長(zhǎng)鏈非編碼RNA在膀胱尿路上皮癌中的研究進(jìn)展

張超 綜述 姚欣 審校

長(zhǎng)鏈非編碼RNA在膀胱尿路上皮癌中的研究進(jìn)展

張超 綜述 姚欣 審校

長(zhǎng)鏈非編碼RNA（long noncoding RNA，lncRNA）是一組長(zhǎng)度＞200 bp，缺少特異性開放閱讀框，幾乎不具備蛋白編碼功能的內(nèi)源性RNA分子。lncRNA可在轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后及表觀遺傳學(xué)水平等方面調(diào)控基因表達(dá)，從而影響多種生物學(xué)進(jìn)程。膀胱尿路上皮癌中多種lncRNA發(fā)揮癌基因或抑癌基因的作用，并與膀胱癌的診斷、治療、預(yù)后及腫瘤細(xì)胞的增殖、遷移、侵襲密切相關(guān)。本文就膀胱癌中l(wèi)ncRNA的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，并探討lncRNA與膀胱癌的發(fā)生、發(fā)展之間的關(guān)系，為尋找膀胱癌分子標(biāo)志物、藥物靶點(diǎn)提供新的方向。

膀胱尿路上皮癌 長(zhǎng)鏈非編碼RNA 復(fù)發(fā) 轉(zhuǎn)移

AbstractLong noncoding RNAs(lncRNAs)are endogenous RNA molecules with length of more than 200 bp,without specific open reading frame,and almost without protein coding function.LncRNA can regulate gene expression at transcriptional,post-transcriptional,and epigenetic levels.Thus,this molecule affects diverse biological processes.LncRNA may function as an oncogene or anti-oncogene in urothelial bladder carcinoma.Moreover,this molecule is closely related not only to the diagnosis,treatment,and prognosis of urothelial bladder carcinoma but also to the proliferation,migration,and invasion of tumor cells.Progress on the study of lncRNA in bladder cancer and the relationship between lncRNA and occurrence and development of bladder cancer was discussed.A new direction for the exploration of molecular markers and targeted therapies for bladder cancer is provided.

Keywords:urothelial bladder carcinoma,long noncoding RNA,recurrence,metastasis

根據(jù)國(guó)家癌癥中心最新數(shù)據(jù)，2015年中國(guó)膀胱癌新發(fā)病例和死亡病例分別為8.05萬(wàn)例和3.29萬(wàn)例，并呈上升趨勢(shì)［1］。而全球膀胱癌1年約有42.98萬(wàn)例新發(fā)病例和16.51萬(wàn)例死亡病例，其發(fā)病率和腫瘤特異性死亡率居泌尿生殖系統(tǒng)腫瘤第2位［2］。膀胱癌最主要的病理類型為尿路上皮癌，依照腫瘤發(fā)生機(jī)制可分為非浸潤(rùn)性（Ta）和浸潤(rùn)性（T1～4）膀胱尿路上皮癌；依照臨床治療手段及預(yù)后可分為非肌層浸潤(rùn)性/淺表性（Ta、T1）和肌層浸潤(rùn)性/侵襲性（T2～4）膀胱尿路上皮癌［3］。膀胱癌具有復(fù)發(fā)率高、轉(zhuǎn)移迅速、治療復(fù)雜、預(yù)后差等特點(diǎn)，是泌尿系統(tǒng)腫瘤中的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)。因此闡明膀胱癌的腫瘤發(fā)生和轉(zhuǎn)移的相關(guān)分子機(jī)制、找出早期控制其發(fā)生和轉(zhuǎn)移的途徑、尋求更加精準(zhǔn)的治療方法，是防治膀胱癌的關(guān)鍵所在。膀胱癌的發(fā)生發(fā)展本質(zhì)上是一個(gè)受內(nèi)外環(huán)境多種因素影響、多基因突變、多階段演進(jìn)的復(fù)雜過(guò)程。當(dāng)前觀點(diǎn)認(rèn)為［4］，長(zhǎng)鏈非編碼RNA（long non coding RNA，lncRNA）在腫瘤發(fā)生發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮重要的作用。本文就與膀胱癌的分子標(biāo)志物、發(fā)生發(fā)展機(jī)制、治療及預(yù)后密切相關(guān)的lncRNA進(jìn)行綜述。

1 lncRNA

人類基因組中蛋白質(zhì)編碼基因（protein coding gene，PCG）數(shù)量雖超過(guò)20 000個(gè)，但在基因組中所占的比例不到3%，超過(guò)80%的序列在基因表達(dá)調(diào)控中被轉(zhuǎn)錄為數(shù)量巨大的非編碼RNA而發(fā)揮重要的作用［4］。非編碼RNA調(diào)控過(guò)程不涉及DNA序列變化，但基因表達(dá)卻發(fā)生了可遺傳的改變，這種改變可以在減數(shù)分裂和有絲分裂中穩(wěn)定傳遞，其中長(zhǎng)度＞200 bp的非編碼RNA被命名為lncRNA，其類型包括同義、反義、雙向、內(nèi)含子、基因間5種，均不參與或很少參與蛋白質(zhì)編碼過(guò)程，而是以RNA的形式參與X染色體沉默、染色質(zhì)修飾、基因組印記、轉(zhuǎn)錄抑制與激活、轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)及核內(nèi)運(yùn)輸?shù)戎匾^(guò)程［5］，這提示lncRNA可能與膀胱腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。

作者單位：天津醫(yī)科大學(xué)腫瘤醫(yī)院泌尿腫瘤科，國(guó)家腫瘤臨床醫(yī)學(xué)研究中心，天津市腫瘤防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津市惡性腫瘤臨床醫(yī)學(xué)研究中心（天津市300060）

2 lncRNA與膀胱癌

2.1 MALAT1與膀胱癌

肺腺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)轉(zhuǎn)錄本1（metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1，MALAT1）定位于人類11q13.1染色體，在針對(duì)膀胱癌診斷、預(yù)后的分子標(biāo)志物的研究中發(fā)現(xiàn)，240例膀胱癌患者的血清標(biāo)本中MALAT1表達(dá)量特異性升高，其診斷符合率高于細(xì)胞學(xué)［6］。肌層浸潤(rùn)性膀胱癌易發(fā)生轉(zhuǎn)移，其分子機(jī)制不明。研究表明，在膀胱癌細(xì)胞RT4和T24中，轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）刺激后MALAT1和Zeste抑制因子12（SUZ12）表達(dá)升高，細(xì)胞發(fā)生上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）并表現(xiàn)出侵襲轉(zhuǎn)移能力增強(qiáng)，該研究推測(cè)膀胱癌中MALAT1可能通過(guò)調(diào)控下游侵襲、轉(zhuǎn)移或者細(xì)胞骨架重構(gòu)相關(guān)基因表達(dá)，從而發(fā)揮生物學(xué)作用［7］。另有報(bào)道m(xù)iRNA-125b通過(guò)靶向沉默MALAT1抑制膀胱癌增殖、遷移并誘導(dǎo)凋亡，提示miRNA干預(yù)MALAT1表達(dá)，可能成為治療膀胱癌的方法之一［8］。

2.2 H19與膀胱癌

H19基因定位于人11p15.5染色體，通過(guò)對(duì)1 049例膀胱癌樣本和1 399例對(duì)照樣本的基因多態(tài)性檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，H19 rs217727 AA基因型顯著增加年輕、男性、吸煙、高分期和高分級(jí)患者的膀胱癌發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)［9］。膀胱癌體外、內(nèi)研究中發(fā)現(xiàn)，H19通過(guò)結(jié)合Zeste增強(qiáng)子同源物2（EZH2）的增強(qiáng)子，激活Wnt/β-鏈蛋白（Wnt/β-catenin）信號(hào)通路，抑制上皮細(xì)胞鈣黏蛋白（epithelial cadherin，E-cadherin），導(dǎo)致膀胱癌轉(zhuǎn)移、侵襲能力增強(qiáng)［10］。而H19過(guò)表達(dá)的膀胱癌細(xì)胞增殖能力增強(qiáng)，這與H19促進(jìn)miRNA-675表達(dá)、抑制P53活性密切相關(guān)［11］。非肌層浸潤(rùn)性膀胱癌患者行經(jīng)尿道膀胱腫物電切術(shù)后接受卡介苗灌注是最有效的膀胱灌注方法之一。臨床試驗(yàn)證實(shí)，卡介苗治療失敗患者接受攜帶受H19啟動(dòng)子調(diào)控的白喉毒素A鏈基因片段（diphtheria toxin A fragment，DTA）的雙鏈DNA質(zhì)粒BC-819膀胱灌注，不良反應(yīng)小，18例患者中4例完全緩解、8例部分緩解，提示H19基因可能成為非肌層浸潤(rùn)性膀胱癌的分子治療靶點(diǎn)［12］。針對(duì)H19與胰島素樣生長(zhǎng)因子2（insulin like growth factor 2，IGF2）基因的連鎖特點(diǎn)，研究者設(shè)計(jì)出具有H19和IGF2-P4雙啟動(dòng)子的DTA表達(dá)質(zhì)粒，與單啟動(dòng)子DTA表達(dá)質(zhì)粒相比，裸鼠皮下膀胱癌成瘤模型和膀胱原位腫瘤模型均提示雙啟動(dòng)子DTA表達(dá)質(zhì)粒抑制腫瘤生長(zhǎng)作用更強(qiáng)；而膀胱原位腫瘤模型中膀胱灌注降低腫瘤增殖和侵襲的能力更為明顯［13］。

2.3 UCA1與膀胱癌

尿路上皮癌胚抗原1（urothelial carcinoma anti?gen 1，UCA1）定位于人19p13.12染色體，研究者通過(guò)分析162例膀胱癌患者尿液樣本和臨床信息，結(jié)果顯示尿UCA1是診斷膀胱癌的高敏感性、特異性生物標(biāo)志物，其敏感性高于膀胱鏡和尿脫落細(xì)胞學(xué)［14］。PI3K/AKT/mTOR是腫瘤發(fā)生發(fā)展過(guò)程中最重要的信號(hào)通路之一，研究證實(shí)UCA1與該經(jīng)典信號(hào)通路聯(lián)系緊密，共同參與膀胱癌的多種生物學(xué)進(jìn)程；膀胱癌細(xì)胞株中沉默UCA1后，p300蛋白、共激活劑cAMP反應(yīng)元件結(jié)合蛋白（cAMP response element-binding pro?tein，CREB）表達(dá)下降，AKT磷酸化降低，細(xì)胞周期阻滯，提示UCA1可能通過(guò)PI3K/AKT信號(hào)通路調(diào)控p300及CREB，進(jìn)而促進(jìn)膀胱癌的發(fā)生發(fā)展［15］。膀胱癌中UCA1啟動(dòng)子存在與缺氧誘導(dǎo)因子-1α（hypoxia inducible factor-1α，HIF-1α）結(jié)合的缺氧反應(yīng)元件（hypoxia response elements，HRES），缺氧環(huán)境下敲低HIF-1α后，膀胱癌細(xì)胞的增殖、遷移、侵襲能力受抑，提示缺氧微環(huán)境下阻斷UCA1可能是膀胱癌治療的新途徑［16］?；陧樸K的全身化療是治療肌層浸潤(rùn)性膀胱癌的重要手段，膀胱癌中UCA1激活CREB，使其作用于miRNA-196a-5p啟動(dòng)子，進(jìn)而靶向細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑1B（cyclin dependent kinase inhibitor 1B，CDKN1B），抑制膀胱癌化療敏感性，提示阻斷UCA1-CREB-miRNA-196a-5p通路可能是順鉑抵抗膀胱癌患者的治療途徑之一［17］。規(guī)律成簇間隔短回文重復(fù)序列（clustered regularly interspaced short palindromic repeats，CRISPR）/CRISPR 相 關(guān) 蛋 白 9（CRISPR associated protein 9，Cas9）系統(tǒng)，可以有效敲除膀胱癌中UCA1表達(dá)，降低膀胱癌惡性表型，提示通過(guò)CRISPR/Cas9敲除膀胱癌中UCA1，達(dá)到治療目的［18］。

2.4 TUG1與膀胱癌

?；撬嵘险{(diào)基因1（taurine up-regulated gene 1，TUG1），定位于人22q12.2染色體，膀胱癌中TUG1高表達(dá)提示患者更易發(fā)生轉(zhuǎn)移、預(yù)后更差［19］。基于膀胱癌放療抵抗組織中高遷移率族蛋白B1（high mobil?ity group box 1 protein，HMGB1）表達(dá)增高的特點(diǎn)，在膀胱癌對(duì)放療抵抗的基礎(chǔ)研究中，首先發(fā)現(xiàn)膀胱癌組織中TUG1與HMGB1表達(dá)水平呈正相關(guān)；其次發(fā)現(xiàn)沉默TUG1后膀胱癌細(xì)胞株對(duì)放療敏感性增強(qiáng)而HMGB1表達(dá)受抑，但HMGB1過(guò)表達(dá)則抵消沉默TUG1所導(dǎo)致的放療增敏；最后通過(guò)體內(nèi)研究進(jìn)一步證實(shí)TUG1能誘導(dǎo)膀胱癌放療增敏；根據(jù)上述發(fā)現(xiàn)，敲除TUG1聯(lián)合放療可能是膀胱癌患者放療抵抗的有效治療方式［20］。

2.5 HOTAIR與膀胱癌

HOX轉(zhuǎn)錄反義RNA（HOX transcript antisense RNA，HOTAIR），定位于人12q13.1染色體，研究一方面發(fā)現(xiàn)肌層浸潤(rùn)性膀胱癌患者的尿液中HOTAIR大量富集，另一方面發(fā)現(xiàn)沉默HOTAIR后，膀胱癌細(xì)胞的遷移力和侵襲力下降，同時(shí)EMT調(diào)節(jié)因子表達(dá)改變［21］。該研究認(rèn)為，尿液來(lái)源的HOTAIR具有作為膀胱癌生物標(biāo)志物的潛力。隨著觀察的深入，有報(bào)道pTa～pT4分期膀胱癌中，HOTAIR高表達(dá)水平與膀胱癌患者的低腫瘤特異性生存率、高分級(jí)、高分期密切相關(guān)［22］。另有文獻(xiàn)針對(duì)非肌層浸潤(rùn)性膀胱癌（Ta/T1）臨床易復(fù)發(fā)的特點(diǎn)，通過(guò)檢測(cè)110例非肌層浸潤(rùn)性膀胱癌患者組織的HOTAIR表達(dá)量發(fā)現(xiàn)，HOTAIR表達(dá)水平不僅與腫瘤復(fù)發(fā)率呈正相關(guān)，而且還是腫瘤復(fù)發(fā)率的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子［23］。

2.6 ncRAN與膀胱癌

侵襲性神經(jīng)母細(xì)胞瘤表達(dá)非編碼RNA（noncoding RNA expressed in aggressive neuroblastoma，ncRNA）定位于人17q25.1染色體，通過(guò)檢測(cè)6例Ta、13例T1、21例T2～T4膀胱癌和癌旁組織以及細(xì)胞株中ncRAN的表達(dá)量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)ncRAN在癌組織、侵襲性（T2～T4）膀胱癌和侵襲性膀胱癌細(xì)胞株（5637、T24、J82）中的表達(dá)水平，分別高于對(duì)應(yīng)的癌旁、淺表性（Ta～T1）膀胱癌和淺表性膀胱癌細(xì)胞株（RT4）；此外ncRNA功能學(xué)研究結(jié)果顯示，ncRNA在RT4細(xì)胞中促進(jìn)腫瘤增殖、遷移和侵襲，而在5637細(xì)胞中降低順鉑、阿霉素化療敏感度［24］。

2.7 MEG3與膀胱癌

抑癌因子母系表達(dá)3（maternally expressed 3，MEG3）定位于人14q32.3染色體，膀胱癌的相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，240例膀胱癌患者血清中MEG3表達(dá)量特異性降低并提示腫瘤易復(fù)發(fā)，其診斷符合率高于細(xì)胞學(xué)，證實(shí)膀胱癌中MEG3起抑制作用；其次，膀胱癌組織中MEG3表達(dá)降低、自噬活性增加，沉默MEG3后膀胱癌細(xì)胞凋亡受抑、增殖增強(qiáng)［25］。該研究抑制自噬可緩解沉默MEG3所引起的細(xì)胞凋亡受抑、增殖增強(qiáng)，結(jié)果表明下調(diào)MEG3可以激活自噬、誘導(dǎo)膀胱癌細(xì)胞增殖。

3 結(jié)語(yǔ)

從表觀遺傳學(xué)角度探究膀胱尿路上皮癌的發(fā)生發(fā)展、轉(zhuǎn)移復(fù)發(fā)機(jī)制，是泌尿系統(tǒng)腫瘤中的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)之一。膀胱癌中l(wèi)ncRNA的作用機(jī)制隨著基因調(diào)控研究的逐步深入和生物學(xué)技術(shù)的推陳出新而逐漸清晰。但仍需在如何運(yùn)用特征性lncRNA對(duì)膀胱癌患者早期無(wú)創(chuàng)篩查，膀胱癌的病理分型、分期、分級(jí)，增強(qiáng)放化療敏感性，設(shè)計(jì)新靶點(diǎn)藥物，預(yù)測(cè)膀胱癌患者復(fù)發(fā)及生存率方面進(jìn)行更具深度和緯度的研究。為膀胱癌的診斷、治療、預(yù)后提供研究方向和理論依據(jù)，從而完成臨床轉(zhuǎn)化和跨越。

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（2017-04-19收稿）

（2017-06-16修回）

Research progress on long noncoding RNA in urothelial bladder carcinoma

Chao ZHANG,Xin YAO

10.3969/j.issn.1000-8179.2017.17.451

Correspondence to:Xin YAO;E-mail:yaoxin1969@hotmail.com

Department of Genitourinary Oncology,Tianjin Medical University Cancer Institute and Hospital;National Clinical Research Center for Cancer,Key Laboratory of Cancer Prevention and Therapy,Tianjin;Tianjin's Clinical Research Center for Cancer,Tianjin 300060,China

姚欣 yaoxin1969@hotmail.com

張超 專業(yè)方向?yàn)槊谀蛳的[瘤的外科及綜合治療。

E-mail：enzo_zc@163.com