RNA結(jié)合蛋白HuR與前列腺癌的關(guān)系

張 發(fā)， 蔡忠林，梁夢(mèng)天，李文娟，魏緒磐，周逢海

(1.蘭州軍區(qū)蘭州總醫(yī)院泌尿外科，甘肅蘭州 730050；2.蘭州大學(xué)第二臨床醫(yī)學(xué)院泌尿外科，甘肅蘭州 730000；3.蘭州大學(xué)護(hù)理學(xué)院，甘肅蘭州 730000)

前列腺癌是嚴(yán)重威脅男性健康的泌尿系惡性腫瘤之一。在全球范圍內(nèi)，其發(fā)病率在男性惡性腫瘤中位居第二[1]。在美國，其發(fā)病率和死亡率分別位居男性惡性腫瘤的第1位和第2位。隨著人口老齡化的加劇及生活環(huán)境、方式的改變，我國前列腺癌的發(fā)病率呈逐年上升的趨勢(shì)[2]，其發(fā)病率和死亡率分別居男性惡性腫瘤的第6位和第9位，在男性泌尿系腫瘤中位居第1位[3]。目前，前列腺癌的主要治療方式包括：根治性手術(shù)治療、放化療、藥物或去勢(shì)術(shù)、內(nèi)分泌治療及姑息治療等，但大多數(shù)患者在去勢(shì)后2年內(nèi)將進(jìn)展為去勢(shì)抵抗性前列腺癌(castrate-resistant prostate cancer,CRPC)，治療效果并不理想。

1 人抗原R(human antigen R，HuR)概述

HuR是最初在果蠅中發(fā)現(xiàn)的胚胎致死異常視覺(embryonic lethal abnormal visual,ELAV)家族中的RNA結(jié)合蛋白(RNA-binding proteins,RBP)，為神經(jīng)發(fā)育所必需[4]。其不僅在神經(jīng)組織中表達(dá)，在其他細(xì)胞類型中也廣泛表達(dá)，包括脂肪、腸、脾和睪丸。在過去的十幾年中，HuR因其轉(zhuǎn)錄后調(diào)控機(jī)制調(diào)節(jié)癌癥相關(guān)靶mRNA的穩(wěn)定性和蛋白質(zhì)的翻譯，從而影響腫瘤的生物學(xué)特性[5]，在腫瘤的發(fā)生發(fā)展、血管生成、侵襲、轉(zhuǎn)移以及腫瘤細(xì)胞對(duì)化療藥物的敏感性及耐藥性等方面得到了廣泛的研究[6]。與正常組織相比，HuR在癌組織中的表達(dá)顯著增高，HuR過表達(dá)與癌癥患者的特異性臨床病理特征、淋巴結(jié)陽性、生存率差以及預(yù)后不良等相關(guān)[7]。因此，HuR是轉(zhuǎn)錄后基因表達(dá)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，在癌癥中具有重要的作用[8]。

2 HuR對(duì)前列腺癌生物學(xué)特性的影響

2.1HuR在前列腺癌中的表達(dá)NIESPOREK等[9]分別對(duì)104例前列腺癌組織和104例正常前列腺組織進(jìn)行HuR的表達(dá)水平檢測(cè)，結(jié)果顯示，在正常組織中，細(xì)胞質(zhì)中HuR常常不表達(dá)[免疫反應(yīng)性評(píng)分(immunoreactivity score，IRS)=0，84.6%]。在癌組織中，細(xì)胞質(zhì)HuR的IRS顯著增高。因此，在前列腺癌中，HuR的細(xì)胞質(zhì)表達(dá)顯著增加(P<0.000 1)。而在大多數(shù)癌癥72.1%(75/104)和正常組織病例83.7%(87/104)中發(fā)現(xiàn)核HuR表達(dá)陽性，僅部分癌細(xì)胞核HuR表達(dá)減少(P=0.065)。因此，與正常組織相比，HuR在前列腺癌組織中呈過表達(dá)狀態(tài)，并且其細(xì)胞質(zhì)的表達(dá)增高較細(xì)胞核的減少更具有意義。另外，MITSUNARI等[10]對(duì)前列腺癌細(xì)胞系前列腺淋巴結(jié)癌(lymph node carcinoma of prostate，LNCaP)和PC-3細(xì)胞中HuR的表達(dá)進(jìn)行分析，結(jié)果顯示二者均高于對(duì)照組細(xì)胞，且PC-3的表達(dá)水平高于LNCaP細(xì)胞，可能主要與在PC-3細(xì)胞中HuR細(xì)胞質(zhì)(cytoplasmic HuR，C-HuR)表達(dá)更高有關(guān)。此外，他們分別對(duì)80例非腫瘤組織、182例激素未分化PCa組織、23例CRPC組織中C-HuR表達(dá)與細(xì)胞核(nuclear HUR，N-HuR)表達(dá)進(jìn)行檢測(cè)分析，結(jié)果表明，在非腫瘤和激素未分化PCa組織中分別有91.3%(73/80)和84.1%(153/182)的高N-HuR表達(dá)，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.120)。相比之下，18例(78.3%)CRPC中、19例(23.4%)非腫瘤組織中和96例(52.7%)激素未分化PCa組織中顯示出C-HuR的高表達(dá)。因此，C-HuR表達(dá)在CRPC>激素未分化PCa>非腫瘤細(xì)胞，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.020)。在另一項(xiàng)研究中，40例萎縮、高級(jí)別前列腺上皮內(nèi)瘤變(prostatic intraepithelial neoplasia，PIN)和前列腺癌組織與正常上皮組織比較，細(xì)胞質(zhì)HuR的表達(dá)亦增加[11]。

因此，與正常組織相比，前列腺癌中HuR的表達(dá)增加，且其細(xì)胞質(zhì)的積累更加顯著。這提示HuR的過表達(dá)以及其細(xì)胞質(zhì)的積累與前列腺癌的發(fā)生發(fā)展有著密切的聯(lián)系。HuR功能的發(fā)揮是其從細(xì)胞核移位至細(xì)胞質(zhì)從而調(diào)節(jié)癌癥相關(guān)靶mRNA的穩(wěn)定性和蛋白質(zhì)的翻譯，介導(dǎo)前列腺癌的發(fā)生發(fā)展。

2.2HuR的表達(dá)與前列腺癌臨床病理特征之間的關(guān)系GRAMMATIKAKIS等[10]分別對(duì)182例前列腺癌穿刺活檢標(biāo)本和115例根治性前列腺癌切除術(shù)(radical prostatectomies，RP)標(biāo)本中HuR的表達(dá)與臨床病理特征之間的關(guān)系進(jìn)行了分析，結(jié)果顯示，C-HuR表達(dá)與Gleason評(píng)分(P=0.015)、臨床分期(P=0.001)和診斷時(shí)轉(zhuǎn)移有否(P=0.040)顯著相關(guān)，但與年齡(P=0.810)和血清前列腺特異抗原(prostate-specific antigen，PSA)水平(P=0.110)無關(guān)。此外，RP標(biāo)本中N-HuR表達(dá)與臨床病理特征之間無顯著相關(guān)性。因此，C-HuR表達(dá)被認(rèn)為是根治性前列腺切除術(shù)后生化復(fù)發(fā)的有用預(yù)測(cè)指標(biāo)。但WANG等[9]對(duì)104例PCa標(biāo)本的研究報(bào)道，C-HuR的表達(dá)與 Gleason評(píng)分或T分期(分別為P=0.017 7和P=0.675)無關(guān)。我們推測(cè)這些相互矛盾的結(jié)果可歸因于所用抗體和評(píng)估方法的差異以及研究人群的病理特征的不同。

2.3HuR對(duì)前列腺癌細(xì)胞增殖和擴(kuò)散的影響HuR通過調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮生長因子-A(vascula endothelial growth factor A,VEGF-A)、白細(xì)胞介素-8(interleukin-8，IL-8)、缺氧誘導(dǎo)因子-a(hypoxia inducible factor-a，HIF-a)、環(huán)氧合酶-2(cyclooxygenase-2,Cox-2)的表達(dá)[12]，促進(jìn)血管生成、生長，進(jìn)一步促進(jìn)腫瘤的生長并有助于癌細(xì)胞進(jìn)入外周循環(huán)。此外，HuR被發(fā)現(xiàn)與血液微血管密度增加有關(guān)[13-14]。GRAMMATIKAKIS等[10]對(duì)穩(wěn)定轉(zhuǎn)染HuR 小干擾RNA(small interfering RNA；siRNA)的LNCaP和PC-3細(xì)胞的研究發(fā)現(xiàn)，HuR敲減(HuR knockdown,HuR-KD)導(dǎo)致LNCaP和PC-3細(xì)胞中的細(xì)胞增殖減少。類似地，在兩種細(xì)胞系中，HuR-KD細(xì)胞的集落計(jì)數(shù)顯著低于對(duì)照組(P<0.001)。同樣的，兩種細(xì)胞系中，在72 h后對(duì)照組細(xì)胞中的劃痕閉合率顯著低于HuR-KD細(xì)胞(P<0.001)。因此，HuR的過表達(dá)可促進(jìn)前列腺癌細(xì)胞的增殖和擴(kuò)散，而其沉默表達(dá)可抑制癌細(xì)胞的增殖和擴(kuò)散。

2.4HuR對(duì)前列腺癌患者生存及預(yù)后的影響研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞質(zhì)HuR的積累可促進(jìn)腫瘤中微管蛋白β-3鏈(tubulin beta-3 chain,TUBB3)的高表達(dá)[15]，TUBB3的高表達(dá)與胃癌、胰腺導(dǎo)管腺癌、非小細(xì)胞肺癌的化療反應(yīng)差和不良預(yù)后有關(guān)[16-18]。RONKAINEN等[17]的研究結(jié)果表明，細(xì)胞質(zhì)HuR的表達(dá)與腎癌患者特異性存活率降低有關(guān)。同樣，在膀胱癌中，MIYATA等[18]的研究結(jié)果表明，細(xì)胞質(zhì)HuR表達(dá)與惡性侵襲性和膀胱癌患者預(yù)后顯著相關(guān)，而和HuR的表達(dá)并無相關(guān)性。此外，胞質(zhì)HuR表達(dá)與血管生成、淋巴管生成以及相關(guān)分子包括VEGF-A、VEGF-C和環(huán)氧合酶-2(Cox-2)有關(guān)。同時(shí)，研究還表明細(xì)胞質(zhì)HuR的表達(dá)可作為膀胱癌患者經(jīng)尿道切除術(shù)(transurethral resection，TUR)后轉(zhuǎn)移的預(yù)測(cè)指標(biāo)。

在前列腺癌中，為了評(píng)價(jià)HuR表達(dá)在前列腺癌中的預(yù)后意義，WANG等[9]進(jìn)行了確定PSA無復(fù)發(fā)存活時(shí)間的單變量生存分析，結(jié)果顯示，核HuR染色陽性的患者與缺乏核HuR表達(dá)的患者相比具有更長的平均無疾病存活時(shí)間(P=0.04)，因此，核HuR表達(dá)是前列腺癌患者無病生存時(shí)間的有利預(yù)后因素，而細(xì)胞質(zhì)HuR染色陰性或陽性患者的生存時(shí)間并無差異。

3 HuR在前列腺癌治療中的作用

以多西紫杉醇(docctaxel,DTX)為基礎(chǔ)的化療是去勢(shì)抵抗性前列腺癌患者的一線治療方案。但是，DTX耐藥性的發(fā)展仍然是前列腺癌治療中的挑戰(zhàn)。LIU等[19]的研究表明，在前列腺癌細(xì)胞中，HuR過表達(dá)通過促進(jìn)腺嘌呤核苷三磷酸(adenosine triphosphate，ATP) 結(jié)合盒(ATP-binding cassette,ABC)亞家族G成員2(ABCG2)的表達(dá)而減輕DTX的細(xì)胞毒性。眾所周知，ABCG2屬于ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族成員，通過依賴ATP將化療藥物泵出細(xì)胞外而減輕胞內(nèi)藥物毒性，其過表達(dá)是腫瘤多藥耐藥潛在機(jī)制之一[20]。反之，HuR沉默可促進(jìn)前列腺癌細(xì)胞對(duì)DTX的敏感性。同樣的， KOJIMA等[21]的研究也表明，HuR過表達(dá)可促進(jìn)前列腺癌細(xì)胞對(duì)紫杉醇的耐藥性，而其沉默表達(dá)可增加化療敏感性。此外，在胰腺癌、乳腺癌、非小細(xì)胞肺癌、膀胱癌、神經(jīng)膠質(zhì)瘤等腫瘤中，均表明HuR沉默表達(dá)可促進(jìn)化療敏感性[22-23]。因此，HuR在前列腺癌及其他多種腫瘤的化療耐藥性中起到調(diào)節(jié)因子的作用，有望成為逆轉(zhuǎn)腫瘤多藥耐藥的重要靶點(diǎn)。

4 HuR與前列腺癌相關(guān)分子表達(dá)之間的關(guān)系

HuR通過其轉(zhuǎn)錄后調(diào)控機(jī)制調(diào)節(jié)許多與癌癥相關(guān)蛋白的表達(dá)，從而影響腫瘤的生物學(xué)特性。這些癌癥相關(guān)蛋白包括表皮生長因子(epidermal growth factor,EGF)、粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子(granulocyte-macrophage colony-stimulating factor,GM-CSF)、雌激素受體(estrogen receptor,ER)、Cox-2、VEGF；血小板反應(yīng)蛋白1(thrombospondin 1,TSP1)、基質(zhì)金屬蛋白酶-9(matrix metalloproteinase-9,MMP-9)、白細(xì)胞介素-6(interleukin-6,IL-6)；腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白細(xì)胞介素-13(IL-13)、轉(zhuǎn)化生長因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)等等。在前列腺癌中，HuR功能的發(fā)揮與VEGF、Cox-2、HO-1的表達(dá)密切相關(guān)。

Cox-2是影響惡性侵襲性和惡化PCa預(yù)后的一個(gè)眾所周知的因素[24]。在前列腺癌中，Cox-2呈過表達(dá)狀態(tài)，其通過產(chǎn)生15(R)-15-甲基前列腺素E2(microsomal prostaglandin E2,mPGE2)介導(dǎo)致癌作用、抑制凋亡、促進(jìn)細(xì)胞增殖、調(diào)節(jié)血管生成、降低免疫反應(yīng)[25]。有研究報(bào)道，HuR的表達(dá)與PCa細(xì)胞中Cox-2的表達(dá)呈正相關(guān)。Cox-2抑制劑可抑制CRPC患者的疾病進(jìn)展，因此，Cox-2在PCa的惡性行為中起重要作用。在HuR沉默表達(dá)后，前列腺癌細(xì)胞系LNCaP和PC-3細(xì)胞中Cox-2的表達(dá)也被抑制，同時(shí)細(xì)胞增殖和遷移亦被抑制。 MITSUNARI等[10]的研究結(jié)果顯示，CRPC組織中Cox-2的表達(dá)顯著高于激素未分化PCa，而HuR的沉默導(dǎo)致在雄激素非依賴性而不是雄激素敏感性PCa細(xì)胞中抑制Cox-2的表達(dá)。因此，我們推測(cè)HuR的表達(dá)在雄激素非依賴性PCa細(xì)胞中對(duì)Cox-2表達(dá)的調(diào)節(jié)與對(duì)雄激素敏感性PCa細(xì)胞不同，其可能在雄激素敏感性前列腺癌如何發(fā)展成雄激素非依賴性前列腺癌的過程中發(fā)揮重要的作用。

HuR在腫瘤內(nèi)皮細(xì)胞血管生成活化中起關(guān)鍵作用[26]，并與腫瘤內(nèi)皮細(xì)胞中VEGF-A的上調(diào)有關(guān)。HuR的表達(dá)與雄激素依賴性PCa細(xì)胞中VEGF-A的表達(dá)呈正相關(guān)，而與LNCaP細(xì)胞或激素未分化PCa組織中的VEGF-A表達(dá)無顯著相關(guān)性。 另一方面，PC-3細(xì)胞和CRPC組織中都觀察到正相關(guān)。先前的研究也表明，使用雄激素依賴性PCa細(xì)胞系(DU145)進(jìn)行的VEGFR-A表達(dá)的增加受到HuR活化的調(diào)節(jié)。因此，我們推測(cè)，由HuR調(diào)節(jié)VEGF-A表達(dá)的機(jī)制在轉(zhuǎn)換成雄激素非依賴性PCa期間被誘導(dǎo)并變得顯著。與VEGF-A相反，盡管已經(jīng)進(jìn)行了一些研究，但是關(guān)于VEGF-B和-D在PCa中的病理作用和臨床意義的數(shù)據(jù)卻很少[27]。

另外，HuR與前列腺癌中酪氨酸激酶受體2(V-erb-b2 avian erythroblastic leukemia viral oncogene homolog 2,ERBB2)的表達(dá)有關(guān)。ERBB-2的過表達(dá)與癌癥的發(fā)生發(fā)展相關(guān)，并介導(dǎo)腫瘤多藥耐藥的產(chǎn)生。研究證明ERBB-2 mRNA的3′非翻譯區(qū)(3′-untranslated region，3′-UTR)含有兩個(gè)特異性靶點(diǎn)，用于結(jié)合miR-331-3p，miR-331-3p抑制PCa細(xì)胞中的ERBB-2表達(dá)和信號(hào)傳導(dǎo)[22]。而HuR可與位于ERBB-2 3′-UTR中的遠(yuǎn)端miR-331-3p靶位點(diǎn)附近的富含U的元件特異性結(jié)合，促進(jìn)了PCa細(xì)胞中ERBB-2的表達(dá)。因此，HuR拮抗miR-331-3p對(duì)其遠(yuǎn)端ERBB-2 3′-UTR靶位點(diǎn)的抑制作用。增加細(xì)胞質(zhì)HuR和降低miR-331-3p的聯(lián)合作用可能導(dǎo)致在某些PCa基因擴(kuò)增情況下ERBB-2的表達(dá)增加。抵消這些綜合效應(yīng)以減少ERBB-2表達(dá)代表了治療激素難治性PCa的可能方法。

總之，HuR通過其轉(zhuǎn)錄后調(diào)控機(jī)制調(diào)節(jié)上述前列腺癌相關(guān)蛋白的表達(dá)，從而影響前列腺癌的生物學(xué)特性。然而，不同類型前列腺癌各相關(guān)蛋白的表達(dá)不盡相同。我們推測(cè)，HuR介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控機(jī)制在激素敏感性前列腺癌發(fā)展為激素非依賴性前列腺癌過程中發(fā)揮重要作用。然而，詳細(xì)的作用機(jī)制仍需進(jìn)一步的研究。

5 小結(jié)與展望

前列腺癌是嚴(yán)重影響男性健康及生活質(zhì)量的惡性腫瘤之一。化療依然在前列腺癌治療中有著不可替代的作用，然而，腫瘤多藥耐藥的產(chǎn)生是影響化療療效的重要因素之一。人類RNA結(jié)合蛋白HuR不僅在前列腺癌中過表達(dá)，而且可促進(jìn)多種前列腺癌相關(guān)蛋白的表達(dá)，從而影響腫瘤的生物學(xué)特性。最重要的是，HuR沉默表達(dá)可促進(jìn)前列腺癌細(xì)胞對(duì)化療藥物的敏感性，有望成為逆轉(zhuǎn)腫瘤多藥耐藥的靶點(diǎn)，為臨床靶向藥物的研究帶來新希望。然而，相關(guān)分子機(jī)制還需進(jìn)一步深入研究。