长链非编码RNA对胃癌发生发展和预后的影响及临床意义

许潇月， 于韶荣， 沈波， 冯继锋

综述与讲座

长链非编码RNA对胃癌发生发展和预后的影响及临床意义

许潇月， 于韶荣， 沈波， 冯继锋

2015年中国癌症总发病429.16万例，总死亡281.42万例，肺癌和胃癌依次排名前两位。近年来长链非编码RNA(LncRNAs)颇受关注，被视为肿瘤发生、发展的重要调控因子。长链非编码RNA在胃癌组织、细胞或胃液中表达异常，通过不同的作用机制影响肿瘤的增殖、进展和预后。早期诊断及预防复发和转移是成功治疗胃癌的关键。提倡“精准医疗”，深入研究长链非编码RNA的作用机制具有重要临床意义。

胃肿瘤； 长链非编码RNA； 调控机制； 临床意义

非编码RNA是指不被翻译成蛋白的RNA，其中长链非编码RNA是一类长度超过200个核苷酸的非编码RNA，因缺乏开放阅读框而不编码蛋白质，曾被视为转录时的“噪音”。但近来研究表明，长链非编码RNA在肿瘤发生发展中具有重要作用，参与染色质修饰、基因转录、转录后调控、调节蛋白质活性等多种生物学活动[1]。癌症的治疗理念从原先的 “多学科综合治疗”到今天更加提倡的“精准医疗”，以致愈来愈多的靶向药物相继问世。最新统计数据表明，胃癌发病率升高，目前仅次于肺癌，而关于长链非编码RNA对胃癌细胞生长调控的机制研究也愈来愈深入。本篇综述旨在对H19、TUG1、MEG3等“明星非编码RNA”调控胃癌发生、发展的不同机制及其临床意义进行概述。

1 胃癌中表达升高的长链非编码RNA

1.1 H19 位于人11号染色体短臂，在多种癌症中表达异常，其表达升高可增加肿瘤的恶性程度。多数长链非编码RNA保守性较低，而H19却是一种高度保守的嵌入式基因。胃癌起始时H19在癌组织、血浆中表达逐渐升高。大样本研究显示，通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)测定C-myc基因显著诱发H19高表达[2]。因此血浆中H19的表达异常可作为早期胃癌的一项生物标志物，有利于早期筛查胃癌[3]。噻唑蓝(MTT)实验证实，H19通过抑制P53基因表达促进胃癌细胞增殖并抑制凋亡，其高表达提示肿瘤预后较差[4]。H19是miR-675的前体，二者表达呈正相关。miR-675是H19引起胃癌发生、发展的调节因子。荧光素酶报告和Western 印迹实验证实，肿瘤抑制子RUNX1是miR-675的靶基因，RUNX1可反向调控H19/miR-675引起的胃癌细胞表型转变过程[5]，表明新的信号通路(H19/miR-675/RUNX1)可调控胃癌发展，也可能是治疗胃癌的潜在靶点。miR-141的表达量与H19相反，二者为竞争性内源RNA，功能也与H19相反，miR-141可抑制肿瘤恶性变，通过竞争结合共同的靶基因来抑制H19表达[6]。

1.2 TUG1 在胃癌中表达显著升高，主要作用于G0/G1期细胞，与PRC2(调控靶基因的转录抑制子)相关联，使依赖细胞周期蛋白激酶抑制剂(包括p15, p16, p21, p27和p57，可调控细胞周期)受到抑制而促进胃癌细胞增殖，敲除TUG1可抑制癌细胞增殖[7]。同样，PVT1在胃癌组织、细胞系和胃液中表达显著升高，通过调控P15、P16沉默促使细胞增殖，在胃癌SGC-7901和BGC-823细胞中敲除PVT1可使细胞停留在G1期，从而显著抑制增殖[6]。TUG1和PVT1高表达与侵袭深度、TNM分期相关，可用于预测患者的总体生存期，PVT1还与区域淋巴结高度相关，是可靠的早期检测标志物、独立的预后标志物及潜在的治疗靶点[8]。

1.3 ANRIL 在胃癌组织中表达上调，与核心蛋白复合体PRC2结合使表达通路中的miR-99a/miR-449a沉默，形成一个正反馈循环促进胃癌细胞增殖。其过表达使P15、P16下调，敲除ANRIL可诱使细胞凋亡从而显著抑制癌细胞增殖[6]。ANRIL可在表观遗传水平上与microRNAs相互作用，作为生长调控因子，其表达量与TNM分期及肿瘤大小呈正相关，可视为提示整体生存期的独立指标和治疗的新靶点[9]。

1.4 TINCR 核转录因子SP1诱使TINCR在胃癌中过表达，TINCR通过结合STAU1蛋白影响KLF2mRNA的稳定性和表达，KLF2mRNA可调节CDKN1A/P21和CDKN2B/P15基因的转录和表达，从而促进胃癌细胞增殖。使TINCR沉默，可抑制胃癌细胞增殖且促进其凋亡[10]。因此TINCR很可能是胃癌的致癌基因，也可作为潜在的治疗靶点。

1.5 HOXA-AS2EZH2 是多梳家族蛋白(PRC2)中的一种重要催化成分，在人类癌症中常常过表达，部分通过肿瘤抑制基因转录时发生沉默来促进肿瘤发生和进展。HOXA-AS2在胃癌中表达上调， 染色质免疫沉淀技术(CHIP实验)证实EZH2可直接结合P21、 PLK3、DDIT3的启动子，而HOXA-AS2通过结合EZH2抑制P21、 PLK3、DDIT3的表达，使P21、PLK3、DDIT3沉默而促进胃癌细胞增殖，敲除该基因可使细胞停留在G1期，抑制癌细胞增殖并促进凋亡。HOXA-AS2与肿瘤大小和临床分期相关，表达量越多，提示预后越差，也可作为治疗的新靶点[11]。

1.6 肺腺癌转移相关转录因子(MALAT1) MALAT1是一种已被验证为肺腺癌中重要转移和预后标记的长链非编码RNA[12]。研究发现，MALAT1在胃癌细胞系(SGC-7901、MKN-45和SUN-16)中异常高表达，并诱导剪接因子SF2/ASF(MALAT1下游的1个重要靶点)在核仁中的特异性分布和过表达[6]。当MALAT1减少时，SF2/ASF的细胞核分布和表达受损，敲除MALAT1会引起SF2/ASF下调，且诱导SGC-7901细胞停滞在G0/G1期从而显著抑制细胞增殖。然而,SF2/ASF过表达对由MALAT1减少引起的细胞增殖抑制并无影响。表明MALAT1可能通过调控SF2/ASF发挥启动胃癌细胞增殖的功能，作为胃癌潜在的诊断标记和治疗靶点[13]。许多非编码RNAs招募EZH2到特定染色质基因座，从而调节基因表达。研究发现MALAT1结合EZH2后，抑制肿瘤抑制基因PCDH10，并促进胃癌细胞转移和侵袭[14]。

1.7 肝癌中显著高表达基因HULC HULC在胃癌中表达显著升高并促进SGC7901细胞增殖、侵袭，抑制细胞凋亡，而敲除SGC7901细胞中HULC基因则作用相反。微管相关蛋白1轻链3-Ⅱ的表达水平提示自体吞噬的一项指标，它的数量随HULC过表达而增多，自噬受抑制增加了过表达HULC细胞的凋亡,意味着HULC可诱使SGC7901细胞发生自噬进而抑制凋亡，导致增殖[6]。HULC过表达还与淋巴结或远处转移、TNM分期高度相关。另有研究表明，使HULC基因沉默后可有效逆转上皮间充质转化(EMT)过程，它在胃癌发生发展过程中发挥重要作用，可能是胃癌预防、诊断、治疗的重要标志物[15]。

1.8 SNHG15 在胃癌组织中表达上调，它的异常高表达是通过调控基质金属蛋白酶MMP2和MMP9的表达量来促进癌细胞增殖和侵袭，与患者的总体生存期和无病生存期缩短有关，其表达量与肿瘤侵袭深度、TNM分期、淋巴结转移呈正相关。利用siRNA敲除SNHG15基因可抑制癌细胞增殖、侵袭，并促进其凋亡[16]。

2 胃癌中表达降低的长链非编码RNA

2.1 FENDRR 在胃癌中表达水平降低，利用组蛋白去乙酰酶抑制剂处理可改变其表达水平，FN(纤连蛋白)1和FENDRR的表达呈现负相关，FENDRR可能抑制了MMP2、MMP9和FN1的表达，在体内外均可阻止胃癌细胞的转移和侵袭。但FENDRR的功能和临床意义需进一步研究[6]。

2.2 MIR31HG 虽在乳腺癌中表达上调促进癌细胞增殖和侵袭，但在胃癌中相反，MIR31HG高表达可抑制胃癌细胞增殖，而利用siRNA敲除MIR31HG可通过调控E2F1和P21的表达来促进细胞增殖。MIR31HG还与肿瘤大小和病理分期相关，表达量越低相对预后越差，可视为一项独立的预后指标[17]。

2.3 母系表达基因(MEG3) 经qRT-PCR证实在胃癌中表达显著降低。有研究表明，MEG3通过激活胃癌中的P53基因来抑制细胞增殖[18]，可调节DNA甲基化过程，且它的表达和肿瘤大小、TNM分期、侵袭深度和患者的预后差相关。MEG3和miR-141同时表达可明显抑制胃癌细胞增殖，促进凋亡[19]。有助人们认识癌症中lncRNA-miRNA的相互作用[20]，为癌症治疗提供新思路。

2.4 WT1-AS 在胃癌中表达减少显著促进细胞增殖。表达水平还与肿瘤大小、TNM分期相关。WT1-AS过表达可降低ERK蛋白的磷酸化作用。当WT1-AS在胃癌细胞中异位表达时，可使体内细胞增殖、转移和侵袭受到抑制，且G0/G1期的细胞增殖更多[21]。

2.5 GAS5 在胃癌组织中低表达，促进细胞增殖且与肿瘤大小、高的病理学分期相关，且提示预后较差[22]。GAS5低表达患者无病生存期、整体生存期均比GAS5高表达患者短。低表达GAS5是一项独立的预后标志。此外，内源性GAS5表达下调促使细胞增殖，异位表达可减少胃癌细胞增殖并引发细胞凋亡。GAS5还可通过调控E2F1和P21来影响胃癌细胞增殖。总之，胃癌组织中的GAS5显著下调，可能是提示预后较差的一项新标志物，是治疗胃癌的潜在靶点[12]。GAS5在多种癌症中表达下调，在胃癌组织中较正常组织表达降低。与YBX1相互作用，敲除GAS5可加速YBX1蛋白的转变而不影响YBX1转录。GAS5的下调减少YBX1蛋白水平，可减少YBX1反式激活的P21表达且去除胃癌G1期的阻滞。同时lncRNA GAS5/YBX1/p21通路可能为胃癌以长链非编码RNA为基础的靶向治疗提供帮助[23]。

综上所述，在近十年以来的表观遗传学研究中，长链非编码RNA继miRNA之后，又一次大放异彩，在肿瘤的早期诊断、治疗以及评估预后等关键问题上发挥着重要调控作用。在胃癌中，以上各长链非编码RNA的异常表达与肿瘤大小、肉眼类型、组织学分级、肿瘤侵犯、转移进展等均存在一定的相关性，因此这些长链非编码RNA具有多种临床应用价值，例如作为早期诊断的生物标志物、精准治疗的分子靶点以及评估预后等。

尽管具有巨大潜力，但隐含的诸多问题也不容忽视：关于诊断，如何兼顾敏感性和准确性是一直以来研究的难点所在。目前为止研究人员所提及的用以诊断或评估预后的大多是单个分子标志物，假如综合两个或多个分子标志物共同检测，是否可以相应地提高早期诊断的敏感性和准确性？关于治疗，无论是化疗还是分子靶向药物治疗，原发或继发耐药的谜底都尚未完全揭开，假如靶向治疗可以综合多个分子标志物作为靶点，是否可以增加药物的有效性？这些也许可以成为后续研究的一个新方向。所以对于长链非编码RNA，仍需要更深入地探究如何更精准地进行癌症的早期诊断、提示预后及作为治疗靶点，找出更高效的癌症治疗方法。

[1] Fang Y, Fullwood MJ. Roles, Functions, and Mechanisms of Long Non-coding RNAs in Cancer[J]. Genomics Proteomics Bioinformatics, 2016,14(1):42-54.

[2] Zhang EB, Han L, Yin DD, et al. c-Myc-induced, long, noncoding H19 affects cell proliferation and predicts a poor prognosis in patients with gastric cancer[J]. Med Oncol, 2014,31(5):914.

[3] Zhou X, Yin C, Dang Y,et al.Identification of the long noncoding RNA H19 in plasma as a novel biomarker for diagnosis of gastric cancer[J]. Sci Rep， 2015,22(5):11516

[4] Yang F, Bi J, Xue X, et al. Up-regulated long non-coding RNA H19 contributes to proliferation of gastric cancer cells[J]. FEBS J, 2012,279(17):3159-3165.

[5] Zhuang M, Gao W, Xu J, et al. The long non-coding RNA H19-derived miR-675 modulates human gastric cancer cell proliferation by targeting tumor suppressor RUNX1[J]. Biochem Biophys Res Commun, 2014,448(3):315-322.

[6] Wang J, Sun J, Wang J, et al. Long noncoding RNAs in gastric cancer: functions and clinical applications[J]. Onco Targets Ther, 2016,9:681-697.

[7] Su J, Zhang E, Han L, et al. Long noncoding RNA BLACAT1 indicates a poor prognosis of colorectal cancer and affects cell proliferation by epigenetically silencing of p15[J]. Cell Death Dis, 2017,8(3):e2665.

[8] Yuan CL, Li H, Zhu L, et al. Aberrant expression of long noncoding RNA PVT1 and its diagnostic and prognostic significance in patients with gastric cancer[J]. Neoplasma, 2016,63(3):442-449.

[9] Zhang EB, Kong R, Yin DD, et al. Long noncoding RNA ANRIL indicates a poor prognosis of gastric cancer and promotes tumor growth by epigenetically silencing of miR-99a/miR-449a[J]. Oncotarget, 2014,5(8):2276-2292.

[10] Xu TP, Liu XX, Xia R, et al. SP1-induced upregulation of the long noncoding RNA TINCR regulates cell proliferation and apoptosis by affecting KLF2 mRNA stability in gastric cancer[J]. Oncogene, 2015,34(45):5648-5661.

[11] Xie M, Sun M, Zhu YN, et al. Long noncoding RNA HOXA-AS2 promotes gastric cancer proliferation by epigenetically silencing P21/PLK3/DDIT3 expression[J]. Oncotarget, 2015,6(32):33587-33601.

[12] Li T, Mo X, Fu L, et al. Molecular mechanisms of long noncoding RNAs on gastric cancer[J]. Oncotarget, 2016,7(8):8601-8612.

[13] Wang J, Su L, Chen X, et al. MALAT1 promotes cell proliferation in gastric cancer by recruiting SF2/ASF[J]. Biomed Pharmacother, 2014,68(5):557-564.

[14] Qi Y, Ooi HS, Wu J, et al. MALAT1 long ncRNA promotes gastric cancer metastasis by suppressing PCDH10[J]. Oncotarget, 2016,7(11):12693-12703.

[15] Zhao Y, Guo Q, Chen J, et al. Role of long non-coding RNA HULC in cell proliferation, apoptosis and tumor metastasis of gastric cancer: a clinical and in vitro investigation[J]. Oncol Rep, 2014,31(1):358-364.

[16] Chen SX, Yin JF, Lin BC, et al. Upregulated expression of long noncoding RNA SNHG15 promotes cell proliferation and invasion through regulates MMP2/MMP9 in patients with GC[J]. Tumour Biol, 2016,37(5):6801-6812.

[17] Nie FQ, Ma S, Xie M, et al. Decreased long noncoding RNA MIR31HG is correlated with poor prognosis and contributes to cell proliferation in gastric cancer[J]. Tumour Biol, 2016,37(6):7693-7701.

[18] Peng W, Si S, Zhang Q, et al. Long non-coding RNA MEG3 functions as a competing endogenous RNA to regulate gastric cancer progression[J]. J Exp Clin Cancer Res, 2015,34:79.

[19] Zhou X, Ji G, Ke X, et al. MiR-141 Inhibits Gastric Cancer Proliferation by Interacting with Long Noncoding RNA MEG3 and Down-Regulating E2F3 Expression[J]. Dig Dis Sci, 2015,60(11):3271-3282.

[20] Huang YK, Yu JC. Circulating microRNAs and long non-coding RNAs in gastric cancer diagnosis: An update and review[J]. World J Gastroenterol, 2015,21(34):9863-9886.

[21] Du T, Zhang B, Zhang S, et al. Decreased expression of long non-coding RNA WT1-AS promotes cell proliferation and invasion in gastric cancer[J]. Biochim Biophys Acta, 2016,1862(1):12-19.

[22] Rodrigues J, Zhang W, Scammell B, et al. Re: Rodrigues JN, Zhang W, Scammell BE, Davis TRC. What patients want from the treatment of Dupuytren’s disease-is the Unité Rhumatologique des Affections de la Main (URAM) scale relevant? J Hand Surg Eur. Epub ahead of print 21 February 2014. DOI: 10.1177/1753193414524689[J]. J Hand Surg Eur Vol, 2014,39(6):674-675.

[23] Liu Y, Zhao J, Zhang W, et al. lncRNA GAS5 enhances G1 cell cycle arrest via binding to YBX1 to regulate p21 expression in stomach cancer[J]. Sci Rep, 2015,5:10159.

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