长链非编码RNA在肺癌中的研究进展*

张栩晟，徐秋月 综述，段 勇 审校

昆明医科大学第一附属医院医学检验科/云南省检验医学重点实验室/云南省医学检验临床医学研究中心,云南昆明 6500322

肺癌是发病率和病死率增长极快，对人类生命和健康威胁极大的恶性肿瘤之一，据来自世界卫生组织(WHO)国际癌症研究机构(IARC)的GLOBOCAN项目统计，2020年全球有220万肺癌新发病例和180万肺癌死亡病例[1]。目前，肺癌的病因尚未完全阐明，有观点认为肺癌是肺细胞中基因突变的连续累积引发的。长链非编码RNA(lncRNA)参与DNA转录，mRNA剪接和翻译、染色体剂量补偿、表观遗传调控，以及细胞核与细胞质运输等基因调控过程[2]，通过参与细胞生长、凋亡、侵袭和转移等病理生理活动，在肺癌的发展和演进中起关键的调节作用[3]。目前，肺癌的临床诊断主要依靠病理学活检、影像学检查、临床症状和肿瘤标志物检测，lncRNA作为包括肺癌在内的多种恶性肿瘤的肿瘤标志物，能够反映肿瘤的存在和生长，且其表达水平改变往往早于临床影像学表现，检测过程具有无创、快速、可动态监测等优势，适合应用于大规模人群筛查及肺癌诊治全程。

1 lncRNA的结构及功能

lncRNA一般由RNA聚合酶Ⅱ转录而来，结构与信使RNA相似，具有多聚A尾巴、5′-帽结构和启动子结构，缺少开放阅读框[4]。lncRNA参与基因表达调控、细胞周期控制、细胞凋亡、细胞身份决定、染色质重塑和表观遗传修饰等生理过程的调节[5]。lncRNA功能包括：(1)招募染色质重构和修饰复合体到特定位点，改变DNA/RNA甲基化状态、染色体结构和修饰状态，进而控制相关基因表达；(2)与mRNA结合，调控mRNA翻译；(3)与某些转录因子结合成复合体，影响mRNA转录；(4)作为竞争性内源RNA(ceRNA)，竞争结合miRNA的目标mRNA。

2 lncRNA与肺癌的发生、发展

lncRNA参与基因组印迹、染色质建模和转录后调节等生物过程，表达失调会破坏肺细胞的正常生理活动并影响肺癌的发生、发展[6]。

2.1lncRNA和肺癌细胞增殖 lncRNA在肺癌细胞增殖过程中发挥重要的调节作用。PAN等[7]研究表明，lncRNA JPX能充当miR-33a-5p的“海绵”，上调转录因子Twist1，促进肺癌细胞的增殖。lncRNA SNHG20可直接靶向沉默miR-197，下调Wnt/β-actin信号通路的关键分子TCF和LEF1的表达，促进非小细胞肺癌(NSCLC)细胞增殖并抑制凋亡[8]。lncRNA HOTAIR在NSCLC组织中异常高表达，可作为miR-149-5p的ceRNA，上调HNRNPA1的表达，促进NSCLC细胞的增殖和迁移[9]。Hippo信号通路主要调控细胞的增殖和凋亡，有研究表明，LINC00968在肺腺癌(LUAD)组织中表达下调，通过miR-21-5p/SMAD7轴抑制Hippo信号通路，从而抑制LUAD细胞的增殖和转移[10]。

2.2lncRNA和肺癌转移、侵袭 肿瘤转移始于上皮间质转化(EMT)，上皮细胞呈现间质特征并获得迁移和侵袭能力，lncRNA可调节与EMT相关的基因和通路参与肺癌的侵袭转移。lncRNA UCC可作为miR-143-3p的“海绵”，与miR-143-3p结合上调SRY盒转录因子5(SOX5)表达，进而促进EMT的发生，诱导NSCLC细胞转移[11]。ZHANG等[12]研究表明，ncRNA LINC01006作为miR-129-2-3p的“海绵”上调癌基因CTNNB1表达，激活Wnt/β-catenin通路，促进LUAD细胞增殖、转移和EMT。ncRNA LINC02323作为一种ceRNA，通过“海绵”化miR-1343-3p上调转化生长因子-β受体1(TGFBR1)表达，促进LUAD中的EMT、侵袭和转移[13]。

2.3lncRNA和肺癌细胞凋亡 凋亡对于控制细胞增殖，维持组织稳态至关重要，细胞凋亡的生理机制改变可能会引发肿瘤。lncRNA NNT-AS1在肺癌组织中表达上升，可作为miR-3666的“海绵”，上调E2F转录因子2(E2F2)表达，抑制肺癌细胞凋亡[14]。LI等[15]研究表明，NSCLC中表达上调的lncRNA SNHG1可直接与miR-361-3p结合并下调其水平，消除miR-361-3p对FRAT1的表达抑制，促进NSCLC细胞增殖，抑制凋亡。lncRNA FER14被认为是子宫内膜癌、卵巢癌、肝细胞癌、食管鳞状细胞癌中的肿瘤抑制因子，过表达的FER14能够激活张力蛋白同源物基因(PTEN)并抑制蛋白激酶B的磷酸化，上调p53，抑制肺癌细胞的增殖并促进凋亡[16]。

3 lncRNA和肺癌诊断

lncRNA在外周血、外泌体及肿瘤“教育”血小板中含量较高，易于富集和检测，在肺癌诊断中有较大潜力。研究显示，lncRNA TUG1在NSCLC患者血浆中表达下调，而lncRNA UCA1上调，二者诊断NSCLC时，受试者工作特征(ROC)曲线的曲线下面积(AUC)分别为0.72和0.69，二者联合诊断的AUC为0.82，灵敏度为78.33%，特异度为70.00%，诊断效能较好，有望成为NSCLC的潜在分子标志物[17]。外泌体SOX2-OT在肺鳞状细胞癌(LSCC)患者血浆中表达上调，AUC为0.815，灵敏度为76.00%，特异度为73.17%，且外泌体SOX2-OT水平与肿瘤大小、TNM分期和淋巴结转移显著相关，LSCC患者术后血浆外泌体SOX2-OT水平明显降低，提示SOX2-OT可以作为检测LSCC的潜在标志物[18]。在YANG等[19]的研究中，NSCLC患者血清lncRNA LINC00173表达水平高于健康人和良性肺疾病(BPD)患者，血清LINC00173诊断NSCLC、BPD和SCLC的AUC分别为0.809、0.670、0.730，癌胚抗原和细胞角蛋白片段19抗原21-1(CYFRA21-1)联合检测NSCLC患者时AUC为0.917，灵敏度为90.74%，特异度为68.13%，表明其具有良好的诊断效能。

4 lncRNA和肺癌治疗

lncRNA参与肺癌发生相关通路的抑制、肿瘤细胞生理活动的阻滞和耐药的克服，在肺癌治疗中扮演重要角色，为临床提供治疗新思路。lncRNA PCAT1和ATP结合盒亚家族B成员1(ABCB1)在NSCLC患者体内表达增加，且增加其对顺铂的耐药性，将PACT1敲低后，抑制耐顺铂肺癌细胞的生存能力，同时显著增加顺铂存在时的肺癌细胞凋亡率[20]。研究发现，lncRNA MALAT1在肺癌组织及细胞系中表达水平上升，而敲低MALAT1表达可通过miR-491-5p/UBE2C轴抑制肺癌细胞的增殖、迁移和侵袭能力，表明MALAT1可能是肺癌治疗和预后的分子靶点[21]。LINC01006在LUAD中表达上调，通过充当miR-129-2-3p的“海绵”上调CTNNB1，激活Wnt/β-catenin通路促进LUAD的进展。ZHANG等[12]在敲低LINC01006后关闭了Wnt/β-catenin通路，肺癌细胞的增殖、迁移和EMT明显受到抑制，表明LINC01006是一种有前景的LUAD治疗生物靶点。

5 lncRNA和肺癌耐药

肿瘤特异性耐药与药物诱导的基因功能非突变修饰、随机突变事件和核型改变有关。厄洛替尼可抑制细胞内表皮生长因子受体(EGFR)相关的酪氨酸激酶磷酸化。耐厄洛替尼的NSCLC细胞中lncRNA H19呈低表达，lncRNA H19作用于EGFR/蛋白激酶B(AKT)通路，消除泛素介导的M2型丙酮酸激酶(PKM2)降解，上调PKM2表达，获得对厄洛替尼的耐药性[22]。顺铂通过转运蛋白进入肺癌细胞后被水化激活，与DNA结合并形成链内和链-链交联，阻断DNA复制和转录，最终导致细胞凋亡[23]。lncRNA ZXF1在耐顺铂肺癌组织中高表达，ZXF1能激活MAPK途径，使ERK、JNK和p38磷酸化水平上升，促进肺癌进展和顺铂耐药[24]。吉非替尼是一种EGFR和人表皮生长因子受体2(HER-2)的强效选择性ATP竞争抑制剂[25]。吉非替尼耐药NSCLC细胞中lncRNA CASC9表达上调，CASC9通过招募组蛋白甲基转移酶EZH2抑制肿瘤抑制因子DUSP1，增加对吉非替尼的耐药性[26]。

6 lncRNA和肺癌患者的预后

lncRNA能够有效预测肺癌TNM分期、淋巴结转移和肿瘤组织恶性程度等。lncRNA CCAT2是多种癌症的潜在预后标志物，CCAT2高表达的小细胞肺癌(SCLC)患者总生存期(OS)明显低于CCAT2低表达组(P<0.001)，多因素分析显示，CCAT2过表达是SCLC患者生存不良的独立预后因素(P=0.007)[27]。NSCLC组织中LINC00691表达异常升高与淋巴结转移(P=0.025)和晚期TNM分期(P=0.002)相关，LINC00691高表达的NSCLC患者OS短于低表达患者(P=0.0042),多因素分析表明，LINC00691表达增加是NSCLC患者较差的独立预后因素(HR=3.016,95%CI:1.217～3.889,P=0.006)[28]。lncRNA UPLA1在LUAD中高表达可促进细胞迁移、侵袭和增殖，生存曲线分析显示UPLA1表达水平与OS呈负相关(P<0.05)，单因素Cox回归分析表明，OS与UPLA1表达和TNM分期相关。因此，UPLA1的表达可以作为LUAD患者的独立预后因素[29]。lncRNA NBAT1在NSCLC组织中的表达低于正常肺组织，生存曲线分析显示，NBAT1高表达的患者OS明显高于NBAT1低表达患者(P=0.008)，单因素分析显示，淋巴结转移、TMN分期、NBAT1表达是影响NSCLC患者总生存的危险因素(P<0.05)，多因素分析显示，NBAT1表达是NSCLC患者的独立预后因素(HR=2.947，95%CI:1.184～4.369，P=0.014)，表明NBAT1是NSCLC患者潜在的预后调节因子[30]。

7 小 结

lncRNA在肺癌的发生、发展中发挥重要作用，具有成为治疗关键靶点和预后标志物的潜力。肺癌耐药机制阐明是一个重大临床研究课题，lncRNA的结构决定了生物学功能，对不同结构层次进行研究是阐明lncRNA生物学功能的一种思路。利用lncRNA能够减弱甚至消除肺癌患者的耐药能帮助临床提升治疗效果，但是这类药物还有特异性不足和利用率不足的缺点，一些药物吸收和生物分布的问题还需要解决，lncRNA靶向抗癌药物的批准和商业化仍有很长的路要走。lncRNA的作用靶点众多，调控网络复杂，目前大多数lncRNA研究还是独立且分散的，以lncRNA作为肺癌特异性靶点的诊治方案还有特异性不足的问题亟待解决。多中心临床大数据平台建设及数据挖掘可加速lncRNA与肺癌诊治的深入机制研究与临床性能评估。相信随着对lncRNA和肺癌相关性的深入研究，这些问题都能得到更好地解决。