lncRNA和miRNA在胃癌中的研究进展

高铭 杨春宇 王彤 朴俊杰 李柏 任香善

(1延边大学医学院病理学教研室 肿瘤研究中心，吉林 延吉 133002；2吉林大学第一医院肛结直肠外科)

胃癌(GC)是消化系统最常见的恶性肿瘤之一〔1〕。幽门螺杆菌感染、年龄、高盐摄入及饮食中蔬菜水果的摄入量少是诱发GC的重要因素〔2〕。手术被认为是目前唯一的根治性治疗方法〔3〕，但是由于缺乏有效的早期诊断标志物，很多患者发现时已为晚期，错过了最佳手术时间。尽管目前新辅助化疗、靶向治疗及免疫治疗等方法不断发展和进步，但其治疗效果及预后仍不理想〔4〕。近年来，随着基因组学和分子生物学的发展，长链非编码RNA(lncRNA)和非编码单链RNA(miRNA)被发现与癌症的发生、发展和转移密切相关，有望成为GC诊断的重要标志物和新的治疗靶点，为GC患者生存期延长及改善预后带来了希望。本文对lncRNA和miRNA在GC诊断、治疗和预后中的作用进行综述，以期为后续研究提供参考。

1 lncRNA概述

lncRNA是一类长度超过200个核苷酸的非编码RNA转录本，具有有限的蛋白质编码功能〔5〕。按照它在基因组中的位点可分为反义lncRNA、内含子非编码RNA、基因间lncRNA、正义lncRNA和双向lncRNA〔6〕。它在染色质相互作用、转录调控、mRNA转录后调控和表观遗传调控等多种生物学过程中发挥重要作用〔7〕。lncRNA也被认为是近年来促进癌症起始和进展的新兴参与者，作为致癌或抑癌基因在肿瘤的发生发展中发挥重要作用〔8～11〕。有研究表明lncRNA的异常表达、缺失或突变与GC的发生、发展和转移密切相关〔12〕。lncRNA可能成为GC诊断和预后的重要标志物及新的治疗靶点。

2 lncRNA在GC中的作用

2.1lncRNA在GC诊断中的作用 目前临床上常用的GC诊断标志物主要是癌胚抗原(CEA)、碳水化合物抗原(CA)19-9、CA72-4、CA125、CA24-2和CA50及胃蛋白酶原和甲胎蛋白，但是它们对GC患者的检出率均低于20%，不足以用于GC早期诊断和患病人群筛查〔13〕。而lncRNA在多种肿瘤中异常表达且具有癌症特异性，许多lncRNA或其经过处理的片段在体液中十分稳定，在患者的血浆和尿液中均可检测到。它们的表达水平能显示出疾病的严重程度，对GC患者的检出率也超过60%，因此lncRNA有作为GC诊断新型生物标志物的潜能〔14〕。向万平等〔15〕对78例老年GC患者的GC组织和癌旁组织中SLC7A11-AS1的表达水平进行检测并对比，结果发现SLC7A11-AS1在GC组织中的表达水平(0.857±1.384)明显低于癌旁正常组织(2.560±3.767)。而且它对GC诊断的特异性和敏感性更强，经研究发现CEA和CA 19-9对GC的检出率分别为19.23%和15.8%，两种联合时的检出率为24.35%，明显低于lncRNA SLC7A11-AS对GC的检出率66.67%。现有的诊断标志物主要来自血清，对胃液标志物的研究较少。而胃液是GC肿瘤微环境的重要组成部分，胃液中某些lncRNA能够快速地诊断GC。LINC00152是GC中一种异常表达的基因间lncRNA〔16〕。它可在胃液中检测到，能帮助区分GC患者与良性胃病患者〔17〕。Ba等〔18〕研究发现 lncRNA AC093818.1在转移性GC组织中的表达显著提高，ROC曲线分析结果表明它对转移性和非转移性GC的诊断灵敏度为78.8%，特异性为100%，因此它可用于判断GC是否已经发生转移，进而确定治疗策略。

以上研究均证明lncRNA能够成为无创的、特异性和灵敏度更强的GC诊断标志物。然而，要想把lncRNA用于GC的临床诊断，还需要在提取、定量、探针富集和评价方法等方面进行深入的研究和改进〔14〕。

2.2lncRNA在GC治疗中的作用 目前，手术是唯一的根治性治疗方法，而对于不能手术的患者化疗、靶向治疗及免疫治疗是常用的治疗手段。但是往往因为毒副作用大、脱靶等原因其治疗效果未能达到预期，因此找到新的有效的治疗方法对于提高GC患者生存质量具有重要意义〔3,19〕。lncRNA中存在大量调控相互作用的位点，能为新型抗癌药物的研发提供广阔的平台。MT1JP是GC组织中表达下调的一种lncRNA，与肿瘤表型和患者生存期密切相关。有研究显示，它作为一种竞争性内源性RNA，介导miR-92a-3p对F-box与WD重复域包含(FBXW)7进行调控，进而抑制GC细胞增殖、迁移和侵袭，促进GC细胞凋亡，因此它能作为GC治疗的新靶点〔20〕。此外，lncRNA还参与多种与癌症进展相关的信号通路并在癌症组织中特异性表达〔21〕。lncRNA MEG3通过p53信号通路抑制GC细胞的增殖和转移〔22〕。AK023391通过激活磷脂酰肌醇-3-激酶(PI3K)/蛋白激酶(Akt)信号通路发挥致癌作用〔23〕。AOC4P通过促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路影响GC细胞的生物学行为〔24〕。因此，靶向lncRNA进而调控GC的发生和发展成为GC治疗的新策略。由于表观遗传的改变，化疗耐药是目前GC治疗的最大障碍。Zhu等〔25〕研究发现ARHGAP5-AS1是一种在GC化疗耐药细胞中表达上调的lncRNA，其表达下调能逆转化疗耐药，增加药物诱导的细胞凋亡。因此，靶向ARHGAP5-as1 /ARHGAP5轴可能成为克服GC化疗耐药的一种治疗策略。综上，lncRNA能够成为GC治疗的新靶点。但大多数lncRNA的结构和功能信息尚未确定，而且它在不同物种间的保守性较差，因此，利用体外实验和动物模型实验开发出的治疗方法无法直接应用于人类，仍需要进行更详细的临床前研究。

2.3lncRNA在GC预后中的作用 GC是一种常见的预后不良的胃肠道肿瘤。传统的预后指标如TNM分期，病理分级和Ki67指数等无法准确预测GC患者的预后。因此，仍有必要确定新的预测指标来改善预后。Zheng等〔26〕研究显示lncRNA UCA11的高表达与GC分化程度、肿瘤大小、浸润深度和TNM分期相关。Kaplan-Meier分析结果显示，UCA1的高表达导致GC患者总生存期和无病生存期较差。进一步通过多因素生存分析也得出UCA1是一个独立的预后指标。LINC01133是miR-106a-3p的竞争性内源性RNA，通过调控腺瘤性结肠息肉病(APC)表达和Wnt/β-catenin通路来抑制GC的发展和转移。LINC01133的低表达与GC患者预后不良显著相关，因此它能够成为预测GC预后的lncRNA〔27〕。许多lncRNA 在肿瘤中差异表达且与肿瘤的大小、TNM分期和生存期相关，能有效的反映患者的预后情况。Miao等〔28〕通过对TCGA数据库中379例老年GC患者差异lncRNAs表达数据进行单因素和多因素Cox比例风险回归分析后发现了4个lncRNA (LINC01018、LOC553137、MIR4435-2HG和TTTY14)与GC患者总生存率相关，能够作为老年GC预后监测的生物标志物(图1)。

图1 lncRNA在GC中的作用

上述研究表明lncRNA能够成为判断GC预后的标志物。但是，目前对于lncRNA在GC发生、发展中的功能和作用机制研究有限，而且lncRNA数量庞大，只有小部分的功能和机制被阐明。因此仍需探索更多的、准确度更高的生物标志物作为GC预后指标。

3 miRNA的概述

miRNA是一组内源性、保守的非编码单链RNA分子，长度为18～22个碱基〔31〕。它是关键的转录后负调控因子，能完全或部分结合靶mRNA3′-非翻译区的互补位点〔32〕，通过调控单个mRNA的表达或同时调控多个mRNA分子的表达，抑制mRNA的翻译或降解mRNA，进而影响与细胞代谢相关的功能〔33〕。miRNA作为肿瘤抑制因子或致癌基因发挥作用，其表达失调能够影响肿瘤细胞的增殖、迁移、侵袭、分化和肿瘤复发等多种功能，与肿瘤发生和癌症进展密切相关〔34～36〕。大量研究表明〔37～41〕，它的异常表达在GC的发生和发展过程中发挥关键作用。miRNA参与GC细胞的增殖、分化和凋亡等多个过程，能够成为GC早期诊断和预后监测的有效指标并被认为是很有前景的治疗靶点。

4 miRNA在GC中的作用

4.1miRNA在GC诊断中的作用 miRNA性质稳定，且容易从组织、血液和腹水中获得，具有成为GC诊断生物标志物的潜能〔42,43〕。许多miRNA的异常表达在GC的发生发展过程中具有重要作用。一项研究发现GC患者血清和外周血单核细胞中miRNA-21的水平明显升高且阳性预测率在90%左右，而CA19-9和癌胚抗原(CEA)的阳性预测率在50%左右。此外，miR-21的水平也可用于区分I期和IV期GC〔44〕。Hung等〔45〕研究发现miR-376c在GC患者组织、血浆和尿液中表达上调且从GC早期就开始上调。而且它的高表达与GC细胞的增殖、迁移和非锚定生长相关。因此miR-376c可用于GC的早期诊断，便于尽早治疗从而提高患者生存率。Li等〔46〕比较了miRNA-381与目前常用的血清肿瘤标志物CA19-9，CA72-4和CEA在GC诊断中的特异性和敏感性，结果发现在早期GC组与进展期GC组中，CA19-9的特异性和敏感性分别为60.0%和80.0%；CA72-4的特异性和敏感性分别为87.5%和65.0%；CEA的特异性和敏感性分别为77.5%和68.75%，均低于miRNA-381的特异性和敏感性97.5%和83.75%。因此，miRNA-381能够成为高特异性和敏感性的GC诊断标志物。

临床上常用的GC诊断方法是内窥镜检查和活检，但是这种方法依赖于操作者的技能，是创伤性的，且费用昂贵，容易引起患者的不适和焦虑〔47〕。而miRNA在GC早期诊断方面具有无创性、稳定性及高特异性和敏感性等优点，有很大的应用前景，值得深入研究。

4.2miRNA在GC治疗中的作用 目前，GC的治疗主要是通过内镜或者手术切除恶性组织，但是这种治疗方法对患者创伤比较大，且术后容易复发或发生全身转移。因此需要从分子角度探究GC的发生机制，进而对其进行调控以达到治疗目的。有研究发现许多miRNA作为致癌基因在GC的发生发展中发挥重要作用，因此将它们作为治疗靶点并抑制其表达有助于GC的治疗。如miR-532是在GC组织和细胞中高表达的一种miRNA，通过激活Wnt/β-catenin通路发挥致癌作用，能成为GC治疗的新靶点〔48〕。化疗或放射耐药是目前GC治疗的主要挑战，严重影响了治疗效果及患者的预后。Zhang等〔49〕研究表明化疗耐药与miR-132在GC患者中的高表达有关。Kaplan-Meier生存曲线显示，低miR-132表达的患者生存时间明显延长。而进一步研究显示，miR-132通过调控沉默信息调节因子(SIRT)1/环磷腺苷效应元件结合蛋白(CREB)/三磷酸腺苷结合转运蛋白G超家族成员2抗体(ABCG2)信号通路促进体内外Lgr5+GC干细胞对顺铂的耐药性，因此它能成为顺铂耐药GC患者一种很有前景的治疗方法。晚期GC患者无法通过手术切除肿瘤，且只能接受姑息性治疗，但因个体差异治疗效果因人而异，因此需要寻找一种精准的疗效预测因子，建立针对患者的个体化治疗方案对提高患者生存质量和改善预后具有重要意义。Smid等〔50〕对54例姑息性化疗患者的GC组织标本进行研究后发现了6个与癌症进展和总生存期相关的miRNA(miR-150、miR-181、miR-221、miR-224、miR-342-p和miR-520h)，它们可作为GC患者姑息治疗有效性的预测因子来帮助确定最合适的治疗方案。

miRNA为GC的治疗带来了新希望，但是它长度较小且数量众多，研究起来较为困难。因此要想将它作为GC治疗的靶点仍需深入研究并进行临床试验。

4.3miRNA在GC预后中的作用 miRNA对GC患者的预后有良好的临床评估价值，能有效地预测癌症的进展和生存时间。肿瘤大小、TNM分期及有无淋巴结转移被认为是目前评估癌症预后的常用指标。有研究发现许多miRNA的异常表达与GC的分期和生存期相关，能成为GC的预后标志物。Zhou等〔51〕研究显示，GC组织中miR-145-5p的表达水平明显低于癌旁正常组织且它的低表达与淋巴结转移显著相关。miR-145-5p低表达的患者总生存时间明显短于高表达的患者。进一步的单因素和多因素Cox分析也显示它是GC的独立预后指标〔51〕。与癌旁正常组织相比，GC组织中miR-92a的表达升高了81.1%且它的高表达与较短的生存期相关。单因素分析也显示，高miR-92a表达、肿瘤分期、肿瘤状态、淋巴结状态和肿瘤大小是GC患者预后不良的预测因子〔52〕。Chen等〔53〕在GC患者中发现了6个与预后生存相关的miRNA，其中包括miRNA-100、miRNA-374a、miRNA-509-3、miRNA-668、miRNA-549和miRNA-653。其在GC中异常表达且能够有效地预测GC患者的死亡风险及3年和5年总生存期，因此能够成为判断GC预后的生物标志物(表1)。上述研究均证明miRNA在GC的预后判断中具有良好的应用价值，值得深入研究。

表1 miRNA在GC中的作用

综上，GC是世界上常见且致命的恶性肿瘤之一〔67〕。该病患者预后差，可选择的治疗方法有限。目前用于胃癌诊断和预后监测的生物标志物敏感性和特异性较低〔68〕。非编码RNAs在胃癌发生、发展和转移过程中发挥重要作用，其中研究最多的是lncRNA和miRNA〔69〕。其在胃癌中表达异常、性质稳定、容易获得且特异性和敏感性更高，作为新型生物标志物和治疗靶点具有很强的应用前景，但其临床应用仍面临许多困难和挑战，需要继续深入研究。而且目前结构和功能明确的lncRNA和miRNA非常有限，因此仍需寻找更多在胃癌组织和细胞中异常表达的非编码RNAs，并要探究其在胃癌中的作用及具体机制，从而帮助诊断及治疗胃癌〔70〕。