结直肠癌(colorectal cancer, CRC)是最常见的恶性肿瘤之一。根据美国国家癌症登记处公布的最新数据，2018年美国CRC的发病率排名第3位，死亡率排名第2位，其高发病率和高死亡率已经严重威胁人类的健康^[1]。在这种情况下，迫切需要鉴定CRC的潜在生物标志物或治疗靶标^[2]。随着基因组和转录组测序等技术的快速发展，原被认为是转录垃圾产物的长链非编码RNA(long non-coding RNA，lncRNA)越来越受到重视。本文对CRC相关lncRNA的功能及其分子机制研究的最新进展作一综述，探讨其对CRC诊断和治疗的临床意义。

1 lncRNA概述

lncRNA是一类长度>200个核苷酸的RNA分子。lncRNA不参与蛋白质的编码，而是以RNA的形式直接调节各种表观遗传，参与转录和转录后蛋白质编码^[3]。越来越多的证据表明，lncRNA的表达与包括CRC在内的许多主要疾病的发生和发展密切相关。

目前研究认为，lncRNA的形成方式有5种：(1)染色质形态重构；(2)蛋白编码基因发生改变；(3)非编码RNA内部发生串联产生重复序列而构成新的lncRNA；(4)非编码基因在复制过程中发生移位；(5)基因中插入转座子^[4]。

根据lncRNA相对于相邻蛋白编码基因转录的位置，将其分为正义lncRNA、反义lncRNA、双向lncRNA、内含子lncRNA以及基因间lncRNA^[5]。

2 lncRNA在CRC中的应用 2.1 CRC诊断相关的lncRNA 2.1.1 结直肠肿瘤差异表达基因(colorectal neoplasia differentially expressed，CRNDE)

CRNDE是定位于染色体16q12.2的lncRNA，由1 070个核苷酸组成，近年来引起越来越多的关注，在各种类型的癌症中异常高表达，如CRC、神经胶质瘤、肝细胞癌、肺癌和乳腺癌等。2011年Graham等^[6]发现CRNDE-h在CRC患者的血浆和组织中表达上调。Ellis等^[7]研究发现，CRNDE通过PI3K/Akt/mTOR和Raf/MAPK途径影响胰岛素/胰岛素样生长因子调节细胞葡萄糖代谢和乳酸分泌等，在CRC细胞中表达上调。Dai等^[8]进一步证实，CRNDE在CRC患者的组织、血清和细胞株中高表达。并提出CRNDE可通过竞争性结合miRNA激活或抑制Ras/MAPK和Wnt/β-Catenin信号传导途径，从而调节CRC细胞增殖、侵袭和凋亡等。因此CRNDE可作为CRC早期诊断的标志物之一。

2.1.2 结肠癌相关转录本(colon cancer associated transcript，CCAT)

CCAT是定位于人类染色体8q24.21，位于转录因子c-Myc附近的lncRNA，由2 628个核苷酸组成。2012年，Nissan等^[9]首先发现，CCAT1在CRC患者的肿瘤组织中表达水平增加。Zhao等^[10]发现血浆中升高的HOX基因转录反义基因间RNA(HOX transcript antisense intergenic RNA，HOTAIR)和CCAT1可用作CRC筛查的预测生物标志物，并且HOTAIR和CCAT1的组合具有比单独的HOTAIR或CCAT1更高的CRC阳性诊断率。CCAT1是原发性CRC组织中过表达的致癌lncRNA。CCAT1(CARLo-5)是迄今已知的CRC相关lncRNA中公认的诊断标志物和治疗靶标之一^[11]。CCAT2于2013年由Ling等^[12]首次报道，肿瘤恶性程度越高的组织中CCAT2表达越强，而在正常结直肠组织中不表达，并证明CCAT2和Wnt信号传导之间存在反馈回路，因此推测CCAT2也可作为CRC早期筛查及诊断的特异性标志物之一。近年来，CCAT3~8陆续被发现，但是新的CCAT成员的调控和功能机制仍然未知^[13]。

2.2 CRC转移和预后相关的lncRNA 2.2.1 人肺腺癌转移相关转录因子1(metastasis- associated lung adenocarcinoma transcript-1，MALAT1)

MALAT1是位于染色体11q13的lncRNA，也称作核富集常染色体转录本-2(nuclear-enriched abundant transcript-2，NEAT-2)，由8 750个核苷酸组成。Ji等^[14]对人非小细胞肺癌的转移研究发现，MALAT1结合抑癌基因splicing factor proline and glutamine rich(SFPQ)后，原癌基因polypyrimidine tract-binding protein 2(PTBP2)从SFPQ/PTBP2复合物中释放，释放后的PTBP2促进细胞增殖和迁移。MALAT1可以调控基因表达的转录以及转录后水平，其高表达能增强细胞的增殖和迁移，促进肿瘤生长和转移。MALAT1在CRC组织中呈高表达，因此MALAT1可能成为CRC转移和预后的一种潜在预测指标。Hu等^[15]发现，MALAT1通过促进serine/threonine-protein kinase 1 (SRPK1)催化的serine-arginine splicing factors 1(SRSF1)磷酸化来增加A-kinase anchoring protein-9(AKAP-9)的表达。在MALAT1敲低后，SRPK1的过表达足以将SRSF1磷酸化和AKAP-9表达恢复至促进体外细胞增殖、侵袭和迁移的水平。Thiele等^[16]证明，MALAT1在CRC患者的肿瘤组织中上调，表明其促进肿瘤生长。并观察到M0或N0期组织样本中MALAT1表达较低，而肺或肝脏远处转移的情况则较高。Ji等^[17]揭示MALAT1通过2种机制在促进CRC转移中的新作用，表明MALAT1和runt related gene 2(RUNX2)可能是预测CRC患者复发和转移的2个生物标志物。

2.2.2 HOTAIR

HOTAIR是由Rinn等^[18]在2007年发现的，是第1个可以通过反式转录作用来调控的lncRNA，在肝癌、胰腺癌、胃癌及CRC等多种消化系统肿瘤的进程中起重要作用。Kogo等^[19]研究发现，HOTAIR表达水平在癌组织中高于相应的非癌组织，HOTAIR表达与肝转移密切相关，具有高HOTAIR表达的患者预后较差。Wu等^[20]证实，HOTAIR与CRC的上皮细胞-间充质转化(epithelial mesenchymal transition，EMT)有关，HOTAIR敲除增加E-钙黏蛋白的表达，同时伴随波形蛋白和基质金属蛋白酶9(matrix metalloproteinase 9，MMP9)表达降低，作为一个多效的调控器参与EMT过程。

2.2.3 H19

H19位于人类染色体11q15.5，由2 300个核苷酸组成。包括5个外显子以及4个内含子，是第1个被发现的非编码基因。其第一外显子可产生miR-675，具有较高的保守性。2010年Tsang等^[21]通过发现miR-675的过表达促进CRC细胞株的生长，说明H19可能与CRC的发生存在一定的关系。Liang等^[22]研究发现，H19在间充质样癌细胞和初级CRC组织中高表达，H19的稳定表达能促进EMT，并加速体内和体外肿瘤生长。Yang等^[23]发现H19作为miR138和miR200a的竞争性内源性RNA(competing endogenous RNA，ceRNA)调节参与EMT的多个基因的表达并加速CRC细胞生长。Schwarzenbach^[24]发现H19对RB1-E2F途径和CDK8-β-catenin信号传导的作用。推测在原发性CRC中大量表达的H19可以在血液中检测到并有望成为CRC诊断或预后的生物标志物。

2.2.4 TGF-β诱导激活的lncRNA(lncRNA activated by TGF-β，lncRNA-ATB)

lncRNA-ATB是一种新型分子标志物，首次在肝细胞癌中得到证实。Iguchi等^[25]证实lncRNA-ATB过表达与肿瘤大小、淋巴管浸润深度或肿瘤侵袭以及淋巴结转移相关。Abedini等^[26]最近通过检测CRC患者中lncRNA-ATB、lnc-CCAT1和lnc-OCC-1的血浆表达水平，证实lncRNA-ATB和lncRNA-CCAT1在区分CRC患者和健康个体方面具有准确性。

2.2.5 新发现的与转移和预后相关lncRNA

Wang等^[27]证实在CRC细胞和组织中，SATB2反义转录本(antisense transcript of SATB2，SATB2-AS1)常下调，肿瘤低水平表达SATB2-AS1的患者总生存率较低，预后较差。在体外和体内，下调SATB2-AS1可促进细胞增殖、迁移和侵袭，证明其在CRC中起着肿瘤抑制作用。这些表明，SATB2-AS1的表达在预测CRC预后方面具有很大的潜力。

Yang等^[28]证实低水平的核HOXD-AS1表达与CRC患者的不良预后相关。HOXD-AS1的下调增强体外CRC细胞的增殖和迁移，促进体内CRC肿瘤的发生和转移。机制研究表明，HOXD-AS1可以通过招募polycomb-group proteins(PRC2)来诱导Homeobox protein D3(HOXD3)启动子抑制标记h3k27me3的积累来抑制HOXD3的转录。

Hu等^[29]实验证实，ST3GAL6-AS1的过表达降低SW620细胞的体内肿瘤发生、肺转移和肝转移。CRC患者ST3GAL6-AS1表达与肿瘤大小、淋巴转移、远处转移及肿瘤分期呈负相关。

Han等^[30]通过对非转移性和转移性CRC标本进行基于芯片的筛查，识别出一种差异表达的lncRNA，称为lnc-CRCMSL。证实lnc-CRCMSL是一种抗转移基因，与CRC患者预后差呈负相关。lnc-CRCMSL的过度表达限制肿瘤在体内和体外的生长和转移。

2.3 CRC治疗相关的lncRNA 2.3.1 母本印迹表达基因3转录因子(maternally expressed gene 3，MEG3)

MEG3定位于14q32.2，长度约为1 700个核苷酸，是具有肿瘤抑制功能的lncRNA。Yin等^[31]在62例CRC组织及癌旁组织中发现，MEG3的低表达与肿瘤组织学低分化、浸润程度和淋巴结转移相关，而后进一步实验证明，MEG3过表达能抑制体内外CRC细胞增殖。已经发现MEG3是奥沙利铂抗性HT29和SW480细胞中下调的lncRNA。与此结果一致，接受奥沙利铂治疗的无应答CRC患者中MEG3血清水平降低。相反，已经发现外源性MEG3过表达通过调节miR-141/PDCD4轴使奥沙利铂抗性HT29和HCT116细胞对奥沙利铂敏感。

2.3.2 PCAT-1前列腺癌相关转录本1(prostate cancer-associated transcripts 1，PCAT-1)

PCAT-1最先发现与人前列腺癌的进展有关。Ge等^[32]证明CRC组织中PCAT-1表达增加。PCAT-1水平升高与远处转移和较差的总生存率相关。多变量Cox回归分析确定PCAT-1过表达是CRC的独立预后因素。近来有研究证实，PCAT-1参与EMT并通过Wnt/β-Catenin信号传导途径调节癌症进展^[33]。Qiao等^[34]发现lncRNA PCAT-1的下调可以抑制结肠癌细胞的增殖并诱导其凋亡，这些作用部分依赖于c-myc的抑制作用，提出lncRNA PCAT-1可作为CRC的潜在新型治疗靶点。

2.3.3 UCA1尿路上皮癌相关基因1(urothelial carcinoma associated 1，UCA1)

UCA1首先被认为是膀胱癌预后的生物标志物，并且在膀胱癌中过度表达。UCA1可能在人类癌症中发挥重要的促癌作用，如膀胱癌、乳腺癌、卵巢癌、胃癌、肺癌、舌鳞状细胞癌和CRC^[35]。特别是在CRC中，最近的研究表明，UCA1可通过减少细胞凋亡，在体外和体内促进CRC细胞的生长和CRC细胞对5-氟尿嘧啶的耐药性；UCA1可以结合内源性miR-204-5p并抑制其活性，以增加环磷酸腺苷响应元件结合蛋白1(CAMP responsive element binding protein 1，CREB1)的蛋白水平，与CRC患者的生存时间和临床预后呈负相关^[36]。

2.3.4 新发现的与治疗相关lncRNA

Feng等^[37]发现，H19通过激活Wnt/β-Catenin途径介导CRC细胞对甲氨蝶呤的耐药性，这有助于开发H19作为甲氨蝶呤抗性CRC的治疗靶点。Li等^[38]研究结果显示，ENST00000547547通过与miR-31的竞争性结合降低氟尿嘧啶抗性CRC细胞的氟尿嘧啶的化学抗性，并且有可能作为CRC患者的治疗靶标。Wang等^[39]研究表明，lncRNA-2023可能通过恢复phosphatase and tensin homologue deleted on chromosome 10 (PTEN)肿瘤抑制活性而成为一种新的治疗靶点。

3 总结与展望

CRC的早期诊断主要通过结肠镜筛查，与其比较，血清学检测具有无创、经济和便捷等优势。几种传统的血清学标志物如癌胚抗原(carcinoembryonic antigen，CEA)和糖类抗原199(carbohydrate antigen199，CA199)等缺乏敏感度和特异度。lncRNA如CRNDE、HOTAIR、CCAT1和H19等可在外周血中被检测到，并具有高准确性，例如CRNDE-h，当区分CRC和对照时，曲线下面积(area under curve，AUC)值为0.892，敏感度为70.3%，特异度为94.4%。

手术治疗仍是治疗CRC的主要治疗方式，术前和术后有效的化疗可以提高中晚期CRC患者生存的可能性^[40]。但是存在化疗抗性的患者却无法从中获益，并且还可能遭受较为严重的不良反应。lncRNA MEG3可通过miR-141/PDCD4轴调节CRC细胞对奥沙利铂的敏感度，UCA1与miR-204-5p、lncRNA ENST00000547547与miR-31均通过竞争性结合的方式影响CRC细胞的5-氟尿嘧啶抗性，H19激活Wnt /β-Catenin途径介导CRC细胞对甲氨蝶呤的耐药性。

虽然手术切除能够有效控制CRC的进展，但术后的复发转移仍是患者死亡的主要原因。lncRNA HOTAIR和H19均被证实与EMT有关，其高表达能够促进肿瘤的转移。MALAT1的低表达则与CRC肺或肝脏远处转移高度相关。而ATB过表达与CRC淋巴结转移相关。一些新的lncRNA如SATB2-AS1、HOXD-AS1、ST3GAL6-AS1和lncRNA-2023等也被证实影响CRC的转移及预后。

综上所述，lncRNA在CRC诊断及预后评估方面能够发挥潜在作用，能为CRC的治疗提供新的靶点，并有望成为CRC诊治的新型生物标志物。随着研究的不断深入，lncRNA的调控网络不断被发现，lncRNA有望应用于临床，为CRC的治疗带来新的突破。