刘相良;袁铭成;纪伟;徐鑫宇;梅起腾;李理;陈晓;李薇
【摘 要】长链非编码RNA(lncRNA)能够在转录及转录后水平上调节蛋白编码基因的表达,并作为癌基因或抑癌基因的调控因子参与调节肿瘤生物学行为.研究发现多种lncRNA具有调节肺癌细胞生物学行为的重要作用,与肺癌发生、转移、侵袭及肺癌患者预后等密切关联.本文就5种与肺癌发生发展关系密切的lncRNA(MALAT1、Gas5、HOTAIR、BANCR和SPRY4-IT1)的功能及其可能的作用机制进行综述, 为lncRNA在肺癌转移和耐药方面研究中的应用提供理论依据. 【期刊名称】《吉林大学学报（医学版）》
【年(卷),期】2017(043)002如何上好体育课
【总页数】4页(P450-453)
【关键词】肺肿瘤;长链非编码RNA;耐药机制
【作 者】刘相良;袁铭成;纪伟;徐鑫宇;梅起腾;李理;陈晓;李薇
【作者单位】吉林大学第一医院肿瘤中心,吉林 长春 130021;吉林大学第一医院肿瘤中心,吉林 长春 130021;吉林大学第一医院肿瘤中心,吉林 长春 130021;吉林大学第一医院肿瘤中心,吉林 长春 130021;吉林大学第一医院肿瘤中心,吉林 长春 130021;吉林大学中日联谊医院结直肠肛门外科,吉林 长春 130033;吉林大学第一医院肿瘤中心,吉林 长春 130021;吉林大学第一医院肿瘤中心,吉林 长春 130021
【正文语种】中 文
碱含量【中图分类】R734.2
目前,肺癌是发病率和死亡率增长最快、对人健康和生命威胁最大的恶性肿瘤之一。 如今，肺癌的精准基本上是基于肺癌临床特征、分子特征和组织学类型相结合的综合诊断[1]。2015年美国国家综合癌症网络(National Comprehensive Cancer Network,NCCN)制定了肺癌个体化或精准的框架图[2]，肺癌的方案从以病理为依据的时代跨步为以基因为依据的时代。以分子靶向药为首的极大地推动了腺癌、大细胞癌和组织分
型不明确的非小细胞肺癌(NSCLC)的进展并取得巨大成功，但是对于肺癌转移、耐药方面还有许多尚未阐明的机制。长链非编码RNA(long non-coding RNA，lncRNA)是长度大于200个核苷酸的非编码RNA。目前国内外有关lncRNA与肺癌的研究多为体外研究，或论述单一lncRNA在肿瘤发生发展中的作用，少见有关肺癌发展与lncRNA关系的综述。近年来研究[3]发现：多种lncRNA在肺癌发生和早期转移中发挥着重要的调控作用，并与肺癌患者预后及对化疗药的耐药有密切的关系。本文就与肺癌发生发展有密切关系且研究较为透彻的5种lncRNA(MALAT1、Gas5、HOTAIR、BANCR和SPRY4-IT1)在肺癌中发挥的功能及其可能的作用机制作一总结，阐述lncRNA在肺癌发生发展中的作用机制，为lncRNA在肺癌转移和耐药方面研究中的应用提供理论依据。
肺腺癌相关转录1( metastasis associated in lung adenocarcinoma transcript 1，MALAT1)定位于染体11q13，长度约8 700 nt，在许多人类肿瘤中异常表达，如乳腺、胰腺、肺、结肠和前列腺的肿瘤[4-5]。在裸鼠肿瘤形成和细胞系实验中，MALAT1短暂性的过度表达能增强细胞的增殖，在肿瘤细胞中敲除或沉默MALAT1可降低肿瘤细胞的成瘤性[6-7]。马春平等[8]通过对86例NSCLC患者的癌组织以及周围正常组织MALAT1表达水平进行检测发现：NSCLC患者癌组织中MALAT1表达水平明显高于周围正常支气管组织，并且患者癌组
织中MALAT1表达水平与肿瘤的病理分期、组织分化程度有关。MALAT1表达水平高的患者病理分期多为晚期，肺癌组织分化程度低，淋巴结转移数目多范围广，预后差，提示MALAT1可能是NSCLC尤其是肺腺癌转移早期阶段的特异性标志物[4]。Shen等[9]对78例NSCLC患者进行5年随访，MALAT1低表达组NSCLC患者中有22例(41%)死亡，MALAT1高表达组患者中有16例(66%)死亡，统计学分析显示MALAT1表达水平与患者生存期有关联。MALAT1高表达组和低表达组患者中位生存时间分别为52和60个月，提示MALAT1与NSCLC患者预后有关，是反映预后的一个独立因素，MALAT1高表达明显提示患者预后较差。穆艳艳等[10]对76例NSCLC患者癌组织和周围正常组织中MALAT1表达水平进行分析发现：吸烟者肺癌组织中MALAT1水平明显高于非吸烟者，推测MALAT1可能更多参与吸烟者肺癌的生长、发育和侵袭。MALAT1调节基因表达的机制有2种：一是作用于可变剪接，二是直接调控编码蛋白质基因表达[11-12]。在胞核内，MALAT1与SR蛋白共同分布在核斑点。核斑点能够为剪切或转录因子提供装配、修饰及储存的空间，以激活转录位点或参与前RNA的加工处理。SR蛋白在基因转录位点与核斑点之间快速变换位置，这对有效转录和前RNA剪切至关重要。而MALAT1可以促进外源性或内源性剪切因子与核斑点结合，或通过改变SR蛋白的活性，调控前RNA的加工处理，进而调控基因的表达。Schmidt等[13]
发现：凋亡抑制基因Bcl-2在NSCLC癌细胞中高表达，且Bcl-2的表达水平与MALATl的表达呈正相关关系，因此可认为MALATl在NSCLC癌细胞中发挥抗凋亡作用。
上皮间质转化(epithelial- mesenchymaltransition，EMT)是上皮细胞来源的恶性肿瘤细胞获得迁移和侵袭能力的重要生物学过程，而其主要的特征有细胞黏附分子，如E-钙黏蛋白(E-cadherin)表达的减少、细胞角蛋白细胞骨架转化形成波形蛋白(Vimentin)和以β连环蛋白为主的细胞骨架及形态上具有间充质细胞的特征等。MALAT1在NSCLC中可能通过使β连环蛋白和EMT相关蛋白锌指转录因子1(zinc finger E-box binding homeobox 1，ZEB1)、ZEB2增加，使E-cadherin减少，促进癌细胞的EMT，从而促进NSCLC癌细胞的侵袭、转移和耐药的产生。Liang等[14]通过RNAi沉默MALAT1后检测膀胱癌细胞迁移发现:β连环蛋白、ZEB1和ZEB2减少，E-cadherin增加，提示EMT受到抑制。Shen等[9]对78例NSCLC患者(19例脑转移和59例非脑转移)癌组织中MALAT1水平检测发现:脑转移组患者MALAT1水平明显升高。进一步建立一个高度侵袭性和转移性的肺癌脑转移细胞株H1915并沉默MALAT1发现：脑转移细胞株H1915中E-cadherin水平升高，波形蛋白表达下降，提示EMT受到抑制。故MALAT1可能通过诱导EMT从而促进肺癌发生侵袭和转移。
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综上所述，MALAT1在肺癌的发生过程中发挥调控基因的作用，其机制与诱导肺癌细胞EMT、增强肿瘤细胞获得迁移和侵袭能力有关，且MALAT1表达水平与肺癌的组织分化程度、转移和预后有关。MALAT1可能成为肺癌及判断预后的潜在分子靶点，且伴随着MALAT1及其信号转导通路的深入研究，MALAT1有望成为判断NSCLC的有效标志，MALAT1及其产物还可能成为新型的抗癌药物作用靶点。
生长停滞特异性转录本5(growth arrest-specific 5，Gas5)定位于人染体1q25.1，长度4 983 bp，是近年来新发现的与细胞增殖有关的lncRNA，其在淋巴细胞的凋亡和对细胞周期的调控中发挥着重要作用，Gas5表达降低可以抑制细胞凋亡，促进细胞的增殖[15]。Pickard等[16]通过在体外将Gas基因转染到乳腺癌细胞株发现：细胞死亡程度与细胞Gas5水平呈正相关关系，表明Gas5过表达诱导了细胞凋亡。同时，将作用于Gas5的siRNA转染到乳腺癌细胞系发现：Gas5沉默减弱了细胞对促凋亡因子以及传统化疗药物的应答，抑制了肿瘤细胞的凋亡。而且利用Western blotting法发现：Gas5的过表达使p53表达显著上调，使转录因子E2F1表达下调,进而提出Gas5在NSCLC中起肿瘤抑制基因作用的推测。Gas5在多种肿瘤组织中作为抑癌基因而发挥功能，提示Gas5在肿瘤组织中低表达可能促进肿瘤的增殖。Shi等[17]检测72例NSCLC患者癌组织和周围正常组织中Gas5表达水平结
果表明：与癌旁组织比较，癌组织中Gas5表达水平明显下调，并与肿瘤大小和分期有关，Gas5水平越低肿块越大，分期越高。Liang等[18]通过对90例NSCLC患者和33名正常者的血液样本对比发现：NSCLC患者血液样本中Gas5表达水平明显降低，且提出Gas5与癌胚抗原联合应用能够鉴别NSCLC患者与健康对照者。张学军等[19]对50例患者NSCLC癌组织和正常支气管组织进行Gas5检测发现：癌组织中Gas5低表达，并且经过长期随访和生存分析发现：Gas5低表达者5年生存率明显低于高表达者，故Gas5低表达可能提示预后差。因此，Gas5可以作为NSCLC潜在诊断标记物，并且可能成为NSCLC患者新的靶点。
web of scienceHOX转录反义RNA(HOX transcript antisense RNA,HOTAIR)是目前研究较为深入的lncRNA，定位于人类染体12q13.13，长度约2 158 bp。研究发现：HOTAIR在乳腺癌[20]、肝癌[21]和结直肠癌[22]等多种肿瘤中高表达，并可显著增强肿瘤细胞的迁移和侵袭能力[23]。张空明玥等[24]通过对60例NSCLC患者癌组织及对应的正常肺组织中HOTAIR水平检测发现：肺癌组织中的HOTAIR的表达水平显著高于正常肺组织。而且通过临床病理资料的分析对比发现：NSCLC患者肿瘤组织中HOTAIR的表达水平与肿瘤的大小、分化程度及分期呈正相关关系，肿瘤大、分化差及分期晚的NSCLC癌组织中HOTAIR表达水平显著升高。Nakagawa等[25]通过对77例NSCLC患者以及6例肺癌脑转移患者进行HOTAIR水
平检测发现：分期越晚的患者HOTAIR水平越高，且脑转移患者转移癌处检测到的HOTAIR水平远高于原发癌病灶，提示HOTAIR可作为NSCLC患者肿瘤组织早期转移的标志物。此外，体外实验发现：HOTAIR高表达的A549细胞株贴壁生长蔓延速度加快，提示HOTAIR可以促进癌细胞迁移侵袭。林梦洁等[23]利用过表达和RNA干扰技术对HOTAIR的功能进行研究，通过转染pcDNA-HOTAIR来使HOTAIR过表达，转染si-HOTAIR以使HOTAIR沉默，结果显示：HOTAIR过表达可以促进癌细胞的侵袭和转移；相反，HOTAIR沉默可以降低癌细胞迁移侵袭能力。进而推测HOTAIR水平的升高可以促进肺癌的侵袭和转移。张空明玥等[24]通过对60例NSCLC患者进行长达5年的随访发现：HOTAIR高表达组患者死亡率明显高于低表达组，经统计学分析HOTAIR高表达者生存时间与低表达者相比明显降低，提示HOTAIR高表达可能提示不良预后。
关于HOTAIR促进癌细胞侵袭转移机制的研究较多。HOTAIR可能通过招募多梳蛋白抑制复合体(PRC2)使相应组蛋白发生甲基化，进而调控有关侵袭转移基因的表达而参与癌症的进展。在食管鳞状细胞癌中，HOTAIR通过调控组蛋白H3K27的甲基化，从而抑制WIF-1的表达，进而激活Wnt/β-catenin信号通路。而Wnt信号通路能通过抑制糖原合成酶激酶3β(glycogen synthase kinase-3β，GSK3β)介导的磷酸化作用以及抑制胞质中的β-连环蛋
白降解等作用来诱发EMT，进而起到促进癌细胞侵袭和转移的作用。虽然HOTAIR促进肺癌细胞侵袭和迁移的机制仍未阐明，但以上这些机制对HOTAIR在NSCLC发生发展中的作用仍具有重要的参考意义。HOTAIR与NSCLC的发展及恶性进程有密切关联，可扮演癌基因的角，并且通过多种未知机制增强肺癌细胞侵袭能力。HOTAIR作为分子标记或者潜在的靶点，在NSCLC的早期诊断、疗效判断、预后预测乃至基因等方面具有广阔前景。
BRAF激活的非编码RNA(BRAF activated non-coding RNA，BANCR)是一长度为693 bp的lncRNA,定位于染体9q21.11，起初是在黑素瘤中发现其可以参与肿瘤侵袭和转移过程[26-28]。陈志强等[29]通过对32例NSCLC患者癌组织以及对应正常肺组织中BANCR水平检测发现：肺癌组织中BANCR水平明显低于对应正常肺组织，而且这种低表达与肿瘤大小、病理分期以及淋巴结转移有关。进一步的体外实验[30]表明：过表达BANCR不仅可以抑制细胞的增殖还可以抑制细胞的迁移和侵袭能力，通过Western blotting法检测发现：过表达BANCR可以使E-cadherin 的表达水平明显增高，波形蛋白的表达水平明显降低，进而抑制肺癌细胞EMT的发生，抑制肺癌细胞的侵袭和转移。由此推测，BANCR可能作为一种抑癌基因抑制肺癌细胞的增殖，并通过抑制肺癌细胞EMT过程来抑制肺癌的侵袭和转
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