非编码RNA与胃癌相关性研究进展

陈珂珂 唐亮 王燕

摘要：胃癌是全球第五种最常见的恶性肿瘤之一。其发病机制涉及幽门螺杆菌感染、饮食习惯、吸烟、饮酒、家族史、胃病史等。非編码RNA在肿瘤发生发展及预后等方面起重要作用。本文对胃癌相关的miRNA及lncRNA进行综述。以期对胃癌发生、发展及治疗相关的非编码RNA有深入的了解。

关键词：非编码RNA; 胃癌;研究进展

胃癌是仅次于肺癌的世界第二大癌症死亡原因。胃癌的发生是多种因素长期作用的结果，与幽门螺杆菌感染、饮食习惯、吸烟、饮酒、家族史、胃病史等相关。近期研究认为，非编码RNA在肿瘤发生发展及预后等方面起重要作用。本文重点对胃癌相关的miRNA及lncRNA进行综述。以期对胃癌发病的非编码RNA有系统的了解。

一、胃癌相关miRNA

miRNA是一类内源性的非编码RNA，广泛存在于真核生物的细胞内，进化高度保守，是生物体生长发育的主要调节因子，通过对DNA进行直接或间接的调控，进而影响细胞的增殖、分化、凋亡和迁移等多种生物学进程，参与多种恶性肿瘤如消化道肿瘤、妇科肿瘤等的发生、转移及耐药等过程。国内外研究发现，miRNA几乎参与了胃癌发生、发展、诊断、治疗及预后全部过程。

1.1 miRNA与胃癌发生、发展

到目前为止，研究已经确认超过2500条miRNA（miRbase数据库）。它们的异常表达与肿瘤的增殖、入侵、转移、肿瘤生长和凋亡有关。在胃癌的发展中，促癌和抑癌miRNA都扮演着重要的角色。例如，前期的一项研究发现，miR-130在胃癌中过表达。过量的miR-130与TGF-β的3'UTR结合并抑制其表达，促进胃癌的增殖和转移[1]。实验发现miR-1266、miR-1207-5p和miR-1182在胃癌中表现出相对较低的表达，并促进癌细胞的增殖和转移。进一步研究发现，miR-1266和miR-1207-5p与HTERT的3′UTR结合，可以抑制其表达和癌细胞的增殖及转移[2]。然而，miR-1182不能与HTERT的3'UTR结合，却能通过针对它的开放阅读框（ORF）区域来抑制HTERT的表达[3]。这一结果表明，miRNA与其目标基因3'UTR总是结合在一起。

miRNA对于肿瘤的生长也起着重要作用。过多表达的miR-24可以通过抑制BCL的表达来促进胃癌的生长和抑制凋亡[4]。研究发现SIRT7能显著抑制胃癌miR-34a的表达，最终促进肿瘤生长，抑制细胞凋亡[5]。研究发现，miRNA簇（miR-15b、miR-16、miR-34、miR-181b、miR-181c和miR-497）在胃癌中表现出相对较低的表达，并促进了抑制凋亡的BCL-2的表达[6]。

1.3.2.2 miRNA与胃癌诊断

肿瘤诊断是影响肿瘤进展、复发和死亡风险的一个重要过程。因此，探讨各种类型癌症的早期检测方法或筛查方法是必须的。目前，许多研究都集中在探索癌症检测和进展的生物标志物。研究证实，在胃癌患者的血浆和血清中有大量的miRNA表达[7]。例如，在胃癌患者的血清中，miR-223、miR-233、miR-378、miR-421、miR-451、miR-486-5p和miR-199-3p的表达过多[8-9]。Wang等发现，miR-233在胃癌患者血清中的表达过量[10]。血清miR-233的表达水平与肿瘤分化程度、TNM期、肿瘤大小及转移状态呈正相关[8]。相反，胃癌患者血清中的Let-7a、miR-375、miR-20a-5p和miR-320的表达相对减少[11-12]。先前的一项研究表明，与健康对照相比，let-7a在胃癌患者血浆中的表达相对较低，而miR-17-5p、miR-106a、miR-106b和miR-21在胃癌血浆中的表达明显升高[13]。Tang等还发现，let-7a在胃癌组织中被抑制。在体内和体外实验表明，let-7a的过度表达明显抑制了PMK2的表达，抑制了肿瘤的增殖、迁移和侵袭[14]。这些研究表明miRNA是一个有趣的诊断生物标志物。然而，需要大规模的临床研究来证明miRNA可以作为胃癌的诊断生物标志物。

1.3.2.3 miRNA与胃癌治疗

最近的研究发现，基于miRNA的癌症治疗可能是一条充满希望和挑战性的道路。一方面，过多的抑制或抑制肿瘤的药物可以通过抑制相应信号通路来抑制肿瘤的发展[15]。例如，miR-34抑制了乳腺癌、肝癌、肺癌和胃癌等一些肿瘤中的miRNA[16-17]。最近，一个miR-34（美国miRNA疗法）的临床试验构建了miR-34类似物，以恢复miR-34在癌细胞中的表达。在一期临床试验中，该制剂被用于治疗其他癌症的肝癌和肝转移[18]。同时，在非小细胞肺癌的临床前研究中，MRX34治疗显著降低了检查点信号PD-l1的表达，增加了肿瘤组织中的CD8+细胞浸润[19]。然而，由于在患者中观察到多种与免疫相关的严重副作用，MRX34临床试验于2016年停止。所以MRX34的安全性仍需进一步研究。

另一方面，miRNA在抗药性中也扮演了关键角色。越来越多的研究表明，miRNA能显著影响药物转运者、药物代谢酶、转录因子和核受体。Yang和他的同事发现miR-21在顺铂耐药细胞系SGC7901中表达过多。降低miR-21的表达能显著提高顺铂诱导的抗增殖作用和凋亡[20]。xia等发现，miR-15/miR-16家族在胃癌细胞的多药耐药（MDR）中有显著下降。miR-15的表达大大降低了BCL2的表达，BCL2通过调节细胞凋亡来逆转胃癌细胞中的MDR[21]。然而，仍然有一些问题需要考虑，因为一个miRNA可以针对多个基因和信号，偏离目标的效果是出乎意料的。因此，基于miRNA治疗系统的研究应具有更好的特异性。

二、胃癌相关LncRNA

LncRNA是一类长度大于200nt，不具备蛋白质编码功能，但具有广泛的基因表达调控作用的非编码RNA分子。LncRNA的异常表达会导致一些癌基因与抑癌基因的异常表达。因此，LncRNA与肿瘤的发生、发展、预后及耐药性有关。

1.3.3.1 LncRNA在转录水平上调控基因表达

先前的研究表明，38%的LncRNA與至少一个组织蛋白修饰复合物合作，诱导DNA甲基化和染色质修饰，最终导致目标miRNA表达的沉默[22]。胃癌患者的lncRNA HOXA11-AS高表达与预后不良有关。降低HOXA11的表达能显著降低胃癌细胞增殖，促进细胞凋亡。另一项研究发现，HOXA11作为一种支架，在转录水平上减少KLF2和PRSS8的表达，因为它可以直接与RNA结合蛋白PRC2，LSD1和DNMT1结合[23]。表观遗传学沉默在转录水平上表达miRNA可促进胃癌的进展。先前的研究已经发现，lncRNA HOTAIR过表达会导致胃癌的发展，并预后不良。进一步研究证明，HOTAIR与EZH2和SUZL2结合形成了一个复合物，直接与miR-34a启动子结合，通过H3K27me3修饰使其表达保持沉默[24]。

lncRNA还通过直接与其miRNA相互作用来调节目标基因的表达。Xu等发现，在胃癌中核因子SP1的高表达，并与IncRNA TINCR的启动子结合以促进其表达。抑制TINCR的表达可显著降低癌细胞的增殖、癌变和凋亡[25]。

1.3.3.2 lncRNA在转录后水平调控基因表达

miRNA在转录后水平亦可调控目标基因表达。因此，高表达的IncRNA可以与miRNA竞争结合，作为海绵，诱导miRNA功能失调和促进癌症进展。实验表明，miR-1207-5p在胃癌中的表达较低。miR 1207-5p的过量表达与hTERT的3'UTR联合抑制其表达，显著抑制癌细胞的增殖和转移[26]。

lncRNA也在转录后水平调节蛋白质稳定，以促进胃癌的进展。Xu等证明，lncRNA PVT1的启动子区包含转录因子FOXM1结合位点。FOXM1在胃癌中的高表达可显著诱导PVT1的表达[27]。

参考文献

1. Duan J， Zhang H， Qu Y， et al. Onco-miR-130 promotes cell proliferation and migration by targeting TGFβR2 in gastric cancer：. Oncotarget， 2016， 7（28）：44522-44533.

2. Chen L， Lu MH， Zhang D， Hao NB， Fan YH， Wu YY， Wang SM， Xie R， Fang DC， Zhang H， Hu CJ， Yang SM. miR-1207-5p and miR-1266 suppress gastric cancer growth and invasion by targeting telomerase reverse transcriptase. Cell Death Dis， 2014， 5：e1034.

3. Zhang D， Xiao YF， Zhang JW， Xie R， Hu CJ， Tang B， Wang SM， Wu YY， Hao NB， Yang SM. miR-1182 attenuates gastric cancer proliferation and metastasis by targeting the open reading frame of hTERT. Cancer Lett， 2015， 360：151–159.

4. Zhang H， Duan J， Qu Y， Deng T， Liu R， Zhang L， Bai M， Li J， Ning T， Ge S， Wang X， Wang Z， Fan Q， et al. Onco-miR-24 regulates cell growth and apoptosis by targeting BCL2L11 in gastric cancer. Protein & cell， 2016， 7：141–151.

5. Zhang S， Chen P， Huang Z， Hu X， Chen M， Hu S， Hu Y， Cai T. Sirt7 promotes gastric cancer growth and inhibits apoptosis by epigenetically inhibiting miR-34a. Sci Rep， 2015， 5：9787.

6. Nishizawa T， Suzuki H. The role of microRNA in gastric malignancy. Int J Mol Sci， 2013， 14：9487–9496.

7. Liu HS， Xiao HS. MicroRNAs as potential biomarkers for gastric cancer. World J Gastroenterol， 2014， 20：12007–12017.

8. Wang H， Wang L， Wu Z， Sun R， Jin H， Ma J， Liu L， Ling R， Yi J， Wang L， Bian J， Chen J， Li N， et al. Three dysregulated microRNAs in serum as novel biomarkers for gastric cancer screening. Med Oncol， 2014， 31：298.

9. Wu J， Li G， Yao Y， Wang Z， Sun W， Wang J. MicroRNA-421 is a new potential diagnosis biomarker with higher sensitivity and specificity than carcinoembryonic antigen and cancer antigen 125 in gastric cancer. Biomarkers， 2015， 20：58–63.

10. Li BS， Zhao YL， Guo G， Li W， Zhu ED， Luo X， Mao XH， Zou QM， Yu PW， Zuo QF， Li N， Tang B， Liu KY， et al. Plasma microRNAs， miR-223， miR-21 and miR-218， as novel potential biomarkers for gastric cancer detection. PloS one， 2012， 7：e41629.

11. Zhang WH， Gui JH， Wang CZ， Chang Q， Xu SP， Cai CH， Li YN， Tian YP， Yan L， Wu B. The identification of miR-375 as a potential biomarker in distal gastric adenocarcinoma. Oncol Res， 2012， 20：139–147.

12. Xu Q， Dong QG， Sun LP， He CY， Yuan Y. Expression of serum miR-20a-5p， let-7a， and miR-320a and their correlations with pepsinogen in atrophic gastritis and gastric cancer： a case- control study. BMC Clin Pathol， 2013， 13：11.

13. Tsujiura M， Ichikawa D， Komatsu S， Shiozaki A， Takeshita H， Kosuga T， Konishi H， Morimura R， Deguchi K， Fujiwara H， Okamoto K， Otsuji E. Circulating microRNAs in plasma of patients with gastric cancers. Br J Cancer， 2010， 102：1174–1179.

14. Tang R， Yang C， Ma X， Wang Y， Luo D， Huang C， Xu Z， Liu P， Yang L. MiR-let-7a inhibits cell proliferation， migration， and invasion by down-regulating PKM2 in gastric cancer. Oncotarget， 2016， 7：5972–5984.

15. Wang R， Ma J， Wu Q， Xia J， Miele L， Sarkar FH， Wang Z. Functional role of miR-34 family in human cancer. Curr Drug Targets， 2013， 14：1185–1191.

16. Farooqi AA， Fayyaz S， Shatynska-Mytsyk I， Javed Z， Jabeen S， Yaylim I， Gasparri ML， Panici PB. Is miR-34a a Well-equipped Swordsman to Conquer Temple of Molecular Oncology？ Chem Biol Drug Des， 2016， 87：321–334.

17. Misso G， Di Martino MT， De Rosa G， Farooqi AA， Lombardi A， Campani V， Zarone MR， Gulla A， Tagliaferri P， Tassone P， Caraglia M. Mir-34： a new weapon against cancer？ Mol Ther Nucleic Acids， 2014， 3：e194.

18. Beg MS， Brenner AJ， Sachdev J， Borad M， Kang YK， Stoudemire J， Smith S， Bader AG， Kim S， Hong DS. Phase I study of MRX34， a liposomal miR-34a mimic， administered twice weekly in patients with advanced solid tumors. Invest New Drugs， 2017， 35：180–188.

19. Cortez MA， Ivan C， Valdecanas D， Wang X， Peltier HJ， Ye Y， Araujo L， Carbone DP， Shilo K， Giri DK， Kelnar K， Martin D， Komaki R， et al. PDL1 Regulation by p53 via miR-34. J Natl Cancer Inst， 2016， 108.

20. Yang SM， Huang C， Li XF， Yu MZ， He Y， Li J. miR-21 confers cisplatin resistance in gastric cancer cells by regulating PTEN. Toxicology， 2013， 306：162–168.

21. Xia L， Zhang D， Du R， Pan Y， Zhao L， Sun S， Hong L， Liu J， Fan D. miR-15b and miR-16 modulate multidrug resistance by targeting BCL2 in human gastric cancer cells. Int J Cancer， 2008， 123：372–379.

22. Shi X， Sun M， Liu H， Yao Y， Song Y. Long non-coding RNAs： a new frontier in the study of human diseases. Cancer Lett. 2013， 339：159–166.

23. Sun M， Nie F， Wang Y， Zhang Z， Hou J， He D， Xie M， Xu L， De W， Wang Z， Wang J. LncRNA HOXA11-AS Promotes Proliferation and Invasion of Gastric Cancer by Scaffolding the Chromatin Modification Factors PRC2， LSD1， and DNMT1. Cancer Res， 2016， 76： 6299–6310.

24. Liu YW， Sun M， Xia R， Zhang EB， Liu XH， Zhang ZH， Xu TP， De W， Liu BR， Wang ZX. LincHOTAIR epigenetically silences miR34a by binding to PRC2 to promote the epithelial-to-mesenchymal transition in human gastric cancer. Cell Death Dis， 2015， 6：e1802.

25. Xu TP， Liu XX， Xia R， Yin L， Kong R， Chen WM， Huang MD， Shu YQ. SP1-induced upregulation of the long noncoding RNA TINCR regulates cell proliferation and apoptosis by affecting KLF2 mRNA stability in gastric cancer. Oncogene， 2015， 34：5648–5661.

26. Lu MH， Tang B， Zeng S， Hu CJ， Xie R， Wu YY， Wang SM， He FT， Yang SM. Long noncoding RNA BC032469， a novel competing endogenous RNA， upregulates hTERT expression by sponging miR-1207-5p and promotes proliferation in gastric cancer. Oncogene， 2016， 35：3524–3534.

27. Xu MD， Wang Y， Weng W， Wei P， Qi P， Zhang Q， Tan C， Ni SJ， Dong L， Yang Y， Lin W， Xu Q， Huang D， et al. A Positive Feedback Loop of lncRNA-PVT1 and FOXM1 Facilitates Gastric Cancer Growth and Invasion. Clin Cancer Res， 2017， 23：2071–2080.

通訊作者：王燕，实验师，研究方向为多基因疾病发病机制研究。本项目受湖南省教育厅科研基金资助（19C0201）