長(zhǎng)鏈非編碼RNA TUG1在泌尿系腫瘤中的研究進(jìn)展*

郎 斌

（澳門(mén)理工學(xué)院健康科學(xué)及體育高等學(xué)校 澳門(mén) 999078）

1 研究背景

近幾十年來(lái)腫瘤的發(fā)病率和死亡率呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，嚴(yán)重威脅著人們的生存質(zhì)量和身心健康，對(duì)于腫瘤的控制目前還遠(yuǎn)未達(dá)到人類的需求。雖然截止目前在一定程度上了解了腫瘤的特性，但是，目前的理論和實(shí)踐工作還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足以完全闡明腫瘤的發(fā)生發(fā)展過(guò)程以及發(fā)展出及時(shí)有效的治療策略。這就需要對(duì)腫瘤學(xué)進(jìn)一步長(zhǎng)期深入的研究，真核生物在轉(zhuǎn)錄過(guò)程中會(huì)轉(zhuǎn)錄大小不等結(jié)構(gòu)不同的多種RNA分子，根據(jù)其是否可以翻譯成蛋白可以分為蛋白編碼的信使RNA及非編碼RNA［1］。人類基因組中可以編碼出大量的非編碼RNA，而真正能編碼蛋白質(zhì)的基因只占到轉(zhuǎn)錄的2%左右［2-3］，一開(kāi)始非編碼RNA被認(rèn)為是無(wú)用的編碼產(chǎn)物。通過(guò)后來(lái)大量研究表明，非編碼RNA可以通過(guò)多種機(jī)制調(diào)節(jié)細(xì)胞的生物學(xué)行為，基本參與了所有重要的細(xì)胞進(jìn)程。隨著近些年測(cè)序技術(shù)的不斷進(jìn)步和大規(guī)?；蚪M測(cè)序項(xiàng)目的開(kāi)展，長(zhǎng)鏈非編碼RNA成為研究的熱點(diǎn)。大量研究表明，長(zhǎng)鏈非編碼RNA的失調(diào)參與了多種人類疾病的病理過(guò)程，包括癌癥、心血管疾病和中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病。通過(guò)表觀遺傳修飾、染色質(zhì)重構(gòu)和microRNA（miRNA）海綿作用，長(zhǎng)鏈非編碼RNA調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、凋亡、遷移和侵襲［4］。由于長(zhǎng)鏈非編碼RNA的組織特異性表達(dá)和相對(duì)高穩(wěn)定性，它們有希望可以作為有效診斷、預(yù)后和監(jiān)測(cè)疾病進(jìn)展的生物標(biāo)志物［4］。TUG1已被證明在各種癌癥相關(guān)的生物學(xué)過(guò)程中起著關(guān)鍵的調(diào)節(jié)作用，并可能為癌癥治療提供一個(gè)公認(rèn)的新治療范式。此外，TUG1廣泛差異性表達(dá)，在不同的癌癥類型中均有涉及。

2 TUG1在膀胱腫瘤中的研究

在絕大多數(shù)人類腫瘤中TUG1作為腫瘤促進(jìn)基因存在，有研究報(bào)道了在膀胱癌組織和細(xì)胞系中，TUG1和HMGB1水平顯著升高，放療顯著降低TUG1和HMGB1的表達(dá)。TUG1的下調(diào)抑制了SW780和BIU87細(xì)胞的增殖，促進(jìn)了細(xì)胞凋亡，降低了細(xì)胞集落存活率；TUG1的下調(diào)抑制了HMGB1的mRNA和蛋白水平。此外，過(guò)表達(dá)HMGB1可逆轉(zhuǎn)TUG1下調(diào)在膀胱癌細(xì)胞中的誘導(dǎo)作用，放療顯著降低了異種移植模型的腫瘤體積和重量，并與TUG1沉默聯(lián)合治療效果更明顯［5］。TUG1可以通過(guò)TUG1／mir-142／ZEB2途徑影響膀胱癌細(xì)胞的生物學(xué)行為，TUG1或ZEB2的下調(diào)可抑制膀胱癌細(xì)胞的增殖和誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。有趣的是，ZEB2過(guò)表達(dá)逆轉(zhuǎn)了TUG1下調(diào)對(duì)細(xì)胞增殖和凋亡的影響。此外，ZEB2被證實(shí)是miR-142的直接靶點(diǎn)，miR-142可特異性結(jié)合TUG1，TUG1的下調(diào)通過(guò)影響ZEB2的表達(dá)抑制Wnt／catenin信號(hào)通路［6］。Robert Iliev以及Feraydoon Abdolmaleki研究報(bào)道稱TUG1可以作為膀胱癌的預(yù)后預(yù)測(cè)因子，他們應(yīng)用real-time PCR檢測(cè)47例高級(jí)別MIBC患者的腫瘤組織及鄰近正常膀胱組織TUG1表達(dá)水平，發(fā)現(xiàn)了腫瘤組織中TUG1水平明顯高于鄰近的非腫瘤膀胱組織（p＜0.0001）。TUG1水平在轉(zhuǎn)移性腫瘤中顯著升高（p＝0.0147），與MIBC患者總體生存期縮短相關(guān)（p＝0.0241）。TUG1沉默可使癌細(xì)胞增殖降低34%（p＝0.0004），使癌細(xì)胞遷移能力降低23%（p＜0.0001）。但未觀察到TUG1沉默對(duì)細(xì)胞周期分布及凋亡細(xì)胞數(shù)量的影響，他們研究得出TUG1在MIBC腫瘤組織中過(guò)表達(dá)，并描述了其與高級(jí)別MIBC患者整體生存較差的關(guān)系［7-8］。Peng Guo報(bào)道了TUG1可以通過(guò)抑制mir-29c影響膀胱癌細(xì)胞的增殖，遷移和侵襲，TUG1敲低顯著增加了miR-29c在體外的表達(dá)，相反，TUG1過(guò)表達(dá)顯著降低了miR-29c的表達(dá)，轉(zhuǎn)染含有TUG1突變體的質(zhì)粒對(duì)miR-29c的表達(dá)無(wú)影響，miR-29c與TUG1結(jié)合位點(diǎn)之間存在直接的相互作用。此外，TUG1特異性干擾小RNA對(duì)膀胱癌細(xì)胞增殖、遷移和侵襲的抑制作用被miR-29c下調(diào)而逆轉(zhuǎn)［9］。Gan Yu報(bào)道了TUG1在膀胱癌中通過(guò)表觀遺傳沉默miR-194-5p調(diào)控CCND2，從而促進(jìn)膀胱癌對(duì)順鉑的化療抵抗，膀胱癌中TUG1的表達(dá)分別與CCND2和miR-194-5p呈正相關(guān)和負(fù)相關(guān)。MiR-194-5p的表達(dá)常通過(guò)啟動(dòng)子高甲基化而降低，而順鉑和5-aza-2＇-脫氧胞苷（5-Aza-DC）治療后，其表觀遺傳學(xué)表達(dá)增加。TUG1的敲除減弱了zeste同源物2（EZH2）的表觀遺傳調(diào)控增強(qiáng)子的表達(dá)，減輕了miR-194-5p的啟動(dòng)子高甲基化并誘導(dǎo)其表達(dá)。miR-194-5p表達(dá)升高或TUG1表達(dá)降低使膀胱癌細(xì)胞對(duì)順鉑明顯敏感，抑制細(xì)胞增殖，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。此外，CCND2是miR-194-5p的直接靶點(diǎn)，而miR-194-5p受TUG1調(diào)控，CCND2可部分恢復(fù)TUG1沉默后對(duì)細(xì)胞增殖和順鉑耐藥的抑癌作用，TUG1表達(dá)還與臨床分期、淋巴轉(zhuǎn)移、患者預(yù)后相關(guān)［10］。Jiemei Tan報(bào)道了TUG1與miR-145之間的雙負(fù)反饋環(huán)促進(jìn)了人膀胱癌細(xì)胞的上皮向間質(zhì)轉(zhuǎn)化和放療抵抗，TUG1降低了miR-145的表達(dá)，TUG1和miR-145之間以依賴于argonaute2的方式相互抑制，ZEB2被鑒定為miR-145的下游靶點(diǎn)，TUG1通過(guò)miR-145／ZEB2途徑發(fā)揮作用［11］。Zhulei Sun報(bào)道了轉(zhuǎn)錄因子Nrf2誘導(dǎo)TUG1上調(diào)，促進(jìn)膀胱尿路上皮癌進(jìn)展和其對(duì)阿霉素耐藥，膀胱癌中Nrf2與TUG1的表達(dá)呈正相關(guān)。此外，Nrf2和TUG1在阿霉素耐藥細(xì)胞中的表達(dá)水平高于母本細(xì)胞，Nrf2對(duì)TUG1在膀胱癌細(xì)胞中的表達(dá)具有正向調(diào)節(jié)作用，Nrf2或TUG1的下調(diào)均可抑制細(xì)胞增殖和侵襲，促進(jìn)細(xì)胞凋亡，并伴有Ki67、MMP-2和MMP-9的下調(diào)和cleavedcaspase-3的上調(diào)。Nrf2和TUG1的下調(diào)均可增強(qiáng)BIU-87／ADM和T24／ADM細(xì)胞對(duì)阿霉素的敏感性，p-gp的表達(dá)降低可說(shuō)明這一點(diǎn)。此外，Nrf2或TUG1的下調(diào)在體內(nèi)在有無(wú)阿霉素存在時(shí)均可抑制腫瘤生長(zhǎng)。還有研究證明了TUG1還可以通過(guò)Wnt／β-catenin途徑影響膀胱癌細(xì)胞對(duì)阿霉素的敏感性［12］。

3 TUG1在腎腫瘤中的研究

腎腫瘤中長(zhǎng)鏈非編碼RNA的研究也越來(lái)越多，下面對(duì)若干TUG1在腎腫瘤中的研究做一個(gè)簡(jiǎn)單介紹。P-Q Wang報(bào)道了TUG1在腎癌中的預(yù)后預(yù)測(cè)價(jià)值，ccRCC組織中TUG1的相對(duì)水平明顯高于鄰近非腫瘤組織（p＜0.01），TUG1與組織學(xué)分級(jí)、腫瘤分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移有顯著相關(guān)（p＜0.05）。Kaplan-Meier分析顯示，TUG1表達(dá)水平越高，ccRCC患者的總生存期越短（p＜0.001），Cox比例危險(xiǎn)分析顯示TUG1高表達(dá)是不良預(yù)后的獨(dú)立預(yù)后標(biāo)志物［13］。有研究報(bào)道了TUG1可以通過(guò)調(diào)節(jié)YAP的表達(dá)促進(jìn)腎透明細(xì)胞癌的增殖和遷移，他們利用基因表達(dá)綜合數(shù)據(jù)庫(kù)和收集的58例腎透明細(xì)胞癌患者腫瘤組織，發(fā)現(xiàn)TUG1表達(dá)與YAP表達(dá)在RCC中的正相關(guān)關(guān)系。TUG1升高可增強(qiáng)YAP表達(dá)，但未改變海馬信號(hào)通路活性或YAP蛋白在細(xì)胞中的分布。還證明了TUG1可以與miR-9結(jié)合，TUG1可以通過(guò)下調(diào)miR-9水平來(lái)積極控制YAP的表達(dá)。此外，研究還觀察到TUG1沉默引起的細(xì)胞增殖和細(xì)胞遷移的抑制可以通過(guò)YAP在RCC細(xì)胞系中的過(guò)表達(dá)來(lái)逆轉(zhuǎn)［14］。Meng Zhang研究證明了TUG1在腎透明細(xì)胞癌中的癌基因樣作用，下調(diào)TUG1的表達(dá)可以抑制腎癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲，并誘導(dǎo)凋亡［15］。TUG1可以通過(guò)下調(diào)小分子RNA mir-196a的表達(dá)促進(jìn)腎癌細(xì)胞的增殖遷移和侵襲，TUG1可通過(guò)抑制miR-196 a調(diào)節(jié)RAC-α絲氨酸／蘇氨酸蛋白激酶以及有絲分裂原從激活蛋白激酶和細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶的表達(dá)水平［16］。

4 TUG1在前列腺癌中的研究

前列腺腫瘤中長(zhǎng)鏈非編碼RNA的研究也越來(lái)越多，下面對(duì)若干TUG1在前列腺癌中的研究做一個(gè)簡(jiǎn)單介紹。研究報(bào)道了TUG1在前列腺癌中的預(yù)后預(yù)測(cè)價(jià)值，他們研究中QRT-PCR數(shù)據(jù)顯示前列腺癌患者血漿TUG1水平高于健康對(duì)照組，特別是，與I+II期患者相比，III+IV期PCa患者TUG1水平更高，PSA水平較高（≥10ng／mL）、Gleason分級(jí)（≥7）或TNM分期（N1、M1）的PCa患者TUG1水平較高。前列腺癌患者年齡與TUG1血漿水平無(wú)明顯相關(guān)性。ROC和Kaplan-Meier曲線提示TUG1在PCa中的診斷和預(yù)后價(jià)值，TUG1的過(guò)表達(dá)明顯加速了PCa細(xì)胞的增殖和遷移［17］。TUG1可以通過(guò)調(diào)節(jié)RLIM促進(jìn)前列腺癌的進(jìn)展，TUG1在前列腺癌患者血清中較健康人群和前列腺增生患者高表達(dá)。另外，TUG1在Gleason評(píng)分≥7的前列腺癌患者中表達(dá)明顯高于Gleason評(píng)分＜7的前列腺癌患者。與此同時(shí)，前列腺癌患者TUG1在PSA灰色區(qū)表達(dá)明顯高于前列腺增生患者（4～10ng／mg）。ROC曲線提示TUG1可能是區(qū)分前列腺癌患者、前列腺增生患者和健康受試者的重要標(biāo)志。TUG1過(guò)表達(dá)顯著促進(jìn)了DU145細(xì)胞的增殖和遷移能力，TUG1的敲除得到了相反的結(jié)果。QRT-PCR證實(shí)TUG1在mRNA水平上與RLIM呈正相關(guān)，RLIM基因敲除顯著抑制DU145細(xì)胞的增殖和遷移能力。此外，在DU145細(xì)胞沉默TUG1的表達(dá)可以顯著下調(diào)TGF-β1 p-Smad2，而上調(diào)p-Smad7［18］。TUG1可以通過(guò)上調(diào)DGCR8的表達(dá)從而促進(jìn)前列腺癌的進(jìn)展。研究發(fā)現(xiàn)TUG1在前列腺癌組織中的表達(dá)明顯高于TUG1在癌旁組織中的表達(dá)，與患者的無(wú)病生存時(shí)間密切相關(guān)。TUG1下調(diào)后，體外培養(yǎng)的前列腺癌細(xì)胞的遷移和侵襲受到抑制，TUG1上調(diào)后，前列腺癌細(xì)胞在體外的遷移和侵襲能力增強(qiáng)。TUG1表達(dá)下調(diào)后，DGCR8的mRNA和蛋白表達(dá)下調(diào)；TUG1過(guò)表達(dá)后，DGCR8的mRNA和蛋白表達(dá)上調(diào)。此外，在前列腺癌組織中發(fā)現(xiàn)DGCR8表達(dá)與TUG1表達(dá)呈正相關(guān)［19］。TUG1還可以作為內(nèi)源性競(jìng)爭(zhēng)性RNA調(diào)節(jié)mir-26a的表達(dá)從而影響前列腺癌的進(jìn)展。

5 展望

長(zhǎng)鏈非編碼RNA作為轉(zhuǎn)錄本大小為大于200nt的非編碼RNA，參與了多種細(xì)胞生命進(jìn)程。TUG1作為近些年來(lái)研究較多的一種長(zhǎng)鏈非編碼RNA，在多種人類腫瘤中具有差異性表達(dá)特性，這種差異性表達(dá)與腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。大量研究已經(jīng)證明了TUG1對(duì)腫瘤生物學(xué)行為的影響。TUG1在大多數(shù)生物過(guò)程中的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)差異較大。然而，TUG1似乎主要通過(guò)與PCR2結(jié)合來(lái)沉默下游靶基因，并通過(guò)清除小分子RNA來(lái)促進(jìn)靶基因的表達(dá)來(lái)介導(dǎo)這些過(guò)程。從理論上講，TUG1的活性可能被多種方法所抑制。一種方法可能是使用小分子抑制劑阻斷特定的結(jié)合位點(diǎn)來(lái)抑制分子間的相互作用?；蛘撸琓UG1可以使用特異性的siRNAs沉默。因此，通過(guò)對(duì)TUG1的研究可以在一定程度上豐富腫瘤生物學(xué)理論，為理論研究和臨床診療提供新的策略和治療靶點(diǎn)。