大多数非编码RNA (non-coding RNA,ncRNA) 是不具备蛋白质编码但具有其他生物学功能的RNA 转录本，其包括长链非编码RNA (long non-coding RNA,lncRNA)、
微RNA (microRNA,miR-NA)、
干扰小RNA (small interfering RNA,siRNA)以及环状RNA (circular RNA,circRNA)等[1-2]。mi-RNA 和siRNA 会组装成对应的RNA 诱导沉默复合物(RNA-induced silencing complex,RISC)，如miRISC 和siRISC，从而靶向特定的mRNA 进行切割或者抑制蛋白质翻译[3]。lncRNA 会参与一些信号通路，如Wnt/茁-catenin 和P53等信号通路,
代谢以及细胞增殖等[4]。收稿日期:2022-11-21；修回日期:2023-03-21；网络首发日期:2023-05-08
基金项目：国家自然科学基金面上项目(31871176,32070726)
作者简介：吴念平(1998—)，男，湖北孝感人，硕士研究生;*通信作者：周策凡(1987—)，男，江西鹰潭人，博士，副教授，主要从事细胞自噬与信号转导及多肽药物研发等方面的研究,E-mail:*************；
唐景峰(1982—)，男，安徽砀山人，博士，教授，博导，主要从事细胞自噬与离子通道、细胞信号与网络调控、蛋白质功能与分子药物等方面的基础应用研究,E-mail:********************* 。
DOI:10.16605/jki.1007-7847.2022.11.0230
吴念平，周策凡*，唐景峰*
(湖北工业大学科技部/教育部细胞调控与分子药物学科
“111”引智基地发酵工程教育部重点实验室工业发酵省部共建协同创新中心工业微生物湖北省重点实验室，中国湖北武汉430068)
摘
要：非编码RNA (non-coding RNA,ncRNA)作为近几年研究的热点，它们大量存在于生物体内。大多数非
编码RNA 不具备编码蛋白质的能力，但是能够调控基因表达及蛋白质功能，在各种疾病中参与复杂的信
号网络并发挥着重要的功能。胰腺癌由于早期症状不明显，一旦被发现就是晚期，并且和预后效果极差，因此被称为癌症之王，目前科研上也难以攻克。本文阐述了非编码RNA 在胰腺癌发生、进展及耐药过程中的作用机理，以期为科研人员寻检测和胰腺癌的靶点提供一定的思路。关键词：非编码RNA (ncRNA)；胰腺癌；耐药中图分类号:Q752,R735.9
文献标志码:A
文章编号:1007-7847(2023)06-0488-10
Effects of Non-coding RNAs on Occurrence,Progression and Drug
Resistance of Pancreatic Cancer
WU Nianping,ZHOU Cefan *,TANG Jingfeng *
(National “111”Center for Cellular Regulation and Molecular Pharmaceutics ,Key Laboratory of Fermentation Engineering
(Ministry of Education ),Cooperative Innovation Center of Industrial Fermentation (Ministry of Education &Hubei Province ),
Hubei Key Laboratory of Industrial Microbiology ,Hubei University of Technology ,Wuhan 430068,Hubei ,China )Abstract:Non-coding RNAs (ncRNAs),which are abundant in organisms,have been of special concern in recent years.Most ncRNAs do not encode proteins,but they play a significant role in participating complex signaling cascades in various diseases by regulating gene expression and protein functions.Pancreatic cancer is known as the king of cancer because its early symptoms are not obvious,diagnosis often occurs at an ad-vanced stage of the disease and its treatment effect and prognosis are extremely poor.There is still a long way to go in scientific research of pancreatic cancer.This article describes the mechanism of ncRNAs in the occurrence,progression and drug resistance of pancreatic cancer,hoping to provide some ideas for re -searchers to find targets for the tumor detection and treatment.
Key words:non-coding RNA (ncRNA);pancreatic cancer;drug resistance
（Life Science Research ，2023，27（6）：488-497）·非编码RNA 专栏·
第27卷第6期生命科学研究Vol.27No.62023年12月Life Science Research Dec.2023
第6期吴念平等：非编码RNA对胰腺癌发生进展及耐药的影响
除此以外,lncRNA还能够介导蛋白质的翻译后修饰以及改变癌细胞的代谢网络[5]。circRNA是通过反向剪接形成的环状RNA，它能作为miRNA海绵阻断miRNA调控下游基因的表达[6]。这些非编
码RNA调控失常会导致神经、心血管疾病以及癌症的发生[7]。因此，研究清楚非编码RNA在癌症
胰腺癌是一种致死率极高并且5年生存率很低的癌症，其年龄标准化发病率与死亡率为每10万人4.8例和4.4例[8]。胰腺癌与不良的生活习惯有关,Huang等[9]对48个国家的胰腺癌数据进行
了分析，发现胰腺癌的高发病率和高死亡率与吸烟、饮酒、肥胖、高血压等息息相关。有研究表明，肥胖患者[身体质量指数(body mass index,BMI)逸30kg/m2]与BMI正常范围内的患者相比，其发生胰腺癌的概率增加(风险比为1.15~1.53)[10]。从病
理上分析，肥胖导致的胰腺脂肪浸润与胰腺上皮内肿瘤的发展相关，这可能使病变区域发展为胰腺导管癌(pancreatic ductal adenocarcinoma,PDAC)[11]。PDAC是最常见的胰腺癌，其大多数是由胰腺上皮内瘤变导致的，少数存在于导管内乳头状黏液性肿瘤(intraductal papillary mucinous neoplasm,IP-MN)和黏液性囊性肿瘤(mucinous cystic neoplasm, MCN)这类囊性病变中[12]。在胰腺上皮内肿瘤早期，癌基因KRAS突变导致Ras/Raf和PI3K/Akt 通路激活，进而影响细胞周期。此外，周期蛋白依赖性激酶抑制
剂1A(cyclin-dependent kinase in-hibitor1A,CDKN1A)的过表达以及周期蛋白依赖性激酶抑制剂2A(cyclin-dependent kinase inhibi-tor2A,CDKN2A)的突变失活会促进细胞从G1期向S期转变。当肿瘤进展到胰腺癌晚期时，抑癌基因TP53和SMAD4会突变失活，导致转化生长因子β(transforming growth factor-β,TGF-β)通路失活，同时促进细胞周期[13]。 目前，胰腺癌在发展为晚期之前很少出现症状，并且上腹部肿胀和大便形态改变经常会被归因于其他良性病因，从而耽误胰腺癌的诊断，最终使病情恶化[14]。虽然经手术切除的患者5年生存率仅10%~25%并且仍可能出现局部复发和远端转移，但手术是可能治愈胰腺癌的唯一方法[15]。此外，尽管吉西他滨和5-氟尿嘧啶等药物化疗会显著改变胰腺癌晚期患者的不良预后，但是耐药性的发展往往使最终结果不佳。因此，早期诊断难和晚期化疗耐药性强是困扰胰腺癌的主要问题。现有研究显示，许多非编码RNA在胰腺癌组织与正常组织中存在差异表达，它们参与胰腺癌的发生进展与耐药[16-17]。因此，深入了解非编码
RNA影响肿瘤发生进展和耐药的机制，或许能为早期诊断胰腺癌以及提高药物对胰腺癌耐药细胞的药效提供一定思路。
1非编码RNA与胰腺癌的发生进展胰腺癌组织富含大量非编码RNA，这些RNA 参与肿瘤的发生与进展，影响Wnt信号通路、自噬、上皮间质转化(epithelial-mesenchymal transi-tion,EMT)、肿瘤微环境(tumor
microenvironment, TME)等。这些因素的调节失衡都会导致肿瘤的发生以及转移。了解非编码RNA与这些信号通路的复杂网络对临床上高效药物的研究十分重要。
1.1Wnt/茁-catenin信号通路
Wnt/β-catenin信号通路是以β联蛋白(β-ca-tenin)为核心的对生物发育特别重要的通路。在Wnt信号未被激活时，细胞质中的轴抑制因子AXIN1和APC(adenomatous polyposis coli)会捕获β-catenin、酪蛋白激酶1(casein kinase1,CK1)和糖原合成酶激酶3β(glycogen synthase kinase3β, GSK3β)，随后CK1和GSK3β会依次磷酸化β-catenin的S45、S33/S37/T41位点,p-β-catenin会在β-TrCP(β-transducin repeat-containing protein)的作用下结合泛素分子，最终蛋白酶体会降解这些泛素化的β-catenin，使细胞质中的β-catenin 维持在一定数量。Wnt蛋白脂化后，会被分选受体Wls(Wntless)从高尔基体带到质膜，与Wnt受体蛋白Frizzled和低密度脂蛋白受体相关蛋白5/6 (low-density lipoprotein receptor-related protein5/6, LRP5/6)互作，从而激活Wnt信号通路。此时AXIN1会被募集到LRP5/6尾部，无法形成降解复合体，因此β-catenin在细胞质中的表达量增加到一定值时会穿过核膜，与转录因子4(transcription fac-tor4,TCF4)结合，促进AXIN2和Cmyc等基因表达，进而促进细胞增殖与分化[18]。Wnt信号通路的持续激活会加快胰腺癌进展以及耐药[19]。有研究表明,Wnt信号通路可促进肿瘤细胞抗凋亡以及不断分裂新的肿瘤细胞，最终使病变组织演变为胰腺癌[20]。
胰腺癌组织存在许多与Wnt信号通路相关的非编码RNA，它们的异常表达会调控Wnt信号转导，促进癌细胞生长，并且使其对药物的抵抗
489
生命科学研究2023年
能力增强[21-29](表1，图1)。例如，在胰腺癌中低表达的miR-337可以靶向降低信号转导及转录活化因子3(signal transducer and activator of transcrip-tion3,STAT3)的表达，并通过抑制Wnt/β-catenin 信号通路来抑制AsPC-1和SW1990胰腺癌细胞的生长能力[23]。同样，在胰腺癌中含量低的LINC-01197可通过破坏β-catenin与TCF4之间的互作来抑制PDAC细胞中AXIN2、Cmyc等基因的表达，最终抑制癌细胞增殖[24]。此外，胰腺癌中还存在一些高表达且促进Wnt信号通路的非编码RNA，如:lncRNA FAM83H-AS1可以稳定FAM83H(fa-mily with sequence similarity83member H)mRNA 水平，并通过FAM83H降低β-catenin泛素化，从而激活Wnt信号通路，提高PDAC细胞的侵袭能力[28];LINC01614则可以结合GSK3β并抑制β-catenin降解复合物的形成，其通过减少β-catenin 的降解来加快胰腺癌的进展[29]。
胰腺癌中的Wnt/β-catenin信号通路比较活跃，在一定程度上与这些非编码RNA有关。因此，了解这些抑制或促进Wnt信号转导的非编码RNA可以为癌症的检测筛选指标，提前检测失调的非编码RNA可以让患者尽早地接受，同时对于癌症晚期的患者可以特异性设计药物靶点以达到对症下药的效果。
1.2自噬
自噬(autophagy)是真核生物进化上保守的、由自噬体和溶酶体主导的、将破损的细胞器或代谢废物分解并重新加以利用的生物过程。真核生物依赖良好的基础自噬水平以及在应激条件下启动的自噬来维持细胞内稳态和应对环境变化。巨自噬是研究中比较常见的一种降解大分子以及破损细胞器的途径，同泛素蛋白酶体降解过程的区别是，它需要在蛋白激酶复合体(ULK1/2、FIP200、
ATG13和ATG101)的启动下形成一个双层的隔离膜包裹待降解的蛋白质和细胞器等，随后在自噬相关蛋白3(autophagy-related3,ATG3)、ATG7、ATG5和ATG12泛素样系统的作用下将ATG8家族脂化，以促进膜的延伸，然后该膜在内体分选复合物的作用下闭合，最终可溶性N-乙基马来酰亚胺敏感因子(N-ethylmaleimide-sensitive factor, NSF)附着蛋白受体(soluble NSF attachment protein receptor,SNARE)复合体介导的相互作用将自噬体与溶酶体融合为自噬溶酶体[30]。
尽管自噬可以帮助细胞清理垃圾，使细胞能够更好地存活下来，但是自噬水平的失衡往往会造成肿瘤、神经退行性疾病等难治愈疾病的发生。自噬在肿瘤的发展中类似双刃剑：自噬可以抑制癌细胞的生长，但是在癌症晚期，癌细胞依赖高水平的自噬为其提供生长代谢所需的能量[31]。正确理解自噬在癌细胞不同阶段的功能对针对特定靶点设计开发药物十分重要。PDAC细胞具有比较高的基础自噬水平，其通过调控MIT/TFE(mi-crophthalmia/transcription factor E)促进自噬相关基因的表达，从而维持高水平的自
噬和溶酶体活性，此外它还可通过蛋白磷酸酶2A激活因子/蛋白磷酸酶2A(protein phosphatase2A phosphatase acti-vator/protein phosphatase2A,PTPA/PP2A)去除unc-51样激酶1(unc-51like autophagy activating ki-nase1,ULK1)的抑制型磷酸化，进而启动自噬[32]。在胰腺癌细胞中，自噬通过调节增殖、侵袭和转移、物质能量代谢、细胞免疫与死亡来促进或抑制肿瘤发生发展[33]。非编码RNA在调节自噬进而影
表1胰腺癌中影响Wnt信号通路的非编码RNA
Table1ncRNAs affecting Wnt signaling pathway in pancreatic cancer
ncRNA miR-137[21]
miR-519d-3p[22] miR-337[23] LINC01197[24] lncRNA BANCR[25] lncRNA DGCR5[26] OIP5-AS1[27] lncRNA FAM83H-AS1[28] LINC01614[29]
Expression in
pancreatic cancer
↓
↓
↓
↓
↑
↑
↑
↑
↑
Mechanism
Inhibit the expression of
KLF12and DVL2
Inhibit the expression of RPS15A
Inhibit the expression of STAT3
Destroy the interaction between
β-catenin and TCF4
Sponge miR-195-5p
Increase the expression of TOP2A
Increase the expression of FOXM1
Reduce the ubiquitination ofβ-catenin
Inhibit the formation of
β-catenin degradation complex
Impact on Wnt
signaling pathways
↓
↓
↓
↓
↑
↑
↑
↑
↑
Effect on pancreatic cancer
Reduce stemness features of
pancreatic cancer cells
Inhibit proliferation
Inhibit proliferation
Inhibit proliferation
Promote proliferation and invasion
Promote the occurrence of cancer
Promote proliferation
Enhance invasion ability
Accelerate cancer progress
490
第6期
响肿瘤进展方面也具有重要作用(图1)。
在胰腺癌中，下调的miR-454-5P可以靶向降低FAM83A(family with sequence similarity83 member A)和TSPAN1(tetraspanin1)的表达，抑制自噬通量和异种移植肿瘤的增殖率[34]。这项研究还发现,FAM83A通过Wnt/β-catenin信号通路促进TSPAN1的表达，进而促进自噬体与溶酶体的融合[34]。同样，在PDAC细胞中下调的miR-506可降低STAT3表达，其通过Bcl-2/BECN1(beclin1)启动自噬相关的细胞死亡并抑制肿瘤生长[35]。这表明在胰腺癌中Wnt信号通路与自噬可能协同调控肿瘤的发生。既然自噬能够影响肿瘤的发展进程，那么直接靶向参与调控自噬过程因子的非编码RNA应该也能调控肿瘤的发生。有研究报道, miR-7可以靶向肝激酶B1(liver kinase B1,LKB1)、ULK2、ATG4A和ATG7等自噬相关基因，并通过
AMP活化蛋白激酶/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(AMP-activated protein kinase/mammalian target of rapamycin,AMPK/mTOR)信号通路等抑制自噬，减少自噬提供的葡萄糖，从而抑制SW1990胰腺癌细胞生长[36]。
非编码RNA也可以通过增加自噬水平来促进肿瘤发展。例如：在PDAC中高表达的circRH-OBTB3可以作为miR-600的海绵，通过NACC1/ Akt/mTOR通路来促进自噬以加快肿瘤细胞增殖[37]。直接调控自噬相关基因的circRNA也在癌细胞增殖中起作用。例如：在细胞质中,circATG7可以结合miR-766-5p，进而
增加其靶标ATG7的表达；在细胞核中,circATG7可以充当支架增强HuR(human antigen R)蛋白与ATG7mRNA的相互作用，以提高ATG7mRNA的稳定性；核质部分的circATG7共同发挥增强自噬通量的功能，从而促进体内胰腺癌细胞的增殖和转移[38]。
1.3上皮间质转化
EMT是上皮细胞转变为间充质细胞的生物学过程，会使细胞具有转移与侵袭的能力。发生EMT的癌细胞其上皮标记物E钙黏合素(E-cad-herin)、紧密连接蛋白1(zonula occludens1,ZO-1)和闭合蛋白的含量会减少，而波形蛋白、N-cad-herin、成纤维细胞特异性蛋白1等间质标记物的表达水平会增加。此外，调控该过程的因素还包括锌指E盒结合同源框1(zinc finger E-box bin-ding homeobox1,ZEB1)、Snail、Twist等EMT相关转录因子，表观遗传学以及非编码RNA[39]。在胰腺癌中，一些具有肿瘤抑制或促进作用的非编码RNA失调，可通过EMT途径影响肿瘤进展。circRTN4可以与RAB11家族互作蛋白1 (RAB11family interacting protein1,RAB11FIP1)相互作用来增强其稳定性，从而促进PDAC细胞中的EMT，增加肿瘤细胞的迁移和侵袭能力[40]。与之相反，胰腺癌中低表达的circ0092367能通过miR-1206/ESRP1轴抑制EMT[41]。敲低lncRNA AL161431.1可以增加E-cadherin，降低波形蛋白和N-cadherin表达，从而抑制EMT，导致SW1990和BxPC-3胰腺癌细胞周期停滞及死亡[42]。此外，一些lncRNA也可直接靶向EMT相关转录因子并通过EMT途径来调控胰腺癌进展，如:lncRNA XIST通过海绵化miR-429，增加ZEB1表达，进而通过EMT途径来促进胰腺癌细胞的增殖与侵袭; lncRNA ADPGK-AS1
靶向miR-205-5p，同样通过调控ZEB1表达达到类似的效果[43]。EMT也可被Wnt/β-catenin信号通路激活，如:lncRNA LINC01133可与zeste增强子同源物2 (enhancer of zeste homolog2,EZH2)结合，促进H3-K27发生甲基化，导致AXIN2沉默并抑制GSK3活性，最终激活β-catenin，促进胰腺癌细胞EMT 途径[44]。EMT还受TGF-β的调节，如lncRNA MI-R31HG能在TGF-β刺激下调控EMT进而影响PDAC细胞迁移[45]。
1.4肿瘤微环境
肿瘤微环境是癌细胞生长增殖时所处的复杂环境，包括免疫淋巴网络、免疫细胞、肿瘤相关巨噬细胞、基质细胞、细胞外基质以及分泌因子，如外泌体、生长因子等[46]。这种复杂的微环境很大程度影响着肿瘤的进展。研究肿瘤微环境对胰腺癌的早期筛查和诊断以及有针对性的药物开发也很关键。癌细胞能够上调自身程序性死亡受体配体1(programmed death ligand1,PD-L1)、PD-L2的蛋白质水平，激活T细胞中的程序性死亡受体1 (programmed death1,PD-1)，抑制T细胞的免疫功能，从而实现免疫逃逸[47]。有研究发现,m6A甲基转移酶METTL3h会上调lncRNA MALAT1的表达，使BxPC-3和PANC-1胰腺癌细胞中PD-L1的表达增加[48]。同样调控PD-L1的有lncRNA PSMB8-AS1，它可以作为miR-382-3p的竞争性内源RNA (competing endogenous RNA,ceRNA)，上调STA T1基因表达，并通过上调PD-L1转录来加快胰腺癌进展[49]。
吴念平等：非编码RNA对胰腺癌发生进展及耐药的影响491
生命科学研究2023年
图1胰腺癌中非编码RNA 与Wnt/β-catenin 信号通路和自噬(参照文献[18]、
[21-38]绘制)Fig.1Effect of ncRNAs on Wnt/β-catenin signaling pathway and autophagy in pancreatic cancer (drawn according to Re-ferences [18],[21-38])
Wnt Frizzled
LINC01614
LRP5/6
AXIN
DVL miR-137
Transcription
GSK3β
β-Catenin
FAM83H-AS1
β-Catenin
β-Catenin
β-Catenin
β-Catenin
β-Catenin Expression
lncRNA BANCR FOXM1
lncRNA PVT1
OIP5-AS1
lncRNA DGCR5
TOP2A
RPS15A
miR-591d-3p miR-506
FKBP12ULK1/2
FIP200
ATG13
mTOR
mLST8Raptor
VPS34ATG14p115beclin1AMBRA1
Bcl-2
Proteasome
NACC1
Cytoplasm
circRHOBTB3
Akt
miR-7
LC3
ATG4ATG3ATG7miR-7
circATG7
LC3Ⅰ
LC3Ⅱ
miR-454-5P
Autophagosome
TSPAN1
Autolysosome
ATG5
ATG12
ATG16L1
Lysosome
Nucleus
LINC01197
Tcf/Lef
AXIN 2Cmyc CyclinD 1
外泌体可以通过装载各种RNA 结合蛋白、非编码RNA 等在细胞间传递信号，而血管生成能为肿瘤生长
供给所需的物质与能量，两者可以相互作用来影响肿瘤的发展。据报道,M2巨噬细胞分泌的外泌体将miR-155-5p 和miR-221-5p 转运至内皮细胞，靶向降低E 2F 转录因子2(E 2F transcription factor 2,E 2F 2)的表达，从而促进血管生成以及胰腺癌的生长[50]。当肿瘤长到一定的体积时，它会向其他部位扩散，这种扩散性肿瘤往往是切除原位肿瘤后预后不良的原因。淋巴结转移在胰腺癌细胞扩散转移到其他器官的过程中发挥着重要的作用，并且淋巴管的生成对癌细胞转移很重要。circNFIB1是一种在胰腺癌中负调控淋巴结转移的非编码RNA，在胰腺癌中低表达。有研究表明,circNFIB1可作为miR-486-5p 的海绵，上调磷脂酰肌醇3激酶调节亚基1(phosphoinosi-
tide -3-kinase regulatory subunit 1,PIK 3R 1)的表达，并通过抑制PI3K/Akt 通路下调血管内皮生长因子C (vascular endothelial growth factor-C ,VEGF-C )的表达，进而抑制PDAC 的淋巴管生成和转移[51]。
2非编码RNA 与胰腺癌耐药
对于癌症患者而言，化疗是常用的一种手段。但在过程中，癌细胞往往会对化疗及分子靶向产生耐药性，这将导致效率降
低。目前，胰腺癌常用的药物有奥沙利铂、
亚叶酸钙、5-氟尿嘧啶、
伊立替康、吉西他滨、顺铂和白蛋白紫杉醇。吉西他滨作为晚期胰腺癌的标准药物，它可以抑制胰腺癌细胞的DNA 合成。与5-氟尿嘧啶相比，吉西他滨的不良反应较少并且效果更好，可为患者提供更高的生存率[52]。然而，最初对吉西他滨敏感的癌细胞经几周
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