miRNA在泌尿系統腫瘤發(fā)病、診斷及治療中的作用研究進展

郭婧瀾，葉婷

(西南醫(yī)科大學附屬醫(yī)院，四川瀘州646000)

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miRNA在泌尿系統腫瘤發(fā)病、診斷及治療中的作用研究進展

郭婧瀾，葉婷

(西南醫(yī)科大學附屬醫(yī)院，四川瀘州646000)

miRNA是一種長度為19～25個核苷酸的非編碼RNA。miRNA在細胞的生長、分化、凋亡及腫瘤的發(fā)生、轉移、耐藥等過程中發(fā)揮重要作用。miRNA與泌尿系統腫瘤的關系逐漸被闡明。其中miR-200c、miR-132、 miR-34a分別與膀胱癌、前列腺癌、腎癌的發(fā)生發(fā)展有關，有助于這些疾病的診斷與指導治療。

微小RNA；泌尿生殖器腫瘤；膀胱癌；前列腺癌；腎癌

miRNA是廣泛存在于真核生物中的一種單鏈小分子RNA，定位于RNA前體的3′端或5′端，具有在轉錄后水平調控基因表達的功能。目前已知人類miRNA約1 000種，且每種miRNA靶標有成百上千個基因。miRNA參與調控人類90%以上的基因表達，在細胞增殖、凋亡、分化及腫瘤發(fā)病等過程中發(fā)揮重要作用[1，2]。miRNA長度為19～23個核苷酸，不編碼蛋白質，分布在Y染色體以外的人類所有染色體[3]。研究[4]表明，miRNA通過調控與腫瘤相關的多種靶基因表達影響細胞增殖、凋亡及分化，在腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮關鍵作用；通過調節(jié)miRNA表達水平來治療腫瘤亦被認為是一種有潛力的治療策略。Calin等[5]發(fā)現，68%的慢性淋巴細胞性白血病患者存在miR-15-a、miR-16-1缺失或表達顯著降低，進一步研究證明miRNA異常與腫瘤密切相關。隨后研究[6]發(fā)現約50%得到注解的miRNAs定位于與腫瘤相關的脆性位點，說明miRNA與腫瘤發(fā)生發(fā)展有直接聯系。miRNA可通過調控其靶基因調節(jié)信號轉導通路功能，發(fā)揮類似于癌基因或抑癌基因的功能，影響腫瘤的發(fā)生和發(fā)展。在泌尿系腫瘤中miRNA有特定的表達譜，參與調節(jié)細胞之間黏附、基質降解、上皮間質轉化(EMT)及腫瘤血管生成等過程，并可作為分子標志物用于泌尿系統腫瘤的早期診斷、療效評價和預后判斷?，F就miRNA在泌尿系統腫瘤發(fā)病、診斷及治療中的作用研究進展作一綜述。

1 miRNA在泌尿系統腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用

1.1 膀胱癌 膀胱癌病死率居泌尿道惡性腫瘤第二位[7]。早期診斷與治療可顯著提高患者的存活率。分析膀胱癌中miRNA的差異表達，對其調控的多級基因過程進行闡明，將有利于明確膀胱癌發(fā)生及進展的機制。近來研究表明，miRNA有望被應用于膀胱癌的早期診斷、惡性程度分級及指導治療，并成為膀胱癌生物治療的新靶點。Gottardo等[8]于2007年首次報道膀胱癌中miRNA的差異表達，采用芯片技術檢測出10種在膀胱上皮細胞癌組織中表達上調的miRNA(miR-223、miR-26b、miR-221、miR-103-1、miR-185、miR-23b、miR-203、miR-17-5p、miR-23a、miR-205)。Yang等[9]發(fā)現，位于GEMIN3基因miRNA結合位點的單核苷酸多態(tài)性(rs197414)與膀胱癌發(fā)病有關，其中CC型和CA型者膀胱癌發(fā)病風險增高。Wiklund等[10]指出，miR-200家族和miR-205在淺表性膀胱癌的表達較肌層浸潤性膀胱癌中高1.5～2.5倍，而在浸潤性膀胱癌中經常發(fā)生沉默表達，提示它們可能與腫瘤的演進有關，且研究明確miR-200c的表達與早期(Ta、T1期)膀胱癌的進展有關。有學者[11]檢測發(fā)現膀胱移行上皮癌組織中miR-1、miR-101、miR-143、miR-145、miR-29c呈低表達，而miR-182、miR-183、miR-203、miR-224、miR-196a呈高表達。其中miR-101直接抑制PRC2(由PcG蛋白形成)的催化亞單位EZH2，，在膀胱移行上皮癌發(fā)生過程中起到移植細胞增殖和集落形成的作用。另有學者證實miR-203在膀胱癌組織中表達下調，在膀胱癌細胞株T24中，miR-203的高表達將抑制細胞增殖。進一步實驗[12]證實miR-203可通過抑制Bcl-w基因的表達來發(fā)揮其抑癌基因作用。Tao等[13]報道m(xù)iR-708在膀胱癌組織中高表達，沉默miR-708可促進腫瘤細胞凋亡抑制膀胱癌生長；miR-708可通過下調Caspase-2表達水平發(fā)揮癌基因的作用。最新研究[14]證實miR-145的靶基因細胞因子信號傳導抑制因子7(socs-7)在膀胱癌細胞中呈高表達，轉染miR-145至膀胱癌細胞株T24，miR-145靶標socs7使其表達下調，通過加強STAT3核轉運上調IFN-β和干擾素刺激基因(ISGs)從而抑制腫瘤細胞生長并導致凋亡蛋白酶依賴的細胞死亡。

1.2 前列腺癌 前列腺癌的發(fā)生是基因突變和表觀遺傳因素共同作用的結果，miRNA被認為是一種新的表觀遺傳修飾形式。Varambally等[18]報道，在前列腺癌發(fā)生過程中，miR-101表達下調導致組蛋白甲基轉移酶EZH2表達增高，引起表觀遺傳途徑失調，從而促使前列腺癌的發(fā)生。Formosa等[19]將miRNA轉染至前列腺癌細胞株(RWPE-1和PC3)中，再利用甲基化抑制劑(AZA)分析miRNA表達變化，發(fā)現7個miRNA在PC3細胞中甲基化沉默，尤其以miR-132最顯著。Li等[20]發(fā)現前列腺癌細胞株C4-2B和LNCaP中miR-29a、miR-1256表達顯著下調，miRNA的基因啟動子區(qū)域DNA序列被部分甲基化，使miR-29a、miR-1256直接作用的靶標TRIM68、PGK-1異常高表達，最終促成前列腺癌細胞的生長和浸潤。另有學者[21]發(fā)現在前列腺癌發(fā)展中存在miRNA表達失調現象，包括miR-125b、miR-145、let-7c等，同時影響一些重要的相關靶基因如RAS、BCL-2、E2F3、MCL-1表達；miRNA的表達變化可能在人類前列腺癌的生物學方面起到重要作用。Ambs等[22]發(fā)現前列腺癌組織中miR-106b-25、miR-32相關的靶基因(如MCM7、C9orf5)都有顯著高表達；進一步研究確定相關基因的染色體位置，發(fā)現miR-106b-25家族位于靶基因MCM7內含子的13位，miR-32位于靶基因C9orf5內含子的14位。miRNA與前列腺癌的分化與轉移關系密切，Majid等[23，24]通過對比分析良性前列腺增生(BPH)組織和前列腺癌組織中miRNA的表達，發(fā)現前列腺癌中miR-34b呈低表達，且前列腺癌Cleason分級高分組與低分組相比，miR-34b表達顯著降低。上調miR-34b能顯著抑制PC3和LNCaP細胞株的增殖能力，并阻礙EMT，進而抑制前列腺癌的轉移。

1.3 腎癌 關于腎癌與miRNA關系研究始于發(fā)現miR-34a在腎細胞瘤中異常表達。Dutta等[28]研究發(fā)現miR-34a在腎細胞瘤中過度表達，且抑制miR-34a表達后，腎腫瘤細胞的增殖明顯減慢，提示miR-34a可能具有促瘤作用。腎細胞瘤中miR-34a與其他惡性腫瘤中的差異表達表明了腎腫瘤細胞專一性的特點[29]。多數學者已檢測出miRNA在Wilms′腎胚細胞瘤中存在差異表達。Kort等[30]研究了腎母細胞瘤中miRNA的表達譜，發(fā)現受E2F3轉錄因子-miRNA致癌鏈-1軸調節(jié)的miR-17-92簇在腎母細胞瘤中被激活，使E2F3和Oncomir-1表達上調，且其表達的時相性不同，表明miR-17-92簇在腎母細胞瘤發(fā)病中起重要作用。后續(xù)研究[31]進一步指出miR-17-92簇表達上調不僅與腎細胞瘤有關，還有引發(fā)VHL綜合征的可能。

2 miRNA在泌尿系統腫瘤診斷及治療中的作用

2.1 膀胱癌 隨著miRNA差異表達研究的不斷深入，miRNA有望作為膀胱癌診斷的生物標志物及新的治療靶點。由于血液、尿液等為無創(chuàng)傷性標本易于獲得，建立體液中miRNA的檢測方法為臨床膀胱癌的無創(chuàng)性診斷提供了有效手段。Hanke等[15]在低級別膀胱癌患者、高級別膀胱癌患者、泌尿道感染患者及健康人群的尿液標本中分析出差異miRNA，再利用qRT-PCR對157種差異表達miRNA進行分析，發(fā)現膀胱癌患者與正常人尿液中miR-126/miR-182比值存在顯著差異，受試者工作特征曲線(ROC曲線)分析顯示AUC為0.768對膀胱癌診斷的特異度和敏感度分別是82%和72%。目前已有miRNA用于膀胱癌治療的探索性研究報道。Saito等[16]研究顯示miR-126在膀胱癌組織中表達顯著降低，將miRNA-126轉染至膀胱癌細胞株T24，再經DNA甲基化抑制劑5-雜氮-2′-脫氧胞苷(5-Aza-CdR)及組蛋白去乙酰酶抑制劑4苯丁酸(PBA)處理后可引起miR-126附近CpG島DNA甲基化水平降低，從而誘導miR-126高表達以達到治療效果。Chao等[17]以膀胱腫瘤細胞株T24為細胞模型，轉染miR-34a后發(fā)現T24細胞中Notch1 mRNA及蛋白表達水平均降低。miR-34a能通過下調靶基因Notch1表達從而抑制膀胱腫瘤細胞增殖，提示miR-34a可能作為一個潛在的腫瘤抑制因子，為膀胱癌的診斷與治療提供新思路。

2.2 前列腺癌 Mitchell等[25]將人前列腺癌細胞22Rvl接種到NOD/SCID免疫缺陷小鼠體內，發(fā)現接種腫瘤細胞的小鼠外周血中含有人腫瘤來源的miRNA，說明來自腫瘤的miRNA可進人血液循環(huán)。通過篩選與前列腺癌發(fā)生可能相關的miRNA，發(fā)現miR-141表達顯著增高，用于診斷前列腺癌的特異度為100%，敏感度為60%，并且與前列腺特異抗原水平有一定相關性，認為miR-141有望作為診斷前列腺癌的腫瘤標志物。針對特定miRNA功能的干預可特異性地調節(jié)細胞增生、分化和凋亡，在前列腺癌的治療中發(fā)揮作用。Bonci等[26]敲除前列腺癌細胞中miR-15a、miR-16表達，發(fā)現miR-15a、miR-16簇通過靶標癌基因BCL2、CCND1及WNT3A從而增強前列腺癌細胞生存、增殖及侵襲能力，且認為BCL2、CCND1及WNT3A是前列腺癌的抑癌基因，為臨床尋找診治前列腺癌的生物標志物提供了重要依據。近來Wach等[27]比較發(fā)現25個miRNA在前列腺癌組織和癌旁組織中差異表達，其中miR-375、miR-143、miR-145表達顯著下調，且miR-375、miR-143和miR-145可能作為復合體協同發(fā)揮抑癌基因的作用。miR-143和miR-145可抑制腫瘤干細胞特性從而促進腫瘤細胞凋亡、阻滯前列腺癌骨轉移，但上述過程的主要調控機制與靶基因尚不明確，將成為未來的研究方向。

2.3 腎癌 miRNA可通過作用于不同信號通路影響腎癌的發(fā)病。miRNA表達異常既可以是腎癌的誘因又可能是腎癌發(fā)病的后果。因此，miRNA被認為是一種新的潛在腫瘤標志物，有助于腎癌的診斷和預后評估。最近Redova等[32]在腎細胞癌患者與健康對照組血清中檢測出30個差異表達的miRNA，其中腎細胞癌患者血清中miR-378水平升高，miR-451水平降低。ROC曲線分析顯示這兩種miRNA的AUC分別為0.71和0.77，miR-378對腎細胞癌診斷的特異度和敏感度分別為60%和70%，miR-415對腎細胞癌診斷的特異度和敏感度分別為77%和81%。多變量Logistic回歸分析結果顯示，miR-378與miR-415可作為腎細胞癌的診斷標志物，且兩者聯合診斷的AUC為0.86，特異度和敏感度分別為83%、81%，這有望用于腎細胞癌的無創(chuàng)性診斷。目前腎母細胞腫瘤的常規(guī)治療方案為化療后行腎切除術，有研究[33]表明miRNA表達譜可預測腎母細胞瘤的化療效果，并以此為依據制定階段性的治療方案。

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