非編碼 RNA（non-coding RNA，ncRNA）是新發現的不同于信使 RNA 的功能性 RNA，可參與調節腫瘤的發生與發展。研究結果表明 ncRNA 可參與調控胃癌放射治療反應，其機制可能與其影響 DNA 損傷修復、胃癌細胞干性、細胞凋亡、表皮生長因子受體信號通路的激活等有關。該文就 ncRNA 調控胃癌放射治療反應的相關機制作一總結，并對 ncRNA 在胃癌放射治療抵抗中的潛在臨床應用價值進行展望。
引用本文： 董娜, 戴滋瀛, 劉小軍. 非編碼 RNA 對胃癌放射治療敏感性影響的研究進展. 華西醫學, 2023, 38(1): 130-133. doi: 10.7507/1002-0179.202210125 復制
胃癌發病率居全球第 5 位，死亡率居全球第 3 位[1]。由于胃癌早期癥狀往往隱匿且不典型，很多患者就診時已進展到晚期，是中國腫瘤患者死亡的重要原因之一，給人民健康和社會經濟發展造成巨大的負擔。放射治療（放療）作為胃癌的主要治療手段之一，展示出降低復發率和延長患者生存的優勢[2-3]。但是由于胃癌對放療的敏感性低，導致其耐受性的出現，成為目前胃癌放療面臨的重要難題[4-5]。因此，必須開發腫瘤靶向藥物或放療增敏劑以增強胃癌放療敏感性，提高胃癌患者的放療療效。研究發現非編碼 RNA（non-coding RNA，ncRNA）的異常表達參與調節鼻咽癌、肺腺癌、結直腸癌、胃癌等多種腫瘤的放療敏感性，顯著影響腫瘤的放療療效[6-9]。ncRNA 根據功能不同通常被分為基礎結構型和調控型。調控型 ncRNA 主要由長鏈 ncRNA（long ncRNA，lncRNA）、微 RNA（microRNA，miRNA）和環狀 RNA 組成[10]。本文就 ncRNA 在胃癌細胞的異常表達作一綜述，總結分析與胃癌放療敏感性相關 ncRNA 的研究結果，探索改善胃癌患者放療預后的新方向。
1 ncRNA 對胃癌細胞 DNA 損傷的調節
DNA 和細胞膜的損傷是輻射誘導細胞死亡的主要原因[10]。細胞具有感知 DNA 損傷并啟動 DNA 損傷修復的能力，即 DNA 損傷反應。DNA 損傷反應在感知 DNA 雙鏈斷裂、誘導細胞周期停滯及啟動 DNA 修復中起重要作用[11]。DNA 損傷反應表現為信號級聯反應，DNA 損傷因素首先激活毛細血管擴張性共濟失調突變因子，隨后激活細胞檢查點激酶、磷酸化組蛋白 2A 變異體，抑制細胞進入 S 期和 M 期，導致細胞周期停滯及啟動損傷修復，以維持基因組的穩定性。Hu 等[12]發現在 X 射線照射下，hsa-let-7g miRNA 可通過降低胃癌細胞毛細血管擴張性共濟失調突變因子的表達，間接抑制 DNA 損傷反應的激活，顯著增加胃癌的放療敏感性。
DNA 雙鏈斷裂是放療誘導的最普遍、最有效的損傷類型。ncRNA 在 DNA 雙鏈損傷修復中的作用已經得到證實[13]。在 SNU-638 胃癌細胞中，異位表達的 miR-196b 可降低 DNA 修復蛋白 RAD23B 的表達，導致胃癌細胞中的 DNA 損傷修復機制受阻，誘導細胞死亡，進而增加胃癌細胞的放療敏感性[14]。
2 ncRNA 對胃癌腫瘤細胞干性的調控
腫瘤干細胞比一般腫瘤細胞抗輻射能力更強，研究表明腫瘤干細胞具有強大的清除或降低活性氧水平的能力，導致比一般腫瘤細胞受到 DNA 損傷更少[15]。目前 Wnt/β-聯蛋白通路被認為是抗腫瘤干細胞療法的主要靶點之一。研究發現 lncRNA HNF1A-AS1、miR-501-5Pk、circFAM73A 通過激活下游 Wnt/β-聯蛋白通路，可促進胃癌細胞的干性[16-18]。
此外，lncRNA MALAT1 通過與 sox2 mRNA 結合，促進胃癌細胞的干性，且 lncRNA MALAT1 敲除可增強胃癌細胞放療敏感性[19]。綜上，某些 ncRNA 可能通過促進胃癌的干細胞樣特性，增強活性氧的清除能力，降低輻射對胃癌細胞的損傷效果，進而降低胃癌放療敏感性，成為胃癌放療的潛在靶點。
3 ncRNA 對胃癌細胞凋亡的調控
當輻射所致 DNA 損傷修復失敗時，細胞會啟動自動死亡程序，如細胞凋亡，以維持基因組穩定。對于輻射誘發的細胞損傷，腫瘤細胞選擇修復損傷還是啟動凋亡對于腫瘤預后有重要意義。
p53 基因是目前研究最為廣泛的細胞調控基因，研究顯示 p53 缺陷的胃癌細胞中，miR-34 可以恢復 p53 功能，誘導細胞凋亡[20]。miR-375 可直接與 p53 基因的 3’非翻譯區相互作用，對 p53 表達和下游通路進行負調節，通過抑制細胞凋亡和導致細胞周期停滯，降低胃癌細胞的放療敏感性[21]。此外，研究發現輻射暴露后的胃癌細胞中，抑制 miR-221/222 簇可通過上調胃癌細胞中 PTEN 的表達，激活磷脂酰肌醇-3-羥激酶/Akt 信號通路，誘導細胞凋亡，增強胃癌細胞的放療敏感性[22]。lncRNA GAS5 通過靶向作用于 miR-196a，明顯抑制胃癌細胞增殖，促進凋亡，增強放療敏感性[23]。由此可見，ncRNA 的異常表達與胃癌細胞的凋亡關系密切，很大程度上決定了胃癌細胞對放療的敏感性。
4 ncRNA 對表皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor，EGFR）信號通路的激活
輻射會引起腫瘤細胞內包括 EGFR 在內的多種因子表達異常，EGFR 過表達與胃癌淋巴轉移有關，且能通過 Akt 途徑導致胃癌細胞生長和侵襲[24]。作為對輻射的應激反應，EGFR 可被迅速激活，并誘導絲裂原激活的蛋白激酶-細胞外信號調節激酶和磷脂酰肌醇-3-羥激酶/Akt 信號通路[25]。這些信號通路的激活可能通過同源和非同源重組修復輻射誘導的 DNA 損傷，逃避細胞凋亡，促進細胞增殖[26]。
既往研究顯示，抗 EGFR 靶向治療對于 EGFR 過表達的胃癌細胞和異種移植瘤是一種有效的放療增敏劑。這種放療增敏與抑制胃癌細胞增殖和促進細胞凋亡有關[25]。而近期的研究顯示，多種 ncRNA 介導了 EGFR 在胃癌中的表達，故能以這些 ncRNA 為媒介，靶向調控 EGFR 的表達，進而促進胃癌細胞在放療過程中的細胞凋亡，從而提高胃癌對放療的敏感性[27-31]。因此，分析 ncRNA 對 EGFR 表達的調控機制，是提高胃癌放療敏感性值得探索的新方向，由此衍生出的 EGFR 抑制劑有望作為一種可選擇的、有效的胃癌放療增敏劑。
5 ncRNA 對上皮間充質轉化（epithelial mesenchymal transition，EMT）的調控
EMT 是上皮性癌細胞獲得成纖維細胞樣形態的一種表型改變，可能導致腫瘤細胞運動性和侵襲性增強，轉移潛力增加，引起放療抵抗[32]。LncRNA HOTAIR 可與 miR-331-3p 結合并抑制其功能，導致人表皮生長因子受體 2（human epidermal growth factor receptor 2，HER2）表達上調，通過 HER2/Akt/HSF-1/slug 信號通路促進 EMT，這可能與胃癌細胞放療抵抗相關[33-34]。miR-544a-5p 可通過 2 種獨立的途徑，分別作用于鈣黏蛋白 E 和 Wnt/β-聯蛋白誘導胃癌細胞 EMT，lncRNA RP11-789C1.1 通過 RP11-789C1.1/miR-5003/鈣黏蛋白 E 軸抑制胃癌中的 EMT[35]。lncRNA-h19 可與 miR-141-5p 結合，通過上調 ZEB1 表達，促進胃癌細胞 EMT 過程[36]。因此，ncRNA 與 EMT 之間可能存在特殊的信號通路，通過對 EMT 表達的調控，實現對胃癌細胞放療療效的影響。
6 ncRNA 對氧適應性代謝的調控
腫瘤細胞最顯著的特征是即使氧氣充足也能以糖酵解的方式進行能量代謝即 Warburg 效應，惡性腫瘤的有氧糖酵解與腫瘤的放療抵抗密切相關[37]。輻射所致 DNA 損傷中，活性氧起重要的角色。而活性氧的產生主要是在細胞發生氧化磷酸化的過程中，線粒體電子傳遞過程中的電子泄露是產生細胞內活性氧的主要電子來源，糖酵解導致活性氧生成減少，嚴重影響活性氧誘導的輻射損傷[38]。
肺癌、宮頸癌及膠質瘤細胞接受輻射后，其細胞內的多種 ncRNA 如 miR-449a、lncRNA UCA1 等靶向作用于糖酵解代謝通路上的多種關鍵限速酶，導致糖酵解速率降低，從而增強腫瘤細胞放療敏感性[39-41]，這種現象同樣出現在胃癌細胞中，提示 ncRNA 可能通過改變胃癌代謝方式影響其放療敏感性。miRNA4290 可抑制丙酮酸脫氫酶激酶 1，抑制糖酵解的發生[42]。miR-7 可通過調節乳酸脫氫酶的表達，抑制胃癌細胞的糖酵解、細胞增殖及集落形成[43]。因此，ncRNA 可能通過調節胃癌細胞的糖酵解過程，改變細胞的代謝方式，增加細胞內活性氧的水平，從而增強胃癌的放療療效。
低氧是實體惡性腫瘤的病理生理特征，缺氧條件下缺氧誘導因子-1α（hypoxia-inducible factor-1 alpha，HIF-1α）上調，激活缺氧適應途徑，包括血管新生、紅細胞生成和糖酵解[44]。HIF-1α對放療后血管的保護及糖酵解和磷酸戊糖途徑的調節，增加了腫瘤的抗氧化能力，從而抵消放療所致氧化應激，影響腫瘤的放療敏感性[45]。既往研究發現，ncRNA 可通過調節 HIF-1α及其下游糖酵解相關酶，調節腫瘤的糖酵解，進而影響腫瘤的放療敏感性[46-47]。胃賁門腺癌中 lncRNA ZFAS1Z 高表達，協助 EPAS1 增強對 HIF-1α的表觀遺傳沉默，促進癌細胞的增殖和轉移[48]。miR-376a 結合 lncRNA NUTM2A-AS1，負調節 HIF-1α可抑制胃癌的侵襲[49]。因此，ncRNA/HIF-1α/糖酵解相關酶信號通路可能是調節胃癌放療敏感性的潛在靶點，通過調節腫瘤糖代謝及腫瘤微環境，可能成為改善胃癌放療敏感性的新方向。
7 小結與展望
綜上，ncRNA 可能通過干預 DNA 損傷反應、細胞干性、凋亡、EGFR 的激活、EMT 及氧適應性代謝等重要生物學過程，參與胃癌放療敏感性的調節。這為進一步設計試驗驗證 ncRNA 失調對胃癌放療敏感性的影響提供了新思路。未來需要更多的研究更深入地探索 ncRNA 在調節胃癌放療敏感性方面的潛在作用，以構建 ncRNA 調節胃癌放療敏感性的預測模型和篩查系統，為改善胃癌患者預后帶來新希望。總之，ncRNA 在腫瘤發生發展中的作用是當前腫瘤生物學研究的熱點，靶向干預 ncRNA 可能成為降低胃癌放療抗性的一種行之有效的方法，有助于提高胃癌患者的放療效果，改善患者預后，為胃癌放療提供新的思路與策略。
利益沖突：所有作者聲明不存在利益沖突。
胃癌發病率居全球第 5 位，死亡率居全球第 3 位[1]。由于胃癌早期癥狀往往隱匿且不典型，很多患者就診時已進展到晚期，是中國腫瘤患者死亡的重要原因之一，給人民健康和社會經濟發展造成巨大的負擔。放射治療（放療）作為胃癌的主要治療手段之一，展示出降低復發率和延長患者生存的優勢[2-3]。但是由于胃癌對放療的敏感性低，導致其耐受性的出現，成為目前胃癌放療面臨的重要難題[4-5]。因此，必須開發腫瘤靶向藥物或放療增敏劑以增強胃癌放療敏感性，提高胃癌患者的放療療效。研究發現非編碼 RNA（non-coding RNA，ncRNA）的異常表達參與調節鼻咽癌、肺腺癌、結直腸癌、胃癌等多種腫瘤的放療敏感性，顯著影響腫瘤的放療療效[6-9]。ncRNA 根據功能不同通常被分為基礎結構型和調控型。調控型 ncRNA 主要由長鏈 ncRNA（long ncRNA，lncRNA）、微 RNA（microRNA，miRNA）和環狀 RNA 組成[10]。本文就 ncRNA 在胃癌細胞的異常表達作一綜述，總結分析與胃癌放療敏感性相關 ncRNA 的研究結果，探索改善胃癌患者放療預后的新方向。
1 ncRNA 對胃癌細胞 DNA 損傷的調節
DNA 和細胞膜的損傷是輻射誘導細胞死亡的主要原因[10]。細胞具有感知 DNA 損傷并啟動 DNA 損傷修復的能力，即 DNA 損傷反應。DNA 損傷反應在感知 DNA 雙鏈斷裂、誘導細胞周期停滯及啟動 DNA 修復中起重要作用[11]。DNA 損傷反應表現為信號級聯反應，DNA 損傷因素首先激活毛細血管擴張性共濟失調突變因子，隨后激活細胞檢查點激酶、磷酸化組蛋白 2A 變異體，抑制細胞進入 S 期和 M 期，導致細胞周期停滯及啟動損傷修復，以維持基因組的穩定性。Hu 等[12]發現在 X 射線照射下，hsa-let-7g miRNA 可通過降低胃癌細胞毛細血管擴張性共濟失調突變因子的表達，間接抑制 DNA 損傷反應的激活，顯著增加胃癌的放療敏感性。
DNA 雙鏈斷裂是放療誘導的最普遍、最有效的損傷類型。ncRNA 在 DNA 雙鏈損傷修復中的作用已經得到證實[13]。在 SNU-638 胃癌細胞中，異位表達的 miR-196b 可降低 DNA 修復蛋白 RAD23B 的表達，導致胃癌細胞中的 DNA 損傷修復機制受阻，誘導細胞死亡，進而增加胃癌細胞的放療敏感性[14]。
2 ncRNA 對胃癌腫瘤細胞干性的調控
腫瘤干細胞比一般腫瘤細胞抗輻射能力更強，研究表明腫瘤干細胞具有強大的清除或降低活性氧水平的能力，導致比一般腫瘤細胞受到 DNA 損傷更少[15]。目前 Wnt/β-聯蛋白通路被認為是抗腫瘤干細胞療法的主要靶點之一。研究發現 lncRNA HNF1A-AS1、miR-501-5Pk、circFAM73A 通過激活下游 Wnt/β-聯蛋白通路，可促進胃癌細胞的干性[16-18]。
此外，lncRNA MALAT1 通過與 sox2 mRNA 結合，促進胃癌細胞的干性，且 lncRNA MALAT1 敲除可增強胃癌細胞放療敏感性[19]。綜上，某些 ncRNA 可能通過促進胃癌的干細胞樣特性，增強活性氧的清除能力，降低輻射對胃癌細胞的損傷效果，進而降低胃癌放療敏感性，成為胃癌放療的潛在靶點。
3 ncRNA 對胃癌細胞凋亡的調控
當輻射所致 DNA 損傷修復失敗時，細胞會啟動自動死亡程序，如細胞凋亡，以維持基因組穩定。對于輻射誘發的細胞損傷，腫瘤細胞選擇修復損傷還是啟動凋亡對于腫瘤預后有重要意義。
p53 基因是目前研究最為廣泛的細胞調控基因，研究顯示 p53 缺陷的胃癌細胞中，miR-34 可以恢復 p53 功能，誘導細胞凋亡[20]。miR-375 可直接與 p53 基因的 3’非翻譯區相互作用，對 p53 表達和下游通路進行負調節，通過抑制細胞凋亡和導致細胞周期停滯，降低胃癌細胞的放療敏感性[21]。此外，研究發現輻射暴露后的胃癌細胞中，抑制 miR-221/222 簇可通過上調胃癌細胞中 PTEN 的表達，激活磷脂酰肌醇-3-羥激酶/Akt 信號通路，誘導細胞凋亡，增強胃癌細胞的放療敏感性[22]。lncRNA GAS5 通過靶向作用于 miR-196a，明顯抑制胃癌細胞增殖，促進凋亡，增強放療敏感性[23]。由此可見，ncRNA 的異常表達與胃癌細胞的凋亡關系密切，很大程度上決定了胃癌細胞對放療的敏感性。
4 ncRNA 對表皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor，EGFR）信號通路的激活
輻射會引起腫瘤細胞內包括 EGFR 在內的多種因子表達異常，EGFR 過表達與胃癌淋巴轉移有關，且能通過 Akt 途徑導致胃癌細胞生長和侵襲[24]。作為對輻射的應激反應，EGFR 可被迅速激活，并誘導絲裂原激活的蛋白激酶-細胞外信號調節激酶和磷脂酰肌醇-3-羥激酶/Akt 信號通路[25]。這些信號通路的激活可能通過同源和非同源重組修復輻射誘導的 DNA 損傷，逃避細胞凋亡，促進細胞增殖[26]。
既往研究顯示，抗 EGFR 靶向治療對于 EGFR 過表達的胃癌細胞和異種移植瘤是一種有效的放療增敏劑。這種放療增敏與抑制胃癌細胞增殖和促進細胞凋亡有關[25]。而近期的研究顯示，多種 ncRNA 介導了 EGFR 在胃癌中的表達，故能以這些 ncRNA 為媒介，靶向調控 EGFR 的表達，進而促進胃癌細胞在放療過程中的細胞凋亡，從而提高胃癌對放療的敏感性[27-31]。因此，分析 ncRNA 對 EGFR 表達的調控機制，是提高胃癌放療敏感性值得探索的新方向，由此衍生出的 EGFR 抑制劑有望作為一種可選擇的、有效的胃癌放療增敏劑。
5 ncRNA 對上皮間充質轉化（epithelial mesenchymal transition，EMT）的調控
EMT 是上皮性癌細胞獲得成纖維細胞樣形態的一種表型改變，可能導致腫瘤細胞運動性和侵襲性增強，轉移潛力增加，引起放療抵抗[32]。LncRNA HOTAIR 可與 miR-331-3p 結合并抑制其功能，導致人表皮生長因子受體 2（human epidermal growth factor receptor 2，HER2）表達上調，通過 HER2/Akt/HSF-1/slug 信號通路促進 EMT，這可能與胃癌細胞放療抵抗相關[33-34]。miR-544a-5p 可通過 2 種獨立的途徑，分別作用于鈣黏蛋白 E 和 Wnt/β-聯蛋白誘導胃癌細胞 EMT，lncRNA RP11-789C1.1 通過 RP11-789C1.1/miR-5003/鈣黏蛋白 E 軸抑制胃癌中的 EMT[35]。lncRNA-h19 可與 miR-141-5p 結合，通過上調 ZEB1 表達，促進胃癌細胞 EMT 過程[36]。因此，ncRNA 與 EMT 之間可能存在特殊的信號通路，通過對 EMT 表達的調控，實現對胃癌細胞放療療效的影響。
6 ncRNA 對氧適應性代謝的調控
腫瘤細胞最顯著的特征是即使氧氣充足也能以糖酵解的方式進行能量代謝即 Warburg 效應，惡性腫瘤的有氧糖酵解與腫瘤的放療抵抗密切相關[37]。輻射所致 DNA 損傷中，活性氧起重要的角色。而活性氧的產生主要是在細胞發生氧化磷酸化的過程中，線粒體電子傳遞過程中的電子泄露是產生細胞內活性氧的主要電子來源，糖酵解導致活性氧生成減少，嚴重影響活性氧誘導的輻射損傷[38]。
肺癌、宮頸癌及膠質瘤細胞接受輻射后，其細胞內的多種 ncRNA 如 miR-449a、lncRNA UCA1 等靶向作用于糖酵解代謝通路上的多種關鍵限速酶，導致糖酵解速率降低，從而增強腫瘤細胞放療敏感性[39-41]，這種現象同樣出現在胃癌細胞中，提示 ncRNA 可能通過改變胃癌代謝方式影響其放療敏感性。miRNA4290 可抑制丙酮酸脫氫酶激酶 1，抑制糖酵解的發生[42]。miR-7 可通過調節乳酸脫氫酶的表達，抑制胃癌細胞的糖酵解、細胞增殖及集落形成[43]。因此，ncRNA 可能通過調節胃癌細胞的糖酵解過程，改變細胞的代謝方式，增加細胞內活性氧的水平，從而增強胃癌的放療療效。
低氧是實體惡性腫瘤的病理生理特征，缺氧條件下缺氧誘導因子-1α（hypoxia-inducible factor-1 alpha，HIF-1α）上調，激活缺氧適應途徑，包括血管新生、紅細胞生成和糖酵解[44]。HIF-1α對放療后血管的保護及糖酵解和磷酸戊糖途徑的調節，增加了腫瘤的抗氧化能力，從而抵消放療所致氧化應激，影響腫瘤的放療敏感性[45]。既往研究發現，ncRNA 可通過調節 HIF-1α及其下游糖酵解相關酶，調節腫瘤的糖酵解，進而影響腫瘤的放療敏感性[46-47]。胃賁門腺癌中 lncRNA ZFAS1Z 高表達，協助 EPAS1 增強對 HIF-1α的表觀遺傳沉默，促進癌細胞的增殖和轉移[48]。miR-376a 結合 lncRNA NUTM2A-AS1，負調節 HIF-1α可抑制胃癌的侵襲[49]。因此，ncRNA/HIF-1α/糖酵解相關酶信號通路可能是調節胃癌放療敏感性的潛在靶點，通過調節腫瘤糖代謝及腫瘤微環境，可能成為改善胃癌放療敏感性的新方向。
7 小結與展望
綜上，ncRNA 可能通過干預 DNA 損傷反應、細胞干性、凋亡、EGFR 的激活、EMT 及氧適應性代謝等重要生物學過程，參與胃癌放療敏感性的調節。這為進一步設計試驗驗證 ncRNA 失調對胃癌放療敏感性的影響提供了新思路。未來需要更多的研究更深入地探索 ncRNA 在調節胃癌放療敏感性方面的潛在作用，以構建 ncRNA 調節胃癌放療敏感性的預測模型和篩查系統，為改善胃癌患者預后帶來新希望。總之，ncRNA 在腫瘤發生發展中的作用是當前腫瘤生物學研究的熱點，靶向干預 ncRNA 可能成為降低胃癌放療抗性的一種行之有效的方法，有助于提高胃癌患者的放療效果，改善患者預后，為胃癌放療提供新的思路與策略。
利益沖突：所有作者聲明不存在利益沖突。