MicroRNA與膀胱癌的研究進展

作者簡介：吳軍，男，副主任醫(yī)師，醫(yī)學(xué)學(xué)士。Email:984136322@qq.com.

吳軍

（右江民族醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院泌尿外科，百色 533000）

【關(guān)鍵詞】microRNA；膀胱癌；腫瘤

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中圖分類號：R737.14文獻標(biāo)識碼：A文章編號：10031383(2014)03036304

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DOI:10.3969/j.issn.10031383.2014.03.030

膀胱癌是泌尿系統(tǒng)最常見的惡性腫瘤，男性膀胱癌的發(fā)病率位居全身腫瘤的第8位，女性排在第12位以后［1］。臨床上，多數(shù)膀胱腫瘤為移行上皮癌，以非肌層浸潤性膀胱癌占絕大多數(shù)，常具有多中心發(fā)病、治療后易復(fù)發(fā)等特點。目前，手術(shù)切除是首選的治療方法，但預(yù)后差、術(shù)后復(fù)發(fā)率極高，部分患者在術(shù)后12個月內(nèi)復(fù)發(fā)，術(shù)后5年復(fù)發(fā)率達24%～84%，且每次復(fù)發(fā)后其惡性程度均相應(yīng)提高。因此，開發(fā)治療效果好、副作用小甚至沒有副作用的方法意義重大。近年來分子靶向治療在大腸癌、肺癌、乳腺癌等腫瘤中取得了許多可喜的研究成果，并已相繼獲批投入臨床使用，但膀胱癌靶向治療的研究相對滯后。微小RNA（microRNA,miRNA）的發(fā)現(xiàn)使人們對RNA調(diào)控基因表達的功能有了全新的認(rèn)識，并成為研究基因功能的有力工具，引起了許多學(xué)者的關(guān)注，在2002年Science評選的十大科學(xué)成就中高居榜首。miRNA作為細胞內(nèi)一類重要的非編碼調(diào)控分子，其所介導(dǎo)的調(diào)控作用已被認(rèn)為是多細胞生物基因表達轉(zhuǎn)錄后水平的一種普遍調(diào)節(jié)方式［2，3］。miRNA的異常表達與多種癌癥密切相關(guān)，其在癌癥的表達水平上調(diào)或下調(diào)，對腫瘤的早期診斷及治療意義重大。本文通過對miRNA的研究分析，以期為膀胱癌的診斷及治療提供新的生物學(xué)依據(jù)。

1miRNA的生物學(xué)特性

miRNA是一種大小為21～23個堿基的單鏈小分子RNA，由具有發(fā)夾結(jié)構(gòu)的70～90個堿基大小的單鏈RNA加工而成，參與了基因調(diào)控表達。但RNA的表達方式各不相同，第一個被確認(rèn)的miRNA是在線蟲中首次發(fā)現(xiàn)的lin4及l(fā)et7。據(jù)分析調(diào)查顯示，人類已發(fā)現(xiàn)2000多種 miRNA，miRNA的生理功能是調(diào)控發(fā)育、分化及凋亡，參與細胞死亡及脂肪代謝等，有時調(diào)節(jié)內(nèi)源基因表達，提示miRNA有非常廣泛的生物功能。它調(diào)節(jié)著許多蛋白編碼的基因，抑制蛋白質(zhì)的合成，同時在細胞分化、發(fā)育和凋亡等關(guān)鍵時期調(diào)控轉(zhuǎn)錄后的基因表達水平，說明它既可作為誘癌基因參與腫瘤形成，又可作為抑癌基因參與腫瘤的控制，提示miRNA和癌癥之間有密切關(guān)系。目前有證據(jù)表明，每個miRNA可調(diào)控多個位點，每個miRNA可以調(diào)節(jié)數(shù)百到數(shù)千個目標(biāo)基因的表達，因此估計有1/3到1/2的蛋白質(zhì)編碼基因的表達受到miRNA的調(diào)節(jié)［4］。

2miRNA在腫瘤中的作用

從1993至今，科學(xué)家們對miRNA的研究逐步深入，學(xué)者們發(fā)現(xiàn)雖然miRNA的表達方式各不相同，在不同組織、不同發(fā)育階段的RNA水平仍有差異，但腫瘤細胞的分化異常、腫瘤細胞增殖、細胞死亡、凋亡等均與miRNA密切相關(guān)。比如，在肺癌組織中低水平表達的let7，由于它的表達下調(diào)，使得原本在正常組織中處于let7控制下的人類RAS家族的三個成員 HRAS、KRAS和NRAS從表達抑制狀態(tài)釋放出來，因而導(dǎo)致RAS通路的過度激活和細胞生長失控［5］；慢性淋巴細胞性白血?。–LL）中miR15a和miR161定位于染色體Bq14區(qū)段，表達下調(diào)導(dǎo)致它們的靶基因CDK6和BCL2明顯上調(diào)，從而加速了細胞周期的運行并抑制腫瘤細胞的凋亡［6］；在檢測的CLL患者中，有近60％的該兩種miRNA完全喪失或表達下調(diào)。而在乳腺癌中也發(fā)現(xiàn)了該區(qū)段的缺失和下調(diào)現(xiàn)象，被認(rèn)為具有抑癌基因活性的miR34家族有三個成員miR34a/b/c，它們的基因表達在轉(zhuǎn)錄水平均可被抑癌基因p53調(diào)控［7］。miR34a的表達水平在36%的直腸癌和73%的前列腺癌中下調(diào)［8，9］，而miR34b在43％的非小細胞型肺癌中發(fā)生下調(diào)［10］。miR34除協(xié)同p53促進凋亡外，還通過調(diào)控cyclin E、CDK4、E2F1和E2F3蛋白的表達水平，參與調(diào)控細胞周期的G1期阻滯［11，12］；在多種腫瘤組織中高表達的miR1792基因簇通過調(diào)控Tsp1和CTGF的表達，促進腫瘤的血管生成［6，13，14］。目前隨著miRNA家族研究數(shù)量不斷擴展，人類表達異常的miRNA的研究也越來越深入，人們逐漸發(fā)現(xiàn)以miRNAs為主導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)錄后，調(diào)控網(wǎng)絡(luò)幾乎參與了腫瘤發(fā)生發(fā)展的各個環(huán)節(jié)。一旦體內(nèi)miRNA表達出現(xiàn)異常，會直接引起機體的諸多異常現(xiàn)象，最終導(dǎo)致癌癥的發(fā)生。同時，體內(nèi)外實驗也已證實通過特定方法對細胞內(nèi)源miRNA的表達水平進行相應(yīng)的干預(yù)，可以起到抑制腫瘤細胞生長和阻遏腫瘤細胞向其他組織器官轉(zhuǎn)移的作用，提示其作為腫瘤治療靶點的潛在應(yīng)用價值。近期國內(nèi)外的研究已在不同類型腫瘤中取得了一定進展。如兩個miRNA（miR15a、miR161）水平的下降，會造成抗凋亡基因BCL2的過度表達，從而導(dǎo)致B細胞增殖能力大大增強，脫離正常的增殖凋亡平衡走向惡性轉(zhuǎn)化的道路。據(jù)此，體外實驗已證實，miR15a和miR161在轉(zhuǎn)錄后水平抑制BCL2的表達足以引起CLL來源細胞系的凋亡，因此二者作為天然的BCL2“抑制劑”有望應(yīng)用于臨床治療CLL及其他BCL2過度表達引起的腫瘤［15，16］。Takamizawa等發(fā)現(xiàn)let7在人肺癌細胞中表達降低，由于let7可直接調(diào)控肺癌的關(guān)鍵基因——RAS基因，因此在人肺癌中具有抑癌作用［17］。而Slack等的最新研究表明，let7能夠抑制培養(yǎng)的肺癌細胞和大鼠體內(nèi)腫瘤細胞的生長，并證明let7以鼻內(nèi)給藥的方式能夠減少RAS類型小鼠肺癌模型的腫瘤形成［18］。miR122是丙肝病毒感染和復(fù)制所必需的miRNA，目前首個靶向miR122的miRNA藥物已經(jīng)進入臨床實驗，用于治療丙肝病毒感染引起的肝臟疾病［19，20］。更令人感興趣的是，Krutzfeldt等將2O甲基化，且與內(nèi)源性miRNA完全互補的寡聚核苷酸兩端分別共價連接2個和4個磷硫酰基團，將之命名為“antagomiR”。這種修飾后的“antagomiR”與膽固醇偶聯(lián)可以降低腎清除率，并大大增加細胞對其的吸收能力。有研究人員將針對miR16的 antagomiR16用于實驗后發(fā)現(xiàn)，連續(xù)向小鼠體內(nèi)注射三次高劑量的“antagomiR16”可以導(dǎo)致小鼠體內(nèi)除腦部以外所有被檢組織中內(nèi)源miR16的表達量下降。研究人員隨后使用“antagomiR”抑制了miR122的表達后，細胞質(zhì)膜上膽固醇的含量下降了近40%，這一發(fā)現(xiàn)無疑進一步證實了“antagomiR”的潛在臨床治療效果［21，22］。而有關(guān)研究表明，miR21通過對靶基因的調(diào)控，參與腫瘤細胞的侵襲、血管浸潤和轉(zhuǎn)移。

〖3miRNA與膀胱癌的關(guān)系

雖然miRNA芯片技術(shù)發(fā)展迅速，但目前miRNA在膀胱癌中的研究還處在初起階段，對其認(rèn)識正逐步加深。各項研究證明了miRNA與膀胱癌的緊密關(guān)系，研究者使用miRNA芯片技術(shù)及雙熒光報告基因?qū)嶒灥燃夹g(shù)在膀胱癌細胞系中研究miRNA家族對細胞增殖、凋亡和遷移等癌癥相關(guān)表型的影響，以確定它們參與癌癥發(fā)生發(fā)展的作用，有助于膀胱癌的早期確診、分期和治療。2009年有研究發(fā)現(xiàn)，miRNA的表達與膀胱癌的分期有關(guān)，在淺表性膀胱癌中高表達的有miRNA10a，在肌層浸潤性膀胱癌中高表達的有miRNA222和miRNA125b，而在淋巴結(jié)陽性患者中高表達的有miRNA452，認(rèn)為miRNA452能成為一種預(yù)測膀胱癌患者預(yù)后的指標(biāo)［22］。最近Wiklund等［23］的研究發(fā)現(xiàn)，miRNA200家族和miRNA205在淺表性膀胱癌中的表達要比在肌層浸潤性膀胱癌中高1.5～2.5倍，而且在浸潤性膀胱癌中miRNA200家族和miRNA205經(jīng)常發(fā)生表達沉默，miRNA的異常表達能為膀胱腫瘤的研究提供新的線索，如果能確定膀胱癌中不同特異表達的基因譜，也可能會為膀胱癌的診斷提供生物標(biāo)記。由于膀胱癌患者尿液常作為臨床檢測標(biāo)本，而尿液中miRNA的檢測也已經(jīng)取得進一步進展，學(xué)者利用PCR技術(shù)對尿液中miRNA進行檢測分析，發(fā)現(xiàn)正常人與膀胱癌患者尿液有2個miRNA存在差異，提高了膀胱癌無創(chuàng)性診斷的可能。膀胱腫瘤細胞與正常組織miRNA表達譜具有明顯差異，如果miRNA在癌癥中的表達水平上調(diào)，其表現(xiàn)為致癌基因，可以下調(diào)抑癌基因活性。研究也證實了miRNA參與了癌基因和抑癌基因的活性。相反，如果miRNA在癌癥中的表達水平下調(diào)，我們就可認(rèn)為其為抑癌基因，下調(diào)原癌基因活性，我們可以根據(jù)miRNA靶基因表達方式的不同來尋找治療膀胱癌的新靶標(biāo)。目前最新的研究還證明miR29家族（包括miR29a、miR29b和miR29c）的表達水平在膀胱癌患者中呈現(xiàn)明顯下降趨勢。深入研究miR29a、miR29b和miR29c在膀胱癌發(fā)生發(fā)展中的具體作用和分子機制，并分別在體外和小鼠模型中進行實驗以觀察它們在膀胱癌治療中的潛在價值，也可探索以這三個miRNAs靶點用于膀胱癌治療的可行性。此外，結(jié)合目前在miRNA藥物設(shè)計方面的新發(fā)現(xiàn)，可能初步建立和完善一套適用于miR29a、miR29b和miR29c的治療策略。同時，在膀胱癌細胞系中功能試驗初步證實，通過外源干預(yù)它們的表達，可以逆轉(zhuǎn)某些癌癥相關(guān)表型，包括細胞增殖、細胞凋亡及細胞遷移。此外，也陸續(xù)鑒定出若干個miR29調(diào)節(jié)的下游靶基因，其中多個是與細胞增殖、凋亡及遷移密切相關(guān)。與此同時，結(jié)合其他研究組關(guān)于這三個miRNA在其他類型腫瘤中的作用和機制的發(fā)現(xiàn)，進一步明確了其抑癌作用和作為腫瘤治療靶點的潛力。這些研究為針對miRNA的膀胱癌治療提供了新的研究思路。

4展望

從以上文獻可知，miRNA給了我們一個全新的視野來理解腫瘤的發(fā)生和發(fā)展，并顯示了其作為腫瘤治療靶點的巨大潛能。miRNA與癌癥調(diào)控網(wǎng)絡(luò)研究內(nèi)容的重要組成和進一步深化，對了解腫瘤發(fā)生發(fā)展的本質(zhì)和拓展相關(guān)的臨床治療措施具有重要意義，也對提高腫瘤的治療效果，維護人類健康和社會發(fā)展具有深遠影響。我們可以認(rèn)為在膀胱癌中，miRNA是一種潛在的腫瘤生化標(biāo)志物，可改善膀胱癌的診斷、治療及預(yù)后，為最終戰(zhàn)勝膀胱癌提供新思路。

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(收稿日期：2014-02-14修回日期：2014-05-23)

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(編輯：潘明志)

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(編輯：潘明志)

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(收稿日期：2014-02-14修回日期：2014-05-23)

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