LncRNA-ATB与肿瘤相关研究及其临床应用

陈影，张英杰

肿瘤是危害人类生命健康的重大疾病之一，据报道，中国恶性肿瘤的发病率和死亡率均在全球平均水平之上，近年来虽然许多癌症的生存率有明显升高[1],但形势仍不容乐观。在我国癌症就诊患者中，早期病例低于20%，从而错过了最佳治疗时期[2]。长链非编码RNA(long non-coding RNA，LncRNA)是一种长度大于200 nt的RNA，具有特异性高、敏感性强的特点，研究发现lncRNA是一种调节因子，参与调控染色质重塑、转录和转录后等过程[3]。目前已发现了一些lncRNAs，如H19、HOTAIR和MEG3等是与肿瘤相关的潜在生物标志物。转化生长因子-β(TGF-β)活化的长链非编码RNA(lncRNA-ATB)的基因坐位于14号染色体[4],已有研究发现lncRNA-ATB在肿瘤中有差异表达，并参与肿瘤的发展过程。本文就lncRNA-ATB在不同肿瘤中的作用以及应用前景进行综述。

1 LncRNA-ATB与呼吸系统肿瘤

肺癌是世界上常见的恶性肿瘤之一，且是主要的癌症死亡原因。其中约80%为非小细胞肺癌[5]，包括鳞状细胞癌、大细胞癌和腺癌，其5年生存率低。李柏森等[6]用实时荧光定量聚合酶链反应发现lncRNA-ATB在非小细胞肺癌(nonsmall cell lung cancer, NSCLC)细胞中的表达高于正常支气管上皮细胞(HBEC)(P<0.05)，这一发现表明ATB在NCSLC中有作用，它促进NSCLC细胞的侵袭和转移作用是通过与mir-200家族结合实现的，而转染或敲除lncRNA-ATB均可抑制肿瘤细胞的增殖和浸润[7]，以上说明了lncRNA-ATB对NSCLC细胞或组织是起促进作用的。血浆lncRNA-ATB对NSCLC的诊断准确性高于血清癌胚抗原[8]。NSCLC组织与血浆中lncRNA-ATB的高表达和肿瘤大小、淋巴结转移等有关，也和患者生存期呈负相关，其表达越高，患者生存时间越短，这可以表明过表达的lncRNA-ATB与患者预后不良相关。有相关研究[9]显示ATB促进肺癌的增殖和转移也可以经参与调控p38信号通路和E-钙粘蛋白来实现。上述表明lncRNA-ATB和NSCLC的增殖和转移有关，并可提示着预后不良。

2 LncRNA-ATB与生殖系统肿瘤

2.1 宫颈癌 宫颈癌是常见的妇科恶性肿瘤之一，其发病率在女性中居于第二，病程可长达数年至数十年，给女性的身心造成极大的痛苦。宫颈癌患者患病后会有阴道出血、尿痛、下肢水肿等表现，因其原发于子宫颈，会损害子宫，割掉子宫成了患者的无奈选择。宫颈癌患者早期可无症状，被发现时多为晚期，若是能及早发现进行手术治疗，并使用西黄丸和复方斑蟊胶囊等药物加以佐助，5年内治愈率可达100%[10]，可见早期发现的重要意义。有研究[11]首次证实LncRNA-ATB在宫颈癌细胞中表达上调， lncRNA-ATB通过与mir-433结合并对其下调来降低E-钙粘蛋白的表达，抑制其抑癌作用，以此来促进宫颈癌细胞的侵袭转移。宫颈癌细胞系SiHa、HeLa中ATB的表达均比在正常宫颈内皮细胞的高[10-11]。高表达的LncRNA-ATB与癌肿大小和国际妇产科联合会(international federation of gynecology and obstetrics，FIGO)分期呈负相关。有研究人员通过单变量 (危险比HR=1.168，95%置信区间CI=1.059-1.289，P=0.002)和多变量(HR=1.116，95%置信区间CI=1.005-1.241，P=0.041)进行分析发现lncRNA-ATB在宫颈癌中高表达是总生存期(OS)的危险因素，与宫颈癌预后相关[12]。通过以上这些研究可推测lncRNA-ATB和宫颈癌预后密切相关，以后可能成为判断预后宫颈癌预后的生物标志物之一。

2.2 乳腺癌 女性恶性肿瘤发病率第一的就是乳腺癌，患者死亡的主要原因是远端转移和对当前治疗药物产生耐药性[13]。曲妥珠单抗是治疗乳腺癌的一种药物，但人类表皮生长因子受体2(HER2)阳性乳腺癌患者会对曲妥珠单抗产生耐药性，造成患者的死亡。尽管乳腺癌已有生物标志物如CA15-3和CEA，但其敏感性和特异性低。因此，还是需要开发新的生物标志物来预测乳腺癌进展和耐药性。在乳腺癌中TGF-β可以和HER2在不同水平上合作，而由TGF-β活化的lncRNA-ATB在TR SKBR-3和TR组织中显著上调。有相关研究[14]发现，lncRNA-ATB可以和mir-200c结合来对锌指E-盒结合同源盒1(ZEB1)和ZEF-217进行调控，然后诱导上皮-间质转化(EMT)，从而促进曲妥珠单抗的耐药性和乳腺癌的侵袭级联反应。高表达的lncRNA-ATB与mir-200c呈负相关，使其在乳腺癌患者的组织中下调，从而促进乳腺癌的侵袭性，继而对曲妥珠单抗产生耐药性。另有研究[15]表明lncRNA-ATB在对区分乳腺癌患者病程分期方面的特异性和敏感性都比CA15-3要好。以上表明lncRNA-ATB与抗转移和逆转曲妥珠单抗的耐药性有关，有可能作为早期诊断的生物标志物。

3 LncRNA-ATB与消化系统肿瘤

3.1 肝细胞性肝癌 肝细胞性肝癌(hepatocellular carcinoma，HCC)是肝癌的主要组织学亚型，在全球范围内都常见的恶性肿瘤。目前主要治疗方法是肝移植，但该方法治疗后易复发、易转移，致使患者预后差。自噬是癌细胞能更好存活的一种代谢途径。有研究[16]证实，lncRNA-ATB能增加HCC细胞的自噬量，进一步研究表明，lncRNA-ATB经活化转录共激活因子相关蛋白(yes-associated protein,YAP)，并上调自噬相关蛋白5(ATG5)来调节自噬，以此提高癌细胞的生存。另有人研究的100份样本中[17]，lncRNA-ATB的表达明显高于相对的邻近肺癌组织，并且还伴随着门静脉血栓的形成以及肝内或肝外转移。高表达的ATB也影响着患者OS和无进展生存期。LncRNA-ATB可能作为mir-200家族的内源竞争RNA(competing endogenous RNAs,ceRNA)和miR-200竞争性结合，促进EMT，增强肝癌细胞的侵袭力。ATB还能和白介素-11(IL-11)mRNA结合，增加其稳定性并上调其自分泌来激活STAT3信号通路，以此促进肝癌细胞远处定植[18]。过表达的lncRNA-ATB提示着HCC患者预后不良，可能会成为HCC患者预后判断的指标。

3.2 胃癌 胃癌也是世界性的健康问题，虽然当前关于胃癌的早期治疗还不错，但相关的早期诊断生物标志物却没有合适的，且胃癌的长期生存率不高。有研究[19-20]证实lncRNA-ATB在胃癌组织中的表达高于癌旁组织，且与血管侵犯和总生存率有关，这表明lncRNA-ATB可能是胃癌的预后判断因素。有氧糖酵解是肿瘤细胞代谢的主要途径，经过研究[19]发现lncRNA-ATB可能通过上调糖酵解关键酶-M2型丙酮酸激酶(PKM2)的表达来抑制胃癌细胞的糖酵解过程。有人认为EMT与肿瘤进展密切相关，lncRNA-ATB通过与miR-200家族竞争性结合或经ERK和PI3K/AKT信号通路来促进EMT的进展，最终加速肿瘤进展[21]。进一步研究[22]证实，lncRNA-ATB是和mir-200家族的mir-141-3p直接结合，再作用于TGF-β2，通过这样一个反馈环来调节胃癌的进展。这些研究说明了lncRNA-ATB在胃癌中起一定的作用。

3.3 结肠癌 结肠癌在男性或女性中都是前三的最常见癌症[23]。相关研究[24]表明lncRNA-ATB在沉默HT29细胞和SW620细胞中的表达分别对癌细胞的侵袭和转移起抑制和促进作用，并通过结合并维持IL-11的稳定性，调控其分泌来参与结肠癌的发展过程。通过qRT-PCR发现lncRNA-ATB在结肠癌组织中高表达，同时E-钙粘蛋白表达下调，而N-钙粘蛋白上调，这显示lncRNA-ATB通过促进EMT进展来加速肿瘤的进展；进一步研究[25]发现，二者皆与PN分期和AJCC分期有关,而和其他临床病理特征有明显相关。另有人研究124例结肠癌患者发现高表达的lncRNA-ATB和癌肿大小、淋巴结转移、淋巴浸润，以及血管浸润有密切关系，且患者的预后较差[26]。Yang等[27]发现ATB通过调节β-连环蛋白的表达来介导结肠癌干细胞的调节，它被敲除后会损伤癌细胞的集落和球体形成。这些研究都证实结肠癌中lncRNA-ATB表达异常，和患者预后有密切关联。

4 LncRNA-ATB与泌尿系统肿瘤

4.1 肾细胞癌 肾细胞癌是泌尿系统肿瘤之一，目前其发病机制还不清晰。通过用RNA免疫沉淀技术、蛋白质印迹法和qRT-PCR等技术进行分析发现，lncRNA-ATB可以和DNA甲基转移酶1(DNMT1)结合并维持其稳定性，还能促进DNMT1和p53蛋白的结合，下调p53的表达[28]。P53是肿瘤抑制蛋白，过表达的p53可部分逆转lncRNA-ATB在肾细胞癌中的影响。另有研究[29]表明高表达的ATB下调E-钙粘蛋白和上调N-钙粘蛋白来诱导EMT，从而促进癌细胞的侵袭和迁移。对198例肾细胞癌患者研究发现lncRNA-ATB的表达和一些临床病理特征密切相关，如组织学分级、远处转移，以及淋巴结转移[30]，这也提示着患者预后不良，总体生存率较低。

4.2 膀胱癌 研究[31]发现lncRNA-ATB能结合并下调mir-126的表达，来直接靶向作用于鼠肉瘤病毒癌基因同源物(kirsten ras oncogene homolog, KRAS)并上调其表达，而过表达的KRAS能促进人膀胱癌细胞T24细胞的侵袭和迁移，也能激活PI3K/AKT以及mTOR来调控肿瘤的进展。

5 LncRNA-ATB与其他系统肿瘤

乳头状甲状腺癌(papillary thyroid cancer，PTC)虽然恶性程度低，但易发生转移，因其生长缓慢而容易被忽略，产生无法挽回的后果。通过对64例PTC患者进行分析，lncRNA-ATB在肿瘤组织的表达水平明显高于非癌组织，发现lncRNA-ATB的高表达和癌肿体积以及淋巴结转移有关，还能准确区分有无淋巴结转移组织[32]。转染后的ATB表达相应下调，降低了癌细胞的迁移。进一步分析发现血浆中高水平的lncRNA-ATB的患者生存率明显低于低表达患者；同时也发现对TGF-β进行治疗显著上调lncRNA-ATB的表达而ATB的表达却对TGF-β1无影响，这显示TGF-β1可能是ATB的激活剂，参与PTC细胞的侵袭和转移[33]。高表达的lncRNA-ATB与患者生存率有关，表明患者预后不良。

6 小结

肿瘤是世界性问题，许多肿瘤的发病机制尚未完全明确，也缺乏相应的特异性强、敏感性高的早诊生物标志物或治疗靶点。目前，多种恶性肿瘤的分子机制都有待挖掘。随着研究发现，越来越多的lncRNAs被发掘出来，它们在肿瘤的发生和发展中起着不同程度的作用。LncRNA作为调节因子，可调控染色质重塑、转录和蛋白质翻译等过程[3]。LncRNA-ATB作为lncRNA的一种也是当前的研究热点，在肿瘤中其抑癌基因和癌基因的作用。不少研究发现，lncRNA-ATB在多种肿瘤中差异表达，如在肺癌[7]、乳腺癌[14]、结直肠癌[25]、肾癌[30]、前列腺癌[34]等恶性肿瘤中高表达，促进癌症的进展；却在胰腺癌[35]中表达下调。LncRNA-ATB主要是和mir-200家族竞争性结合来上调ZEB1和ZEB2的表达水平，然后调控EMT，进而参与肿瘤的增殖、转移和凋亡等细胞过程。具体可以通过lncRNA-ATB/mir-141-3p/TGF-β2[21]、lncRNA-ATB/IL-11/STAT3轴等[17]来表达作用。大量研究表明lncRNA-ATB可能是部分肿瘤的早期诊断及预后的生物标志物或治疗靶点，但其在肿瘤中的潜在分子机制还不是很清晰，lncRNA-ATB的作用机制还有待于进一步的研究。随着研究的深入，未来lncRNA-ATB可能成为新的肿瘤生物标志物，为肿瘤的预防和治疗作出重要贡献。