胃癌中LncRNA的研究进展2014

1、 胃癌中LncRNA的研究进展【摘要】LncRNA是指长度超过200个核苷酸，具有调控基因表达作用的非编码RNA。目前，在肝癌和乳腺癌中对LncRNA的研究颇多，而对胃癌中LncRNA的报道却刚刚兴起。最近研究发现，在胃癌中有很多特异表达的LncRNA，它们参与了胃癌的肿瘤浸润与转移以及细胞凋亡调控，最终影响了肿瘤的发生发展。一些异常表达的LncRNA有望作为胃癌诊断的标记物和胃癌诊治及预后监测的靶标。【关键词】 长链非编码RNA； 胃癌； 诊断标志物； 分子靶标RNA的转录本可分为编码蛋白的mRNA和非编码RNA(non-coding RNA)。非编码RNA根据功能又可分为管家型RNA和具有

2、调控功能的非编码RNA，后者又根据链的长短可分为短链非编码RNA、中链非编码RNA和长链非编码RNA3类。目前，对短链非编码RNA和中链非编码RNA的研究较多，而对长链非编码RNA的研究则刚刚起步。该文重点讲述长链非编码RNA在胃癌中的研究进展。1 LncRNA简介 长链非编码RNA(10ng noncoding RNA，LncRNA)，一般定义为长度超过200个核苷酸，具有调控基因表达作用的非编码RNA在更广泛的生物学研究过程中，LncRNA扮演的角色已经越来越突出与重要。LncRNAs根据它的类型和作用模式可分为正义LncRNA、反义LncRNA、双向LncRNA、基因间LncRNA和基因

3、内LncRNA 5种类型旧J。LncRNAs在转录后水平上可以调节基因的表达，诸如蛋白质的合成、RNA的成熟与转运等也可由LncRNAs调控。LncRNAs亦通过调节染色质结构来对转录中的基因沉默施加影响。近年来研究表明，长链非编码RNA在肿瘤的发生、发展过程中发挥着促癌或抑癌作用，它们参与了细胞凋亡调控、肿瘤浸润与转移等过程；另外，它们还通过表观遗传调控的方式影响肿瘤细胞的生长。众所周知，在过去的50多年里，即便胃癌的发病率和死亡率均有大幅下降，但胃癌仍然是威胁人类生存和健康的巨大杀手。大量胃癌病例的分析表明，肿瘤的根治程度(R)、肿瘤的浸润程度(T)和淋巴转移(N)是影响胃癌患者预后的重要

4、因素，而这三者又与机体内的许多非编码RNA有着密切的联系。许多小的长链非编码RNA(microRNA)出现在胃癌肿瘤发展的不同阶段，它们的异常变化导致癌基因的异常表达，microRNA同样调控胃癌肿瘤抑制基因的表达。最近有报道表明，在胃癌肿瘤组织中同样发现了许多异常表达的LncRNA，且它们当中有许多与肿瘤的侵袭、转移和预后不良有关。如HOTAIR，是HOX基因转录本反义链非编码RNA，它通过与其他因子形成复合物来调节染色质的结构状态，进一步调控下游基因的表达。另外有一些长链非编码RNA与基因印记的遗传调控方式有关。H19(与IGF2相互作用的印记伙伴)就是一个典型的例证，H19即为基因印记密

5、切相关的LncRNA，通过与基因印记作用调控胃癌细胞的生长。还有一些LncRNA在多个肿瘤包括胃癌中都发现有异常表达，如肺腺癌相关转录本-1(metasis associatadlungadenocarcinomatranscript 1，MALAT1)，是最初在非小细胞性肺癌中发现的与肿瘤转移相关的LncRNA。但经证明MALAT一1在乳腺癌、肝癌以及胃癌中都存在着高表达，说明它在肿瘤发生发展中所扮演的角色具有广谱性，有研究表明，siRNA使MAIAT1的表达水平下调后，可抑制癌细胞转移和侵袭，最终诱导细胞凋亡。因此，在胃癌中，这些异常表达的LneRNA分别通过不同的方式调控胃癌的发生发展。

6、11 LncRNA在胃癌组织中的异常表达目前，检测肿瘤组织中异常表达LncRNA的技术已日臻成熟，与短链非编码RNA、中链非编码RNA相似，在胃癌中研究LncRNA的表达同样是应用了RNA芯片以及逆转录聚合酶链反应(reverse transcription PCR，RTPCR)等技术，通过这些技术可以检测在胃癌中异常表达的LncRNA10。近年来，通过应用这些技术，在胃癌中逐渐发现了一些表达异常的RNA，而这其中又以表达上调者居多，经研究发现，HOTAIR(HOX transcriptantisense RNA)，是一种来自HOX基因的反义链典型的反义RNA|，在多种肿瘤细胞中过表达，但其在

7、胃癌中参与的作用仍鲜为人知。已知HOTAIR是HOX基因簇的表达产物，它与PRC2相结合，共同招募复合体，调节染色质的结构状态，进而影响癌症组织的表观遗传状态。通过实验发现，与癌旁组织相比，在胃癌的样本中，HOTAIR的表达异常升高，在胃癌的浸润和转移机制中发挥重要作用。H1 9是胰岛素样生长因子2(insulin·likegrowthfactor 2，Igf2)的印记基因的产物，是一种与肿瘤密切相关的LncRNA，通过对胃癌中H19的表达水平进行实时PCR检测可以检测H1 9的表达情况，与胃正常组织细胞相比，H1 9在胃癌中的表达异常升高，这一结果暗示了LncRNA H1 9在胃癌

8、发生和发展中潜在的作用。胃癌中还有几种表达上调的长链非编码RNA，如长链非编码RNA CCATl，它是CCATl启动子所表达的长链RNA，cMyc是一种可调节基因，它的表达产物同CCATl启动子区特异结合，可促进细胞分裂，参与细胞凋零，因此在胃癌中CCATl和CMyc表现出强烈的协同作用，CCATl在胃癌中的表达值同样异常升高。虽然在胃癌中异常表达的LncRNA以表达上调者居多，但那些表达下调的LncRNA发挥的作用同样不可忽视，如Uc00 Hsz除了在前列腺癌中高表达外，在胃癌、肝癌以及肺癌中的表达均为下调。Uc001 lsz在胃癌中的低表达可能与肿瘤分期系统(tumor node meta

9、stasis，TNM)以及癌前病变的失调有关。母系表达基因3(MEG3)，是又一在胃癌中表达下调的LncRNA，它是位于染色体14q32的印记基因，编码与人类肿瘤相关的LncRNA。与相邻的正常细胞相比，LncRNA MEG3在胃癌中的表达明显降低，MEG3低表达的患者有明显的不良预后，当用双链小RNA敲除MEG3后会促进细胞的增值。由此可见，MEG3在胃癌中的低表达与肿瘤的发生发展密切相关。LncRNA AC0966551002在胃癌组织中的表达水平下降，且与胃癌的转移以及细胞分化都有密切联系。与血清癌胚抗原检测相比，AC0966551002在检测胃癌的精准度方面有了显著的提高。无论是高表达

10、还是低表达的LncRNA，它们在胃癌中的异常表达都与肿瘤的发生发展息息相关，这将为进一步研究与胃癌相关LncRNA的功能提供依据。12 基因间LncRNA在胃癌组织中的异常表达与其他长链非编码RNA相比，长链基因间非编码RNA(10ng intergenic noncoding RNA，lincRNA)是一类数量较多且功能研究得较为清楚的lncRNA。如长链基因间非编码RNAp2l(10ng intergeniencRNAp2 1，lincRNAp2 1)，是一种参与细胞周期调控的iincRNA。lincRNAp21是细胞周期依赖性蛋白激酶抑制物家族P21蛋白的基因问转录产物，它的表达与p53

11、的诱导有关，DNA损失能够激活p53信号通路，引起细胞周期阻滞和凋亡的发生。因此lincRNAp21可依赖p53来诱导细胞凋亡，最终抑制肿瘤的发生。与此相似，在乳腺癌中一种叫做GAS5(growtharrestspecific 5)的lincRNA同样也可调控细胞凋亡。由此看到，在胃癌以及其他肿瘤中，一些长链基因间非编码RNA扮演着特殊的角色，它们可通过作用于一些信号通路调控细胞凋亡最终影响肿瘤发生。这些基因间LncRNA的表达能对生理刺激做出迅速的反应，从而发挥其调节基因表达的功能。因此无论是通过直接激活或间接通过蛋白酶第二信使，基因间LncRNA的转录都能对癌旁组织与癌组织之间外环境的改变

12、做出相应的反应旧0|，在肿瘤产生及发展中的作用不可或缺。此外，与其他LncRNA相似，基因间长链非编码RNA，通过基因问编码RNA的表达数据可以预测胃癌转移以及复发嵋¨。最近通过RNAseq技术对胃癌中的上千种lincRNA进行研究，对胃癌和正常癌旁组织的比较分析，在基因间区域寻找差异表达的转录本，分析结果发现了一种tincRNA BM742401，它在胃癌中是低表达的，且它的低表达与肿瘤的低存活率相关，而且BM742401的异位表达会抑制肿瘤转移相关表型的发生。由于lincRNA在胃癌中研究的起步较晚，因此异常表达且具有统计学意义的lincRNA不是很多。但通过上述RNA技术，又发

13、现了一种叫做HNC00152的基因间非编码RNA，与正常癌旁组织相比，它在胃癌组织中表达上调且有统计学意义，因此lincRNA LINC00152可作为诊断胃癌的新型诊断标记物口3I。基因间长链非编码RNA在胃癌中发挥的作用不可忽视，有一些异常表达的lincRNA可作为胃癌的肿瘤标记物，而另一类则可通过诱导细胞凋亡来抑制肿瘤的发生，它们的低表达可诱导胃癌的发生发展。2 LncRNA在胃癌发生发展中的作用及其诊断意义 由于LncRNA与胃癌肿瘤之间存在着密切的关系，所以在肿瘤细胞中表达异常的lncRNA有希望作为肿瘤标记物用于胃癌的诊断。上文提到的HOTAIR被认为是乳腺癌诊断和预后判断的一个重

14、要标记物，它在胃癌肿瘤中处于高表达水平，且HOTAIR的表达水平与淋巴结转移和TNM肿瘤分期有关。HOTAIR通过与PRC2结合并对其诱导，引起H3 K27甲基化，促进一系列靶蛋白表达，如转录因子同源盒蛋白D10等的表达，促进胃癌的浸润和转移。HOTAIR敲除后，可以明显看到抑制了肿瘤浸润的同时逆转了胃癌上皮间质的转化过程(epithelialmesenchymal transition，EMT)，使具有极性的上皮细胞不再转换成有活动能力的间质细胞。HOTAIR高表达的胃癌患者无转移生存率和总生存率均明显低于HOTAIR低表达组。对这些结果分析证明它是影响胃癌转移和预后较差的重要危险因素。因此

15、，术前检测、术后检测胃癌患者HOTAIR的水平对于选择治疗方案和判断治疗效果具有较大的参考价值。同HOTAIR相似，H1 9在胃癌中的表达也是上调的，通过流式细胞仪和RNA免疫共沉淀技术定义H19的生物学功能，发现H19的异位表达使得癌细胞生长小干扰RNA抑制H19表达则会导致细胞的凋亡，这可能是因为H1 9同p53的表达相关，它们的这种联系会导致部分p53失活，从而影响了细胞的凋亡。由此可见，H1 9不仅可以作为早期胃癌的诊断标记物出现，同时，它还能作为胃癌的治疗靶标发挥其作用。H19的低表达水平可能与抑制胃癌细胞的侵袭能力相关，这种相关性很可能使H19成为胃癌治疗的潜在靶标。SUM01P3

16、是一种小泛素样相关修饰物假基因3表达的LncRNA，在胃癌中，SUM01 P3的表达水平与患者的临床病理学特征密切相关。与相邻的正常组织相比，它在胃癌中上调。SUM01P3的表达水平能够区分良性胃溃疡与胃癌且与肿瘤大小、分化程度、淋巴结转移和浸润有关心6I，因此SUM01P3可望成为诊断胃癌的早期标记物。在胃癌细胞发生表观遗传调控差错时，利用类似SUM01 P3的LncRNA来进行调控便有可能将肿瘤细胞在初期进行扼杀。进而达到早期治疗肿瘤的目的。此外，血浆中循环LncRNA是检测一种较为简便的可行方法。血浆LncRNA是体内表现较稳定的指标，它只有在机体发生严重紊乱时才会表现逐渐的不稳定状态。

17、胃癌中，HOTAIR以及H1 9等LncRNA的血浆水平显著高于健康人，而在术后这些LncRNA的表达量又会降低。由于这些循环LncRNA可以直接在血浆中检测，因此它们具有作为快速诊断胃癌的肿瘤标记物的潜在价值。随着LncRNA表达量检测方法的简便可行以及对LncRNA异常表达的作用机制进行深入研究，可以更好地了解其在胃癌发生、发展过程中的作用，也将在胃癌的诊断与治疗中发挥举足轻重的作用。虽然LncRNA的研究起步较晚，但它与研究较为广泛的miRNA类似，LncRNA不仅可能作为胃癌的诊断标记物，它还可作为胃癌的治疗靶点发挥作用。3 总结与展望人类基因组中近2的基因编码蛋白质，其他序列尽管不能编码蛋白质，但超过90都能转录出RNA。通常这些RNA可分为编码RNA和非编码RNA，近几年来对非编码RNA特别是长链非编码RNA的研究成为热点，尤其是在一些肿瘤的研究进程中发现，LncRNA在其中发挥的作用越来越突出口。关于LncRNA在肝癌、乳腺癌以及膀胱癌等其他肿瘤中发挥的作用已多见报道，关于胃癌中的LncRNA报道较少。一些在其他肿瘤中普遍异常表达的LncRNA在胃癌中同样有着惊人相似的表达特征。而且在胃癌中还存在有别于其他肿瘤，只在胃癌患者自身中特异性表达的LncRNA，如AC0966551002、CCATl等等。该文通过介绍在胃癌中LncRNA的表达，对其