尹春瓊 王玉明
作者單位:655000 云南曲靖,曲靖市第二人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)科(尹春瓊)
650101 云南昆明,昆明醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)科(王玉明)
據(jù)中國(guó)腫瘤登記中心數(shù)據(jù)顯示,肺癌的發(fā)病率及病死率在全球范圍內(nèi)均居惡性腫瘤的首位[1],每年約200 萬例患者死于肺癌[2],其中非小細(xì)胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)約占80%~85%[3]。我國(guó)的肺癌新發(fā)和死亡病例約占全球惡性腫瘤新發(fā)和死亡病例的21.8%和27.0%,居中等偏上水平[4],而云南省曲靖市是云南省肺癌較高發(fā)地區(qū)[5]。NSCLC根據(jù)病理特征可分為肺腺癌(lung adenocarcinoma,LAD)、大細(xì)胞癌(large cell carcinoma,LCC)和肺鱗狀細(xì)胞癌(lung squamous cell carcinoma,LSCC)。LAD和LSCC 分別占NSCLC 患者的約50%和40%[6]。由于疾病早期臨床表現(xiàn)不典型和缺乏早期診斷的生物學(xué)標(biāo)志物,很多患者診斷時(shí)已進(jìn)入晚期,腫瘤細(xì)胞已發(fā)生淋巴轉(zhuǎn)移和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移,失去最佳手術(shù)治療時(shí)機(jī),造成預(yù)后不良。因此研究NSCLC 發(fā)生發(fā)展的機(jī)制,獲取早期診斷標(biāo)志物在NSCLC 的診斷和治療中具有重要意義。長(zhǎng)鏈非編碼RNA(LncRNA)在肺癌的發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮關(guān)鍵的調(diào)節(jié)作用,有可能成為肺癌診斷及預(yù)后判斷的潛在分子標(biāo)志物。本文總結(jié)相關(guān)研究,對(duì)LncRNA 參與NSCLC 發(fā)生發(fā)展及其在NSCLC 診斷和治療中的研究進(jìn)展綜述如下。
LncRNA 具有多樣性的作用方式特點(diǎn)[7],可編碼蛋白基因的上游啟動(dòng)子,干擾下游基因的表達(dá),從而轉(zhuǎn)錄和介導(dǎo)染色質(zhì)重構(gòu)和組蛋白修飾而影響基因表達(dá),也可參與編碼蛋白基因的轉(zhuǎn)錄,形成互補(bǔ)雙鏈,調(diào)節(jié)相應(yīng)蛋白質(zhì)的活性[8-9],形成核酸蛋白質(zhì)復(fù)合體或可作為小分子RNA,如微小RNA(microRNA,miRNA)和Piw 蛋白相互作用的RNA和肺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)轉(zhuǎn)錄本1(metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1,MALAT-1)相關(guān)小RNA的前體分子[10]。LncRNA 發(fā)揮生物學(xué)功能的方式主要是通過誘餌分子、支架分子、信號(hào)分子、海綿分子等引導(dǎo)分子間作用而實(shí)現(xiàn)[11]。
LncRNA 在DNA 損傷修復(fù)、細(xì)胞分化發(fā)育、細(xì)胞新陳代謝、細(xì)胞凋亡調(diào)控以及細(xì)胞周期調(diào)控等方面具有重要的作用,因?yàn)長(zhǎng)ncRNA 調(diào)控可參與RNA代謝的所有過程,包括染色體的修飾、轉(zhuǎn)錄、剪接,RNA 的運(yùn)輸和翻譯。如果LncRNA 在上述過程中發(fā)生失調(diào),就會(huì)導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞抵抗細(xì)胞死亡,呈現(xiàn)永生性。另外,信號(hào)通路的異常激活也會(huì)導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生,有文獻(xiàn)報(bào)道,LncRNA 可通過與RNA 或蛋白質(zhì)相互作用,成為腫瘤信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中的關(guān)鍵信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)介質(zhì),并通過轉(zhuǎn)錄水平的表達(dá)促進(jìn)腫瘤的發(fā)生發(fā)展[12]。腫瘤的發(fā)生發(fā)展與LncRNA 的作用密不可分,而對(duì)LncRNA 的研究亦可為腫瘤診斷、治療及控制尋求新的線索[13]。通過對(duì)NSCLC 患者癌組織和癌旁正常組織的檢測(cè),發(fā)現(xiàn)很多異常表達(dá)的LncRNA。致癌性LncRNA 為其中的一種,它是一種在NSCLC 中異常上調(diào)表達(dá)的LncRNA;異常下調(diào)表達(dá)的LncRNA 可歸類為抑癌性LncRNA。致癌性LncRNA 能在細(xì)胞增殖、侵襲及轉(zhuǎn)移過程中發(fā)揮作用,抑制細(xì)胞凋亡以促進(jìn)腫瘤的發(fā)生發(fā)展[8]。
LncRNA 的表達(dá)具有組織特異性,并且在體液和組織中保持穩(wěn)定,體液樣本中的LncRNA 檢測(cè)方便、快捷,避免了有創(chuàng)性的操作[14-15],這為L(zhǎng)ncRNA成為新的腫瘤生物標(biāo)志物奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。有研究顯示,目前已經(jīng)在患者的體液中檢測(cè)到數(shù)種可作為候選腫瘤生物標(biāo)志物的LncRNA[16]。
LncRNA 作為NSCLC 特異性生物標(biāo)志物的研究也在進(jìn)行中,關(guān)于LncRNA MALAT-1 在肺癌中作用的研究最為深入,NSCLC 患者外周血中MALAT-1的表達(dá)水平顯著高于健康人群,檢測(cè)敏感度及特異度分別為56%和96%,其表達(dá)水平與患者生存有關(guān)[17],鑒別NSCLC 與非NSCLC 的敏感度和特異度分別為87.5%和94.1%[18],提示血清MALAT-1檢測(cè)對(duì)NSCLC 具有較好的診斷效能。有研究顯示,多種LncRNA 在NSCLC 中存在異常表達(dá),包括SNHG20[19]和SBF2-AS1[20]等。這些LncRNA 通過調(diào)控細(xì)胞增殖、凋亡和遷移,參與NSCLC 的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移。SNHG20 在NSCLC 患者癌組織中的表達(dá)上調(diào),與腫瘤大小、腫瘤分期(TNM 分期)和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移顯著相關(guān),患者生存期短,預(yù)后差,研究表明SNHG20 可能是NSCLC 患者的獨(dú)立預(yù)后因素之一[21]。Tian 等[22]發(fā)現(xiàn)ZFAS1 在NSCLC 組織中表達(dá)上調(diào),且腫瘤分化程度、TNM 分期和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移都與其表達(dá)水平相關(guān)。P53 調(diào)控相關(guān)LncRNA(P53 regulation associated LncRNA,LncRNA PRAL)在肺癌組織中的表達(dá)水平明顯低于癌旁組織及正常組織,且P53的表達(dá)水平也顯著降低。將PRAL 轉(zhuǎn)染到人骨髓瘤細(xì)胞(NCI-H929)和人肺癌細(xì)胞(A549)后,會(huì)促進(jìn)P53 的轉(zhuǎn)錄,抑制腫瘤細(xì)胞的增殖[23]。LncRNA XLOC_008466 在NSCLC 患者中高表達(dá),其表達(dá)被抑制后,細(xì)胞的增殖和侵襲能力被抑制,促進(jìn)細(xì)胞凋亡[24]。NSCLC 組織中LncRNA H19 的水平與腫瘤大小有關(guān),腫瘤的侵襲性和轉(zhuǎn)移狀態(tài)與其表達(dá)水平具有相關(guān)性[25]。LncRNA DLX6-AS1 在NSCLC 中的表達(dá)上調(diào)可導(dǎo)致細(xì)胞增殖速度加快,抑制凋亡,并能增強(qiáng)天冬氨酸特異性半胱氨酸蛋白酶-3(caspase-3)活力,上調(diào)Bax 和下調(diào)Bcl-2 蛋白表達(dá)[26]。有研究顯示,肺癌組織中DICER1-AS1 的表達(dá)高于癌旁組織,腫瘤發(fā)生發(fā)展與其高表達(dá)有強(qiáng)烈相關(guān)性,有助于臨床對(duì)肺癌患者的診斷以及治療[27]。
目前研究顯示,LncRNA 在多種腫瘤中高表達(dá),在維持和促進(jìn)癌癥發(fā)展中發(fā)揮重要作用,LncRNA 表達(dá)水平上的差異或某些癌癥類型的特異性LncRNA表達(dá),可為腫瘤的診斷和治療提供新的分子標(biāo)志物[28]。 SNHG6是NSCLC的一種致癌基因,其在NSCLC組織中表達(dá)明顯升高,其高表達(dá)與NSCLC 的惡性特征相關(guān)。SNHG6 基因表達(dá)降低明顯抑制了細(xì)胞的增殖能力及NSCLC 細(xì)胞的遷移活性。SNHG6 發(fā)揮作用通過與miRNA 競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合促進(jìn)轉(zhuǎn)錄因子ETS1 表達(dá),NSCLC 的發(fā)生發(fā)展通過miR-944 和miR-181d-5p調(diào)控ETS1 信號(hào)。ETS1 增強(qiáng)了WIPF1 的表達(dá),通過與啟動(dòng)子和SNHG6 結(jié)合,從而調(diào)控ETS1 靶基因的表達(dá)(包括WIPF1、MMP2 和MMP9 基因)[29]。
NSCLC 的臨床分期分型對(duì)治療方案的選擇意義重大,Zhao 等[30]采用Affymetrix 微陣列芯片(HGU133plus2.0)分 析 出72 個(gè) 在LAD 和LSCC 患者中差異表達(dá)的LncRNA(23 個(gè)上調(diào)和49 個(gè)下調(diào))。LncRNA IGF2AS 表達(dá)上調(diào)會(huì)抑制IGF2/VEGF/bFGF信號(hào)通路,從而抑制NSCLC 的發(fā)生發(fā)展,這表明IGF2AS 是一個(gè)理想的藥物治療靶點(diǎn)[31]。linc-ROR在多西他賽耐藥的細(xì)胞系中表達(dá)上調(diào),研究表明,linc-ROR 表達(dá)下降影響肺癌患者對(duì)多西他賽治療的敏感性,從而抑制了腫瘤細(xì)胞的侵襲和擴(kuò)散。這種機(jī)制可能是通過miR-145/FSCN1 信號(hào)通路來影響上皮細(xì)胞-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)過程,從而影響LAD 患者對(duì)多西他賽的耐藥性[32]。Tang 等[33]探討LncRNA 在LAD中表達(dá)和預(yù)后的關(guān)系發(fā)現(xiàn),與LAD 預(yù)后相關(guān)的主要為以下5 種LncRNA(CYP4F26P、RP11-108M12.3、RP11-38M8.1、RP11-54H7.4 和ZNF503-AS1),在肺癌組織中高表達(dá)的為CYP4F26P、RP11-108M12.3、RP11-38M8.1、RP11-54H7.4,低表達(dá)的為ZNF503-AS1。
LncRNA XIST 在NSCLC 組織中表達(dá)明顯上調(diào),抑制增殖、遷移和入侵,誘導(dǎo)G0/G1期阻滯[34]。FOXD3-AS 在肺癌中上調(diào)LncRNA 的表達(dá),參與基因組成性剪接和選擇性剪接的為結(jié)合SRSF1 蛋白,通過調(diào)節(jié)基因選擇性剪接參與腫瘤的發(fā)生發(fā)展。SRSF1 在LncRNA-RBP-mRNA 共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)圖中位于關(guān)鍵位置,更有力地揭示了其在肺癌的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要的調(diào)控作用,有望成為肺癌免疫治療的分子靶標(biāo)。LncRNA MIAT 通過激活基質(zhì)金屬蛋白酶9(matrix metalloproteinase-9,MMP-9)基因以促進(jìn)NSCLC 的擴(kuò)散和轉(zhuǎn)移[35]。miR-615-5p 的類似物抑制了Gm15290 對(duì)腫瘤細(xì)胞增殖、侵襲作用的調(diào)控,故NSCLC 治療的關(guān)鍵靶點(diǎn)可能與Gm15290 有關(guān)[36]。NSCLC 患者GAS5 在組織和細(xì)胞中表達(dá)下降、miR-135b 表達(dá)上升,由于GAS5 的表達(dá)上升及miR-135b 表達(dá)下降可顯著降低NSCLC 患者放療時(shí)細(xì)胞的存活率,同時(shí)使患者放療的敏感性增高,可通過抑制腫瘤細(xì)胞增殖、侵襲能力誘導(dǎo)其凋亡,顯著抑制腫瘤的發(fā)生發(fā)展,GAS5 是NSCLC 的抑癌因子之一[37]。LncRNA 能通過調(diào)控相關(guān)基因的表達(dá)、信號(hào)通路的激活、細(xì)胞凋亡和細(xì)胞周期、藥物的膜轉(zhuǎn)運(yùn)通道、自噬水平或與miRNA 相互作用等方式調(diào)控NSCLC 細(xì)胞的耐藥性,具有成為NSCLC 療效及耐藥的分子標(biāo)記物和潛在的抗腫瘤藥物靶點(diǎn)的前景。
LncRNA 也可用作NSCLC 患者判斷預(yù)后的生物標(biāo)志物,如LncRNA RP11-21L23.2、GPR158-AS1、RP11-701P16.5 和RP11-379F4.4 的表達(dá)水平與NSCLC 患者的總生存率呈負(fù)相關(guān)。反之,LncRNA CTD-2358C21.4、RP11-94L15.2、KCNK15-AS1 和AC104134.2 的表達(dá)水平與NSCLC 患者的總生存率呈正相關(guān)[38]。LncRNA 的遺傳多態(tài)性與化療敏感性相關(guān),可能成為肺癌患者預(yù)后評(píng)估的分子診斷標(biāo)志物,提高化療療效[39]。差異表達(dá)的FOXD3-AS1對(duì)肺癌患者預(yù)后的判斷起到了至關(guān)重要的作用[40]。
NSCLC 的發(fā)生發(fā)展與LncRNA 在NSCLC 細(xì)胞中異常表達(dá)密切相關(guān),LncRNA 具有性質(zhì)穩(wěn)定、組織特異性高和容易提取的特點(diǎn),可能成為潛在的早期診斷NSCLC 的分子標(biāo)記物。研究LncRNA 在NSCLC 患者組織和血液中的表達(dá),對(duì)于研發(fā)特異性診斷標(biāo)志物,提高NSCLC 患者的早期診斷效率有重要作用。NSCLC 患者組織中的LncRNA 對(duì)于診斷該疾病具有很強(qiáng)的說服力,而血漿中LncRNA 的表達(dá)量是否與NSCLC 患者的腫瘤狀態(tài)一致還有待進(jìn)一步證實(shí)。部分LncRNA 發(fā)揮致癌作用,也有部分發(fā)揮抑癌作用,LncRNAs在肺癌中表達(dá)升高或降低,有可能成為NSCLC 診斷、臨床分期分型及預(yù)后的潛在生物學(xué)標(biāo)志物,異常表達(dá)的LncRNA 對(duì)于NSCLC患者的診斷、判斷疾病預(yù)后及患者生存率等方面有重要的指導(dǎo)作用。加深加快對(duì)LncRNA 與肺癌相關(guān)機(jī)制的研究和探討,對(duì)肺癌重點(diǎn)人群的早期篩查和診斷具有重要的應(yīng)用價(jià)值。以LncRNA 為潛在靶點(diǎn)開發(fā)新的抗腫瘤治療藥物、監(jiān)測(cè)預(yù)后將可能成為探索抗腫瘤治療的新策略,進(jìn)一步為肺癌個(gè)體化靶向治療提供新的依據(jù)。
利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突