lncRNA在胃癌中作用及其機制的研究進展

袁玉剛， 李學良

1.南京醫科大學，江蘇 南京 211166； 2.南京醫科大學第一附屬醫院消化內科

胃癌是世界上第五大惡性腫瘤，每年的新發病例超過100萬，胃癌明確診斷時常常已發展至晚期，死亡率高，是全球第三大癌癥死亡原因[1]。胃癌的診斷主要是通過內窺鏡檢查，確定腫瘤在胃內的部位及其宏觀類型，并進行組織學活檢以確診[2]。早期胃癌一般可以通過內鏡下治療實現整塊切除或完全切除[3]，而進展期胃癌的臨床治療手段主要包括手術治療、化學治療、靶向治療，但研究[4]表明，進展期胃癌即使經過手術治療，5年生存率僅約20%。因此，我們需要尋找有效的血清生物標志物為進展期胃癌的治療方案提供指導，現有的胃癌腫瘤標志物有CEA、CA19-9、CA72-4等，它們對胃癌診斷的特異度和靈敏度均不高[5]，也不能指導臨床醫師選擇治療方案。近年的研究發現，長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA，lncRNA)、miRNA、循環腫瘤細胞(circulating tumor cell，CTC)等新的生物標志物在腫瘤的發生發展過程中可起到調節作用[6]，這或許能為胃癌的診斷及治療提供新的方向。

研究表明，人類基因組中編碼RNA只占轉錄總量的很小一部分，其余均為非編碼RNA(non-coding RNA，ncRNA)[7]。越來越多的研究發現ncRNA可能在細胞生長發育過程中發揮重要作用[8]。

1 lncRNA概述

ncRNA中長度大于200 nt的為lncRNA。lncRNA調控基因表達的機制較為復雜。據研究，lncRNA介導的基因表達可能發生在轉錄和/或轉錄后水平。在轉錄水平上，lncRNA可能通過與轉錄復合物或參與轉錄的DNA元件如啟動子等相互作用發揮其生理功能；在轉錄后水平上，其調控主要涉及mRNA的穩定性[9]。已有研究發現，部分lncRNA的異常表達，包括H19、TUSC7、MEG3和MALAT1，均能調控胃癌細胞增殖、細胞周期、凋亡、侵襲、遷移、轉移和致瘤性[10]。本文旨在介紹lncRNA在胃癌發生發展及靶向治療中的研究進展(見表1)。

表1 本文所提及的lncRNA及其異常表達和調節的惡性行為

2 胃癌中上調的lncRNA

2.1 HOXA-AS3近期一項納入了82對胃癌組織和配對癌旁正常組織的對照研究提示其在胃癌中起到調節作用，該研究發現胃癌細胞和組織中的HOXA-AS3表達顯著上調，并且HOXA-AS3的水平與腫瘤大小、淋巴結轉移、侵襲深度和幽門螺桿菌感染狀態相關，而敲除HOXA-AS3抑制了胃癌細胞的體外增殖、遷移和侵襲以及體內腫瘤細胞轉移。這一現象進一步肯定了HOXA-AS3的調節作用。他們還發現HOXA-AS3能夠結合miR-29a-3p，從而調節LTβR的表達并調節胃癌中的NF-κB信號，從而為胃癌的治療提供了新的靶向，也為早期胃癌的診斷提供了新的方向[11]。

2.2 NKX2-1-AS1Teng等[12]的研究通過對178例胃癌患者配對腫瘤/非腫瘤組織的qRT-PCR結果，發現NKX2-1-AS1在胃癌組織中上調，其下游靶點miR-145-5p表達下調，SERPINE1上調。對不同臨床亞組的進一步分析表明，NKX2-1-AS1的過表達與腫瘤的TNM分期和淋巴結轉移顯著相關。此外SERPINE1高表達的患者表現出更短的總生存期(overall survival，OS)。而在NKX2-1-AS1敲除或過表達后，胃癌細胞的細胞周期和凋亡率無顯著變化。這些臨床數據分析均提示NKX2-1-AS1的過表達與胃癌相關，并可能在胃癌轉移和腫瘤進展中起作用。NKX2-1-AS1和SERPINE1可能是胃癌患者的潛在預后預測因子。NKX2-1-AS1過表達可調節胃癌細胞的生長、遷移和侵襲；然而，它對胃癌細胞周期和凋亡可能無影響。此外，研究還發現NKX2-1-AS1在體內外均可促進胃癌細胞增殖和腫瘤血管生成，其機制可能是NKX2-1-AS1直接靶向下調miR-145-5p以上調SERPINE1，同時激活血管內皮生長因子受體-2(vascular endothelial growth factor receptor-2，VEGFR-2)信號通路，即NKX2-1-AS1/miR-145-5p/SERPINE1軸通過激活VEGFR-2信號通路調節胃癌的增殖、轉移、侵襲和血管生成。這項研究表明，NKX2-1-AS1可能成為胃癌新的預后指標和潛在的治療靶點。另有研究發現，NKX2-1AS1通過負向調節CD274/PD-L1和細胞-細胞相互作用來抑制癌細胞的遷移[13]。

2.3 MALAT1Dai等[14]的研究發現MALAT1高表達是胃癌患者OS的獨立危險因素。MALAT1促進胃癌細胞遷移和侵襲。MALAT1可通過調節細胞周期中G1/S期的過渡促進胃癌增殖，影響細胞周期進程。機制水平上MALAT1可能通過PI3K/AKT通路參與胃癌的遷移和侵襲。進一步研究發現，MALAT1過表達可促進胃癌細胞對順鉑的耐藥，提示其可能是預測胃癌化療預后的生物標志物，但其導致順鉑耐藥的機制在文中尚未明確。Zhu等[15]的研究發現，H2可顯著抑制體內胃腫瘤的生長和胃癌細胞的增殖、遷移及lncRNA MALAT1和EZH2的表達，同時上調miR-124-3p的表達。MALAT1過表達消除了H2的所有上述影響。提示miR-124-3p可消除MALAT1促進EZH2的表達和胃癌細胞的增殖和遷移作用。Zhang等[16]的研究發現，敲除MALAT1可通過抑制ZFP91而上調miR-22-3p，從而抑制胃癌細胞生長和對奧沙利鉑(Oxaliplatin,OXA)耐藥，并誘導細胞凋亡，提示MALAT1/miR-22-3p/ZFP91軸在胃癌/OXA耐藥過程中起重要調控作用。已有研究[17]發現，MALAT1有兩個單核苷酸多態性(single nucleotide polymorphism，SNP),即rs619586和rs3200401。而Hong等[18]的研究發現，僅rs3200401與男性患者、分化型及腸型胃癌發生風險增加有關，而rs619586在任何按年齡、性別和臨床特征分層的分析中均顯示與胃癌風險無相關性。

2.4 LIFR-AS1LIFR-AS1在胃癌組織和細胞中的表達水平顯著升高，miR-29a-3p的表達與LIFR-AS1的表達呈負相關。敲除LIFR-AS1可抑制胃癌細胞的增殖、侵襲和遷移，誘導胃癌細胞凋亡。其機制可能是LIFR-AS1通過下調miR-29a-3p促進了下游COL1A2的表達，進一步導致了胃癌的進展，可能成為胃癌的潛在治療靶點[19]。Wang等[20]的研究提示，LIFR-AS1的高表達與腫瘤體積較大、淋巴結轉移、較高TNM分期呈正相關。生存分析顯示，LIFR-AS1表達升高與較短的OS和無病生存期(disease-free survival，DFS)相關。多因素分析進一步證實了高表達的LIFR-AS1是胃癌患者預后不良的獨立預測指標。也進一步佐證了LIFR-AS1過表達促進胃癌的惡性行為這一觀點。

2.5 NEAT1在胃癌中NEAT1的表達顯著增加與較高的NEAT1水平提示預后不良。NEAT1沉默顯著抑制體內和體外細胞增殖，并誘導細胞凋亡。NEAT1直接結合BRG1，調節GADD45A啟動子中的H3K27me3和H3K4me3，以調節GADD45A依賴性G2/M細胞周期進程。BRG1在胃癌中顯著上調并與預后呈負相關，提示NEAT1在促進胃癌發生中的重要作用，并表明NEAT1可能是胃癌的診斷和治療靶點。其研究還發現NEAT1可能與BRG1和EZH2相互作用。其進一步研究則發現NEAT1不能影響BRG1的表達，說明NEAT1可能通過BRG1的協同作用促進胃癌增殖。其機制研究NEAT1可以通過直接與BRG1相互作用并將其招募到胃癌中GADD45A的啟動子區來表觀遺傳地降低GADD45A的表達。調節GADD45A啟動子的組蛋白甲基化，從而對胃癌進展發揮致癌作用。因此，NEAT1/BRG1/GADD45A軸可能成為有前途的胃癌治療靶點[21]。Yang等[22]研究發現，miR-1224-5p在體外通過下調RSF1抑制胃癌細胞的惡性。NEAT1的表達水平與RSF1呈正相關，進一步研究發現NEAT1的調控功能是通過miR-1224-5p/RSF1軸來刺激胃癌細胞的進展。Ji等[23]的研究則發現，我國漢族人NEAT1的基因分型有四種SNP：rs550894、rs3825071、rs580933和rs7943779。其中僅rs3825071和rs7973779與胃癌風險增加相關。Gao等[24]的研究發現,NEAT1作為miR-365a-3p的分子海綿，抑制miR-365a-3p的表達，進一步通過上調ABCC4促進胃癌的疾病進展。

2.6 XISTLi等[25]的研究發現，在胃癌中降低XIST表達可抑制腫瘤形成能力、細胞增殖和遷移，促進細胞凋亡。過表達miR-132可在促進胃癌細胞凋亡的同時抑制腫瘤形成和細胞增殖，而沉默XIST可逆轉miR-132對胃癌的抑制作用。進一步研究發現miR-132可以特異性地下調PXN表達。XIST可以競爭性地結合miR-132并上調PXN。已有研究發現過表達PXN可促進胃癌的成瘤能力、細胞增殖和遷移，但抑制細胞凋亡[26]。而XIST沉默則中和了PXN對細胞生長、遷移和致瘤性的促進作用以及對細胞凋亡的抑制作用。XIST的缺失可以通過上調miR-132和抑制PXN來抑制胃癌的進展。Li等[27]進一步研究發現，沉默的XIST在體外和體內均可抑制胃癌的進展。過表達的XIST和EPHA1對細胞增殖和侵襲有逆轉作用。NF-κB通路抑制劑可抵消XIST介導的胃癌細胞增殖和侵襲作用。另外，此研究在機制層面揭示了XIST增加了HNF4A在EPHA1啟動子區域的富集，從而促進了胃癌的惡化。Zheng等[28]的研究發現，敲除XIST可通過上調miR-337，進一步對JAK2的體外表達具有負調控作用，從而抑制胃癌細胞的增殖和遷移。

2.7 LINC00659有研究[29-30]發現，LINC00659可通過miR-342-3p/ANXA2軸促進結腸癌細胞。敲除LINC00659基因可通過抑制細胞周期進程和誘導細胞凋亡來顯著抑制結腸癌生長而且可以加速奧沙利鉑治療后結腸癌細胞的凋亡。Sheng等[31]的研究發現，LINC00659在胃癌中高表達并與調控細胞增殖、促進細胞侵襲有關。相關性分析提示LINC00659表達水平與腫瘤分期、淋巴結轉移呈正相關，而與年齡、性別和組織學分化無關。多因素回歸分析顯示，淋巴結轉移、腫瘤分期、LINC00659表達水平是胃癌患者的獨立預后預測指標。對細胞活力檢測發現，si-LINC00659組細胞周期調控關鍵蛋白p21、Cyclin E、Cyclin D和CDK2的表達顯著低于si陰性組。LINC00659可以通過促進SUZ12的表達來調控細胞周期和胃癌侵襲。實驗發現，過表達SUZ12可以抵消LINC00659下調所造成的影響，細胞周期調控關鍵蛋白表達增加，且可激活PI3K信號。這些結果提示SUZ12可通過促進細胞周期蛋白表達和激活PI3K信號促進腫瘤的惡性行為，發現了LINC00659在胃癌中的作用機制。

2.8 C1RL-AS1Wu等[32]的研究發現，C1RL-AS1在胃癌組織中表達上調，進一步的體外功能檢測表明，沉默C1RL-AS1可降低胃癌細胞的增殖和遷移能力，促進胃癌細胞的凋亡和衰老。隨后對其機制研究表明Wnt/β-catenin參與了C1RL-AS1介導的信號轉導。lncRNA C1RL-AS1可能通過AKT/β-catenin通路上調c-Myc發揮促進胃癌惡性表型作用。盡管有研究提示C1RL-AS1低表達組和高表達組的生存曲線有趨勢差異[33]，但差異無統計學意義。但此研究發現高表達C1RL-AS1的Ⅲ期胃癌患者比低表達的患者DFS和OS更短。臨床病理特征分析顯示，C1RL-AS1表達與pT分期和pN狀態相關。這些均提示C1RL-AS1高表達與不良預后有關。

2.9 SNHG11已有研究發現，SNHG11在缺氧條件下通過上調HIF-1α靶基因如AK4、ENO1、HK2和Twist1的表達可促進結腸癌細胞遷移[34]。也可通過激活Wnt/β-catenin通路促進肺癌的生長及轉移[35]。Wu等[36]的研究發現SNHG11在胃癌中的作用，其在胃癌中上調，且與患者預后不良有關。SNHG11在功能上促進了胃癌細胞的自噬，促進細胞增殖、干細胞分化、遷移、侵襲和上皮-間充質轉化。SNHG11通過與Cullin4A(CUL4A)相互作用，誘導GSK-3β泛素化，進一步激活Wnt/β-catenin通路。另一方面，SNHG11以依賴ATG12的方式調節自噬，而SNHG11通過這兩條途徑參與胃癌細胞的惡性行為。因此，發現SNHG11是胃癌中的一種腫瘤相關lncRNA(onco-lncRNA)，有可能成為胃癌的預后和治療靶點。

3 在胃癌中下調的lncRNA

3.1 LINC01089Guo等[37]的研究發現，LINC01089在胃癌細胞中的表達明顯下調，且LINC01089的低表達與腫瘤大小、T分期以及淋巴轉移有相關性。過表達LINC01089顯著阻礙了胃癌細胞的增殖、遷移和侵襲。這提示LINC01089在胃癌中是一種腫瘤抑制因子。其研究還發現胃癌組織中miR-27a-3p的高表達與較高的T分期顯著相關，提示其可能促進了胃癌的進展。TET1在胃癌組織中的欠表達與腫瘤大小、淋巴轉移和癌組織分化差顯著相關。研究中發現其機制可能是LINC01089的下調導致了胃癌組織中miR-27a-3p的上調，而TET1是miR-27a-3p的下游靶點，進一步下調TET1的表達，這提示LINC01089/miR-27a-3p可能通過TET1調控胃癌進展。TET1在胃癌組織中的表達低于非腫瘤組織，敲除TET1可通過調控PTEN或p53-EZH2通路增強胃癌細胞的增殖、遷移和侵襲[38]。也有研究提示LINC01089作為miR-27a的ceRNA，可抑制SFRP1/Wnt/β-catenin信號通路，在細胞增殖和遷移中發揮重要作用[39]。這肯定了其作為非小細胞肺癌診斷和治療的生物標志物的潛力。Wang等[40]的研究則提出LINC01089通過競爭性結合miR-145-5p來上調SOX9的表達，進一步促進了胃癌細胞的增殖。這些均肯定了LINC01089在腫瘤中的調節作用。

3.2 GASL1Liu等[41]的研究發現，GASL1可抑制胃癌細胞的增殖及轉移，對其作用的機制研究發現GASL1可作為miR-106a的分子海綿，負向調控miR-106a的表達，并進一步抑制PI3K/AKT和ras/raf/MEK/ERK信號通路，發揮其作用。而其在胃癌中低表達，促進了胃癌細胞的增殖和轉移。另有研究發現，GASL1通過抑制Wnt/β-catenin信號通路抑制胃癌生長，并通過ROC曲線分析評價血清GASL1在區分胃癌患者與正常對照者的診斷價值，發現低血清GASL1有作為胃癌診斷的生物標志物的潛在價值[42]。Wang等[43]的研究則提示，胃癌術后低表達的GASL1可減輕對TGF-β1的抑制作用，從而促進了胃癌的復發。

3.3 HAND2-AS1Yu等[44]的研究發現，HAND2-AS1在胃癌中低表達，可促進胃癌細胞遷移、侵襲，但抑制胃癌細胞凋亡。就其作用機制的研究發現miR-769-5p為HAND2-AS1的下游靶點，HAND2-AS1的低表達減輕了對miR-769-5p的抑制，從而進一步抑制miR-769-5p的下游靶點TCEAL7。TCEAL7是調控NF-κB通路的抑癌基因[45]，為胃癌的治療提供了新的靶點。

3.4 lnc-CTSLP4Pan等[46]通過43對胃癌組織與癌旁非腫瘤組織對比，發現胃癌組織中lnc-CTSLP4的表達明顯降低，還發現其低表達與胃癌的EMT、遷移和侵襲相關。對其調節機制的研究提示lnc-CTSLP4與Hsp90a結合，通過募集ZFP91促進HNRNPAB蛋白的降解，進而抑制HNRNPAB介導的Snail及N-cadherin的蛋白表達來抑制胃癌細胞的EMT。多因素Cox分析提示lnc-CTSLP4是與OS相關的獨立預后危險因素。lnc-CTSLP4是一種強大的EMT抑制因子，可能成為治療轉移性胃癌的替代靶點。

3.5 BX357664Liang等[47]檢測50對胃癌患者癌組織和鄰近非癌組織中BX357664的水平，發現胃癌標本中BX357664水平低于鄰近的非癌組織，且與腫瘤大小和TNM分期相關。BX357664的上調抑制胃癌細胞的增殖、遷移和侵襲，但促進凋亡。BX357664作為miR-183-3p ceRNA來靶向和調節PTEN的表達并影響PI3K/AKT途徑。這些結果表明BX357664可以通過miR-183-3p/PTEN/PI3K/AKT途徑抑制胃癌的增殖和遷移，這可能成為未來胃癌治療的潛在靶點。

4 表達尚有爭議的lncRNA

4.1 CRNDEZhang等[48]的研究則發現，CRNDE在胃癌組織中低表達，且在自噬調節中起到關鍵作用，強調了CRNDE作為胃癌化療耐藥的潛在預后標志物和治療靶點的意義。在基礎化療方案下，CRNDE高表達患者的預后明顯優于CRNDE低表達患者的預后。CRNDE的表達與胃癌組織對化療藥物的敏感性呈正相關。而在機制水平上，CRNDE誘導蛋白酶體泛素化依賴的富含絲氨酸和精氨酸的剪接因子6(serine and arginine rich splicing factor 6，SRSF6)降解，SRSF6屬于剪接因子SR家族，并有助于自噬誘導的胃癌細胞化療耐藥性。越來越多的證據表明，在化療壓力下，自噬可以促進癌細胞的存活，增加耐藥性[49]。進一步研究表明，SRSF6的功能依賴于磷脂酰肌醇結合網格蛋白裝配蛋白(phosphatidylinositol binding clathrin assembly protein，PICALM)的剪接。此外，此研究中對CRNDE功能和/或機制的研究表明，CRNDE可能通過與SRSF6結合并降低其蛋白質穩定性，從而減少PICALM mRNA的選擇性剪接，在自噬介導的化學抗性中起關鍵作用。當胃癌患者在化療過程中出現化療耐藥時，可以通過恢復CRNDE的表達來改善化療效果。然而Du等[50]的研究發現，CRNDE高表達與浸潤深度、TNM分期、淋巴結轉移相關。CRNDE高表達促進胃癌細胞的增殖、侵襲和遷移，且預示胃癌患者顯著預后不良。而機制上CRNDE可通過調控PI3K/Akt通路抑制細胞增殖、遷移和侵襲。已有研究發現miR-145通過下調人胃癌中的E2F3抑制腫瘤進展和轉移，CRNDE通過抑制miR-145的作用，消除了miR-145誘導的E2F3抑制，參與調控胃癌細胞增殖、遷移和侵襲功能[51]。因此，CRNDE有望為胃癌的診斷和治療提供新的治療方法及靶點。

4.2 HCP5Chen等[52]通過qRT-PCR檢測了62對胃癌組織及相應癌旁正常組織中HCP5的表達，發現與癌旁正常組織相比，胃癌組織中的HCP5明顯下調。進一步研究發現HCP5表達與胃癌患者的OS呈負相關，并且明顯抑制癌細胞侵襲。提示HCP5可以作為一種有前景的預后生物標志物。而對其作用機制研究則發現，HCP5可以與miR-106b-5p相互作用，部分阻斷miR-106b-5p的作用，進而通過上調miR-106b-5p的靶基因p21抑制胃癌增殖、遷移和侵襲。因此，HCP5/miR-106b-5p/p21軸望成為臨床應用于胃癌治療的一個有前景的治療靶點。Yin等[53]的研究發現，沉默HCP5可上調miR-299-3p，可進一步下調SMAD5，進而抑制胃癌細胞的增殖、侵襲、遷移，促進細胞凋亡。Zhang等[54]研究揭示了HCP5/miR-519d/HMGA1軸在調節胃癌進展和順鉑耐藥中的作用。他們發現沉默HCP5可以通過在胃癌組織中減少對miR-519d的吸附，以降低HMGA1的表達，進而抑制了胃癌細胞的增殖，提高了對順鉑的敏感性。提示HCP5與胃癌的發展和化療耐藥性密切相關，為胃癌的治療提供一種有前景的治療選擇。Wu等[55]的研究發現，HCP5過表達增強了胃癌細胞的增殖，而miR-3619-5p過表達則抑制了胃癌細胞的增殖，進一步研究發現miR-3619-5p與HCP5可相互作用，高表達的miR-3619-5p可抵消HCP5過表達對胃癌細胞化療耐藥的促進作用，說明miR-3619-5p在胃癌細胞中起化學增敏作用，HCP5通過miR-3619-5p調控胃癌細胞的化療耐藥。HCP5可減弱FOLFOX方案的抗腫瘤作用，提示靶向HCP5可能是提高胃癌化療療效，改善預后的一種新途徑。

5 總結與展望

現階段尋找新的具有高靈敏度和高特異度的生物標志物是篩查胃癌的又一方向，大量實驗證實lncRNA的異常表達在腫瘤的發生發展過程中有其特有的調控機制，且在血液中可檢測到其異常表達程度，這使得以一種lncRNA或幾種lncRNA聯合檢測的結果實現診斷胃癌成為可能。然而lncRNA的異常表達在不同惡性腫瘤中是否具有特異性尚不能確定，所以僅僅依據其過表達或低表達也許并不能達到臨床早期診斷的需求，在不同部位的腫瘤、同一部位不同病理類型及同一病理類型處于不同分期的腫瘤組織或血液中，lncRNA異常表達的程度是否不同，還有待進一步的研究證實。隨著生物信息工程的發展與成熟的PCR等傳統生物技術的結合，越來越多的lncRNA的作用機制已被發現，lncRNA的異常表達可影響腫瘤的惡性行為以及化療耐藥性，這提示通過對特定lncRNA表達的檢測可以指導臨床對胃癌的治療方式，如放化療方案、光動力治療、內鏡下切除或手術切除等，甚至以分子靶向藥物逆轉lncRNA的異常表達以改善胃癌的預后。部分lncRNA的異常表達程度在不同研究中提示不同結果，如HCP5，部分研究發現其在胃癌中過表達[55]，另有報道[52]稱其下調，這也提示了一種lncRNA以多種機制分別調節胃癌的侵襲、轉移、耐藥性等多種惡性行為，過表達與低表達也許可調節不同的惡性行為，也為接下來的研究提供了新的方向。