，而在出生后表达降低，仅在心肌和骨骼肌中表达。由于H19上游和下游的通路不同，对不同的肿瘤细胞发挥的作用也不同，既有致癌作用也有抑癌作用。早有研究显示H19与胃癌、乳腺癌、膀胱癌均有关系，近年来也开始有研究显示H19与肺癌相关。Dey等[12]通过对比肺癌组织和正常肺组织中H19的表达情况，发现H19在肺癌组织中表达增高，有促进肺癌生长的作用。Barsyte等[13]研究显示，H19受原癌基因c-Myc的调控，c-Myc与印记控制区附近的E盒结合，激活H19启动子的活化，上调H19的表达，促进肺癌发生。同时，H19可以抑制E-钙黏蛋白的表达，使miR-675相关的转录激活因子Slug上调，促进上皮细胞向间叶细胞转化，导致肺癌细胞的转移。

1.6 吸烟和癌症相关的长链非编码RNA1(SCAL1)与肺癌 SCAL1是位于人类染色体5q14.3，大小为11.2 kb的lncRNA，它含有4个外显子和3个内含子。吸烟一直是肺部疾病和肺癌的重要诱因，但这个过程的具体机制仍不清楚。Thai等[14]用香烟烟雾的提取物进行研究，发现吸烟会导致气道上皮细胞中SCAL1的表达上调，同时在肺癌细胞中发现SCAL1的表达量也增加；进一步的研究显示核转录因子E2相关因子2(NRF2)基因可以调控SCAL1，沉默NRF2会使SCAL1的表达减少。到目前为止，对SCAL1的研究并不多，因此还需要针对SCAL1与肺癌的关系进行更深入的探索。

1.7 Sox2重叠转录本(Sox2ot)与肺癌 Sox2ot是一种转录子长度为3.5 kb，位于人类染色体3q26.3的lncRNA[15]。Sox2ot被发现在肺癌细胞中过量表达，是一种致癌lncRNA。研究发现，Sox2ot在肺鳞癌细胞中的表达水平显著高于肺腺癌细胞，表明Sox2ot与肺鳞癌细胞相关性更大。进一步研究发现，Sox2ot与肺癌患者的预后相关，Sox2ot表达越高，患者的生存时间越短。在肺癌细胞株HCC827和SKMES-1中，敲除Sox2ot能够引发G2/M期停滞，抑制癌细胞的增殖。

2 抑癌lncRNA

2.1 生长停滞特异性转录本5(GAS5)与肺癌 GAS5是一种与细胞增生相关的lncRNA，位于人类染色体1q25.1。Dong等[16]通过对肺腺癌组织与癌旁正常组织的研究显示，GAS5在肺腺癌组织中的表达明显下调，而在肺良性肿瘤中GAS5的表达水平与正常组织无明显差异。GAS5的含量与胰岛素样生长因子受体1和表皮生长因子受体呈负相关，当GAS5增高时可以降低胰岛素样生长因子受体1和表皮生长因子受体，导致肺癌细胞凋亡。Shi等[17]用qRT-PCR的方法对72例NSCLC标本检测发现，GAS5与肿瘤大小、TMN分期呈负相关，表明GAS5表达越低，肿瘤体积越大、TMN分期越高。张学军等[18]研究发现，GAS5在肺腺癌细胞和鳞癌细胞中的表达水平明显低于正常人支气管上皮细胞，且GAS5的表达水平越低患者的生存时间越短，表明GAS5与肺癌患者预后相关。

2.2 AK126698与肺癌 AK126698是长度为3.826 kb存在于小脑的lncRNA。Wnt/β-catenin信号通道参与调控多种肿瘤细胞的发生、发展和转移[19]，Wnt/β-catenin信号通道的受体蛋白FZD8在耐药肿瘤细胞中高表达，而FZD8是AK126698的潜在靶基因[20]。付校等用实时定量PCR法对56例NSCLC及其癌旁正常组织检测，发现NSCLC中AK126698的表达明显低于癌旁组织，AK126698的表达水平与NSCLC的肿瘤大小和临床分期有关，AK126698表达越低，肿瘤越大、临床分期越高。研究显示，AK126698通过对FZD8的靶向控制抑制NSCLC肿瘤细胞的增殖与迁移。顺铂是治疗NSCLC的化疗药物，作用于DNA，形成DDP～DNA复合物，对DNA的复制产生干扰，而AK126698可通过抑制FZD8的表达，逆转NSCLC细胞对顺铂的耐药，可以改善肺癌患者的化疗疗效。

2.3 生长停滞特异基因转录的反义RNA(GAS6-AS1)与肺癌 GAS6-AS1是GAS6下游侧的一段反义RNA，位于人染色体13q34。Han等[21]研究发现，GAS6-AS1在NSCLC的表达水平显著低于癌旁正常组织，表明GAS6-AS1的缺失是引起NSCLC发生和发展的重要原因。GAS6-AS1的表达水平与肿瘤的淋巴转移呈负相关，GAS6-AS1的表达水平越低，发生淋巴转移的可能性越大，N0期的肿瘤GAS6-AS1的表达水平明显高于N1期及其以上的肿瘤。研究还发现GAS6-AS1的表达水平与TNM分期呈负相关，而与患者的性别、年龄、烟龄无关。同时，GAS6-AS1的表达与GAS6的表达呈明显的负相关，提示GAS6-AS1的分子学机制可能与GAS6相关。GAS6是生长停滞特异性基因(Gas)所编码的一种蛋白，依赖维生素K。Gas6是Axl酪氨酸激酶家族的共同配体，GAS6/Axl对多种肿瘤的发生和转移有重要作用。

2.4 SPRY4内含子转录本1(SPRY4-IT1)与肺癌 SPRY4-IT1称为SPRY4内含子转录本1，位于人染色体5q31.3,属于lncRNA[22]。SPRY4-IT1是由SPRY4基因的内含子1区至外显子3区之间的序列转录而来。Sun等[23]用qRT-PCR技术发现在NSCLC中SPRY4-IT1的表达明显低于正常组织。进一步研究表明多梳家族蛋白中的EZH2可以介导抑制NSCLC中SPRY4-IT1的表达水平，导致细胞生长阻滞，抑制入侵和促进细胞凋亡。通过干扰RNA消耗EZH2，可使SPRY4-IT1表达恢复，将SPRY4-IT1转染至NSCLC细胞中，有显著的抗肿瘤效果。研究表明，敲除掉EZH2的受损细胞中SPRY4-IT1的表达会降低，可以诱导出某些肿瘤表型，提示抑制SPRY4-IT1的表达在EZH2介导的肿瘤中有重要作用。SPRY4-IT1的过度表达还可以调节上皮细胞钙黏蛋白和波形蛋白，在癌细胞上皮细胞-间质化中起着重要的作用。低水平SPRY4-IT1表达患者的总体生存时间较短，这表明SPRY4-IT1可能是NSCLC预后不良的生物标志物。

2.5 BRAF基因激活的非编码RNA(BANCR)和肺癌 BANCR称为BRAF基因激活的非编码RNA，位于人第9号染色体,全长693 bp，由BRAF基因发生突变后产生，最早于2012年黑色素瘤细胞中发现。Sun等[24]用qRT-PCR对113例NSCLC组织进行分析，发现其中89例NSCLC细胞中BANCR表达显著下降，而且BANCR的表达水平与肿瘤大小、TNM分期和淋巴结转移相关。Jiang等[25]研究发现，BANCR与MAPK信号通路相关，BANCR过度表达可以抑制p-JNK和p-p38蛋白的活化，影响癌细胞的增殖和侵袭。综上所述，BANCR在非小细胞肺癌细胞中表达下调，是抑癌基因，可以作为肺癌的诊断与预后的生物学指标，并可能成为化疗治疗的新靶点。

3 结论

近些年来，随着对lncRNA的深入研究，发现了多种lncRNA在肺癌的发生和发展过程中发挥着重要作用，为肺癌的早期发现诊断和治疗提供了新的方向。但到目前为止，在肺癌的研究中，lncRNA仅仅处于起步阶段，大多数与肺癌相关的lncRNA的分子学机制并不明确，它们对肺癌的具体调控机制也尚未研究清楚。同时，通过阻滞lncRNA通路来延缓肺癌的发生发展，也是以后需要进一步研究的方向。未来lncRNA可能成为一个新的切入点，为肺癌的诊断和治疗带来较大的突破。