外泌体长链非编码RNA在胰腺癌发病机制及分子诊断中的研究进展

万 君 崔 洁 焦曙光 赵 双 刘 敏 李青桐 柯 红

1.三峡大学第三临床医学院 国药葛洲坝中心医院药学部，湖北宜昌 443002;

2.三峡大学第三临床医学院 国药葛洲坝中心医院肿瘤科，湖北宜昌 443002

胰腺癌是严重威胁人类健康的消化系统疾病之一，处于癌症患者死亡率的第四位，其总体五年生存率小于5%，并且这一数据在将近50年内保持不变[1]。作为“癌中之王”，胰腺癌具有高扩散性、易耐药性、嗜神经性、低预后性和低存活率等特点[2]。近年来，临床及基础科研从不同水平和角度对胰腺癌的发生发展进行探讨，取得的相关研究成果极大地促进了人们对胰腺癌的认识，然而目前对调控胰腺癌的侵袭、转移、耐药、诊断等分子机制的认识仍然十分有限。

以往传统的生物学标志，如CA19-9 敏感性和特异性分别为70%～85% 和65%～80%，在胰腺癌的诊断和预后上缺乏很好的敏感性和特异性。因此，寻找胰腺癌发生发展、早期诊断及预后相关的新的生物学标记物，对早期发现胰腺癌并改善胰腺癌预后有重要意义。

1 外泌体在胰腺癌耐药机制及分子诊断中的研究进展

外泌体（exosome）是一种直径为50～200 nm的纳米级双层脂质包裹体结构，可携带母体细胞特征性生物信息分子，如蛋白质、脂质、脱氧核糖核酸（DNA）、信使RNA（mRNA）、微小RNA（microRNA，miRNA）以及非编码RNA（non-coding RNA）等生物学信息，广泛存在于体液中，包括血液、眼泪、尿液、唾液、乳汁、腹水等[3]。外泌体可作为细胞间运输载体将生物分子传递给其他细胞，参与多种生物学行为。研究表明，相对于正常细胞，肿瘤细胞可以分泌更多的外泌体，通过分析外泌体可以直接获得癌细胞的基本信息[4]。外泌体参与肿瘤发生发展的多种过程，包括促进肿瘤的发生、发展、转移和产生耐药以及引起肿瘤微环境的改变[5]。

来自Nature 的一项研究结果提示，磷脂酰肌醇蛋白聚糖-1（GPC1）循环外泌体（crExos）可以作为一种潜在非侵入性诊断和筛查工具的组成部分，用来检测有可能处于适合手术治疗阶段的早期胰腺癌[6]。另一项来自Nature 的研究提示，外泌体在靶向KRAS 治疗胰腺癌上发挥着重要作用。在胰腺癌的多种小鼠模型中，通过iExosomes 的治疗可以抑制肿瘤，并显著增加总生存期。该研究结果表明使用iExosomes 是一种特异性靶向癌基因KRAS的方法，从而治疗胰腺癌[7]。

Yang 等[8]证明了循环外泌体DNA 在胰腺相关病变，包括胰腺导管腺癌（pancreatic duct adenocarcinoma，PDAC），慢性胰腺炎和胰腺炎相关病变中鉴定KRASG12D 和TP53R273H 突变的潜在临床效用，循环外泌体DNA 对快速、低成本鉴定癌症突变因子具有重要价值。

Costa-Silva 等[9]发现巨噬细胞移动抑制因子（MIF）在PDAC 衍生的外泌体中高表达，抑制其表达可阻断肝转移前的生态位形成和转移。与胰腺肿瘤无进展的患者相比，外泌体中MIF 明显高于Ⅰ期PDAC 患者，而后者发生肝转移。这些研究结果表明外泌体MIF 可引起肝脏转移，可能是PDAC肝转移发展的预后指标。

在肿瘤耐药机制方面，外泌体也发挥着重要作用。Richards 等[10]研究发现，暴露于吉西他滨下的癌症相关成纤维细胞（CAF）能显著增加细胞外的外泌体囊泡的释放。通过外泌体释放抑制剂GW4869 处理吉西他滨暴露的CAF 能显着降低共培养上皮细胞的存活率，表明CAF 外泌体在化疗药物耐药性中发挥了重要作用，提示外泌体抑制剂在胰腺癌的治疗及克服化疗药物耐药性中具有重要潜力。

Patel 等[11]通过实验证实，通过外泌体递送的miR-155 可使吉西他滨代谢基因（DCK）下调，而当miR-155 的功能受到抑制或DCK 恢复时，通过吉西他滨处理的胰腺癌细胞（Gem-CM）耐药性将显著降低。这些研究表明外泌体在介导胰腺癌获得性耐药性的过程中发挥了重要作用。

总之，外泌体作为具有生物学功能的小囊泡，内容物丰富、稳定性高，具有一定的组织特异性，是近年肿瘤研究领域关注的热点，上述研究进展说明外泌体在胰腺癌疾病发展过程中具有重要作用。

2 长链非编码RNA在胰腺癌发病机制中的研究进展

长链非编码RNA（long non coding RNA，lncRNA），是一类长度超过200 个核苷酸，无蛋白质编码功能的RNA 分子，通常由RNA 聚合酶Ⅱ转录生成[12]。越来越多的研究发现lncRNA 参与肿瘤的发生、增殖、侵袭和转移、凋亡等过程。

多项研究结果表明lncRNA 与胰腺癌发生、增殖、侵袭转移及耐药性有着重要的关系。lncRNA可以介导肿瘤的发生，通过调节表观遗传修饰，选择性剪接、增殖、迁移和转移、转录和蛋白质翻译。目前研究较多的信号通路见图1。

图1 lncRNAs 在胰腺癌进展中的分子机制[13]

Li 等[14]采用实时荧光定量PCR 方法检测了33 对癌组织和非癌组织中lncRNA NORAD 的表达。结果表明lncRNA NORAD 可能通过竞争hsamir-125a-3p 来调节小GTP 结合蛋白rhoa 的表达，这一发现有助于更好地理解lncRNas 在缺氧诱导的EMT 中的作用，并为胰腺癌提供一个潜在的新的诊断和治疗靶点。

Li 等[15]通过对lncRNAS 和mRNAS 进行的微阵列联合分析表明，lncRNA-NUTF2P3-001 在胰腺癌和慢性胰腺炎组织中过表达，且与KRAS mRNA表达呈正相关。下调lncRNA-NUTF2P3-001 后，伴随着KRAS 表达的降低，胰腺癌细胞的增殖和侵袭在体内外均受到显著抑制。来自胰腺癌患者的数据同样显示lncRNA-NUTF2P3-001 与KRAS 之间呈正相关。该研究为肿瘤致癌基因KRAS 提供了新的lncRNA 介导的调节机制，并暗示lncRNANUTF2P3-001 和miR-3923 可用作胰腺癌的新型预测因子和治疗靶标。

Liu 等[16]临床研究结果表明，与邻近的正常胰腺组织相比，PDAC 中lncRNA MALAT1 的 相对水平显着升高，同样在aspc-1 PDAC 细胞中发现lncRNA MALAT1 的表达显著增高。lncRNA MALAT1 表达水平与肿瘤大小，肿瘤分期和侵袭深度显著相关。多变量分析表明，lncRNA MALAT1的过表达以及肿瘤位置和神经侵袭是PDAC 疾病特异性存活的独立预测因子。说明lncRNA MALAT1是一种潜在的预后指标，可能成为PDAC 诊断和基因治疗的靶点。

Sun 等[17]采用逆转录定量聚合酶链反应，检测原发性胰腺癌组织中LncRNA HMlincRNA717 的表达，并分析了HMlincRNA717 与临床病理特征和预后的相关性。多变量分析显示，HMlincRNA717表达下降是胰腺癌患者预后不良的独立因素。lncRNA HMlincRNA717 的表达在胰腺癌中下调并与总体存活相关，表明HMlincRNA717 可能是胰腺癌进展的潜在预后生物标志物。

Wei 等[18]研究发现，lncRNA-XIST 在胰腺癌组织和细胞系中特异性上调，胰腺癌中lncRNAXIST 的高表达与较差的预后相关。lncRNA-XIST和miR-133a 在PC 细胞中相互抑制，而外源miR-133a表达显著抑制PC 细胞增殖。此外，miR-133a 可直接与XIST 和EGFR 的30UTR 靶向结合。在PC组织中，miR-133a 表达下调，EGFR 表达上调；miR-133a 分别与EGFR 和XIST 表达呈负相关；XIST 与EGFR表达呈正相关。这一发现阐明XIST/miR-133a/EGFR在调节PC 细胞增殖中的作用和机制，表明 XIST 可能成为未来PC 的潜在治疗靶点。

此外，还有研究[19]结果表明lncRNA 参与了胰腺癌的多种耐药机制，针对特定lncRNA 的疗法可能有助于克服其耐药性。提示靶向lncRNA 可能是一种新的策略，为胰腺癌的患者提供更好的治疗效果。

3 lncRNA在胰腺癌分子诊断中的研究进展

除发病机制外，在早期诊断方面，lncRNA 也同样发挥了重要作用。鉴于lncRNAs 在体液中循环时具有很高的稳定性，特别是当lncRNAs 被包含在外泌体或凋亡小体中时，这些优势使得它们适合作为癌症诊断和预后的生物标志物[20]。

在原发肿瘤组织中lncRNA 的失调在各种体液中都有明显的体现，包括全血、血浆、尿液、唾液和胃液[21]。这些特征性的lncRNA 标志物与常规活检相比具有微创性，更容易被患者接受。因此，开发有效和便利的基于lncRNA 的生物标志物的检测手段，检测外泌体中的循环癌症相关lncRNAs 可用于评估早期阶段的肿瘤患者或健康人群中潜在的癌症风险，并具有一定的高敏感性和特异性。此外，也可以评估肿瘤患者的预后以及手术后肿瘤转移和复发的风险和手术成功率。对于Ⅰ期非小细胞肺癌患者，lncRNA MALAT1 已经被证实可以作为有效预后参数[22-23]。在前列腺癌诊断中，尿液样本中lncRNA PCA3 的指标与广泛使用的血清中前列腺特异性抗原（PSA）相比有着更高的准确率[24]。LncRNA RP11-445H22.4 在乳腺癌组织中高表达，将其作为检测具有高灵敏度（92%）和特异性（74%），并且明显优于乳腺癌诊断的常规生物标志[25]。由于某些lncRNAs 仅存在于胃癌患者中，并在不同肿瘤分期（早期到转移期）含量不同，因此通过检测胃癌患者体液样品（血浆和胃液）中的lncRNA TINCR、CCAT2、AOC4P、BANCR、LINC00857、AA174084和H19 水平可作为评估胃癌的标志物[26]。

综上所述，lncRNA 可从多个层面调控细胞生物学行为，与胰腺癌进展和转移密切相关。上述研究结果均提示，lncRNA 在肿瘤发生发展中可能发挥着关键作用，随着基因芯片和高通量测序技术的发展，新型 lncRNA 分子的发现将为肿瘤的早期诊断提供新的视角。

4 问题与展望

综合国内外研究进展，发现外泌体及lncRNA在胰腺癌疾病的发展及耐药机制中发挥着重要作用。尽管关于该领域的相关研究较多，与lncRNA相关的部分信号通路已经被发现，但尚有许多未知的发病机制没有被阐明，尤其是在胰腺癌患者早期筛查及分子诊断方面还需深入研究。以胰腺癌外泌体中lncRNA 作为研究对象，借助现代分子生物学及生物信息学、分子药理学等手段，检测出外泌体中含量较高的lncRNA，通过分子、细胞实验与动物实验等证明这些外泌体中lncRNA 在胰腺癌进展中的作用机制以及分子诊断工具的开发具有一定的意义。为阐明外泌体中lncRNAs 在胰腺癌发病机制中的重要作用及新的信号通路的发现提供理论依据，为胰腺癌患者的分子诊断和靶向治疗提供实验支撑。进一步揭示外泌体中lncRNAs 对胰腺癌发生、发展、治疗、预后的影响作用，可为胰腺癌的预防、治疗、预后评价等找到新的突破口。