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长链非编码RNA LINC00152与人类消化系统恶性肿瘤关系的研究进展

更新时间:2016-07-05

近年来,越来越多的研究表明长链非编码RNA(long noncoding RNA,lncRNA)与人类多种肿瘤的关系密切。LINC00152是lncRNA的主要成员之一,其在人类多种肿瘤组织,尤其是胃癌、肝癌、结肠癌、胆囊癌等消化系统恶性肿瘤组织中异常表达。LINC00152通过调控基因表达,影响细胞周期及信号转导通路等多种机制参与肿瘤的发生、发展。随着研究的不断深入,LINC00152有望成为一种新型肿瘤生物标志物用于肿瘤的诊断、治疗及预后评估等。

1 LINC00152概述

近年来,随着DNA和RNA转录测序技术的不断进步,人类对真核生物的基因组有了更加深入的认识[1]。真核生物的基因组中除了存在蛋白编码基因外,还存在大量的非蛋白编码基因,而非蛋白编码基因的转录产物虽然不直接参与蛋白质的生物合成,但是却可以通过多种机制,例如染色质修饰、转录激活与干扰等,在表观遗传学、转录及转录后水平等多个方面调控相关靶基因,从而影响细胞的生长发育[1-3]。微小RNA(microRNA,miRNA)是非编码RNA中的一种可以调控基因表达的细胞调节因子,而lncRNA是非编码RNA中的另一个庞大家族,其核苷酸长度一般超过200 bp,由于缺乏有意义的开放阅读框架,因此lncRNA不能或很少编码蛋白质[4-8]。在细胞核内,lncRNA可以通过与各种转录因子、染色质修饰因子、异质性胞核核糖核蛋白(heteroge-nous nuclear ribonucleoprotein,hnRNP)结合调控基因的表达[9-12],也可以在转录后水平通过影响mRNA的加工、剪接、翻译等过程调节基因的表达[13]。在细胞质中,lncRNA可以作为内源性miRNA参与基因的表达调控[13-15]。近年来发现了一系列与肿瘤关系密切的lncRNA,如ANRIL、MALAT1等在多种肿瘤组织和细胞系中的表达明显上调[16-18];MEG3、GAS5等在肿瘤组织中的表达下调,可起到肿瘤抑制的作用[19-21]。此外,部分lncRNA具有组织特异性,只在特定的组织或细胞系中表达并发挥作用。

目前,在人类基因组中共发现27 692种lncRNA[22],LINC00152是其中的一种核苷酸长度为828 bp的非编码RNA,其基因定位于染色体2p11.2[23]。相关研究显示,LINC00152可以通过多种机制参与基因的表达调控,包括表观遗传修饰,与miRNA或某些蛋白质相互作用等[22-24]。虽然,已有研究结果证实LINC00152与人类多种恶性肿瘤的发生、发展密切相关,但目前对LINC00152的研究尚处于起步阶段,只有小部分功能被确认,而关于LINC00152参与肿瘤多种生物学过程的具体分子机制尚了解甚少,因此,仍有待于进一步的大规模研究。

2 LINC00152与人类消化系统恶性肿瘤的关系(表1)

2.1 LINC00152与胃癌

胃癌是人体常见的恶性肿瘤之一,多数患者早期无明显临床症状或症状轻微且不典型而易被忽视。胃癌的临床病死率高、预后差,在世界范围内胃癌的病死率高居所有恶性肿瘤的第2位[17,21,25]。目前,对于胃癌的早期诊断临床上尚无简便且行之有效的检查手段,因此研究探寻与胃癌特异性诊断、靶向治疗以及预后评估等有密切关系的生物标志物是临床上亟待解决的一个重大难题[25-26]

研究表明,LINC00152在胃癌组织中的表达水平与肿瘤的大小、组织浸润深度、淋巴结转移及临床分期呈正相关,而与肿瘤的预后呈负相关[22,25,27]。胃癌患者胃液中LINC00152的表达水平明显上调[27];此外,在胃癌患者的血浆中也可检测到LINC00152的表达,且其表达水平也明显上调,有学者认为,LINC00152稳定存在于血浆中的机制之一可能是受外泌体的保护[28]。最新研究发现,LINC00152的过表达可明显增加幽门螺杆菌感染患者发生癌变的风险[29]。因此,检测血浆及胃液中LINC00152的表达水平可能有助于发现早期胃癌,LINC00152极有可能作为一种新型的生物学标志物应用于胃癌患者特别是伴有幽门螺杆菌感染的胃癌患者的早期筛查及特异性诊断。

表1 LINC00152与人类消化系统恶性肿瘤的关系

肿瘤类型胃癌[22,25,27]肝癌[41-42]结肠癌[24,49-50]表达水平上调上调上调或下调LINC00152过表达与肿瘤的关系与肿瘤的大小、组织浸润深度、淋巴结转移及临床分期呈正相关,与肿瘤的预后呈负相关与肿瘤的大小、侵袭能力及TNM分期密切相关与肿瘤的临床分期、淋巴结转移呈正相关胆囊癌[55]基因类别致癌基因致癌基因致癌基因或抑癌基因致癌基因 上调功能诱发肿瘤形成,促进肿瘤细胞增殖、迁移、侵袭,促进上皮向间质的转化诱发肿瘤形成,促进肿瘤细胞增殖诱发肿瘤形成,促进肿瘤细胞增殖,降低肿瘤细胞对化疗药物的敏感度;或抑制肿瘤细胞增殖,诱导肿瘤细胞凋亡诱发肿瘤形成,促进肿瘤细胞增殖、迁移 与肿瘤的TNM分期、淋巴结转移及临床进展呈正相关

以上研究结果表明,LINC00152是一种与结肠癌密切相关的新型生物学分子,可能具有促癌基因和抑癌基因的双重作用,对其进行深入研究有望在结肠癌的诊断、治疗及预后评估等方面发挥至关重要的作用,尤其是在增强结肠癌细胞对化疗药物的敏感度方面具有巨大的潜在价值。

原发性肝癌是世界上第六大常见的恶性肿瘤,但其肿瘤致死率却高居所有恶性肿瘤的第3位[34-39]。肝癌患者早期缺乏典型临床表现,多数患者就诊时已处于中、晚期。晚期肝癌患者多伴有不可控制的远处转移和复发,预后极差[34,40]。因此,早期诊断、早期采取以手术切除为主的综合治疗是提高患者长期生存率的关键。

铺反光膜、挂反光幕:地面铺上聚酯镀锆膜,从地面向上反光,地面光可反射至树冠中下部。铺设反光膜后能使下垂果的顶部和背阴部增加受光,提高树冠中下层和内膛的光照强度,从而促进结果和全面着色。铺反光膜,平均着色指数可提高25%~30%。一般在果实着色前20~25天铺反光膜。铺设反光膜应顺树行走向而铺,平铺于树两侧。反光膜的外边与树冠外缘相齐,能充分发挥反光膜的效果。用反光膜可做反光幕,贴挂于大棚内后墙上,能增加光照20%~30%。

2.2 LINC00152与肝癌

从1987年创作《十八岁出门远行》起,余华便被指认为先锋作家,而他自己也表现出与过往抒情式的写作经验决裂的心态,但从这三篇传统文体实验小说的情形来看,仅仅以先锋内部的阐释框架理解其创作,只是强化了余华的先锋作家身份,不仅没有超出文学史对余华文学批评的既有框架,也决不能整全地揭示这三篇小说在创作上的特异性与复杂性。当我们离开文学作品的本体,从文学的外围也就是文学以外的线索包括其创作的历史语境等,也许能挖掘其创作本身所附有的大量信息。

LINC00152可以通过激活MTOR信号通路参与肝癌的发生、发展,但目前其他的作用机制尚未完全清楚,因此,对LINC00152进行更深入的研究具有重大的潜在价值,将来可能作为一种新型生物标志物应用于肝癌的诊断与治疗。

目前,最常用于诊断肝癌的肿瘤标志物为甲胎蛋白(α-fetoprotein,AFP),但其灵敏度较低,且临床上部分肝癌患者的AFP水平不升高,因此,AFP对早期肝癌的诊断率较低。Li等[41]研究发现,LINC00152在肝癌患者外周血中的表达水平明显增高,且其表达水平与肿瘤的大小、侵袭能力及TNM分期有关。进一步研究表明,体外实验中过表达的LINC00152可以促进肝癌细胞的增殖,而LINC00152在体内肝癌组织中的过表达可明显促进肿瘤的生长[42]。以上研究结果提示,联合检测血液中LINC00152与AFP的表达水平可能有助于肝癌的早期诊断。LINC00152主要表达于肝癌细胞系MHCC-97H的细胞核中,进而通过各种机制参与肝癌发生、发展的生物学过程。微阵列分析表明,LINC00152可以通过结合启动子EpCAM,激活雷帕霉素靶蛋白(mechani-stic target of rapamycin,MTOR)信号通路,进而调控肝癌细胞的生长、增殖,在肝癌的发生、发展过程中起着至关重要的作用[42-43]

2.3 LINC00152与结肠癌

胆囊癌是最常见的胆道系统恶性肿瘤,其发病率在世界范围内具有显著的地域差别,高发于印度和巴基斯坦,在西方国家却很少见[51-53]。近年来,随着肿瘤生物学的不断发展,对胆囊癌的发病机制有了更深入的了解,对新发现的与胆囊癌相关的生物分子的研究将有助于进一步阐明胆囊癌发生、发展的分子机制,也有益于胆囊癌的诊断与治疗[54]

研究表明,LINC00152在结肠癌组织中的表达水平明显高于正常组织,且其表达水平与肿瘤的临床分期及淋巴结转移呈正相关[49]。进一步研究发现,LINC00152不仅能够促进结肠癌细胞的增殖,还与化疗药物——奥沙利铂的耐药性有关,具体机制可能为LINC00152可作为一种竞争性内源RNA(competitive endogenous RNA,ceRNA)与miRNA-193a-3p结合,上调癌基因ERBB4的表达,进而激活PKB/AKT信号转导通路,使结肠癌细胞对化疗药物的敏感度降低[24]。而Zhang等[50]研究发现,LINC00152在结肠癌组织和细胞系中的表达水平明显低于结肠正常组织和细胞,上调LINC00152的表达后,结肠癌细胞的活性降低,凋亡增加,提示LINC00152在结肠癌中可能起抑癌基因的作用。

相关研究发现,LINC00152在胃癌细胞系BGC-823、MGC-803及SGC-7901中的表达水平明显高于正常胃黏膜上皮细胞系GES-1[27]。而下调LINC00152的表达后,胃癌细胞的增殖速度减慢,凋亡率增加,上皮向间质的转化减少,迁移和侵袭能力均明显下降[25]。此外,亚细胞分离实验表明,在人类胃癌细胞系BGC-823和SGC-7901的细胞核及细胞质中均可以检测到LINC00152的表达,且LINC00152在细胞质(BGC-823:63.93%±3.98%vs 36.07% ±3.98%;SGC-7901:68.63% ±3.33%vs 31.37%±3.33%)中的表达水平明显高于细胞核,提示LINC00152主要在胃癌细胞的细胞质中表达[22]。有学者发现,LINC00152可以通过一种新型信号转导通路促进胃癌细胞的增殖,其具体机制为高表达的LINC00152一方面与增强子EZH2结合,另一方面还可以沉默p15p21基因的表达[22]。而p15p21基因的表达产物——P15和P21蛋白与细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子(cyclin-dependentkinase inhibitor,CKI)是调控细胞周期及细胞增殖的重要因子[30]

miRNA-17-5p在多种肿瘤组织中均可检出,且在绝大多数肿瘤中表达上调,过表达的miRNA-17-5p可以通过调控相关靶基因或影响信号转导通路促进肿瘤细胞增殖,并抑制肿瘤细胞凋亡,与肿瘤的发生、发展密切相关[31]。Wang等[32]研究证实,miRNA-17-5p在胃癌组织中的过表达可以促进胃癌细胞的增殖,并抑制其凋亡。Xia等[33]进一步研究发现,在胃癌细胞中LINC00152可以通过与miRNA-17-5p结合,进而抑制抑癌基因THBS1的表达,促进胃癌细胞的生长、增殖。以上研究结果表明,LINC00152除了通过影响细胞周期及信号转导通路参与胃癌发生、发展的生物学过程外,还能通过与某些miRNA结合促进胃癌细胞的生长、增殖,并极有可能通过多重肿瘤相关信号转导通路参与介导恶性表型的发生进程。随着研究的不断深入,LINC00152的分子机制将进一步阐明,其有望成为临床上胃癌特异性诊断的生物标志物,并在胃癌的潜在药物靶点治疗、预后评估等方面发挥重要作用,也有望提高学术界对胃癌发生、发展等生物学过程及其机制的进一步认识。

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2.4 LINC00152与胆囊癌

结肠癌是世界上第三大常见的恶性肿瘤,近年来发病率明显上升,其肿瘤致死率在所有恶性肿瘤中居第2位[44-47]。目前,结肠癌的治疗方式仍以手术切除为主,对于一部分复发和转移风险较高的患者可以给予细胞毒性药物化疗或靶向治疗等辅助疗法以延长生存期[48]。然而,与多数其他恶性肿瘤一样,由于缺乏与肿瘤发生、发展相关的特异性生物标志物,结肠癌的早期诊断、治疗及预后评估仍是临床上所面临的巨大难题之一。

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Cai等[55]研究发现,LINC00152在胆囊癌组织中的表达水平明显上调,且其表达水平与肿瘤的TNM分期、淋巴结转移及临床进展呈正相关。进一步的体内外研究表明,胆囊癌组织中过表达的LINC00152可明显促进肿瘤细胞的增殖、转移以及肿瘤的生长,并且可以抑制肿瘤细胞的凋亡。其分子机制可能为转录因子SP1与LINC00152的启动子区域结合后,上调胆囊癌细胞中LINC00152的表达水平,进而激活磷脂酰肌醇3-激酶/丝苏氨酸蛋白激酶(phosphatidylin-ositol-3-kinase/AKT,PI3K/AKT)信号转导通路参与胆囊癌的发生、发展。以上研究表明,LINC00152与胆囊癌的发生、发展密切相关,SP1/LINC00152/PI3K/AKT信号通路可能是将来胆囊癌治疗的新靶点。

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3 LINC00152的研究前景

综上所述,LINC00152在人类多种肿瘤组织尤其是消化系统恶性肿瘤中的异常表达与这些肿瘤的发生、发展密切相关,其可通过多种机制影响肿瘤的生长、转移以及对化疗药物的敏感度;调控肿瘤细胞的增殖、侵袭以及信号转导等生物学过程。目前,关于LINC00152与肿瘤的研究多集中在消化系统肿瘤的表达与功能方面,但只有小部分功能被了解,而关于LINC00152参与这些肿瘤发生、发展、侵袭、转移等各种生物学过程机制的研究仍然比较欠缺,其具体分子机制也尚未完全清楚,例如,LINC00152是否通过与其他lncRNA、miRNA等相互作用共同调节肿瘤的发生、发展,能否通过影响多重肿瘤相关信号转导通路参与介导肿瘤恶性表型的发生进程等诸多问题尚未明确。此外,LINC00152应用于临床诊断、治疗以及预后评估的安全性、灵敏度以及特异度等也尚未得到大规模临床试验的验证;除消化系统肿瘤外,LINC00152与人类其他类型肿瘤的关系还知之甚少。

随着新技术的发展应用和多学科协作模式的进行,对LINC00152的认识将不断深入,一方面,仍需进行大量的研究进一步关注LINC00152调控基因表达,影响细胞周期及信号转导通路等生物学过程参与肿瘤发生、发展的具体机制,深入了解LINC00152的功能及其多态性;另一方面,应紧密结合临床,开展大规模的临床试验和研究,实现从基础研究到临床应用的转化。总之,LINC00152将有望成为一种新的肿瘤生物标志物或潜在治疗靶点,为对肿瘤的研究提供新的方向,也为对肿瘤患者的特异诊断、靶向治疗及预后评估提供新的策略。

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崔占昆,苏志雷,鲁首男,符稳,邰升
《癌症进展》 2018年第9期
《癌症进展》2018年第9期文献

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