Abstract Long noncoding RNAs (lncRNA) have been implicated in human cancer but their mechanisms of action are mainly undocumented. In this study, we investigated lncRNA alterations that contribute to gastric cancer through an analysis of The Cancer Genome Atlas RNA sequencing data and other publicly available microarray data. Here we report the gastric cancer–associated lncRNA HOXA11-AS as a key regulator of gastric cancer development and progression. Patients with high HOXA11-AS expression had a shorter survival and poorer prognosis. In vitro and in vivo assays of HOXA11-AS alterations revealed a complex integrated phenotype affecting cell growth, migration, invasion, and apoptosis. Strikingly, high-throughput sequencing analysis after HOXA11-AS silencing highlighted alterations in cell proliferation and cell–cell adhesion pathways. Mechanistically, EZH2 along with the histone demethylase LSD1 or DNMT1 were recruited by HOXA11-AS, which functioned as a scaffold. HOXA11-AS also functioned as a molecular sponge for miR-1297, antagonizing its ability to repress EZH2 protein translation. In addition, we found that E2F1 was involved in HOXA11-AS activation in gastric cancer cells. Taken together, our findings support a model in which the EZH2/HOXA11-AS/LSD1 complex and HOXA11-AS/miR-1297/EZH2 cross-talk serve as critical effectors in gastric cancer tumorigenesis and progression, suggesting new therapeutic directions in gastric cancer. Cancer Res; 76(21); 6299–310. ©2016 AACR.

HOTAIR, a long intervening non-coding RNA (lincRNA), associates with the Polycomb Repressive Complex 2 (PRC2) and is reported to reprogram chromatin organization and promote tumor progression. However, little is known about the roles of this gene in the development of chemoresistance phenotype of lung adenocarcinoma (LAD). Thus, we investigated the involvement of HOTAIR in the resistance of LAD cells to cisplatin. In this study, we show that HOTAIR expression was significantly upregulated in cisplatin-resistant A549/DDP cells compared with in parental A549 cells. Knockdown of HOTAIR by RNA interference could resensitize the responses of A549/DDP cells to cisplatin both in vitro and in vivo. In contrast, overexpression of HOTAIR could decrease the sensitivity of A549 and SPC-A1 cells to cisplatin. We also found that the siRNA/HOTAIR1-mediated chemosensivity enhancement was associated with inhibition of cell proliferation, induction of G0/G1 cell-cycle arrest and apoptosis enhancement through regulation of p21WAF1/CIP1 (p21) expression. Also, pcDNA/p21or siRNA/p21 could mimic the effects of siRNA/HOTAIR1 or pcDNA/HOTAIR on the sensitivity of LAD cells to cisplatin. Importantly, siRNA/p21 or pcDNA/p21 could partially rescue the effects of siRNA/HOTAIR1 or pcDNA/HOTAIR on both p21 expression and cisplatin sensitivity in LAD cells. Further, HOTAIR was observed to be significantly downregulated in cisplatin-responding LAD tissues, and its expression was inversely correlated with p21 mRNA expression. Taken together, our findings suggest that upregulation of HOTAIR contributes to the cisplatin resistance of LAD cells, at least in part, through the regulation of p21 expression.

Purpose: Long noncoding RNAs (lncRNAs) have emerged as important regulators in a variety of human diseases, including cancers. However, the overall biological roles and clinical significance of most lncRNAs in gastric carcinogenesis are not fully understood. We investigated the clinical significance, biological function, and mechanism of LINC01234 in gastric cancer.Experimental Design: First, we analyzed LINC01234 alterations in gastric cancerous and noncancerous tissues through an analysis of sequencing data obtained from The Cancer Genome Atlas. Next, we evaluated the effect of LINC01234 on the gastric cancer cell proliferation and apoptosis, and its regulation of miR-204-5p by acting as a competing endogenous RNA (ceRNA). The animal model was used to support the in vitro experimental findings.Results: We found that LINC01234 expression was significantly upregulated in gastric cancer tissues and was associated with larger tumor size, advanced TNM stage, lymph node metastasis, and shorter survival time. Furthermore, knockdown of LINC01234-induced apoptosis and growth arrest in vitro and inhibited tumorigenesis in mouse xenografts. Mechanistic investigations indicated that LINC01234 functioned as a ceRNA for miR-204-5p, thereby leading to the derepression of its endogenous target core-binding factor β (CBFB).Conclusions: LINC01234 is significantly overexpressed in gastric cancer, and LINC01234-miR-204-5p-CBFB axis plays a critical role in gastric cancer tumorigenesis. Our findings may provide a potential new target for gastric cancer diagnosis and therapy. Clin Cancer Res; 24(8); 2002-14. ©2018 AACR.

Long noncoding RNAs (lncRNAs) have been identified as oncogenes or tumor suppressors that are involved in tumorigenesis and chemotherapy drug resistance. Maternally expressed gene 3 (MEG3) is an imprinted gene located at 14q32 that encodes an lncRNA, and decreased MEG3 expression plays an important role in multiple cancers. However, its biological role in the development of the chemoresistance phenotype of human lung adenocarcinoma (LAD) is unknown. This study aimed to observe the expression of MEG3 in LAD and to evaluate its biological role and clinical significance in the resistance of LAD cells to cisplatin. MEG3 expression was markedly decreased in cisplatin-resistant A549/DDP cells compared with parental A549 cells as shown by an lncRNA microarray. MEG3 overexpression in A549/DDP cells increased their chemosensitivity to cisplatin both in vitro and in vivo by inhibiting cell proliferation and inducing apoptosis. By contrast, MEG3 knockdown in A549 cells decreased the chemosensitivity. Moreover, MEG3 was decreased in cisplatin-insensitive LAD tissues while p53 protein levels were decreased and Bcl-xl protein levels increased. Furthermore, patients with lower levels of MEG3 expression showed worse responses to cisplatin-based chemotherapy. These findings demonstrate that MEG3 is significantly downregulated in LAD and partially regulates the cisplatin resistance of LAD cells through the control of p53 and Bcl-xl expression. Thus, MEG3 may represent a new marker of poor response to cisplatin and could be a potential therapeutic target for LAD chemotherapy.

Chemotherapy has already proven widely effective in treating cancer. Chemotherapeutic agents usually include DNA damaging agents and non-DNA damaging agents. Assessing genotoxic effect is significant during chemotherapy drug development, since the ability to attack DNA is the major concern for DNA damaging agents which relates to the therapeutic effect, meanwhile genotoxicity should also be evaluated for chemotherapy agents’ safety especially for non-DNA damaging agents. However, currently applicability of in vitro genotoxicity assays is hampered by the fact that genotoxicity results have comparatively high false positive rates. γ-H2AX has been shown to be a bifunctional biomarker reflecting both DNA damage response and repair. Previously, we developed an in vitro genotoxicity assay based on γ-H2AX quantification using mass spectrometry. Here, we employed the assay to quantitatively assess the genotoxic effects of 34 classic chemotherapy agents in HepG2 cells. Results demonstrated that the evaluation of cellular γ-H2AX could be an effective approach to screen and distinguish types of action of different classes of chemotherapy agents. In addition, two crucial indexes of DNA repair kinetic curve, i.e. , k (speed of γ-H2AX descending) and t 50 (time required for γ-H2AX to drop to half of the maximum value) estimated by our developed online tools were employed to further evaluate nine representative chemotherapy agents, which showed a close association with therapeutic index or carcinogenic level. The present study demonstrated that mass spectrometric quantification of γ-H2AX may be an appropriate tool to preliminarily evaluate genotoxic effects of chemotherapy agents.