LncRNA在胃癌早期诊断中的研究进展

作者：邹磊1，颉晚林1，张鑫2,孙轶华1

单位：1.哈尔滨医科大学附属肿瘤医院检验科；2.哈尔滨医科大学附属第二医院检验科

胃癌是恶性肿瘤最常见的类型之一，是全球第二大癌症相关死亡原因。由于早期胃癌具有非特异度症状，患者往往晚期才能确诊。临床数据表明，晚期胃癌患者术后5年生存率仅为30%-40%，而早期胃癌则为70%-90%。因此，早期诊治是提高患者5年生存率和改善患者预后的重要途径。目前，胃癌的诊断依赖于内镜、病理检查和肿瘤标志物的测定［包括癌胚抗原（CEA）、糖链抗原19-9（CA19-9）、癌抗原72-4（CA72-4）和癌抗原50（CA50）等］。然而，内窥镜和病理检查虽然是确诊胃癌的“金标准”，但因其费用较高、取材困难和患者痛苦大，并不能用于早期癌症的筛查。肿瘤标记物也因缺乏高特异度和灵敏度，效用有限。因此，为优化治疗策略、预测疗效并延长患者生存期，必须尽快确定早期新型诊断标志物。循环长非编码RNA（lncRNA）由于可直接从患者血浆和血清中检测，具有检测方便快捷、无创伤性、高灵敏度和特异度等优点被视为胃癌潜在的肿瘤标志物。

1lncRNA简介

lncRNA是长度超过200个核苷酸的功能性RNA。在各种生理过程中lncRNA在控制基因表达方面具有关键作用。lncRNA的异常表达是发生肿瘤的重要因素，并参与了血管的发生和细胞增殖、迁移和凋亡。lncRNAs表现出广泛的生物学功能，且可与mRNA和微小RNA（miRNA）结合具有以下功能：（1）作为miRNA或翻译因子调节基因表达的转录诱导因子；（2）作为miRNA的内源性抑制剂；（3）作为增强子RNA与mRNA竞争负伸长因子复合物结合靶向启动子进行转录调控；（4）作为表观遗传或染色质修饰复合物的配体；（5）与其相应的剪接的miRNA杂交以形成双链RNA（dsRNA），其由Dicer酶切割以产生内源性小干扰RNA以调节基因表达；（6）通过肿瘤抑制基因的转录调控或肿瘤抑制因子靶基因的激活直接调控肿瘤抑制信号的传导；通过直接lncRNA-mRNA相互作用的基因表达调控。越来越多的证据表明，lncRNA异常表达与胃癌的发生、转移和患者预后相关。

2lncRNA在胃癌发生、发展中的作用研究

2.1通过调控细胞周期进程，促使上皮-间质转化（EMT），促进胃癌进展

有研究表明，LinC00978、lncRNA-分化拮抗非蛋白质编码RNA（DANCR）、lncRNA-癌症易感性候选者15（CASC15）和lncRNA-锌指结构反义转录本1（ZFAS1）等在胃癌组织、血清样品和细胞系中的表达水平升高。这些lncRNAs可通过诱导细胞周期停滞和抑制细胞凋亡促进细胞增殖，且通过影响EMT进展抑制或加速细胞迁移和侵入，促进胃癌进展。在胃癌发生时lncRNA-DANCR可被人婆罗双树样基因4（SALL4）激活，并通过激活β-连环蛋白途径发挥其致癌活性。LinC00978升高可促使胃癌细胞中转化生长因子β（TGF-β）/SMAD信号传导途径的活化。此外，PAN等还发现，lncRNA-ZFAS1可通过外泌体递送的方式，介导胃癌细胞-细胞间的信息交流，促进胃癌的发生、发展。

2.2通过竞争性内源RNA（ceRNA）机制影响下游信号通路，促进胃癌进展

2011年SALMENA等提出了ceRNA假说，假设任何含有miRNA应答元件（MREs）的RNA分子均可隔离来自共享相同MRE的其他靶标的miRNA，从而调节其功能。已有研究表明，在胃癌中，lncRNAs可作为竞争miRNA结合的ceRNAs，从而抑制miRNA靶向的miRNA的表达。目前，在胃癌中，已发现颇多lncRNA的ceRNA机制。ZHENG等发现，lncRNA-LinC01410通过抑制miR-532-5P表达，导致中性粒细胞胞浆因子2（NCF2）表达增多和核因子κB（NF-κB）通路的持续激活，促进胃癌转移和血管生成。且NCF2反过来可通过NF-κB增加启动子活性和LinC01410的表达，从而形成正向反馈回路，驱动胃癌的恶性行为。lncRNA-尿路上皮癌相关基因1（UCA1）可调节磷酸肌醇-3激酶-蛋白激酶B-哺乳动物雷帕霉素蛋白（PI3K-Akt-mTOR）信号蛋白及其下游介质，促进体外和体内胃癌进展。lncRNA-溶质载体家族7成员11（SLC7A11）-反义RNA1（AS1）在胃癌中显著下调，且可通过ASK1-P38-MAPK/C-JunN端激酶途径（JNK）信号通路调控SLC7A11的表达，促进体外和体内肿瘤的生。此外，YUAN等还发现，lncRNA-CAT104通过抑制锌指E盒结合同源框1调控miR-381的表达，进而诱导JNK和NCIN87细胞WNT/β-连环蛋白信号通路的激活，促进胃癌的发生、发展。

2.3其他

除以上的机制外，在胃癌中，也发现了lncRNAs可通过影响自噬、代谢应激和缺氧3个方面促进胃癌的恶性进展。一方面，CHEN等发现，lncRNA-HOXD反义生长相关长非编码RNA（HA-GlROs）表达的外源性下著抑制了细胞增殖、侵袭和迁移。lncRNA-HAGIROS以2种方式调节mTOR信号：（1）HAGIROS通过拮抗miR-100-5P介导的mTORmRNA抑制竞争性地吸引miR-100-5P以增加mTOR表达；（2）HAGIROS与哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合物1（mTORC1）组分相互作用以激活mTORC1信号通路，抑制自噬，从而促进过度增殖并维持胃癌细胞的恶性表型。另一方面，ZHAO等发现，lncRNA-结肠癌转移相关基因1（MACC1）-AS1在胃癌组织中表达显著升高。在代谢应激状态下，lncRNA-MACC1-AS1升高，并稳定了MACC1mRNA，使MACC1转录增强，通过AMPK/Lin28途径协调，促进代谢可塑性，促进胃癌细胞增殖并抑制细胞凋亡。再者，LIU等发现，lncRNA-BC005927在胃癌样品中表达上调。在缺氧条件下，缺氧诱导因子-1α（HIF-1α）能调控lncRNA-BC005927表达升高，导致转移相关基因表达升高，促进胃癌细胞转移。

3lncRNA对胃癌的诊治和预后评估价值

目前，通过高通量测序技术发现大量lncRNAs的表达水平与胃癌组织学分级、肿瘤直径、TNM分期、淋巴转移、神经周围浸润、静脉入侵等密切相关。已证实胃癌患者血浆lncRNA-H19、lncRNA-AK001058、lncRNA-INHBA-AS1、lncRNA-miR4435-2HG、lncRNA-转录因子CCAAT-增强子结合蛋白α（CEBPA-AS1）、lncRNA-组织分化诱导非蛋白编码RNA（TINCR）和lncRNA-LinC00857等表达均明显升高，血清lncRNA-肝癌高表达长链非编码RNA（HULC）、lncRNA尿路上皮癌相关基因1-α（CUDR）、lncRNA-应激诱导长链非编码转录体5（LSINCT-5）和lncRNA-PTEN同源假基因1（PTENP1）对胃癌具有诊断（表1）和预后评估价值。且相较于单一肿瘤标志物———CEA检测，无论是lncRNA-H19和CEA的联合检测，还是5种血浆lncRNAs［TINCR、结肠癌相关转录体2（CCAT2）、AOC4P、BRAF激活的长链非编码RNA（BANCR）和LinC00857］的联合检测均显示出了更高的诊断价值，增强了诊断胃癌的灵敏度。有研究表明，在胃癌患者的外泌体中，LinC00152显著增加。

LinC00152主要存在于胃癌患者血浆和外泌体中，但血浆和外泌体LinC00152水平比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。表明外泌体可能在体内循环过程中保护了lncRNA免于降解。同时，ZHAO等发现，胃癌患者血清外泌体lncRNA-HOXA远端转录体（HOTTIP）和lncRNA-ZFAS1的表达水平高于健康个体。且胃癌患者血清外泌体lncRNA-HOTTIP的受试者工作特征曲线的曲线下面积（AUC）为0.827，显示出比CEA、CA19-9和CA72-4（AUC分别为0.653、0.685和0.639）更高的诊断能力，差异有统计学意义（P＝0.001）。体现了lncR-NAS作为肿瘤标志物用于胃癌诊断的优越性，且胃癌患者外泌体型lncRNAs对胃癌的早期诊断更加敏感。

lncRNA除对胃癌具有诊断价值外，lncRNAs还可作为胃癌治疗的新靶标。一方面，通过对胃癌相关lncRNAs发挥基因调控功能的机制研究，找出lncRNA和下游靶蛋白，采用RNA干扰技术和开发相关蛋白的小分子抑制剂治疗胃癌。另一方面，可借由lncRNA干预化疗药物多重耐药（MDR），增强化疗药物的敏感性，提高化疗的疗效。一些研究已证明，部分胃癌相关lncRNA与药物抗性有关。LIU等发现，lncRNA-CDKN1A反义链启动子DNA损伤激动RNA（PANDAR）水平是判断早期肿瘤组与健康组，转移灶组和非化疗敏感组胃癌患者化疗耐药的标志物。PANDAR可通过竞争性结合P53蛋白控制CDKN1A基因转录，促进体内胃癌的生长，与其他化疗药物联用会具有不同的抗肿瘤作用。ZHOU等研究表明，人浆细胞瘤转化迁移基因1（PVT-1）在顺铂耐药患者、BGC823/DDP和sGC7901/DDP细胞的胃癌组织中高度表达。PVT-1过度表达具有抗凋亡活性，且在顺铂耐药性胃癌细胞中改善MDR相关基因，如MDR1、mTOR、MRP和HIF-1α的表达。

UCA1可通过UCA1-miR-27B轴参与胃癌细胞化疗灵敏度的调控。UCA1过表达和miR-27B抑制来增加了阿霉素（ADR）、DDP和5-氟脲嘧啶（5-FU）在sGC7901细胞中的半抑制浓度（IC50），减少sGC7901/ADR细胞凋亡，下调多聚腺苷二磷酸核糖聚合酶蛋白表达，增加抗凋亡蛋白的表达。在BGC823/ADR和sGC7901/ADR细胞中，敲低lncRNA-CASC9可恢复其对紫杉醇和阿霉素的敏感性。表明lncRNAs是治疗胃癌的潜在靶点。

此外，lncRNA也可作为评估胃癌患者预后的重要指标。通过收集临床数据进行预后统计分析的研究已证明lncRNA-HOTTIP、lncRNA-SLC7A11-AS1和lncRNA-CASC15等与胃癌患者的预后不良密切相关。同时，LIU等发现，观察术前胃癌患者与健康个体血浆lncRNA-FER-1样蛋白4（FER1l4）的表达水平比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。然而，术后2周在胃癌患者中观察到表达水平急剧下降，表明了lncRNA-FER1l4作为评估胃癌患者预后的生物标志物的潜力。因此，lncRNA可能是评价胃癌患者预后的潜在标志物，具有研究价值。

4lncRNA可作为胃癌的早期诊断标志物

许多血清标志物［包括CEA、CA19-9、CA72-4、CA125、癌抗原242（CA242）和CA50］被广泛用于胃癌的检测。然而，低灵敏度或低特异度降低了其对胃癌的临床诊断价值。大量非蛋白质编码的转录物以前被认为是基因组内的“垃圾”。

随着高通量测序技术的发展，多种非编码RNA的功能发现引起了许多研究人员的关注，并促使其在发病机制中寻找与疾病密切相关的非编码RNAs。有证据表明，lncRNAs在癌症中的失调表达会改变疾病的进展，并可能作为多种类型癌症的独立生物标志物。

本文强调了胃癌检测、诊治中的lncRNA的重要性。首先，检测循环lncRNA，相较于胃镜等有创检查手段，只需采集体液，具有非侵入性的检测特点，大大减轻了患者痛苦和检测的繁琐。其次，尽管lncRNA的使用具有许多限制，如lncRNA检测的不同方法及研究中验证步骤的小群组大小。前瞻性研究验证了使用lncRNA作为不同人群胃癌检测诊断生物标志物的可行性。同时，相较于常规肿瘤标志物（如CA19-9、CA125、CA72-4、CA242、CA50、CEA和胃蛋白酶原），lncRNA具有更高的灵敏度和特异度，尤其是血浆外泌体型lncRNA。此外，lncRNA组合检测及其与常规肿瘤标志物的联合检测还可大大提高诊断胃癌的准确度。因此，lncRNA可作为胃癌早期诊断的标志物。

人类血液除有大量miRNA外，还含有丰富的lncRNA。lncRNA可通过高通量测序技术或微阵列检测，并通过逆转录PCR验证，体现了lncRNA在胃癌检测中的潜在应用价值。这些小核酸（lncRNA、miRNA和其他）能将胃癌患者与健康个体区分开来，具有实用性、非侵入性和成本效益等优点，是早期筛查胃癌的有效手段。同时，lncRNA与常规肿瘤标志物（如CA19-9、CA125、CA72-4、CA242、CA50、CEA和胃蛋白酶原）的联合检测能优化诊断胃癌的准确度。随着lncRNA在胃癌中研究的逐渐深入，lncRNA也被视为评估预后的标志物和靶向治疗的新靶点。遗憾的是，尽管现有的研究已发现了大量与胃癌相关的lncRNA，且可作为胃癌生物标志物。但由于验证样本量较少，仍需更大规模的临床验证，才能用于临床。因此，胃癌相关lncRNA的研究具有很大的发展潜力，lncRNA作为早期诊断胃癌的肿瘤标志物，也有待于进一步的用基础与临床试验证实。

来源：国际检验医学杂志2019年1月第40卷第1期

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