劉躍娟,齊靖,李萌,李學(xué)滄,任重貴

（哈爾濱醫(yī)科大學(xué)醫(yī)學(xué)信息學(xué)院，黑龍江 大慶 163319）

胰腺癌中mRNAs、ncRNAs研究進(jìn)展

劉躍娟,齊靖,李萌,李學(xué)滄,任重貴

（哈爾濱醫(yī)科大學(xué)醫(yī)學(xué)信息學(xué)院，黑龍江 大慶 163319）

胰腺癌惡性程度高，胰腺癌的發(fā)生與基因的基因突變、缺失、表達(dá)障礙有關(guān)。對(duì)miRNAs、mRNAs、lncRNAs、circleRNAs胰腺癌相關(guān)的研究進(jìn)行總結(jié)，研究表明miRNAs調(diào)控mRNAs實(shí)現(xiàn)對(duì)癌癥的生長(zhǎng)、浸襲、凋亡，而lncRNAs與CirRNAs則與miRNAs結(jié)合，形成ceRNA機(jī)制，這些總結(jié)對(duì)將來(lái)胰腺癌 的研究發(fā)現(xiàn)新的分子機(jī)制具有重要作用，對(duì)尋找有更好診斷意義的胰腺癌臨床指標(biāo)具有積極的意義。

胰腺癌 miRNAs；mRNAs；lncRNAs；circleRNAs

0 引言

胰腺癌（pancreatic cancer，PC）因其起病隱匿、早期診斷難、手術(shù)切除困難、放化療不敏感以及預(yù)后差、死亡率高等原因，成為危害最大的惡性腫瘤之一，其中90%以上為胰腺導(dǎo)管腺癌。因此，深入了解胰腺癌發(fā)生發(fā)展的分子機(jī)制，發(fā)現(xiàn)新的潛在治療靶點(diǎn)尤為重要。據(jù)最新統(tǒng)計(jì)，在中國(guó)，近20年來(lái)胰腺癌發(fā)病率增長(zhǎng)了將近6倍，居惡性腫瘤死亡率的第5位。盡管近年來(lái)影像學(xué)技術(shù)（CT，MRI，PET/CT）和內(nèi)窺鏡技術(shù)（EUS、ERCP）取得了很大的進(jìn)展[1-3]，但仍未能明顯提高胰腺癌的早期診斷率。

胰腺癌由于胰腺的特殊解剖位置、病理特點(diǎn)及早期癥狀的非特異性，其病情進(jìn)展快，惡性程度高，大部分患者就診時(shí)已屬晚期，僅少數(shù)患者可行手術(shù)治療、放療和化療，雖可短期延長(zhǎng)部分患者的生存期，但胰腺癌患者總體5年生存率仍小于5%，胰腺癌的發(fā)病形勢(shì)日益嚴(yán)峻，因此積極尋找對(duì)胰腺癌有更好診斷意義的臨床指標(biāo)尤為重要。目前，越來(lái)越多的研究表明，癌癥的發(fā)生與基因的基因突變、缺失、表達(dá)障礙有關(guān)，并且從單基因到多基因都有相似機(jī)制存在。在癌癥研究中miRNAs、mRNAs、lncRNAs、circleRNAs的表達(dá)改變都影響著癌癥細(xì)胞的增殖、凋亡、浸襲、轉(zhuǎn)移等。本文從以上方面對(duì)胰腺癌的影響及其調(diào)控進(jìn)行綜述。

1 miRNAs、mRNAs與胰腺癌

微小核糖核酸（microRNA,miRNA）是一類(lèi)內(nèi)源性單鏈非編碼的小RNAs，長(zhǎng)度約22個(gè)核苷酸，廣泛分布于真核生物中。它們?cè)诙嗉?xì)胞生物中的表達(dá)不僅有時(shí)間和空間的特異性，而且具有組織和細(xì)胞特異性，并且在生物的進(jìn)化中是高度保守的，miRNA通過(guò)與轉(zhuǎn)錄本的相互作用，關(guān)閉或抑制基因的表達(dá)，影響了人體約30%的基因。2012年8月1日發(fā)布的Sanger miRNAs（miRBase）數(shù)據(jù)庫(kù)19.0版中收錄了來(lái)自193個(gè)物種的25141條成熟miRNA序列信息，其中包括人類(lèi)細(xì)胞已克隆到的2042種miRNA(http:// www.mirbase.org)。近幾年的研究表明，miRNAs的表達(dá)水平與人類(lèi)重大疾病如癌癥等密切相關(guān)。這使得miRNAs可以作為新的生物標(biāo)志物用于癌癥等重大疾病的早期診斷并可作為新的基因藥物作用靶點(diǎn)[4-6]。

最近，研究發(fā)現(xiàn)miRNAs在胰腺癌中存在多個(gè)異常表達(dá)，有的是在胰腺癌癌前病變中研究中發(fā)現(xiàn)的[7-8]；有的是在胰腺癌組織標(biāo)本中研究發(fā)現(xiàn)的；還有的是在胰腺癌病人血清中研究中發(fā)現(xiàn)的[9-10]。目前胰腺癌miRNAs腫瘤標(biāo)志物的研究主要集中在胰腺癌組織標(biāo)本上進(jìn)行。Bloomston等[11]通過(guò)對(duì)65例胰腺導(dǎo)管腺癌和42例慢性胰腺炎的研究中發(fā)現(xiàn)，21個(gè)高表達(dá)的miRNA聯(lián)合4個(gè)低表達(dá)的miRNAs可以將胰腺導(dǎo)管腺癌與良性胰腺組織區(qū)分開(kāi)。Szafranska等[12]研究發(fā)現(xiàn)有94個(gè)miRNAs，在人類(lèi)正常胰腺組織、胰腺癌細(xì)胞系、慢性胰腺炎組織及胰腺癌組織中兩兩之間存在差異性表達(dá)，因此研究者認(rèn)為這些差異表達(dá)的miRNAs或許會(huì)為研究胰腺癌提供新的線索，還有一些研究表明miRNNAs與癌癥的凋亡、侵襲轉(zhuǎn)移有關(guān)[13-15]，如：過(guò)表達(dá)mir-10a會(huì)抑制HOXA1并引起胰腺癌局部侵襲；miR-222可能通過(guò)MAPK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路參與胰腺癌細(xì)胞侵襲轉(zhuǎn)移的調(diào)控；降低mir-125a-5p的表達(dá)，會(huì)抑制胰腺腫瘤的增殖和細(xì)胞周期，并促進(jìn)早期癌細(xì)胞的凋亡。一些mRNAs在胰腺癌的研究中提供了新的診斷標(biāo)記，促血管形成Gremlin 1 通過(guò)綁定YWHAH可能發(fā)揮著致癌作用,這一結(jié)果在宮頸癌肺癌、卵巢、腎、乳腺癌、結(jié)腸、胰腺癌中得到證實(shí)，Gremlin 1結(jié)合目標(biāo)蛋白YWHAH可能為人類(lèi)癌癥的提供新的診斷和治療方案[16]。ACADL顯著表達(dá)與胰腺固狀瘤有關(guān)[17]。而GLS2蛋白質(zhì)對(duì)腫瘤的生長(zhǎng)有抑制作用。還有一些是miRNAs調(diào)控mRNAs來(lái)對(duì)癌細(xì)胞產(chǎn)生作用，如：mir-652與ZEB1結(jié)合抑制胰腺癌腫瘤細(xì)胞上皮間質(zhì)(EMT)的酸性微環(huán)境，酸性/ mir-655/ZEB1/EMT可能是腫瘤發(fā)生的新機(jī)制[18]，mir-320c通過(guò)SMARCC1在治療胰腺癌中對(duì)藥物吉西他賓(gemcitabine) 產(chǎn)生抗藥性[19]。另外一些mRNAs通過(guò)靶向調(diào)控多種信號(hào)通絡(luò)，許多的研究表明Notch 信號(hào)通路在胰腺癌的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮著重要作用,在胰腺腫瘤干細(xì)胞中Notch 信號(hào)通路的相關(guān)基因表達(dá)上調(diào),在Notch信號(hào)通路被抑制的情況下胰腺癌細(xì)胞中腫瘤干細(xì)胞的比例降低,且腫瘤形成受到抑制 。與癌旁的正常組織相比,Notch1在胰腺癌中表達(dá)明顯上調(diào),其表達(dá)與腫瘤分化程度呈負(fù)相關(guān),過(guò)表達(dá)Notch1的胰腺癌患者預(yù)后較差,Notch1 的表達(dá)與胰腺癌的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)[20]。

2 lncRNAs與胰腺癌

lncRNAs（long nocoding RNA,lncRNA）是一類(lèi)長(zhǎng)度大于200bp非編碼RNA，參與細(xì)胞內(nèi)多種過(guò)程的調(diào)控，如：基因印記、染色質(zhì)修飾、轉(zhuǎn)錄干擾、核內(nèi)運(yùn)輸?shù)榷喾N重要的調(diào)控過(guò)程，其轉(zhuǎn)錄和功能失調(diào)可能導(dǎo)致多種疾病的發(fā)生，lncRNAs能夠在轉(zhuǎn)錄后水平通過(guò)與mRNAs形成雙鏈調(diào)控基因的表達(dá)，在胰腺癌的診斷與治療中有著廣闊的臨床應(yīng)用前景。關(guān)于lncRNAs的研究雖然引起人們廣泛的關(guān)注，但是絕大部分的lncRNAs是基因組存在人類(lèi)知之甚少的“暗物質(zhì)”。目前的研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA在胰腺癌的診斷與治療中有著廣闊的臨床應(yīng)用前景，HOTAIR、MALAT1、H19 等多種類(lèi)型的lncRNAs 在胰腺癌中存在表達(dá)異常的現(xiàn)象。

國(guó)內(nèi)外對(duì)胰腺癌的生物學(xué)標(biāo)志進(jìn)行了大量而廣泛的研究。最近，研究發(fā)現(xiàn)lncRNAs在胰腺癌中更為靈活的調(diào)控多個(gè)mRNAs在通路中的異常表達(dá)。在胰腺癌中，Tahira等[21]用 基因芯片技術(shù)檢測(cè)了38例胰腺癌組織和癌旁組織，證實(shí)了內(nèi)含子型lncRNAs在胰腺癌中表達(dá)有明顯異常，包括PPP3CB、MAP3K14和DAPK1等；同時(shí)發(fā)現(xiàn)在胰腺癌轉(zhuǎn)移樣本中異常表達(dá)的lncRNAs大部分與MAPK通路有關(guān)，提示lncRNAs的作用機(jī)制 與MAPK通路有關(guān)。MA等[22]的研究表明H19在PDAC組織中的表達(dá)顯著高于癌旁胰腺組織，腫瘤轉(zhuǎn)移組H19的表達(dá)明顯高于非轉(zhuǎn)移組。 同時(shí)，體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)H19在PDAC細(xì)胞系（PANC-1 SW1990，BxPC-3， AsPC-1和CFPAC-1）中的表達(dá)明顯高于其在胰腺導(dǎo)管上皮細(xì)胞的表達(dá)，提示H19與PDAC的發(fā)生與轉(zhuǎn)移有關(guān)。

lncRNAs具有組織特異性，不同組織之間lncRNAs表達(dá)量不同。與mRNAs相比，大多數(shù)lncRNAs 同樣由RNA 聚合酶Ⅱ催化轉(zhuǎn)錄而來(lái)，結(jié)構(gòu)中存在5′端帽結(jié)構(gòu)和3′端Poly（A）尾，但lncRNAs 中不存在開(kāi)放讀碼框，其序列保守程度不高且表達(dá)水平較低，組織特異性也更高。

由抑制性微RNA(miRNA)誘導(dǎo)的基因沉默在調(diào)控基因表達(dá)中的重要性現(xiàn)已非常明顯，某些miRNAs與mRNAs的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)關(guān)系正逐漸明朗。mRNAs的表達(dá)可能也受其它方面的影響。lncRNAs具有組織特異性，不同組織之間lncRNAs表達(dá)量不同，現(xiàn)已證明，lncRNAs能夠在轉(zhuǎn)錄后通過(guò)與mRNAs相作用形成雙鏈調(diào)控基因。

3 circleRNAs與胰腺癌

環(huán)狀RNA（circRNAs）是一類(lèi)新型RNA，具有閉合環(huán)狀結(jié)構(gòu)，CirRNAs以前由于在低通量測(cè)序中認(rèn)為是拼接錯(cuò)誤造成的副產(chǎn)品，隨著高能量技術(shù)的最新發(fā)展，CirRNAs大量存在于真核轉(zhuǎn)錄組中。眾多circRNAs在許多物種被發(fā)現(xiàn)。最近的研究表明,circRNAs穩(wěn)定和廣泛表達(dá),而且往往表現(xiàn)出細(xì)胞特定類(lèi)型或組織表達(dá)。大多數(shù)circRNAs可以產(chǎn)生外顯子,內(nèi)含子,或兩者兼而有之。同時(shí)存在組織及不同發(fā)育階段的表達(dá)特異性。由于環(huán)狀RNA對(duì)核酸酶不敏感，所以比線性RNA更為穩(wěn)定，這使得環(huán)狀RNA在作為新型臨床診斷標(biāo)記物的開(kāi)發(fā)應(yīng)用上具有明顯優(yōu)勢(shì)。此外，近期研究顯示[23-26]，新的證據(jù)表明,一些circRNAs可以作為微小RNA(microRNA)海綿、調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄或拼接,可以與RNA結(jié)合蛋白(RBPs)。這說(shuō)明：環(huán)狀RNA可能通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合疾病相關(guān)的miRNAs在疾病調(diào)控中發(fā)揮著非常重要的作用。此外,circRNAs已報(bào)告在無(wú)數(shù)生命過(guò)程發(fā)揮重要作用,如老化、胰島素分泌,組織發(fā)展,動(dòng)脈粥樣硬化血管疾病風(fēng)險(xiǎn),心臟肥大和癌癥。深入研究理解circRNAs的生理和病理過(guò)程分類(lèi)、功能和意義，在胰腺癌中發(fā)現(xiàn)新的分子機(jī)制，將對(duì)臨床和科學(xué)研究產(chǎn)生重大影響。

4 結(jié)語(yǔ)

在胰腺癌的發(fā)生過(guò)程中，miRNAs、mRNAs、lncRNAs、CircleRNAs可以從多個(gè)層面參與腫瘤的生長(zhǎng)、浸襲、轉(zhuǎn)移，其中在胰腺癌中miRNAs調(diào)控mRNAs機(jī)制在許多研究中得到了證實(shí)，mRNAs還可以通過(guò)通路來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)疾病的影響。而lncRNAs具有組織特異性，不同組織之間lncRNAs表達(dá)量不同，CircleRNAs對(duì)核酸酶不敏感，比線性RNA更為穩(wěn)定。兩者都能結(jié)合miRNAs，通過(guò)ceRNAs方式實(shí)現(xiàn)調(diào)控。這兩種ncRNAs可能更廣泛的參與到疾病的各個(gè)階段當(dāng)中，未來(lái)對(duì)胰腺癌研究發(fā)現(xiàn)新的分子機(jī)制具有重要意義。

[1] IJiu RC，7rraverso LW．Diagnostic laparoscopy improves staging of pancreatic cancer deemed locally unresectable by computed tomography．Surg Endosc，2005，19(5)：638-642．

[2] Mayo SC，Austin DF，Sheppard BC，et a1．Evolving preoperative evaluation of patients with pancreatic cancer：does laparoscopy have a mle in the cuⅡ℃nt era?[J]．J Am Coll Surg，2009，208(1)：87-95．

[3] Galasso D，Camuccio A，Larghi A，et a1．Pancreatic cancer：diagnosis and endoscopic staging[J]．Eur Rev Med Pharmacol Sci，20lO，14(4)：375-385．

[4] Calin G A, Corce C M. Nat. Rev. Cancer, 2006, 6:857-866.

[5] Gilad S, Meiri E, Yogev Y, Benjanmin S, Lebanony D, Yerushalmi N, Bentwich Z , Hod M, Goren Y, Goren Y, Chajut A. PloS ONE,2008,3: e314.

[6] Mitchell P S, Parkin R K, Kroh E M, Fritz B R, Wyman S K, Pogosova-Agadjanyan E L, Peterson A, Noteboom J, O’Briant K C, Allen A, Lin D W, Urban N, Drescher C W, Knudser B S, Stirewlt D L, Gentleman R ,Vessella R L, Nelson P S, Martin DB, Tewari M. Proc. Natl. Acad. Sci.,2008,105:10513-10518.

[7] Ryu JK，Hong SM，Karikari CA，et a1．Abe玎ant microRNA一155 expression is an early event in the multistep progression of pancreatic adenocarcinoma[J[．Pancreatology，2010，10(1)：66-73．

[8] Habbe N，Koorstra JB，Mendell JT，et a1．MicroRNA miR-155 is a biomarker of early pancreatic neoplasia[J]．Cancer Biol Ther，2009，8(4)：340-346．

[9] Wang J，Chen J，Chang P，et a1．MicroRNAs in plasma of pancreatic ductal adenocarcinoma patients as novel bloodbased biomarkers of disease[J]．Cancer Prev Res(Phila)，2009，2(9)：807-813．

[10] Li A，0mura N， Hong SM，et a1．Pancreatic cancers epigenetically silence SIPl and hypomethylate and overexDress miR．200a／200b in association with elevated circulating miR-200a and miR-200b levels[J]．Cancer Res，2010，70(13)：5226-5237．

[11] Bloomston M，F(xiàn)rankel WL，Petmcca F，et a1．MicroRNA expression pattems to diffrentiate pancreatic adenocarci nomal pancreas and chronic pancreatitis[J]．JAMA，2007，297(17)：1901-1908．

[12] Szafranska AE，Doleshal M，Edmunds HS，et a1．Analysis of microRNAs in pancreatic fine—needle aspirates can classify benign and malignant tissues[J]．Clin Chem，2008，54(10)：1716-1724．

[13] 李捍司. miRNA-222參與調(diào)控胰腺癌細(xì)胞侵襲轉(zhuǎn)移分子機(jī)制的研究[D].中國(guó)醫(yī)科大學(xué),2014.

[14] Ohuchida K, Mizumoto K, Lin C, Yamaguchi H, Ohtsuka T, Sato N, Toma H,Nakamura M, Nagai E, Hashizume M, Tanaka M. MicroRNA-10a is overexpressed inhuman pancreatic cancer and involved in its invasiveness partially via suppression of the HOXA1 gene. Ann Surg Oncol. 2012 Jul;19(7):2394-402.

[15] Jia CW, Sun Y, Zhang TT, Lu ZH, Chen J. Effects of miR-125a-5p on Cell Proliferation,Apoptosis and Cell Cycle of Pancreatic Cancer Cells. Zhongguo Yi Xue Ke Xue Yuan Xue Bao. 2016 Aug;38(4):415-21.

[16] Namkoong H, Shin SM, Kim HK, Ha SA, Cho GW, Hur SY, Kim TE, Kim JW. The bone morphogenetic protein antagonist gremlin 1 is overexpressed in human cancers and interacts with YWHAH protein. BMC Cancer. 2006 Mar 18;6:74.

[17] Zhu Y, Xu H, Chen H, Xie J, Shi M, Shen B, Deng X, Liu C, Zhan X, Peng C.Proteomic analysis of solid pseudopapillary tumor of the pancreas reveals dysfunction of the endoplasmic reticulum protein processing pathway. Mol Cell Proteomics. 2014 Oct;13(10):2593-603.

[18] Deng S, Li X, Niu Y, Zhu S, Jin Y, Deng S, Chen J, Liu Y, He C, Yin T, Yang Z,Tao J, Xiong J, Wu H, Wang C, Zhao G. MiR-652 inhibits acidic microenvironment-induced epithelialmesenchymal transition of pancreatic cancer cells by targeting ZEB1. Oncotarget. 2015 Nov 24;6(37):39661-75.

[19] Iwagami Y, Eguchi H, Nagano H, Akita H, Hama N, Wada H, Kawamoto K, Kobayashi S, Tomokuni A, Tomimaru Y, Mori M, Doki Y. miR-320c regulates gemcitabine-resistance in pancreatic cancer via SMARCC1. Br J Cancer. 2013 Jul 23;109(2):502-11.

[20] Wang Y, Yu S, Huang D, Cui M, Hu H, Zhang L, Wang W, Parameswaran N, Jackson M, Osborne B, Bedogni B, Li C, Sy MS, Xin W, Zhou L. Cellular Prion Protein Mediates Pancreatic Cancer Cell Survival and Invasion through Association with and Enhanced Signaling of Notch1. Am J Pathol. 2016 Sep 14. pii:S0002-9440(16)30290-5.

[21] Tahira AC, Kubrusly MS, Faria MF, et al. Long noncoding intronic RNAs are differentially expressed in primary and metastatic pancreatic cancer[J]. Mol Cancer, 2011, 10: 141

[22] M a c，N o n g K，Z h u H，e t a l． H 1 9 p r o m o t e stasisbyderepressinglet-7’ssuppression -onitetargetHMGA2-media-tedEMT[J].Tumourbiology,2014,35(9):9163-9169

[23] Qu S, Zhong Y, Shang R, Zhang X, Song W, Kjems J, Li H. The emerging landscapeof circular RNA in life processes. RNA Biol. 2016 Aug 11:1-8.

[24] van Rossum D, Verheijen BM, Pasterkamp RJ. Circular RNAs: Novel Regulators of Neuronal Development. Front Mol Neurosci. 2016 Aug 26;9:74.

[25] Xu L, Zhang M, Zheng X, Yi P, Lan C, Xu M. The circular RNA ciRS-7 (Cdr1as) acts as a risk factor of hepatic microvascular invasion in hepatocellular carcinoma. J Cancer Res Clin Oncol. 2016 Sep 10.

[26] Panda AC, Grammatikakis I, Munk R, Gorospe M, Abdelmohsen K. Emerging roles and context of circular RNAs. Wiley Interdiscip Rev RNA. 2016 Sep 9.

The review of mRNAs and ncRNAs about pancreatic cancer

LIU Yue-juan QI Jing LI Meng LI Xue-cang REN Zhong-gui
(Department of Medical Informatics,Harbin Medical University,Daqing,163319,China)

Pancreatic cancer is a high malignant degree disease, the occurrence of pancreatic cancer is closely related to the gene mutation, missing, expresstion dysfunction, To summarize miRNAs-mRNAs and lncRNAs and circleRNAs pancreatic cancer research, Studies have shown that miRNAs regulate mRNAs implementation on the growth of the cancer, invading, apoptosis, While lncRNAs and CirRNAs combined with miRNAs become ceRNA mechanism ,The summary of research for the future pancreatic cancer plays an important role to find new molecular mechanism, while it has the positive significance to find a better Diagnosis of clinical indicators

Pancreatic cancer ; MiRNAs,mRNAs; LncRNAs; CircleRNAs

10.19335/j.cnki.2096-1219.2017.04.04

黑龍江省大慶市指導(dǎo)性科技計(jì)劃項(xiàng)目（編號(hào)：szdy-2015-06）

劉躍娟，女，講師，主要研究方向生物信息學(xué)。