引用本文： 楊自國, 郭曉波, 石玉龍, 李樂平. 胃癌轉移相關長鏈非編碼RNA的研究進展. 中國普外基礎與臨床雜志, 2015, 22(4): 513-516. doi: 10.7507/1007-9424.20150136 復制
1 前言
胃癌是全球最頻發的惡性疾病之一，盡管胃癌的發病率在全球大部分國家中都有所下降，在腫瘤相關性死亡中仍然位列第2 [1-2]。胃癌目前缺乏特異性診斷標志物，胃癌患者的復發、死亡及預后與轉移情況密切相關。胃癌的轉移是一個多步驟、多基因調控的復雜過程，主要包括直接浸潤、血行轉移、淋巴轉移和腹腔種植轉移。因此，探索胃癌轉移的機理并進行有效的干預，是提高胃癌治療水平的重要策略。
近年來，關于胃癌轉移的研究已經取得了一定的進展，lncRNA是近年來新發現的一類調控型大分子非編碼RNA，能在多種生命活動中發揮重要的調控作用。lncRNAs是一類轉錄長度超過200個堿基的RNA分子，廣泛存在于哺乳動物體內。由于缺少有效開放閱讀框不編碼蛋白，以RNA的形式在多個層面上（表觀遺傳調控、轉錄調控\轉錄后調控等）調控基因的表達[3-5]。大量研究[6-10]表明，lncRNAs在胃癌中異常表達并參與胃癌基因調控，與胃癌的轉移密切相關。現就胃癌轉移相關lncRNAs研究進展做一綜述，旨在為深入研究胃癌的轉移機理提供有力的科學依據。
2 lncRNAs與胃癌轉移
lncRNAs被發現以后，已經成為腫瘤研究的一個熱點，同樣得到越來越多胃癌研究者的青睞。現有研究[7-8, 10-12]已經證實，部分lncRNAs在胃癌中異常表達，其表達水平與胃癌的侵襲和轉移密切相關（表 1）。胃癌的轉移與新生血管生成、細胞間連接、細胞間黏附和細胞外基質密切相關。但是，目前關于lncRNAs在胃癌轉移中的機理研究尚不透徹。
表1
胃癌轉移相關lncRNAs
2.1 lncRNAs與胃癌血管生成
胃癌的轉移有賴于血管生成，新生血管形成一方面可以為胃癌本身提供豐富的營養物質和氧氣，運輸腫瘤代謝產物，另一方面為胃癌的血道轉移提供有力條件。lncRNAs作為一種新發現的調控基因，已經被證實在血管生成中發揮重要作用，但其在胃癌血管生成和轉移中的作用機理尚不清楚。
lncRNAs已經被證實能夠通過激活血管生成促進腫瘤轉移。腫瘤細胞分泌的磷酸甘油酸激酶（phosphoglycerate kinase，PGK）除參與糖酵解外，還可以通過其二硫化物還原酶活性抑制血管生成，從而抑制腫瘤轉移。肝細胞癌中高表達的lncRNA MVIH與患者的無瘤生存率和總體生存率密切相關，它能夠通過抑制PGK1分泌激活血管形成，促進肝癌的遠處轉移[28-29]。
在胃癌轉移相關lncRNAs中，已有部分被證明在調節血管生成中發揮重要作用。H19是位于染色體11p15.5的父本印跡基因，在胚胎時期高表達，出生后在大部分組織中表達明顯下降[9]。H19在胃癌中異常高表達，可以抑制p53活性和p53靶蛋白Bax表達水平，使p53部分失活而促進細胞增殖，沉默其表達則導致細胞凋亡，表明H19通過調節p53激活促進胃癌發生[13]。后續研究發現，miR-675能夠靶向抑制有抑癌作用的Runt域轉錄因子1（runt Domain transcription factor1，RUNX1），并恢復miR-675前體H19沉默引起的細胞增殖抑制，因此可將H19/ miR-675/ RUNX1軸作為胃癌分子靶向治療的基礎[9]。然而，Li等[11]則發現，CALN1而非RUNX1是miR-675的作用靶點，而H19則通過調控其結合蛋白ISM1表達在胃癌中發揮作用。其他研究[12]表明，在H19促進胃癌發生、發展和轉移的過程中，c-Myc也發揮了重要作用。腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α)能夠間接誘導血管生成因子（angiogenic factors），H19則被證明能夠通過激活TNF-α促進血管生成[30]。lncRNA MALAT1也被發現有促進血管生成的作用。Michalik等[31]發現，沉默MALAT1可抑制內皮細胞增殖，并延緩小鼠視網膜血管的延長，降低新生血管密度。母系表達基因3（maternally expressed 3，MEG3）在胃癌中低表達，其表達水平與胃癌患者的分期、侵襲和預后密切相關，上調其表達可調控p53并抑制胃癌細胞增殖。現有研究[32-33]證實，在lncRNA MEG3缺失小鼠中血管內皮細胞生長因子A（vascular endothelial growth factor alpha，VEGFA）和其1型受體（VEFGR1）表達量明顯高于野生型小鼠，并且大腦皮質微血管明顯增多，說明MEG3可以通過調控VEGFA和VEGFR1有效地抑制血管生成。
2.2 lncRNAs與胃癌細胞間連接與黏附
細胞間緊密連接在細胞間離子和特定分子擴散的調控中以及在保持細胞間的完整性中發揮著重要作用。近年來研究[34-35]已證實，細胞間連接亦是阻止胃癌轉移的重要結構，其變化能夠影響細胞間相互作用、細胞間相互聯系以及細胞膜的黏附性，破壞其結構的完整性會降低細胞黏附作用，并導致胃癌細胞的侵襲和轉移。因此，可將細胞間緊密連接能夠作為潛在的靶點，為未來阻止胃癌轉移和治療提供有力的理論支持。
Ephrins是一個細胞表面配體蛋白家族，通過與受體酪氨酸激酶相互作用調節細胞黏附并實現其生物學功能。缺氧能夠通過缺氧誘導因子（hypoxia-inducible factor，HIF）誘導EFNA3 lncRNA，并進一步使Ephrin-A3蛋白富集，從而促進乳腺癌的轉移播散[36]。由于lncRNAs與mRNAs之間存在相互作用，研究者們通過探尋腫瘤中異常表達的lncRNAs與細胞黏附性相關基因的關系，預測lncRNAs可能在細胞連接和黏附中發揮重要作用。Zhao等[37]證實，唐氏綜合征細胞粘連分子基因（down syndrome cell adhesion Molecule，DSCAM）作為細胞粘連免疫球蛋白超家族的一員，其反義鏈的lncRNA DSCAM-AS1在肺腺癌中過表達；而反義lncRNAs多負向調控相應基因表達，因此DSCAM-AS1在細胞黏附性調節中發揮重要作用。
上皮-間質轉化（epithelial-to-mesenchymal transition，EMT)是指上皮細胞轉化成纖維細胞樣間質細胞，細胞極性發生消失，使得細胞間的連接松解。該過程及其逆過程間皮-上皮轉化（mesenchymal-to-epithelial transition，MET)受多種信號通路的調控，在胚胎生長、干細胞生物學以及腫瘤進展過程中發揮著重要作用，并參與調節胃癌的侵襲和轉移[38-39]。HOTAIR是第一個被發現的通過反式作用調節基因表達的lncRNAs [40]。Xu等[8]發現，HOTAIR在胃癌轉移淋巴結表達水平明顯高于正常淋巴結，沉默HOTAIR可下調轉錄因子Snail表達，并使胃癌細胞變圓，細胞間結合更緊密，波形蛋白、N-鈣黏蛋白等間葉細胞表型標志物表達下調，開始出現E-鈣黏蛋白、ZO-1等內皮細胞表型標志物，使胃癌細胞實現MET逆轉，并抑制胃癌向遠處轉移。lncRNA MALAT1能調控轉錄因子ZEB1、ZEB2、Slug及E-cadherin的表達水平，并通過激活Wnt信號通路促進EMT的發生，實現轉錄水平基因調控[41]。因此，lncRNAs也可以通過調節EMT對細胞間連接和黏附進行調節，進而對腫瘤的轉移產生影響。
2.3 lncRNAs與胃癌細胞外基質
細胞外基質在阻止胃癌侵襲和轉移中發揮著重要作用，其受損將會影響胃癌轉移的屏障，為轉移提供更有利的條件。細胞外基質金屬蛋白酶（Matrix metalloproteinases，MMP）能夠降解細胞外基質，并調控胃癌細胞的侵襲和腫瘤轉移[42]。
隨著lncRNAs研究的火熱化，已有研究者[15, 27, 43]開始探索lncRNAs在細胞外基質的穩定和降解中的作用。H19在前列腺癌中顯著下調，能通過miR-675與細胞外基質蛋白轉化生長因子β誘導蛋白（transforming growth factorβinduced protein，TGFBI）3’-UTR結合而抑制其表達，從而抑制前列腺癌的轉移[43]。在胃癌的研究中，Park等[15]證實，lncRNA BM742401在腫瘤中表達下調，其過表達降低細胞內MMP9表達，進而促進胃癌細胞的侵襲、遷移和轉移。其他胃癌中異常表達的lncRNAs如HOTAIR和FENDRR，也被證實與胃癌的轉移密切相關，它們通過調控腫瘤轉移相關基因ICAM-1、MMP1、MMP2、MMP3及MMP9的表達，調節細胞外基質的降解，進一步調控胃癌的轉移[8, 27]。
3 結語
胃癌的發生和轉移是一個多基因參與、多步驟的復雜過程，lncRNAs作為新發現的一種非編碼RNA, 以類似于癌基因或抑癌基因的方式參與胃癌的基因調控。在不同的腫瘤中，存在不同的特異性lncRNAs異常表達，因此可以將lncRNAs作為腫瘤診斷的生物學標志，并應用于阻斷或抑制腫瘤轉移，為腫瘤的治療提供依據。胃癌轉移相關的lncRNAs也陸續被研究者發現，現有的研究已經表明，lncRNAs通過調控p53、c-Myc、EMT、MMP等下游基因在胃癌中發揮作用，也可以通過miR發揮作用。但是，目前關于lncRNAs的研究不多，對大部分lncRNAs的功能和特點以及參與胃癌發生和轉移的機理研究尚不透徹。因此，以下幾點可能是以后胃癌研究的熱點：①篩選更多胃癌轉移相關lncRNAs；②研究lncRNAs參與胃癌發生和轉移的機理；③尋找臨床胃癌診斷和轉移相關特異性分子標志lncRNAs，建立胃癌轉移侵襲相關lncRNAs調控網絡；④探尋胃癌轉移侵襲相關lncRNAs信號通路，并尋找關鍵通路；⑤在基因水平干預lncRNAs，抑制胃癌的轉移，為胃癌治療提供理論支持。總之，lncRNAs作為新發現的非編碼RNA，可以作為胃癌診斷的潛在分子標志，為防止胃癌的轉移提供思路。
1 前言
胃癌是全球最頻發的惡性疾病之一，盡管胃癌的發病率在全球大部分國家中都有所下降，在腫瘤相關性死亡中仍然位列第2 [1-2]。胃癌目前缺乏特異性診斷標志物，胃癌患者的復發、死亡及預后與轉移情況密切相關。胃癌的轉移是一個多步驟、多基因調控的復雜過程，主要包括直接浸潤、血行轉移、淋巴轉移和腹腔種植轉移。因此，探索胃癌轉移的機理并進行有效的干預，是提高胃癌治療水平的重要策略。
近年來，關于胃癌轉移的研究已經取得了一定的進展，lncRNA是近年來新發現的一類調控型大分子非編碼RNA，能在多種生命活動中發揮重要的調控作用。lncRNAs是一類轉錄長度超過200個堿基的RNA分子，廣泛存在于哺乳動物體內。由于缺少有效開放閱讀框不編碼蛋白，以RNA的形式在多個層面上（表觀遺傳調控、轉錄調控\轉錄后調控等）調控基因的表達[3-5]。大量研究[6-10]表明，lncRNAs在胃癌中異常表達并參與胃癌基因調控，與胃癌的轉移密切相關。現就胃癌轉移相關lncRNAs研究進展做一綜述，旨在為深入研究胃癌的轉移機理提供有力的科學依據。
2 lncRNAs與胃癌轉移
lncRNAs被發現以后，已經成為腫瘤研究的一個熱點，同樣得到越來越多胃癌研究者的青睞。現有研究[7-8, 10-12]已經證實，部分lncRNAs在胃癌中異常表達，其表達水平與胃癌的侵襲和轉移密切相關（表 1）。胃癌的轉移與新生血管生成、細胞間連接、細胞間黏附和細胞外基質密切相關。但是，目前關于lncRNAs在胃癌轉移中的機理研究尚不透徹。
表1
胃癌轉移相關lncRNAs
2.1 lncRNAs與胃癌血管生成
胃癌的轉移有賴于血管生成，新生血管形成一方面可以為胃癌本身提供豐富的營養物質和氧氣，運輸腫瘤代謝產物，另一方面為胃癌的血道轉移提供有力條件。lncRNAs作為一種新發現的調控基因，已經被證實在血管生成中發揮重要作用，但其在胃癌血管生成和轉移中的作用機理尚不清楚。
lncRNAs已經被證實能夠通過激活血管生成促進腫瘤轉移。腫瘤細胞分泌的磷酸甘油酸激酶（phosphoglycerate kinase，PGK）除參與糖酵解外，還可以通過其二硫化物還原酶活性抑制血管生成，從而抑制腫瘤轉移。肝細胞癌中高表達的lncRNA MVIH與患者的無瘤生存率和總體生存率密切相關，它能夠通過抑制PGK1分泌激活血管形成，促進肝癌的遠處轉移[28-29]。
在胃癌轉移相關lncRNAs中，已有部分被證明在調節血管生成中發揮重要作用。H19是位于染色體11p15.5的父本印跡基因，在胚胎時期高表達，出生后在大部分組織中表達明顯下降[9]。H19在胃癌中異常高表達，可以抑制p53活性和p53靶蛋白Bax表達水平，使p53部分失活而促進細胞增殖，沉默其表達則導致細胞凋亡，表明H19通過調節p53激活促進胃癌發生[13]。后續研究發現，miR-675能夠靶向抑制有抑癌作用的Runt域轉錄因子1（runt Domain transcription factor1，RUNX1），并恢復miR-675前體H19沉默引起的細胞增殖抑制，因此可將H19/ miR-675/ RUNX1軸作為胃癌分子靶向治療的基礎[9]。然而，Li等[11]則發現，CALN1而非RUNX1是miR-675的作用靶點，而H19則通過調控其結合蛋白ISM1表達在胃癌中發揮作用。其他研究[12]表明，在H19促進胃癌發生、發展和轉移的過程中，c-Myc也發揮了重要作用。腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α)能夠間接誘導血管生成因子（angiogenic factors），H19則被證明能夠通過激活TNF-α促進血管生成[30]。lncRNA MALAT1也被發現有促進血管生成的作用。Michalik等[31]發現，沉默MALAT1可抑制內皮細胞增殖，并延緩小鼠視網膜血管的延長，降低新生血管密度。母系表達基因3（maternally expressed 3，MEG3）在胃癌中低表達，其表達水平與胃癌患者的分期、侵襲和預后密切相關，上調其表達可調控p53并抑制胃癌細胞增殖。現有研究[32-33]證實，在lncRNA MEG3缺失小鼠中血管內皮細胞生長因子A（vascular endothelial growth factor alpha，VEGFA）和其1型受體（VEFGR1）表達量明顯高于野生型小鼠，并且大腦皮質微血管明顯增多，說明MEG3可以通過調控VEGFA和VEGFR1有效地抑制血管生成。
2.2 lncRNAs與胃癌細胞間連接與黏附
細胞間緊密連接在細胞間離子和特定分子擴散的調控中以及在保持細胞間的完整性中發揮著重要作用。近年來研究[34-35]已證實，細胞間連接亦是阻止胃癌轉移的重要結構，其變化能夠影響細胞間相互作用、細胞間相互聯系以及細胞膜的黏附性，破壞其結構的完整性會降低細胞黏附作用，并導致胃癌細胞的侵襲和轉移。因此，可將細胞間緊密連接能夠作為潛在的靶點，為未來阻止胃癌轉移和治療提供有力的理論支持。
Ephrins是一個細胞表面配體蛋白家族，通過與受體酪氨酸激酶相互作用調節細胞黏附并實現其生物學功能。缺氧能夠通過缺氧誘導因子（hypoxia-inducible factor，HIF）誘導EFNA3 lncRNA，并進一步使Ephrin-A3蛋白富集，從而促進乳腺癌的轉移播散[36]。由于lncRNAs與mRNAs之間存在相互作用，研究者們通過探尋腫瘤中異常表達的lncRNAs與細胞黏附性相關基因的關系，預測lncRNAs可能在細胞連接和黏附中發揮重要作用。Zhao等[37]證實，唐氏綜合征細胞粘連分子基因（down syndrome cell adhesion Molecule，DSCAM）作為細胞粘連免疫球蛋白超家族的一員，其反義鏈的lncRNA DSCAM-AS1在肺腺癌中過表達；而反義lncRNAs多負向調控相應基因表達，因此DSCAM-AS1在細胞黏附性調節中發揮重要作用。
上皮-間質轉化（epithelial-to-mesenchymal transition，EMT)是指上皮細胞轉化成纖維細胞樣間質細胞，細胞極性發生消失，使得細胞間的連接松解。該過程及其逆過程間皮-上皮轉化（mesenchymal-to-epithelial transition，MET)受多種信號通路的調控，在胚胎生長、干細胞生物學以及腫瘤進展過程中發揮著重要作用，并參與調節胃癌的侵襲和轉移[38-39]。HOTAIR是第一個被發現的通過反式作用調節基因表達的lncRNAs [40]。Xu等[8]發現，HOTAIR在胃癌轉移淋巴結表達水平明顯高于正常淋巴結，沉默HOTAIR可下調轉錄因子Snail表達，并使胃癌細胞變圓，細胞間結合更緊密，波形蛋白、N-鈣黏蛋白等間葉細胞表型標志物表達下調，開始出現E-鈣黏蛋白、ZO-1等內皮細胞表型標志物，使胃癌細胞實現MET逆轉，并抑制胃癌向遠處轉移。lncRNA MALAT1能調控轉錄因子ZEB1、ZEB2、Slug及E-cadherin的表達水平，并通過激活Wnt信號通路促進EMT的發生，實現轉錄水平基因調控[41]。因此，lncRNAs也可以通過調節EMT對細胞間連接和黏附進行調節，進而對腫瘤的轉移產生影響。
2.3 lncRNAs與胃癌細胞外基質
細胞外基質在阻止胃癌侵襲和轉移中發揮著重要作用，其受損將會影響胃癌轉移的屏障，為轉移提供更有利的條件。細胞外基質金屬蛋白酶（Matrix metalloproteinases，MMP）能夠降解細胞外基質，并調控胃癌細胞的侵襲和腫瘤轉移[42]。
隨著lncRNAs研究的火熱化，已有研究者[15, 27, 43]開始探索lncRNAs在細胞外基質的穩定和降解中的作用。H19在前列腺癌中顯著下調，能通過miR-675與細胞外基質蛋白轉化生長因子β誘導蛋白（transforming growth factorβinduced protein，TGFBI）3’-UTR結合而抑制其表達，從而抑制前列腺癌的轉移[43]。在胃癌的研究中，Park等[15]證實，lncRNA BM742401在腫瘤中表達下調，其過表達降低細胞內MMP9表達，進而促進胃癌細胞的侵襲、遷移和轉移。其他胃癌中異常表達的lncRNAs如HOTAIR和FENDRR，也被證實與胃癌的轉移密切相關，它們通過調控腫瘤轉移相關基因ICAM-1、MMP1、MMP2、MMP3及MMP9的表達，調節細胞外基質的降解，進一步調控胃癌的轉移[8, 27]。
3 結語
胃癌的發生和轉移是一個多基因參與、多步驟的復雜過程，lncRNAs作為新發現的一種非編碼RNA, 以類似于癌基因或抑癌基因的方式參與胃癌的基因調控。在不同的腫瘤中，存在不同的特異性lncRNAs異常表達，因此可以將lncRNAs作為腫瘤診斷的生物學標志，并應用于阻斷或抑制腫瘤轉移，為腫瘤的治療提供依據。胃癌轉移相關的lncRNAs也陸續被研究者發現，現有的研究已經表明，lncRNAs通過調控p53、c-Myc、EMT、MMP等下游基因在胃癌中發揮作用，也可以通過miR發揮作用。但是，目前關于lncRNAs的研究不多，對大部分lncRNAs的功能和特點以及參與胃癌發生和轉移的機理研究尚不透徹。因此，以下幾點可能是以后胃癌研究的熱點：①篩選更多胃癌轉移相關lncRNAs；②研究lncRNAs參與胃癌發生和轉移的機理；③尋找臨床胃癌診斷和轉移相關特異性分子標志lncRNAs，建立胃癌轉移侵襲相關lncRNAs調控網絡；④探尋胃癌轉移侵襲相關lncRNAs信號通路，并尋找關鍵通路；⑤在基因水平干預lncRNAs，抑制胃癌的轉移，為胃癌治療提供理論支持。總之，lncRNAs作為新發現的非編碼RNA，可以作為胃癌診斷的潛在分子標志，為防止胃癌的轉移提供思路。
