LncRNA DGCR5 在恶性肿瘤中的研究进展*

李硕，李青珊，范志刚

723000 陕西 汉中，西安交通大学医学部附属三二〇一医院 肿瘤科

恶性肿瘤是全球最严重的威胁人类健康的顽疾［1］。恶性肿瘤发生、发展与转移的机制可能与基因突变、染色体异常改变、表观遗传改变等等有关［2-3］。表观遗传改变由DNA 甲基化、组蛋白乙酰化、染色质重塑和非编码RNA 调控构成。人类基因组测序研究表明，人类基因组中98%的序列参与对2%编码基因序列的调控， 约93%的基因组DNA 可转录产生非编码RNA（non-coding RNA， ncRNAs）［4］。这些ncRNA 虽不直接参与基因编码、克隆和蛋白质合成，但它们在基因转录、表达、加工、剪切、修饰和调控中发挥重要作用，与人类疾病的发生发展有着密不可分的关系。近年来很多研究证实长链非编码RNA （long non-coding RNA， lncRNA）是参与恶性肿瘤发生发展转移的重要调节因子［5］。作为lncRNA 成员之一的lncRNA Digeorge 综合征关键区基因5（Digeorge syndrome critical region gene 5，DGCR5），也被证实是多种恶性肿瘤发生发展的关键调节因子。本文充分总结了近些年来lncRNA DGCR5在各类恶性肿瘤的异常表达、作用机制，探索其是否可以为恶性肿瘤诊断、治疗和提示预后带来新的思路。

1 LncRNA 与lncRNA DGCR5

人类基因组测序证实人类基因组所转录RNA的98%为ncRNAs，它在正常的细胞转化为癌细胞过程中发挥重要调控作用。随着基因组中“暗物质”不断被发现，以ncRNAs 为靶点的信号传导亦被不断探索研究。NcRNA 根据长度分为少于200 bp 的短链ncRNAs（small noncoding RNAs，sncRNAs）和长度大于200 bp 的lncRNAs［6］。其中，微小RNA（microRNAs，miRNA）是短链ncRNAs 的重要成员之一。而lncRNA 和miRNA 是两种关键的调节性非编码RNA。LncRNA 具备多种调控功能，如基因组印记、染色质修饰、表观遗传调控、转录调控、转录后调控、蛋白功能调节等［7］。众多研究表明，lncRNA在恶性肿瘤发展过程中通过各种方式发挥作用，如生长、凋亡、侵袭及上皮-间充质转化等［8-10］。MiRNA 在恶性肿瘤发生过程中同样也作为基因调控因子发挥作用［11］，通过与目标mRNAs 直接结合来参与调节基因转录和表达［12］。LncRNA-miRNA两者的相互作用是通过互补碱基配对调节基因表达和信号转导，导致miRNA 抑制的靶基因重新表达。LncRNAs 可能包含许多特定miRNA 的靶位点，并可能与miRNA 靶标相互竞争以结合miRNA；这反过来又逆转了特定miRNA 对靶点的抑制［13-14］。竞争性内源性RNA（competing endogenous RNA，ceRNA）理论，指的就是lncRNAs 和miRNAs 相互之间的调节机制，lncRNA 通过靶向特异性miRNA 发挥海绵作用，调节miRNA 的表达［15-18］。有研究推测lncRNA DGCR5 可能作为ceRNA 影响恶性肿瘤的进展［19］。

DGCR5 首次发现于亨廷顿氏病患者，其位于人类染色体22q11.2 CNV 区域上的lncRNA，长度为3 334 bp［20］，是一种重要的肿瘤相关lncRNA［21］，近年来关于该基因的研究越来越多，证实DGCR5可能是一个很有前景的靶点。通过进一步研究DGCR5 或可更全面了解恶性肿瘤发生发展，从而为肿瘤精准治疗提供了一个新的视角。

2 LncRNA DGCR5 在不同肿瘤中的表达与作用机制

LncRNA DGCR5 在多种恶性肿瘤中异常表达，如头颈部肿瘤、胸部肿瘤、消化道肿瘤、妇瘤及泌尿系肿瘤等，有很多研究表明它在有的肿瘤中低表达，但在有的肿瘤中高表达，但它的异常表达均影响了恶性肿瘤细胞的增殖、侵袭、迁移、凋亡，从而影响了恶性肿瘤的进展。本文归纳总结lncRNA DGCR5 在各种类型肿瘤中的表达水平、参与DGCR5 信号通路调控的关键因子、信号通路及作用机制（表1）。

表1 DGCR5 的表达及下游信号通路Table 1.Expression of DGCR5 and Downstream Signaling Pathways

2.1 LncRNA DGCR5 与头颈部肿瘤

鼻咽癌在我国广东省发病率最高［22］，虽然5 年局控率已达80%～85%，但是远处转移、局部复发仍是鼻咽癌治疗失败的原因，因此寻求鼻咽癌治疗的靶点至关重要。籍玉青团队［23］在研究中发现鼻咽癌组织DGCR5 表达下调，miR-21 水平上调，lncRNA DGCR5 过表达可抑制鼻咽癌细胞增殖、迁移、侵袭、凋亡，机制与靶向调控miR-21 有关。甲状腺癌也是常见的头颈部肿瘤之一。Chen 等［24］在研究中也发现甲状腺乳头状癌组织中DGCR5 的表达显著下调，而miR-2861 水平是上调的，过表达的DGCR5 可以显著抑制甲状腺乳头状癌的增殖和侵袭，这可能与DGCR5 调控miR-2861 有关。喉癌在发现时大多已到中晚期，并且治疗效果不佳，Tang 等［25-26］在寻找喉癌的潜在机制及治疗靶点时发现喉癌Hep-2R 细 胞 中DGCR5 上 调，而miR-506、miR-195 下调，DGCR5 抑制通过诱导miR-506、miR-195 表达抑制Hep-2R 细胞生长。这些研究均提示DCGR5 是一个有前景的治疗靶点。

2.2 LncRNA-DGCR5 与肺癌、乳腺癌

肺癌是全球最常见的恶性肿瘤之一，随着对非小细胞肺癌的发病机制的深入了解，推动了非小细胞肺癌的精准治疗，但预后仍不尽人意。众所周知，非小细胞肺癌的发生机制非常复杂。在关于肺癌中lncRNA DGCR5 研究众多。比如Luo 等［27］在研究中发现DGCR5 的表达在肺癌组织中下调，而miR-873-5p 上调，过表达的DGCR5 抑制肺癌细胞的增殖、迁移和侵袭，作用机制与miR-873-5p/TUSC3的相互作用有关，同时显示DGCR5 的表达与肿瘤体积、淋巴转移和远处转移发生率呈显著负相关。Chen 等［28］在研究中发现DGCR5 可作为一种ceRNA 调节miR-1180，从而抑制肺癌细胞系的增殖、迁移和侵袭，机制与DGCR5 通过miR-1180 抑制AKT、GSK-3β 和β-catenin 的表达有关。Kang 等［29］发现DGCR5 在非小细胞肺癌A549 和H1299 细胞系中的表达也是下调的，过表达的DGCR5 抑制了非小细胞肺癌的生长、迁移和侵袭，机制与DGCR5 调控miR211-5p/EPHB6 有关。Wang 等［30］发现DGCR5在肺癌干细胞（cancer stem cells，CSCs）中的表达上调，而miR-330-5p 在肺CSCs 中的表达下调，DGCR5通过调节miR-330-5p 和CD44 促进CSCs 特性。该团队［31］同样发现DGCR5 在肺腺癌细胞中的表达上调，miR-22-3p 与之负相关，DGCR5 作为致癌基因通过抑制miR-22-3p 而促进肺腺癌进展。李楠等［32］发现DGCR5 在肺腺癌组织中呈高表达，在肺腺癌的增殖和侵袭中发挥重要作用。LncRNA DGCR5在非小细胞肺癌研究较多，lncRNA DCGR5 既可作为致癌因子，也可作为抑癌因子，提示虽然lncRNA DCGR5 在肺癌发生中起着重要的作用，但是具体机制仍不清楚，需继续探索。

乳腺癌是女性最常见的胸部肿瘤之一，其中三阴性乳腺癌最具侵袭性的，患者预后较差。Jiang等［33］在研究三阴性乳腺癌与DGCR5 的关系时发现，DGCR5 在三阴性乳腺癌组织和细胞中的表达水平显著增高，DGCR5 可能通过激活Wnt/β-catenin信号通路促进三阴性乳腺癌的发生，其机制还需要进一步研究。

2.3 LncRNA-DGCR5 与消化道肿瘤

大多数食管癌患者确诊时已到中晚期，在研究食管癌的发生机制时，段玉青等［34］利用UALCAN在线分析工具发现DGCR5 mRNA 和蛋白在食管鳞癌组织中的表达明显高于正常组织、癌旁组织，同时发现DGCR5 在TNM 分期较晚、淋巴结转移的DGCR5 的表达明显上调，却与患者性别、年龄、饮酒无显著相关。研究结果表明在食管鳞癌的发生发展中，DGCR5 是作为致癌因子发挥作用的。Li 等［35］研究DGCR5 在食管癌的作用中发现DGCR5 其中一个分型DGCR5-S 在食管癌组织中表达明显增加，DGCR5-S 的高表达与肿瘤复发、患者生存率、肿瘤大小、淋巴结转移和ESCC 的晚期临床分期有关，预后较差。Duan 等［36］在研究中发现食管癌组织中的DGCR5 表达上调，DGCR5 可促进食管细胞的增殖、侵袭、迁移和抑制细胞凋亡，提示了食管癌的不良预后。DGCR5 表达升高与TNM 分期高、侵袭范围深、淋巴结转移多显著相关，而与年龄和性别无关。食管癌患者2 年无病生存期较短可能与过表达的DGCR5 有关。DGCR5 与细胞凋亡相关的信号通路有关，机制可能是DGCR5 通过Mcl-1 途径调节从而促进食管癌细胞的凋亡，DGCR5 在食管癌中的功能和机制仍不清楚，需继续探索。

胃癌是消化道常见的恶性肿瘤之一，约2/3 的患者诊断时已为晚期，即便经过规范治疗后复发率也很高。张国华等［37］在探索胃癌的发病机制中检测到DGCR5 在胃癌组织及血浆中表达均显著降低，其与肿瘤TNM 分期、淋巴结转移相关。过表达DGCR5 可促进胃癌细胞的凋亡、抑制其增殖及侵袭，过表达DGCR5 可促进E-cadherin 的表达，抑制N-cadherin、vimentin 的表达、抑制转录因子Twist的表达。证实胃癌细胞的生物学行为可能是由DGCR5 调控EMT 来影响的。Xu 等［38］研究也表明DGCR5 在胃癌组织和血浆中呈低表达，TNM晚期或淋巴结转移阳性的患者具有较低的DGCR5表达水平，机制可能与DGCR5 作为miR-23b 的ceRNA 促进PTEN 和BTG1 的表达从而影响胃癌的发生发展有关。

结直肠癌也是常见的消化道肿瘤，Huang 等［39］研究发现结直肠癌细胞中DGCR5 表达也是下调的，而miR-21 的表达水平与之呈负相关，随着疾病的进展，其组织细胞中DGCR5 的表达水平是降低的。DGCR5 过表达抑制了结直肠癌细胞的增殖，对迁移和侵袭无明显影响，机制可能与DGCR5 通过下调miR-21 来抑制结直肠癌细胞的生长有关。

肝癌作为常见的消化道肿瘤，预后很差。Wang等［40］发现DGCR5 在肝细胞癌中呈低表达， DGCR5过表达可显著抑制肝癌细胞的生长、迁移和侵袭，作用机制与抑制Wnt/β-catenin 信号传导有关。DGCR5 也可以通过调节miR-346 及KLF14 来抑制肝癌的进展［41］。在DGCR5 与另1 个预后极差的恶性肿瘤——胆囊癌关系的研究中，Liu 等［42］发现DGCR5 在胆囊癌组织和细胞中表达上调，而miR-3619-5p 表达下调，作用机制是通过激活MEK/ERK和JNK/p38 MAPK 信号通路与肿瘤抑制因子miR-3619-5p 竞争性结合对胆囊癌发生发展产生影响。

胰腺癌也是治疗效果很差的消化道肿瘤［43］，关于胰腺癌与DGCR5 的研究相对较多。Yong 等［44］发现在胰腺导管腺癌组织和细胞中，DGCR5 的表达显著下调，同时体外实验表明DGCR5 和miR-320a 相互调节， DGCR5 可以逆转miR-320a 诱导PDCD4 抑制，从而抑制胰腺癌细胞的增殖、迁移和5-FU 耐药性。Li 等［45］在胰腺癌的组织和细胞中发现DGCR5 的表达下调，并且通过miR-27a-3p 上调BNIP3 并激活p38 MAPK 信号通路，促进癌细胞凋亡，抑制胰腺癌生长。而Liu 等［46］则发现胰腺癌组织和细胞中DGCR5 高表达，提示预后不良。DGCR5 的表达与组织学分级、TNM 分期、淋巴浸润和远处转移呈正相关，与性别、年龄、肿瘤大小及血管浸润间无显著相关性。在体外实验中，下调DGCR5 可以显著抑制胰腺癌细胞的集落形成与增殖能力，DGCR5 缺失可诱导细胞凋亡和G0/G1细胞周期阻滞，DGCR5 增强胰腺癌细胞的生长、迁移、侵袭和EMT 过程。潜在的机制是DGCR5 作为一种ceRNA，通过miR-3163 调节DNA 拓扑异构酶2-α来抑制Wnt/β-连环蛋白的表达。

2.4 LncRNA-DGCR5 与妇科肿瘤

宫颈癌是女性最常见的妇科肿瘤之一。在探索宫颈癌与DGCR5 关系的研究中，Liu［47］发现DGCR5 在宫颈癌细胞中表达下调，Wnt 信号通路却被激活。DGCR5 的过度表达可抑制癌细胞增殖、促进癌细胞凋亡，机制与调控Wnt 信号传导有关。还有1 项研究［48］同样发现DGCR5 在宫颈癌细胞中下调，DGCR5 通过调节体内外mTOR 信号通路抑制宫颈癌症的进展。Chen 等［49］在探讨DGCR5 在卵巢癌中的表达、临床病理特征、诊断和预后价值的研究中，发现卵巢癌组织中的DGCR5 比临近正常组织降低了36.81%，与肿瘤体积大、淋巴结转移数量多、远处转移、分期晚和总生存期短有显著的相关性。这些研究表明DCGR5 作为抑癌基因参与妇科肿瘤的发生发展。

2.5 LncRNA-DGCR5 与泌尿系统肿瘤

膀胱癌是最常见的泌尿系统肿瘤之一。Fang等［50］发现DGCR5 在膀胱癌组织和细胞中的表达下调，Kaplan-Meier 曲线分析出DGCR5 低表达的患者总生存率远低于DGCR5 高表达的患者。说明DGCR5 低表达预示着更差的预后。DGCR5 过表达抑制了膀胱癌细胞的增殖、细胞周期进展，同时也减少膀胱癌细胞迁移、侵袭和上皮-间质转化，促进细胞凋亡。作用机制与胃癌研究相似［37］，即过表达的DGCR5 通过上调上皮性标志E-cadherin 和下调间质性标志N-cadherin 来抑制膀胱癌症细胞的迁移、侵袭。在研究肾癌与DGCR5 的关系中，有研究表明［51］DGCR5 亚型-1 在肾透明细胞癌细胞系和组织中表达显著上调，而在乳头状肾细胞癌表达下调，DGCR5 检查可能有助于肾透明细胞癌和乳头状肾细胞癌的鉴别诊断。在研究DGCR5在肾透明细胞癌组织样本中的表达时，研究者使用不同的引物组得到了不一致的结果，这表明可能存在各种DGCR5 亚型。DGCR5 亚型-1 可以促进肾透明癌细胞的增殖、迁移和侵袭，机制与调节miR-211-5p 来影响EMT 关键成分蜗牛蛋白及其下游靶点从而抑制E-cadherin 和CLDN7 的表达有关。Li 等［52］在前列腺癌的相关研究中发现DGCR5 在前列腺癌的组织中表达是下调的，低表达DGCR5组的患者5 年总生存率明显较低，DGCR5 通过下调TGF-β1 来减少前列腺癌的干细胞。

3 LncRNA DGCR5 与肿瘤的治疗

3.1 LncRNA DGCR5 与化疗

化学治疗是恶性肿瘤的主要治疗方法之一，但是耐药却是治疗过程中的拦路虎［53］。随着对DGCR5 逐渐深入的研究，人们发现DGCR5 可能是改善恶性肿瘤化疗药物耐药的靶点。有研究证实DGCR5 在胰腺癌5-FU 耐药细胞中的表达水平显著降低，DGCR5 参与调节胰腺癌细胞对5-FU 的反应，降低胰腺癌细胞对5-FU 的耐药性［43］。Liu 等［44］发现DGCR5 的表达与化疗药吉西他滨敏感性呈负相关，下调DGCR5 可增强胰腺癌细胞对吉西他滨的敏感性，抑制DGCR5 的表达可能是胰腺癌对抗吉西他滨耐药性的一种新途径。

3.2 LncRNA DGCR5 与放疗

放疗是恶性肿瘤的重要治疗方法之一。在研究放疗与DGCR5 的关系中，Tang 等［25-26］发现DGCR5与食管癌的放射敏感性有关，敲除DGCR5 通过诱导miR-195 或miR-506 增强了放射敏感性。也有研究表明［54］食管鳞癌中miR-21 的过表达增加了食管鳞状细胞癌对放射线的耐受。而通过总结DGCR5与不同肿瘤的关系，我们均发现DGCR5 与miR-21呈负相关［23，39］。因此，抑制DGCR5 的表达也可能是增加放疗敏感性的一种新途径。

3.3 LncRNA DGCR5 与靶向治疗

近年来，越来越多的肿瘤治疗靶点被发现，靶向治疗地位逐步提高。对携带EGRF 突变的肺腺癌患者，EGFR-TKIs 显示出显著的疗效，但也会出现耐药，进而导致肺癌进展。虽然目前我们已知一部分EGFR-TKIs 的耐药机制，但是对其具体耐药机制仍在探索中。有研究团队［55］建立了4 种对阿法替尼或奥希替尼耐药的肺腺癌细胞系，揭示了lncRNA DGCR5 及lnRNA，CRNDE 在EGFR-TKI 耐药细胞中高表达。RNA 蛋白结合分析发现真核翻译起始因子eIF4A3 与CRNDE 和DGCR5 结合。但是在接下来的实验中抑制DGCR5 的表达并没有改变eIF4A3/MUC1 信号或p-EGFR，同时在转染或不转染DGCR5 siRNA 的情况下都不会显著降低奥希替尼的IC50 值，因此该实验并没有把DGCR5 作为候选lncRNA 进行接下来的实验，但是基于该实验我们可以得知DGCR5 与该实验的候选因子均在靶向药耐药细胞中呈高表达，它也是非常具有潜力的lncRNA，应在未来的研究中继续探索肺癌或其他恶性肿瘤中DGCR5 与靶向药物耐药的具体作用机制，以期待它可以精准治疗恶性肿瘤带来新的思路。

3.4 LncRNA DGCR5 与免疫治疗

随着肿瘤治疗的发展，除了放化疗、靶向治疗之外，免疫治疗时代已经进入了历史舞台，并且随着对以PD-1/PD-L1 为靶点的免疫检查点抑制剂的深入研究，免疫治疗也被逐步推向一线。很多证据表明lncRNA 作为恶性肿瘤潜在的标记物，在调节免疫应答中也发挥了重要的作用。Wu 等［56］发现lncRNA DGCR5 在免疫反应、免疫系统过程和防御反应中起着关键作用，研究结果显示DGCR5 与PD-1、PD-L1、CTLA-4、LAG3、TIM-3 和B7-H3 呈 负 相 关，DGCR5可能通过Wnt/β-catenin 信号通路调节肿瘤的免疫。而Wnt/β-catenin 信号调节肿瘤免疫细胞（如树突状细胞、自然杀伤细胞、细胞毒性T 淋巴细胞等）相互作用，调节肿瘤免疫反应。Li 等［34］同样在研究中发现DGCR5-S 调控T 细胞和Treg 细胞的肿瘤浸润，表明DGCR5-S 可能在免疫监视中发挥作用。过表达的DGCR5-S 或激活了Wnt/β-catenin 信号通路可能对免疫检查点抑制剂治疗不敏感，其可能说明DGCR5-S 及Wnt/β-catenin 与免疫抵抗有关。综上所述，说明DGCR5 在调节这些免疫检查点方面具有潜在作用。

4 总结与展望

越来越多研究证实了恶性肿瘤细胞的发生发展与lncRNA 密切相关，它可作为恶性肿瘤早期诊断、精确治疗和评估预后的潜在靶点［57］。LncRNA DGCR5 是lncRNA 家族的成员之一，也被发现在肿瘤组织和细胞中异常表达，参与恶性肿瘤细胞生长的调控。

通过总结分析近5 年lncRNA DGCR5 与恶性肿瘤的相关研究，我们发现大多研究揭示了DGCR5与microRNAs（miRNAs/miRs）的相互作用。DGCR5作为ceRNA 的潜在靶点作用于肺癌［28］、胃癌［38］、胆囊癌［42］、胰腺导管腺癌［46］等恶性肿瘤。DGCR5通过调控其下游靶点（miR-21、miR-2861、miR-195、miR-506、miR-873-5p、miR-1180、miR-211-5p、miR-330-5p、miR-22-3p、miR-23b、miR-346、miR-3619-5p、miR-320a、miR27a3p 等），调节恶性肿瘤的发生发展，且DGCR5 与这些下游靶点均表现出负相关。同时，我们发现同一靶点也可以作用于不同的恶性肿瘤，如miR-21 作为DGCR5 的靶点作用于鼻咽癌［23］、结直肠癌［39］，miR-211-5p 作为DGCR5 的靶点作用于非小细胞肺癌［29］、肾透明细胞癌［51］等。DGCR5 虽然在不同类型恶性肿瘤细胞或是同一类型恶性肿瘤不同细胞系表达水平存在差异，但却都与microRNAs 呈负相关，而在临近正常组织细胞中却无这样的相互作用，这表明了DGCR5 可能是潜在生物标志物或靶点。LncRNA DGCR5 在恶性肿瘤作用通路也不尽相同，如Wnt/β-catenin信号通路在喉癌、肺癌、胰腺癌、宫颈癌等的作用机制为下调的DGCR5 可能通过抑制Wnt/β-catenin 信号通路及恶性肿瘤细胞EMT 抑制恶性肿瘤细胞的增殖、侵袭和迁移［58］。MEK/ERK1/2 和JNK/p38 MAPK 通路类似，在胆囊癌［42］、胰腺癌［45］中有报道DGCR5 也可激活这些信号通路而致肿瘤进展。与lncRNA DGCR5 相关的信号通路还有很多，但目前研究还未能找到一个能够完全控制癌症的关键节点及信号通路，应该继续深入挖掘，从而全面了解恶性肿瘤的发生机制，让恶性肿瘤的诊治更加精准、轻松、有效。此外，我们观察到lncRNA DGCR5 可能与化疗、靶向、放疗及免疫治疗有很大的相关性。我们可以通过调控lncRNA DGCR5 来抑制化疗药及靶向药耐药、增加放疗及免疫治疗的敏感性。

LncRNA DGCR5 在恶性肿瘤发生、发展、耐药中具有巨大潜力，但是对恶性肿瘤深入具体作用机制的探讨仍比较有限。DGCR5 的表达大多数在体内、体外表达一致，但有研究表明［42］DGCR5 表达在细胞试验中是上调的，而在动物实验中是下调的。LncRNA DCGR5 是作为抑癌或致癌因子作用于恶性肿瘤存在争议，这些看似矛盾的研究结论从侧面证实了在肿瘤发生发展过程中DGCR5 起到了非常复杂的作用，这也可能与它不同的亚型相关［34，47］，我们在进一步的研究中需要区分DCGR5 的不同亚型、探索不同亚型的DCGR5 在恶性肿瘤中的作用机制，开展更多的关于DGCR5 亚型的靶点诊治恶性肿瘤的动物、临床研究，多中心、大量样本研究证实DCGR5 在恶性肿瘤中的具体作用机制，证实DCGR5 对恶性肿瘤诊治的价值，为临床上恶性肿瘤的全程管理提供重要的理论依据。

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