lncRNA在食管癌中的表达及应用研究进展

吴嘉诚 郑大为 朱林文 李旎 邵国丰

食管癌是常见的上消化道系统恶性肿瘤之一，目前被列为全球第8大癌症[1]。在我国，食管癌位列恶性肿瘤发病率第5位，每年新发病例高达28.7万，死亡人数为21.1万，以男性为主，在华北地区尤为高发[2]。食管癌早期症状不明显，多数患者出现吞咽困难等临床症状而就诊，此时病变多已处于晚期，这是食管癌预后差、生存率低的主要因素。而长链非编码RNA（long noncoding RNA,lncRNA）作为一类与肿瘤密切相关的分子标志物，在食管癌的发生、发展中发挥着重要作用。因此，寻找与食管癌相关的lncRNA分子标志物并将其应用于早期诊断、评估预后、指导治疗显得尤为迫切，本文就lncRNA在食管癌中的表达及应用研究进展作一综述。

1 lncRNA及其在肿瘤中的作用机制

lncRNA是一类长度＞200 nt的内源性非编码RNA，相较于miRNA干扰mRNA而使基因沉默，lncRNA调控基因的机制更为复杂，往往涉及多种机制[3-4]。p53是第一个被发现与肿瘤有密切相关性的抑癌基因，主要通过诱发细胞凋亡和抑制细胞生长来发挥抑制效应[5]。而在随后的研究中，越来越多的lncRNA被证明是p53的效应子，以p53依赖的方式参与下游调控。此外，在这些受p53调控的lncRNA中，一些lncRNA也可能通过负反馈调控p53的表达或其稳定性[6]。除了调控p53之外，lncRNA还参与多种信号通路。研究表明，许多lncRNA直接或间接地参与了NF-κB信号传导，其主要以lncRNA支架的形式来影响NF-κB复合物的形成从而调控信号传导[7-9]。有研究还表明，在蛋白激酶B（agammaglobulinaemia tyrosine kinase，Akt）通路中，除了主要的调节因子胞内磷脂酰肌醇激酶（phosphatidylinositide 3-kinases，PI3K）和第10号染色体缺失性磷酸酶和张力蛋白同源物（phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome ten，PTEN）之外，lncRNA AK023948直接参与了Akt通路[10]。此外，一些研究还在Notch信号通路、经典Wnt/β-catenin信号通路、低氧诱导因子-1α（hypoxia inducible factor-1α，HIF-1α）等通路中发现了lncRNA的参与[11-13]。总的来说，lncRNA在肿瘤细胞的生长、分化和凋亡中都发挥了重要作用。

2 lncRNA在食管癌中的表达

2.1 lncRNA在食管癌组织与癌旁组织中的表达 我国食管癌的病理类型主要是食管鳞状细胞癌（esophageal squamous carcinoma，ESCC）。研究表明，与癌旁对照组相比，ESCC组织中同源基因转录反义RNA（HOX transcript antisense RNA，HOTAIR）表达上调[14]。Chen 等[15]收集了78例食管癌患者的癌组织以及癌旁组织，采用qRT-PCR法检测HOTAIR的表达，结果发现，与癌旁组织相比，癌组织中HOTAIR表达水平显著升高，且升高水平与癌转移程度、TNM分期和生存时间均有关。LncRNA SPRY4-IT1已被证明可促进黑色素瘤的进展，Xie等[16]通过qRT-PCR法检测92例ESCC患者和8株ESCC细胞系中的SPRY4-IT1表达水平，发现SPRY4-IT1在ESCC组织中也同样高表达，而表达程度越高的患者往往预后越差。除了部分lncRNA在癌组织中表达上调之外，也有一些lncRNA水平在研究中呈现出了下调趋势。Tong等[17]研究发现食管癌组织与癌旁正常组织相比，食管癌组织中lncRNA LOC285194的表达显著下调。Zhong等[18]也通过食管癌组织与癌旁组织的比较发现lncRNA LINC00675在食管癌组织和细胞系中的表达均显著下调，且证明了LINC00675具有通过抑制Wnt/β-catenin信号通路促进细胞凋亡的作用。

2.2 lncRNA在食管癌患者外周血液中的表达 研究证明食管癌患者外周血液中也存在着许多lncRNA，并且随着癌症的进展而变化[19]。Liu等[20]通过RT-PCR法检测了142例ESCC患者的血清，结果发现患者血清中v-raf鼠肉瘤病毒癌基因同源物B1（v-raf murine sarcoma viral oncogene homolog B1,BRAF）激活的 lncRNABANCR水平显著高于正常对照组，并且与肿瘤活动状态密切相关。Zhang等[21]观察到ESCC患者肿瘤组织中erb4-IR（最近发现的一种在肾损伤中起关键作用的lncRNA）上调，且ESCC患者血清erb4-IR水平与肿瘤组织中erb4-IR表达水平呈正相关。相对于食管癌组织中的lncRNA表达，对ESCC患者血清中lncRNA表达的研究相对较少，其或许会对食管癌的诊断有更大的应用前景。

3 lncRNA与miRNA在食管癌中的表达关联

lncRNA与miRNA在食管癌中已经被证明存在有相互关联性。H19是第一个被发现与肿瘤相关的lncRNA[22]。研究发现H19的印记基因的缺失导致H19在食管癌中高表达[23]。而H19的作用主要为两方面，即抑制miR-675库中的基因靶点和调控miRNA或蛋白质的结合[24-25]。因此，在H19及其相关miRNA的网络通路中可能存在治疗食管癌的靶点。Rong等[26]对62例早期食管癌患者的癌组织进行分析后发现，早期ESCC患者血清lncRNA基因间长非蛋白编码RNA（long intergenic non-protein coding RNA-p53 induced transcript,LINC-PINT）表达下调的同时miRNA-21表达上调，并结合术后随访研究发现LINC-PINT的下调可能通过与miRNA-21的相互作用而增加ESCC复发的风险。此外，Li等[27]研究发现ESCC组织中lncRNA ZFAS1表达上调，miRNA-124表达下调，且将lncRNA ZFAS1沉默后能抑制ESCC细胞的增殖、迁移、侵袭和肿瘤生长，并诱导其凋亡，而ZFAS1作为一种竞争性的内源性RNA，通过抑制miR-124从而增强信号传导与转录激活因子 3（signal transducer and activator of transcription，STAT3）的表达，以此抑制细胞凋亡。因此，lncRNA-ZFAS1可通过miR-124/STAT3轴调控ESCC细胞增殖、侵袭、迁移和凋亡。目前，通过越来越多lncRNA和miRNA表达关联的研究分析，两者之间的调控网络已经初步建立，而对调控网络更深入的研究将有利于揭示肿瘤生成，帮助肿瘤诊断以及加快推出新型靶向药。

4 lncRNA表达在食管癌诊治中的应用

4.1 lncRNA表达在食管癌诊断中的应用 食管癌的分期与治疗效果密切相关，往往诊断越早治疗效果也越好，所以能发现有助于早期诊断的标志物意义重大。Wu等[28]研究发现在中国东部和南部人群中，与相应的癌周组织相比，lincRNA-uc002yug.2在ESCC中普遍过表达，进而又发现了lincRNA-uc002yug.2可以促进细胞核中Runt相关转录因子（Runt-related transcription factors-1，RUNX1）和选择性剪接（alternative splicing，AS）因子的结合，产生更多RUNX1a，即RUNX1的短亚型和抑制剂，并降低CCAAT/增强子结合蛋白-α基因的表达，从而促进ESCC的进展，由此得出lincRNA-uc002yug.2是否高表达可作为食管癌患病风险的预测指标。Liu等[20]对ESCC患者血清中的BRAF激活的lncRNA（BRAF-activated non-protein coding RNA，lncRNA BANCR）进行长期追踪后发现，血清中的BANCR表达增加与ESCC患者的组织学分级、TNM分期、淋巴结转移和生存期缩短均有关，并在患者肿瘤切除后，BANCR的表达水平恢复正常，且随着病情的进展，BANCR的表达水平逐渐升高，对早期诊断和评估食管癌具有一定的潜力。这些研究让lncRNA的早期诊断和预防成为可能，但特异的lncRNA应用于临床前还需在多中心、大样本中验证。

4.2 lncRNA表达在食管癌预后评估中的应用 除了诊断外，lncRNA还能应用于肿瘤的预后评估。Li等[29]通过综合分析100例ESCC数据发现HOTAIR在ESCC细胞患者中的高表达及其表达水平程度与疾病的分期和生存时间有关。而在食管腺癌（esophageal adenocacinoma，EAC）中也呈现出了表达差异与预后的关联性，Xu等[30]将食管腺癌组织与Barrett食管组织以及正常食管组织配对比较发现EAC中浆细胞瘤可变异位基因（plasmacytoma variant translocation 1，PVT1）表达上调，且PVT1高表达与分化不良、淋巴结转移和生存期缩短均有关。达春丽等[31]检测了48例健康志愿者血清、48例ESCC初治患者血清及其配对癌组织中lncRNA HOTAIR表达水平，并与ESCC患者临床病理因素相结合研究发现，伴远处转移食管癌患者血清HOTAIR表达水平显著高于无转移者；随着TNM分期逐渐增加，lncRNA HOTAIR表达水平逐渐升高，具有等级相关性。因此，血清lncRNA HOTAIR有望成为ESCC患者早期诊断、判断病情严重程度、预测治疗效果及预后的生物学指标。综上所述，lncRNA作为与食管癌患者预后相关的指标，在指导临床医生评估患者预后并制定患者长期个体化治疗方面具有一定价值。

4.3 lncRNA表达在食管癌治疗中的应用 目前，食管癌主要的标准治疗方案包括手术、放疗和化疗，尽管使用了多学科疗法，食管癌患者的预后仍不理想，而对lncRNA及其靶基因的干预可能是一种有效的抗肿瘤治疗策略。Kang等[32]发现在吉非替尼耐药的食管癌细胞中，lncRNA前列腺雄激素调节转录物1（prostate androgen regulated transcript 1,PART1）上调，在临床上ESCC患者高水平的血清lncRNAPART1与吉非替尼治疗的不良反应相关。实验敲除lncRNAPART1可促进吉非替尼耐药的食管癌细胞死亡。Zhen[33]发现在食管癌组织中LINC00473表达明显增高，而敲除LINC00473可使miR-497-5p过表达而抑制ESCC细胞的增殖、迁移和上皮间充质转化过程，可作为食管癌潜在的靶向治疗位点和通路。近年来，越来越多的lncRNA相关的靶基因在研究中被发现，为相应靶向药物的开发和应用提供了方向。

5 小结与展望

综上所述，lncRNA参与调节食管癌的增殖、凋亡、侵袭、迁移等生物学行为，在食管癌患者的癌组织与循环血液中表达异常，可广泛应用于食管癌的诊断、治疗及预后评估等。而血清lncRNA检测具有取材容易、可动态监测等优点，临床应用前景更大。此外，运用药物调节lncRNA的表达水平来以此干预癌细胞以治疗食管癌也具有可观的应用前景。如今，lncRNA诊断和治疗食管癌的研究大多数处于体外细胞实验阶段，也有部分研究已开展动物实验，但将其应用于临床诊疗中依然需要一段时间。