近30多年来，肺癌发病率和病死率持续增长，已经成为全世界范围内发病率和病死率最高的癌症之一。由于肺癌早期诊断困难以及缺乏有效的治疗方案，其5年生存率仅为15%左右^[1]，严重危害人类的健康，因此，寻找用于早期发现和预后判断的生物学标记物以及有效的治疗方案十分必要。近年来的研究发现，长链非编码RNA(long noncoding RNA，lncRNA)与微小RNA(microRNA，miRNA)一样，也具有重要的生物学功能，与人类基因调节、细胞生长分化以及肿瘤疾病的发生发展有着密切的联系^[2]。LncRNA的异常表达与肺癌的发病机制、治疗及预后等关系密切。本文结合lncRNA的概念和功能机制，对lncRNA在肺癌发生发展中的作用及其应用等作一综述。

人类基因组是由复杂的DNA序列构成的，其中仅2%的序列可编码蛋白质，并可通过蛋白质的相互作用来表达生物遗传学信息。在近几年的研究中发现，接近98%的DNA序列并不编码蛋白质，但至少有90%的基因能被大量地转录出来，其主要产物为非编码RNA(noncoding RNA，ncRNA)^[1]。非编码RNA包括小非编码RNA(small ncRNA，sncRNA)和lncRNA。根据lncRNA的位置与特性，其可被分为5个亚类：(1) 正义lncRNA(sense lncRNA)；(2) 反义lncRNA(antisense lncRNA)；(3) 双向lncRNA(bidirectional lncRNA)；(4) 基因内lncRNA(intronic lncRNA)；(5) 基因间lncRNA(intergenic lncRNA)^[2]。目前研究发现，lncRNA在人类基因组中大约有15 000个，大多由RNA多聚酶Ⅱ参与转录，其表达形式往往具有组织特异性^[2]。同时，越来越多的研究结果表明，lncRNA可通过表观遗传水平、转录水平和转录后水平等层面调控基因的表达，并与多种疾病的发生发展有关，现已成为一大研究热点。

近年来研究发现，lncRNA具有多种重要的生物学功能。首先，lncRNA参与了众多正常的生理过程，如应激反应、细胞周期和凋亡等，以调节细胞、组织、器官以及系统等各个层次功能的稳定性与完整性^{[3, 4, 5, 6]}。其次，随着肿瘤转录组分析技术的进步及lncRNA功能研究证据的累积，已证实许多差异性表达的lncRNA具有发育和组织特异性表达模式，其表达及功能异常往往导致多种疾病的发生，且主要体现在肺癌、乳腺癌和肝癌等肿瘤疾病上^{[7, 8]}。LncRNA异常表达后可作为抑癌基因或者是致癌基因，在肿瘤的发生机制中发挥重要作用，为相关疾病的治疗提供新的靶点^{[9, 10]}。

LncRNA可在多个水平上调控基因的表达，参与肿瘤的生长、转移和侵袭。lncRNA至少存在以下9种作用方式：(1)抑制RNA聚合酶以负性调节编码基因的表达；(2)介导染色体重构以正性调节编码基因的表达；(3)反义lncRNA与特异的正义RNA(即编码蛋白基因的转录本)形成双链，进而干扰mRNA的剪切，产生选择性剪接；(4)反义lncRNA与特异的正义RNA形成双链，在Dicer酶作用下产生内源性小干扰RNA(small interfering RNA，siRNA)，调节基因的表达水平；(5)结合lnRNA特异性蛋白以调节蛋白活性；(6)结合特定蛋白来改变蛋白的胞质定位；(7)作为结构组分与蛋白质形成细胞结构或核酸蛋白质复合体；(8)作为小分子RNA的前体分子，例如miRNA、内源性siRNA等。(9)作为“miRNA吸附剂”来影响竞争性内源RNA(competing endogenous RNA，ceRNA)调节网络^[11]。显然，蛋白质编码基因与其邻近lncRNA的表达之间存在相互调节关系，并在转录水平、转录后水平及表观遗传学等3个层面实现基因表达的调控。因此，如能充分揭示lncRNA与蛋白质表达之间的调控机制，将有可能为治疗肿瘤等疾病提供新思路。另外，近年来的研究认为，lncRNA在肿瘤相关性的调控过程中主要有以下6个方面的作用：(1)维持细胞的增殖与生长；(2)逃避生长抑制因子；(3)保证复制的持续进行；(4)活化转移和侵袭过程；(5)诱导血管的生成；(6)抑制细胞凋亡^{[7, 11]}。

大量研究结果表明，多种lncRNA的表达水平在肺癌的发生发展中存在变化，并可能作为潜在的靶点影响肺癌的预后和进展，有利于生存期的判断以及肺癌亚型的鉴别。与肺癌相关的lncRNA见表 1。

表 1(Tabel 1)

表 1 与肺癌相关的lncRNA Tab 1 The lncRNAs related with lung cancer LncRNA Genome size Assignment of gene Other related tumor disease Reference MALAT1 8 000 nt 11q13.1 Breast cancer,pancreatic cancer,bladder cancer,liver cancer,colon cancer,prostatic cancer [10, 11, 12, 13, 14, 15, 16] SCAL1 - Chromosome 5 - [17] MEG3 1.6 kb 14q3 Pituitary adenoma,primary liver cancer [18, 19, 20] GAS6-AS1 - 13q34 - [21] HOTAIR 2 158 nt 12q13.13 Breast cancer [22] H19 2.3 kb 11p15.5 Breast cancer,pancreatic cancer,bladder cancer,liver cancer,colon cancer,prostatic cancer,cervical cancer [23, 24] CUDR 2.2 kb 19p13.12 Stomach cancer,colon cancer,breast cancer,bladder cancer,liver cancer,cervical cancer [25, 26] AIR 500 bp 21q22.3 - [27] CCAT2 - 8q24 Breast cancer,colon cancer [28] BC200 200 bp 2p21 Breast cancer,cervical cancer,esophageal cancer,parotid cancer [29] -：No related report.LncRNA:Long noncoding RNA;MALAT1：Metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1；SCAL1：Smoke and cancer-associated lncRNA1；MEG3：Materally expressed gene 3；GAS6-AS1：Growth-arrest-specific gene 6-antisense RNA1；HOTAIR：Hox transcript antisense intergenic RNA；CUDR：Cancer upregulated drug resistant；AIR：Antisense of IGF2R RNA；CCAT2：Colon cancer-associated transcript 2；BC200：Brain cytoplasmic 200

表 1 与肺癌相关的lncRNA Tab 1 The lncRNAs related with lung cancer

MALAT1又称核富集常染色体转录产物2 (nuclear-enriched abundant transcript 2，NEAT2)，最初是由Ji等^[12]在初期非小细胞肺癌患者的肿瘤细胞中筛选得到的。Weber等^[13]研究发现，MALAT1的表达水平在肺癌组织和正常组织之间具有显著的差异，其对非小细胞肺癌的诊断特异性为96%，但是敏感性仅为56%。另外，MALAT1的表达水平与肿瘤分期、年龄、性别以及吸烟史等均无显著差异。因此，MALAT1不能单独作为非小细胞肺癌诊断灵敏的生物标记物，只能用于辅助的诊断指标。然而，穆艳艳等^[14]发现，58％(44/76)肺癌患者的癌组织中MALATl表达水平显著低于其对应的正常肺组织(t=－7.648，P＜0.001)；肺癌组织中MALAT1的表达水平与吸烟史、细胞分化程度、组织学类型以及术后转移有关(P＜0.05)；MALAT1表达量降低＜50％组的患者生存期明显长于MALAT1表达量降低≥50％组；Cox多因素回归分析显示细胞分化程度、转移、病理类型和MALAT1表达水平是影响患者预后的独立因素；因此，作者认为MALAT1可以帮助肺癌的诊断，也可作为判断预后效果的分子标记物。Schmidt等^[15]利用原发性 非小细胞肺癌组织

进行原位杂交，发现MALAT1在肿瘤所有阶段和亚型中均有表达，而MALAT1低表达患者预后效果较高表达患者更佳，提示该基因可能是早期非小细胞肺癌患者生存期的潜在标记物。在异种移植实验中，肿瘤细胞敲除MALAT1基因后，其远处转移能力明显降低；同样，用反义寡核苷酸靶向处理MALAT1后，肺癌细胞转移受到抑制^[16]，上述结果表明MALAT1可能是肺癌转移的重要调节因子。

SCAL1定位于5号染色体上，由4个外显子和3个内含子组成。由吸烟导致的肺部疾病及肿瘤发病率明显上升，但其分子机制并不清楚。SCAL1是无论在体内还是在体外均可由香烟烟雾抽提物诱导产生的一种新型lncRNA，其表达水平在大部分肺癌细胞系中都升高。在体外使用siRNA沉默SCAL1基因表达后，香烟烟雾抽提物对气道上皮细胞产生的细胞毒性增强，并能抑制上皮细胞出现的氧化应激反应。进一步研究发现，SCAL1启动子区域存在 NF-E2基序，能与下游NF-E2相关因子2(NF-E2-related factor 2，NRF2)基因结合并激活NRF2基因，使其在转录水平上调节SCAL1的表达^[17]。目前为止，有关SCAL1的功能以及其与肺癌的关系等方面的研究还比较少，亟待进一步的研究来阐明吸烟诱发肺癌的分子机制。

MEG3为印记基因，高表达于垂体组织，并在肾上腺、胰腺和肺等组织中也有一定水平的表达^{[18, 19]}。Lu等^[20]研究发现，在44个非小细胞肺癌组织和7个非小细胞肺癌细胞系中MEG3的表达量均有所降低，而这种现象在晚期肿瘤中更为显著。而在体外实验中，高表达水平的MEG3能抑制非小细胞肺癌细胞的增殖并能诱导体外细胞的凋亡。进一步研究表明，MEG3能促进p53的表达，而p53作为一种转录调节因子，可通过调节多种靶向基因来抑制肿瘤的发生发展。在正常人体中，鼠双微体2(murine double minute 2，MDM2)能介导p53遍在蛋白化并促进p53的降解，使其处于低表达水平。而在肺癌细胞中，MDM2蛋白的表达水平往往很低，提示MEG3活化p53可能是通过下调MDM2的表达量而实现的。以上结果表明，MEG3可能通过活化p53来抑制肿瘤的形成，而MEG3表达量的下调可能促进非小细胞肺癌的发生发展^[20]。

GAS6-AS1是由Han等^[21]通过大量实验和多种生物信息学分析后发现的一种新型lncRNA，其位于GAS6基因的下游，并以反义方向转录所得。在非小细胞肺癌组织中，GAS6-AS1的表达量较邻近的正常组织有所下降。另外，GAS6-AS1与非小细胞肺癌的TNM分期也呈负相关。以上结果提示GAS6-AS1可能与非小细胞肺癌的发生发展有关。进一步研究发现，GAS6-AS1与GAS6的表达呈负相关，而GAS6作为GAS6-AS1的宿主基因，不仅能促进细胞增殖和细胞分裂原活性，而且能促进肿瘤组织的迁移、黏附和浸润。因此，GAS6-AS1可能通过调节其宿主GAS6的表达来影响非小细胞肺癌的发生发展^[21]。

HOTAIR是第1个被发现具有反式转录调控作用的lncRNA。Nakagawa等^[22]发现，在77例非小细胞肺癌患者中，17例患者的正常肺组织和脑转移灶中可检测到高表达的HOTAIR。同时，HOTAIR在非小细胞肺癌晚期、淋巴结转移灶、淋巴血管侵袭期以及短期无瘤间期中均有异常的表达。更值得注意的是，早期脑转移灶中HOTAIR的表达远高于原发灶，提示HOTAIR可作为非小细胞肺癌患者肿瘤组织早期转移的预测因子。在体外实验中发现，HOTAIR能促进肿瘤细胞迁移，但对肺癌细胞的增殖无显著影响^[22]。目前为止，HOTAIR对于细胞增殖的作用只在胰腺癌中得到证明，在肺癌等其他肿瘤组织中，只能促进癌细胞的侵袭和转移而不能促进癌细胞的增殖^[22]。以上结果表明，HOTAIR的表达有助于预测肿瘤的生物学行为，甚至有可能作为晚期非小细胞肺癌的治疗靶点。

H19为母源性印记基因，在哺乳动物中呈现进化上的保守性，是最早被鉴定的印记基因之一。这种印记基因与邻近的胰岛素样生长因子2(insulin-like growth factor 2，IGF2)基因相互作用，通过DNA甲基化、去甲基化等修饰方式来影响其表达特性。研究发现，位于人染色体11p15的H19和IGF2在正常肺组织有一定量的表达，但在肺癌组织中经常会有IGF2和H19的印记缺失。另一方面，H19在绒毛膜癌、肺癌和肝癌中均存在高表达的现象。以上结果提示H19可能与肺癌等肿瘤的形成有关^{[23, 24]}。Matouk等^[23]在肝癌、畸胎瘤等肿瘤研究中发现，H19既可以促进肿瘤组织的增殖和迁移，又可以发挥抑癌基因的作用。而在肺癌中，对于这种双向调节作用以及H19与肺癌的具体机制还不太清楚，需要更为深入的研究来阐明。另外，有研究表明，H19的CpG岛甲基化异常可能导致H19的表达异常，与肿瘤的发生发展有一定的关系^[24]。

癌症上调药物抵抗基因(cancer upregulated drug resistant，CUDR)，又称尿路上皮癌抗原1a(urothelial carcinoma associated 1a，UCA1a)，其cDNA全长2 277 bp。研究表明，CUDR在肺癌、结肠癌、膀胱癌和宫颈癌等肿瘤组织中均存在表达上调现象^[25]。同时，它还与鳞状细胞癌的化疗耐药有关，是第1个与肿瘤细胞耐药性相关的非编码RNA^[26]。IGF2R 反义RNA (antisense of IGF2R RNA,AIR) 是父系等位基因的印记，在肺癌等肿瘤组织中有一定量的表达。研究表明，AIR可与染色质的特异位置结合，通过分子间的相互作用来抑制组蛋白的修饰作用^[27]。结肠癌相关转录物2(colon cancer-associated transcript 2，CCAT2)是肺腺癌特异性的lncRNA，Qiu等^[28]在研究CCAT2对淋巴结转移灶的预测潜能时发现，若单独检测CCAT2，受试者工作曲线(receiver operating characteristics，ROC)曲线下面积为0.589(95% CI:0.413～0.765，P=0.306)，显示了较低的预测潜能。若CCAT2与癌胚抗原(carcinoembryonic antigen，CEA)联合检测，ROC曲线下面积为0.681(95% CI: 0.526～0.836，P=0.037)，能显著提高检出效率，显示了CCAT2在肺腺癌诊断方面的重要作用。脑细胞质200(brain cytoplasmic 200，BC200)是最初在人脑中发现的具有一定表达量的lncRNA，且在肺癌、卵巢癌和腮腺癌等肿瘤组织中也有所表达，而其在肺癌中的作用还需进一步的研究来阐明^[29]。

随着对lncRNA的深入研究，lncRNA在肺癌中的作用逐渐被人们发现，但其生物学机制研究尚处于初级阶段。鉴于lncRNA自身的特殊性，其在肺癌中的研究面临很大的困难：在研究方法上，高质量数据库的缺乏、功能性lncRNA的筛查数据量大、研究手段相对较少等问题极大限制了相关的研究进展；在研究内容上，各种lncRNA在肺癌中是通过何种机制来发挥作用的，是否存在特异的信号通路和相关调节蛋白或分子，又如何解释多种lncRNA之间的交叉的基因调控网络机制？因此，在今后的研究中，我们不仅要完善lncRNA文库和动物模型的构建、提高现有检测技术的灵敏度、建立更为有效的新技术以及加强多层次多水平的研究，而且要加强对各类与肺癌相关的肿瘤标记分子的研究，同时关注多个分子间是否存在相关性，以此补充完善lncRNA在肺癌中的调控机制。相信随着lncRNA与肺癌发生发展的关系的阐明，lncRNA将可能作为一类肺癌分子标记物或治疗靶点，为肺癌的诊断和治疗提供新契机。

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