唐銀炳，張鶴騰，張文波，蔣鵬程

0 引言

胃癌是世界上最常見的惡性腫瘤之一，是癌癥相關(guān)死亡的第三大原因，2020年全球新發(fā)胃癌病例約占所有癌癥的5.6%，死亡病例占7.7%，對全球衛(wèi)生健康構(gòu)成了沉重負(fù)擔(dān)[1]。深入探究胃癌的發(fā)病機(jī)制，尤其是胃癌的轉(zhuǎn)移機(jī)制，對于胃癌的診治具有重要意義。

上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial-mesenchymal transition,EMT）是細(xì)胞從上皮表型轉(zhuǎn)化為間質(zhì)表型的過程，在腫瘤的進(jìn)展和轉(zhuǎn)移中發(fā)揮著重要作用。眾多研究表明EMT與胃癌的預(yù)后密切相關(guān)，是胃癌晚期轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，現(xiàn)階段關(guān)于EMT調(diào)控機(jī)制的研究和EMT機(jī)制在胃癌領(lǐng)域的轉(zhuǎn)化應(yīng)用研究仍有待突破。近些年隨著非編碼RNA研究的深入，ceRNA網(wǎng)絡(luò)被發(fā)現(xiàn)，其涉及l(fā)ncRNA、circRNA、miRNA和mRNA等多個RNA分子，可廣泛參與腫瘤細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移，并與EMT的關(guān)系密切。本文綜述了lncRNA作為ceRNA在胃癌EMT中發(fā)揮的作用和分子機(jī)制，從而加深在胃癌等惡性腫瘤中ceRNA網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)識。

1 胃癌與EMT

EMT是上皮表型細(xì)胞向間充質(zhì)表型細(xì)胞轉(zhuǎn)化的過程，與胚胎發(fā)育、傷口愈合、纖維化以及癌癥轉(zhuǎn)移有關(guān)。其與間質(zhì)上皮轉(zhuǎn)化（mesenchymalepithelial transition,MET）之間的變換為腫瘤細(xì)胞適應(yīng)微環(huán)境提供了基礎(chǔ)，是腫瘤發(fā)展與轉(zhuǎn)移過程中的重要環(huán)節(jié)，也是腫瘤免疫逃逸和治療抵抗的重要因素。在EMT過程中，上皮細(xì)胞失去了原本的形態(tài)和黏附能力，細(xì)胞極性降低，E-cadherin等上皮標(biāo)志表達(dá)下調(diào)，而N-cadherin、Vimentin和Fibronectin等間質(zhì)標(biāo)志表達(dá)上調(diào)。上皮表型的喪失與間充質(zhì)表型的獲得，使腫瘤細(xì)胞獲得轉(zhuǎn)移和侵襲能力，從而發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移。

適當(dāng)?shù)奈h(huán)境刺激，如生長因子、細(xì)胞因子、缺氧、細(xì)胞外基質(zhì)和免疫反應(yīng)，或信號通路的突變激活可能誘發(fā)EMT，從而影響腫瘤細(xì)胞的EMT/MET平衡。EMT的調(diào)控是一個復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，EMT轉(zhuǎn)錄因子（如SNAIL/SLUG、TWIST1/2、ZEB1/2）在其中發(fā)揮著關(guān)鍵誘導(dǎo)作用[2]，此外EMT的調(diào)控還與細(xì)胞因子、miRNAs（如miR-200家族）等的參與有關(guān)，并涉及TGF-β、Wnt/β-catenin和Notch等多個信號通路。

眾多研究表明，EMT與胃癌患者的不良預(yù)后密切相關(guān)，是導(dǎo)致胃癌轉(zhuǎn)移的重要原因。研究胃癌EMT的潛在調(diào)控機(jī)制，探索新的調(diào)控因子，將進(jìn)一步闡明胃癌的發(fā)生發(fā)展機(jī)理，為胃癌的診治提供有效手段。

2 LncRNA在胃癌EMT中的作用

LncRNA是一類長度超過200個核苷酸的功能性RNA分子，除部分短肽外，幾乎沒有編碼蛋白的潛能。其廣泛參與了人體生物學(xué)行為的不同層次，如細(xì)胞發(fā)育、干細(xì)胞分化、細(xì)胞穩(wěn)態(tài)和疾病等，特別是在癌癥領(lǐng)域，lncRNA發(fā)揮著極為關(guān)鍵的作用。研究報道大量lncRNA在腫瘤組織中異常表達(dá)，其中多種lncRNA分子與胃癌的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)[3-4]。lncRNA可以通過不同方式調(diào)控胃癌的進(jìn)展，如影響細(xì)胞增殖、細(xì)胞周期和細(xì)胞凋亡等，此外，lncRNA在胃癌細(xì)胞的侵襲與轉(zhuǎn)移中也發(fā)揮著重要調(diào)控作用，而這一過程與EMT的發(fā)生極為密切。

lncRNA可發(fā)揮信號、誘餌、支架和向?qū)ё饔?，通過與DNA、mRNA、蛋白質(zhì)、非編碼RNA等生物分子進(jìn)行通信，在基因、轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后等多個水平調(diào)控胃癌的EMT過程:（1）染色質(zhì)修飾：HOTAIR可招募多梳抑制性復(fù)合物2（PRC2），使組蛋白H3賴氨酸27（H3K27）在E-cadherin啟動子處由乙酰化轉(zhuǎn)為甲基化狀態(tài)，誘導(dǎo)胃癌EMT[5]；（2）轉(zhuǎn)錄調(diào)控：有研究發(fā)現(xiàn)PVT1在胃癌細(xì)胞中通過850-1770 nt片段與轉(zhuǎn)錄因子STAT3相互作用并將其激活，促進(jìn)STAT3向SLUG啟動子募集并上調(diào)SLUG表達(dá)，從而觸發(fā)EMT[6]；（3）調(diào)控mRNA：研究發(fā)現(xiàn)ZEB2-AS1通過阻止其mRNA中包含IRES元件的內(nèi)含子的剪接促進(jìn)ZEB2翻譯過程，或可在轉(zhuǎn)錄后水平誘導(dǎo)胃癌EMT的發(fā)生[7-8]；（4）調(diào)控蛋白質(zhì)：linc00261可增強(qiáng)GSK3β和SLUG之間的相互作用促進(jìn)SLUG蛋白的降解，同時linc00261本身也可降低SLUG蛋白的穩(wěn)定性，從而抑制胃癌EMT進(jìn)程[9]；（5）miRNA海綿：lncRNA可以通過競爭性結(jié)合miRNA，改變其下游靶基因的表達(dá)，調(diào)控腫瘤的EMT，見圖1。近年來，越來越多的研究證實(shí)在胃癌EMT過程中存在lncRNA參與的ceRNA網(wǎng)絡(luò)。

3 ceRNA網(wǎng)絡(luò)

microRNA（miRNA）是一種長度約20～24個核苷酸的內(nèi)源性小RNA，可與mRNA中的miRNA識別元件（MREs）互補(bǔ)配對。成熟的miRNA將miRNA程序化RNA誘導(dǎo)沉默復(fù)合物（miR-RISC）引導(dǎo)到MREs，引起mRNA的穩(wěn)定性下降或者翻譯抑制。與此同時，非編碼RNA亦可通過MREs與miRNA競爭性地結(jié)合，導(dǎo)致miRNA水平降低和活性減弱。Selmena等在此基礎(chǔ)上提出了ceRNA假說[10]，這些非編碼RNA被稱為ceRNA或miRNA海綿，可通過miRNA靶向下游mRNA發(fā)揮作用，同時也作為非編碼RNAs之間相互“通信”的新語言。

ceRNA機(jī)制的發(fā)現(xiàn)揭示了更為復(fù)雜和精細(xì)的轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，涉及包括lncRNA、circRNA、假基因RNA、mRNA、tRNA和rRNA等多種RNA分子，研究發(fā)現(xiàn)一個ceRNA可結(jié)合多個miRNA，而每個miRNA又能靶向大量的MREs并抑制多達(dá)數(shù)百個轉(zhuǎn)錄本，預(yù)計(jì)超過60%的人類蛋白質(zhì)編碼基因是其潛在靶標(biāo)，提示ceRNA-miRNA-mRNA的相互作用廣泛參與人體的生理病理過程。研究表明lncRNA作為ceRNA影響了眾多腫瘤的發(fā)生、轉(zhuǎn)移和放化療抗性等[11]，與胃癌的惡性進(jìn)展密切相關(guān)[12]。

4 LncRNA作為ceRNA在胃癌EMT中的作用

有關(guān)EMT的研究對于闡明胃癌的發(fā)病機(jī)制極為關(guān)鍵，目前已有大量研究證實(shí)lncRNA可作為miRNA海綿，與miRNA及下游靶基因共同構(gòu)成ceRNA網(wǎng)絡(luò)，調(diào)控胃癌的EMT過程，見圖2。

4.1 調(diào)控EMT誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄因子

在這些ceRNA網(wǎng)絡(luò)中，最重要的是lncRNA與EMT誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄因子之間的關(guān)系。ZEB1/2是在ceRNA網(wǎng)絡(luò)中研究最多的EMT誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄因子，Yuan等發(fā)現(xiàn)CAT104在胃癌細(xì)胞中高表達(dá)，并可促進(jìn)胃癌細(xì)胞的遷移和侵襲，這一過程與其競爭性結(jié)合miR-381上調(diào)ZEB1的表達(dá)有關(guān)[13]，提示CAT104可通過ceRNA機(jī)制誘導(dǎo)胃癌EMT。此外HOTAIR、CASC15、MAGI2-AS3、SNHG6、ZEB1-AS1、H19、UCA1等lncRNAs也可作為ceRNA調(diào)控ZEB1/2[14-21]。研究發(fā)現(xiàn)，EMT誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄因子SNAIL和SLUG也可與某些miRNAs（PVT1、SNHG7、GCMA等[22-24]）特異性結(jié)合，從而受到lncRNA的調(diào)控，介導(dǎo)胃癌EMT進(jìn)程。Wang等[22]發(fā)現(xiàn)PVT1作為miRNA海綿可通過miR-30a，上調(diào)SNAIL的表達(dá)，促進(jìn)胃癌細(xì)胞的遷移，而過表達(dá)miR-30a逆轉(zhuǎn)了SNAIL表達(dá)水平的變化和胃癌細(xì)胞表型的改變。目前尚沒有l(wèi)ncRNA通過ceRNA機(jī)制調(diào)控TWIST的報道。

4.2 調(diào)控EMT相關(guān)標(biāo)志物

有研究表明，上皮/間質(zhì)標(biāo)志物也可成為miRNA的直接靶點(diǎn)，間接受lncRNA的調(diào)控，參與胃癌EMT進(jìn)程。Chen等[25]在胃癌細(xì)胞中通過雙熒光素酶報告基因檢測發(fā)現(xiàn)RP11-789C1.1/miR-5003/E-cadherin軸的存在，沉默RP11-789C1.1可以降低胃癌細(xì)胞中E-cadherin的表達(dá)，促進(jìn)EMT的發(fā)生，這是目前唯一被證實(shí)直接涉及上皮標(biāo)志物E-cadherin的ceRNA網(wǎng)絡(luò)。間質(zhì)標(biāo)志物Vimentin（VIM）也被發(fā)現(xiàn)通過ceRNA機(jī)制參與胃癌EMT調(diào)控過程，Guo等[26]研究發(fā)現(xiàn)lnc01503作為致癌lncRNA，可通過結(jié)合miR-133a-5p上調(diào)Vimentin的表達(dá)，從而促進(jìn)EMT進(jìn)程及胃癌進(jìn)展。

4.3 調(diào)控其他轉(zhuǎn)錄因子

除此之外，lncRNA也可通過miRNA調(diào)控其他腫瘤相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子進(jìn)而影響胃癌EMT。上游刺激因子1（USF1）是基本螺旋環(huán)螺旋亮氨酸拉鏈（b HLH LZ）家族轉(zhuǎn)錄因子的重要組成部分，可以與基因啟動子區(qū)域的E盒結(jié)合，在包括癌癥在內(nèi)的眾多疾病中作為重要調(diào)控因子發(fā)揮作用。Sun等[27]發(fā)現(xiàn)LOXL1 AS1和USFI在胃癌中高表達(dá)，并通過研究證實(shí)LOXL1 AS1可競爭性結(jié)合miR-708-5p上調(diào)USF1，誘導(dǎo)胃癌細(xì)胞增殖、遷移和EMT。在胃癌ceRNA網(wǎng)絡(luò)中，SOX4、HMGA1、OCT1、EGR2等轉(zhuǎn)錄因子也參與了EMT的調(diào)控[28-31]。

4.4 調(diào)節(jié)表觀調(diào)控因子

Zeste基因增強(qiáng)子同源物2（EZH2）是PRC2的催化活性亞單位，可對H3K27進(jìn)行甲基化修飾，從而介導(dǎo)目的基因沉默和轉(zhuǎn)錄抑制。研究發(fā)現(xiàn)XIST的高表達(dá)與胃癌侵襲性腫瘤表型及不良預(yù)后相關(guān)，而EZH2是XIST負(fù)向調(diào)控基因miR-101的直接靶點(diǎn)，EZH2受lncRNA XIST調(diào)節(jié)，發(fā)揮促進(jìn)EMT等生物學(xué)效應(yīng)[32]。

4.5 調(diào)控其他腫瘤相關(guān)分子

（1）γ微管蛋白環(huán)狀復(fù)合物是微管的一種高效集結(jié)結(jié)構(gòu)，其蛋白組分（GCPs）決定了物質(zhì)在微管中的運(yùn)輸形式和方向，微管蛋白的組裝變異與包括癌癥在內(nèi)的多種疾病有關(guān)，而關(guān)于GCPs如何影響腫瘤發(fā)生發(fā)展的機(jī)制尚未完全闡明。GCP5是γ微管蛋白環(huán)狀復(fù)合物的組分之一，Dong等[33]發(fā)現(xiàn)HOTAIR可負(fù)向調(diào)控miR-217在胃癌中的表達(dá)，通過抑制miR-217上調(diào)GCP5表達(dá)，從而促進(jìn)胃癌的增殖、凋亡與EMT過程，這為研究GCPs在腫瘤尤其是胃癌EMT中的作用提供了思路；（2）Makorin環(huán)指蛋白3（MKRN3）被認(rèn)為具有泛素-蛋白同肽連接酶（E3）活性，同時也可作為轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子發(fā)揮作用，該基因的突變與女性性早熟有關(guān)。Xu等[34]發(fā)現(xiàn)PCAT6通過miR-30靶向MKRN3，可促進(jìn)胃癌EMT的發(fā)生，一定程度上驗(yàn)證了青春期基因調(diào)控與癌癥易感性的關(guān)系；（3）CLDNs家族是維持細(xì)胞間緊密連接結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵蛋白，廣泛分布于各種上皮組織，參與上皮細(xì)胞滲透壓的維持、屏障功能和免疫防御過程，同時與腫瘤的發(fā)生發(fā)展聯(lián)系緊密。CLDN4是CLDNs家族的重要成員，在胃癌、胰腺癌和卵巢癌等多種惡性腫瘤中存在表達(dá)模式的改變，其異常表達(dá)可引起細(xì)胞間緊密連接的破壞，降低細(xì)胞間黏附的穩(wěn)定性，從而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的分離和轉(zhuǎn)移。研究發(fā)現(xiàn)RTAP5-AS1、TUBB2A可通過減少miRNA對CLDN4的抑制，促進(jìn)胃癌EMT過程[35]；（4）DNAJB12是一種內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相關(guān)的Hsp40家族蛋白，在嚴(yán)重的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激下DNAJB12可被降解并促進(jìn)癌細(xì)胞凋亡，同時該基因的缺失可增強(qiáng)促凋亡化療藥物的敏感度。而Ma等發(fā)現(xiàn)在胃癌中HCG18通過競爭性結(jié)合miR-152-3p上調(diào)DNAJB12的表達(dá)，引起E-cadherin等上皮標(biāo)志物表達(dá)下調(diào)、間質(zhì)標(biāo)志物Vimentin表達(dá)升高[36]，提示HCG18/miR-152-3p/DNAJB12軸可能通過影響凋亡之外的方式調(diào)控EMT過程；（5）ADAM9是ADAMs家族的成員，是一種膜錨定蛋白，該家族主要通過崩解素結(jié)構(gòu)域黏附和金屬蛋白酶結(jié)構(gòu)域脫落包括E-cadherin在內(nèi)的多種細(xì)胞表面蛋白，促進(jìn)腫瘤進(jìn)展、治療耐藥和癌癥轉(zhuǎn)移。Yin等[37]發(fā)現(xiàn)linc00689通過調(diào)控miR-526b3p/ADAM9軸促進(jìn)了胃癌的EMT過程；（6）血管生成素2（Angiopoietin-2,ANGPT2）是受體酪氨酸激酶Tie-2的配體，主要由內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生，是血管成熟的關(guān)鍵因子，ANGPT2的上調(diào)與肝癌、神經(jīng)膠質(zhì)瘤等多種腫瘤的惡性侵襲有關(guān)。Piao等[38]檢測發(fā)現(xiàn)ANGPT2在胃癌中呈高表達(dá)，其表達(dá)水平與不良預(yù)后相關(guān)，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)linc00184可以通過阻斷miR-145對ANGPT2的抑制作用，促進(jìn)胃癌細(xì)胞的生長、侵襲和EMT。

此外尚有一些ceRNA網(wǎng)絡(luò)中的miRNA下游靶基因未被發(fā)現(xiàn)，仍需要后續(xù)的實(shí)驗(yàn)研究加以完善，如沉默PCAT6后miR-15a的水平得到上調(diào)，從而抑制RB/E2F和Wnt/β-catenin信號通路，最終促進(jìn)胃癌間質(zhì)表型的轉(zhuǎn)變[39-40]，針對RB/E2F和Wnt/β-catenin信號通路關(guān)鍵分子的研究或可找到miR-15a的直接靶點(diǎn)，在ceRNA機(jī)制上解釋上述現(xiàn)象。

值得注意的是，lncRNA作為ceRNA可以結(jié)合多個miRNA，而同一個miRNA又可結(jié)合多個MREs，引起不同信號通路的改變，因此ceRNA網(wǎng)絡(luò)中單個分子發(fā)揮的作用及作用對象并非完全單一，它們之間發(fā)生的次級、間接和協(xié)同作用共同影響著胃癌的EMT過程。Song等發(fā)現(xiàn)KRTAP5-AS1、TUBB2A與miR-3620-3p、miR-596在胃癌細(xì)胞中組成EMT調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，協(xié)同促進(jìn)CLDN4的表達(dá)，從而下調(diào)E-cadherin，上調(diào)N-cadherin,TWIST1和ZEB2，最終誘導(dǎo)EMT的發(fā)生[35]。同時lncRNA和miRNA也可互相調(diào)控，并影響對應(yīng)靶基因的表達(dá)。如miR-141與H19特異性結(jié)合，前者可調(diào)控H19的靶基因（miR-675、Igf1r和Igf2）表達(dá)，而H19也調(diào)節(jié)miR-141靶基因ZEB1的變化[19]。除特異性結(jié)合miRNA外，lncRNA也可通過其他方式抑制下游miRNA，Liu等發(fā)現(xiàn)HOTAIR通過與PRC2結(jié)合表觀沉默miR34a基因，下調(diào)C-Met（HGF/C-Met/SNAIL通路）和SNAIL的表達(dá)，從而促進(jìn)胃癌細(xì)胞的EMT，加速腫瘤的轉(zhuǎn)移[41]。而lincRNA-ATB則在作為ceRNA直接結(jié)合miR-141-3p的同時[42]，可通過TGF-β間接調(diào)控miR-200s（TGF-β/miR-200s/ZEB軸），誘導(dǎo)胃癌EMT[43]。關(guān)于這一方面的研究可以進(jìn)一步完善胃癌EMT中ceRNA網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，見表1。

表1 胃癌EMT中的lncRNA/miRNA/mRNA網(wǎng)絡(luò)Table 1 LncRNA/miRNA/mRNA network in EMT of gastric cancer

5 結(jié)論和展望

綜上所述，胃癌由于起病隱匿、晚期治療困難，是困擾公共健康的重大難題。EMT是腫瘤進(jìn)展過程的重要環(huán)節(jié)，除了參與腫瘤侵襲，還可維持腫瘤細(xì)胞干細(xì)胞特性、介導(dǎo)免疫逃逸、拮抗化學(xué)免疫療法等，因此關(guān)于胃癌與EMT的研究至關(guān)重要。

ceRNA網(wǎng)絡(luò)在胃癌EMT中具有重要的調(diào)控作用，目前利用生物信息學(xué)工具，圍繞胃癌EMT建立的ceRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)正被不斷拓展和完善。這些新發(fā)現(xiàn)的功能網(wǎng)絡(luò)尚需要可靠的實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證，同時以往實(shí)驗(yàn)中非編碼RNA的濃度常常被人為地放大，導(dǎo)致其研究結(jié)果并不能很好地反映真實(shí)生理水平中ceRNA網(wǎng)絡(luò)的功能。此外，目前大部分研究主要集中在單個軸或單個分子上，缺乏對于ceRNA網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性的認(rèn)識和整體把握。這需要在大量可靠實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上歸納出網(wǎng)絡(luò)中的共性規(guī)律，從而使ceRNA網(wǎng)絡(luò)作為更加系統(tǒng)的理論依據(jù)，為闡明胃癌的進(jìn)展與轉(zhuǎn)移機(jī)制提供思路，并在已有的基礎(chǔ)上進(jìn)行臨床轉(zhuǎn)化，以期獲得更有前景的胃癌檢測與治療策略。