癌症是一種複雜疾病， 與多個基因的突變相關， 包括表觀遺傳變異、染色體易位、基因缺失和拷貝數變異。 非編碼RNA(non-coding RNA， ncRNA) 是一種具有基因組的編碼域但大部分都沒有翻譯成蛋白質的新興轉錄本， 在各種細胞的生理功能中， ncRNAs扮演關鍵角色， 特別是長非編碼RNA(long non-coding RNA， lncRNA)， 在染色質動力學、基因表達、細胞生長和分化調節中， lncRNA起著關鍵作用。
腫瘤樣本的全基因組關聯研究已經確定了， 大量lncRNAs與多種癌症有關， lncRNA表達量的改變及其突變促進腫瘤發生和轉移， lncRNAs可能表現出腫瘤抑制和促進(致癌)的功能。 由於它們的組織特異性表達特點,lncRNAs可以被作為新型生物標誌物和治療癌症的目標。
今天我們給大家帶來非編碼RNA系列專題的第二篇介紹：lncRNA生物標記。
本篇主要內容為大家介紹在癌症中可作為生物標記的lncRNA：
1. lncRNA的研究技術；
2. lncRNA的作用機制；
3. 目前報導研究的lncRNA；
lncRNA的研究技術
新lncRNA的鑒定：RNA-seq（轉錄本亞型和單核苷酸多態性的檢測）、DP-Seq、Quartz-Seq
生物資訊學分析：NONCODE資料庫、lncRNAdb資料庫、ncFANs資料庫
亞細胞定位：螢光原位雜交（Fluourescence in situ hybridization， FISH）
功能獲得與缺失：基因過表達與沉默技術（siRNA）、病毒轉染、基因編輯技術（CRISPR/CAS9&NgAgo）
分子雜交：RIP和CLIP（用於RNA-蛋白互作）、CHIP（用於RNA-DNA研究）、RAP（用於RNA-RNA研究）
圖1. lncRNA的研究技術[1]
lncRNA的作用機制
1. 染色質與DNA：重塑染色質形成複合物、DNA綁定、促進染色質成環；
2. mRNA：作用於RNA的加工過程、影響mRNA穩定性；
3. 蛋白質：直接調控蛋白質功能；
圖2. lncRNA的作用機制[2]
目前報導研究的lncRNA
LncRNAs在癌症診斷和治療是新興的明星。 大量的lncRNA被發現， 他們在各種癌症中的表達模式， 腫瘤特異性， 及其在循環體液（血液和尿液）的穩定性， 為癌症的診斷和治療發展奠定了基礎， 可用于患者的預後。
圖3. lncRNA與各類腫瘤的聯繫[3]
某些lncRNA已經作為臨床試驗的生物標誌物。 例如：
lncRNA PCA3， 其在前列腺癌的高表達和特異性， 可在對應的前列腺癌的尿液判斷嚴重程度， 它也可以檢測出尿液PCA3血清前列腺癌生物標誌物PSA（前列腺特異性抗原）的優勢， 作為前列腺癌的無創性診斷；乳腺癌中的zfas1、hif1a-as2被認為是乳腺癌的生物標誌物。 同樣， MALAT1、UCA1、ANRIL和NEAT1可以用來預測早期以及轉移性肺癌；t-ucr啟動子CpG島甲基化也參與大腸癌的診斷；lncRNA H19、HULC、Heih、linc00152 MVIH高度上調， 在肝細胞癌（HCC）是有價值的肝癌生物標誌物， 另外HOTAIR的表達可以預測肝癌的復發；UCA1、H19、和HOTAIR表達可作為生物標誌物檢測膀胱癌。
表1. 可用於癌症檢測的生物標記[3]
新的lncRNAs仍然被不斷地發現。 因此， lncRNAs對癌症新的診斷和治療方法被極度期望研發。 但是， 在這個過程中仍然存在許多挑戰。 首先， 在各種癌症的上升或下調lncRNAs數量眾多， 需要確定特定類型/亞型癌相關重要的lncRNAs。 第二， lncRNA領域處於萌芽階段， 大多數lncRNAs的結構和功能資訊仍然未知， 開發診斷和治療就像“在黑暗中拍攝”。
因此，對lncRNAs作為生物標記物和治療的研究不僅應該著眼於它們的鑒定和功能分析，更應該優化表徵變化和大量病人的統計學分析，測試和驗證合適的動物模型及臨床試驗。
參考文獻：
[1] Wu T, Du Y. LncRNAs: From Basic Research to Medical Application[J]. International Journal of Biological Sciences, 2017, 13(3):295-307.
[2] Delás M J, Hannon G J. lncRNAs in development and disease: from functions to mechanisms[J]. Open Biology, 2017, 7(7):170121.
[3] Bhan A, Soleimani M, Mandal S S. Long Noncoding RNA and Cancer: A New Paradigm.[J]. Cancer Research, 2017, 77(15):3965.
開發診斷和治療就像“在黑暗中拍攝”。因此，對lncRNAs作為生物標記物和治療的研究不僅應該著眼於它們的鑒定和功能分析，更應該優化表徵變化和大量病人的統計學分析，測試和驗證合適的動物模型及臨床試驗。
參考文獻：
[1] Wu T, Du Y. LncRNAs: From Basic Research to Medical Application[J]. International Journal of Biological Sciences, 2017, 13(3):295-307.
[2] Delás M J, Hannon G J. lncRNAs in development and disease: from functions to mechanisms[J]. Open Biology, 2017, 7(7):170121.
[3] Bhan A, Soleimani M, Mandal S S. Long Noncoding RNA and Cancer: A New Paradigm.[J]. Cancer Research, 2017, 77(15):3965.