LncRNA在膀胱癌發(fā)生發(fā)展中的作用機(jī)制及其應(yīng)用研究進(jìn)展

曾繁浩，雷容，張克，李祥孟，顏汝平昆明醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院，昆明 650000

膀胱癌是臨床最常見的泌尿系腫瘤之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅2018年新診斷的膀胱癌患者就接近55萬人，且近20萬人死亡，發(fā)病率明顯升高[1]。目前膀胱癌的診斷金標(biāo)準(zhǔn)依然是膀胱鏡檢，且由于缺乏早期診療手段導(dǎo)致大多數(shù)患者在確診時(shí)即已發(fā)展至中晚期，5年存活率約60%，復(fù)發(fā)率為30%～70%。30%的患者由非肌肉浸潤性膀胱癌進(jìn)展為肌肉浸潤性膀胱癌[2～4]。長鏈非編碼RNA(lncRNA)是一類長度大于200堿基對的非蛋白編碼轉(zhuǎn)錄體，可通過調(diào)控細(xì)胞增殖、凋亡、遷移、侵襲和血管生成等參與多種疾病發(fā)生發(fā)展[5～8]。lncRNA家族有許多成員對膀胱癌有直接或間接致癌作用[9]。到目前為止已發(fā)現(xiàn)約有50種lncRNA在膀胱癌組織中異常表達(dá)，且對膀胱癌的診斷及預(yù)后評估有一定價(jià)值[10]。本文對lncRNA在膀胱癌發(fā)生發(fā)展中的作用進(jìn)行綜述，為提高患者存活率以及改善其生活質(zhì)量提供參考。

1 lncRNA在膀胱癌發(fā)生發(fā)展中的作用機(jī)制

lncRNA可通過介導(dǎo)大量微小RNA(miRNA)的表達(dá)起到致癌作用。如X染色體失活特異轉(zhuǎn)錄體lncRNA可通過靶向作用于miR-124[11]、miR-139-5p[12]、miR-200c[13]、miRNA-133a[5]等的表達(dá)，lncRNA-DLEU1通過競爭性抑制miR-99b抑癌基因的表達(dá)，來促進(jìn)HS3ST3B1癌基因表達(dá)[14]；由轉(zhuǎn)化生長因子β(TGF-β)激活的lncRNA通過抑制miR-126表達(dá)誘導(dǎo)膀胱癌細(xì)胞增殖、遷移和侵襲[15]。除此以外，lncRNA還可通過作用于特定的受體而起到致癌作用。LINC00460-lncRNA通過調(diào)節(jié)雄激素受體的表達(dá)、調(diào)節(jié)細(xì)胞周期和細(xì)胞死亡致癌，具體表現(xiàn)為調(diào)控膀胱癌細(xì)胞的增殖和遷移能力，并在腫瘤的發(fā)生、轉(zhuǎn)移中起到至關(guān)重要的作用[16,17]。而有研究則指出lncRNA可通過參與各種信號通路來介導(dǎo)膀胱癌的發(fā)生，如lncRNA-PEG10調(diào)控miR-134靶向作用于低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白6的信使RNA，然后激活Jak/stat和Wnt/β-catenin信號通路，從而對膀胱細(xì)胞產(chǎn)生致癌作用[18]。鋅指電子盒結(jié)合同源框1反義基因(ZEB1-AS1)是一種競爭性內(nèi)源RNA。ZEB1-AS1-lncRNA在體內(nèi)外均能抑制細(xì)胞凋亡，促進(jìn)腫瘤生長并且與腫瘤的高分級、TNM分期密切相關(guān)，其機(jī)制可能為TGF-β1通過調(diào)節(jié)ZEB1-AS1/ miR-200b/FSCN1軸來誘導(dǎo)膀胱癌細(xì)胞的遷移與侵襲。因此，TGF-β1/ZEB1-AS1/miR-200b/FSCN1軸可能是一個(gè)致癌點(diǎn)[19]。而LncRNA尿路上皮癌相關(guān)因子1則是通過調(diào)控miR-143/高遷移率族蛋白B1(HMGB1)通路促進(jìn)膀胱癌的侵襲和上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)，其機(jī)制為UCA1作為miRNA-143的競爭性內(nèi)源基因抑制miRNA-143表達(dá)來促進(jìn)HMGB1表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)膀胱癌細(xì)胞的侵襲、EMT[9]。另外，lncRNA也能單獨(dú)介導(dǎo)膀胱癌細(xì)胞的增殖失控，如長鏈非編碼同源框蛋白轉(zhuǎn)錄反義RNA，來源于hoxc基因反義鏈的轉(zhuǎn)錄，可通過促進(jìn)膀胱尿路上皮癌細(xì)胞的遷移、侵襲和增殖能力以及EMT，促進(jìn)腫瘤進(jìn)展，與包括膀胱癌在內(nèi)的多種癌癥的不良預(yù)后相關(guān)[20]。LINC01638-lncRNA與Rho相關(guān)卷曲螺旋蛋白激酶2(ROCK2)在血漿中表達(dá)上調(diào)，都具有潛在的致癌作用。研究結(jié)果表明LINC01638的過度表達(dá)會導(dǎo)致膀胱癌細(xì)胞中ROCK2的表達(dá)上調(diào)。猜測LINC01638可能通過上調(diào)ROCK2表達(dá)介導(dǎo)膀胱癌術(shù)后的遠(yuǎn)期復(fù)發(fā)，并且可能進(jìn)一步影響ROCK2 mRNA的降解和ROCK2的翻譯，從而調(diào)控ROCK2蛋白的表達(dá)，起到致癌作用[21]。由此可知，對于lncRNA可直接依靠其在轉(zhuǎn)錄及轉(zhuǎn)錄后的調(diào)控而達(dá)到致癌作用，也可與miRNA分子家族共同作用或介導(dǎo)分子信號通路間接起到致癌作用。

2 lncRNA在膀胱癌診治中的應(yīng)用

2.1 在膀胱癌診斷中的應(yīng)用 對于膀胱癌的確診，目前依然依賴于膀胱鏡檢。但膀胱鏡檢是一種有創(chuàng)侵入性檢查，不僅給患者帶來較大的痛苦，且費(fèi)用昂貴，因此尋找準(zhǔn)確無創(chuàng)的生物標(biāo)志物來檢測膀胱癌，可以減少對膀胱鏡檢的依賴，減輕患者的負(fù)擔(dān)[22]。檢測膀胱癌患者尿液中的競爭性內(nèi)源RNA網(wǎng)絡(luò)的差異性表達(dá)，其結(jié)果顯示lncRNA人類簇狀宿主RNA基因有90.5%的診斷敏感性和86.8%的準(zhǔn)確性，均高于細(xì)胞學(xué)檢查55.1%的敏感性和77.6%的準(zhǔn)確性，且進(jìn)一步確認(rèn)尿液檢測結(jié)果同組織檢測水平呈正相關(guān)。因此認(rèn)為利用該生物標(biāo)記物網(wǎng)絡(luò)能夠鑒定和診斷膀胱癌[23]。除此之外，Zhang等[24]從11個(gè)血清外泌體lncRNA中篩選出的PCAT-1、UBC1、SNHG16三個(gè)lncRNA構(gòu)成的lncRNA面板，在膀胱癌的診斷中有較高的準(zhǔn)確性，且可一定程度上區(qū)分肌層浸潤與非肌層浸潤膀胱癌。有研究挑選13個(gè)在膀胱癌患者血清中表達(dá)異常的lncRNA作為檢測對象，最終確定以3個(gè)lncRNA(MEG3、SNHG16、MALAT1)為基礎(chǔ)開發(fā)一個(gè)lncRNA面板作為診斷膀胱癌的生物標(biāo)記物，其診斷性能優(yōu)于尿細(xì)胞學(xué)檢查；而且MEG3也被證實(shí)是非肌肉浸潤性膀胱癌無復(fù)發(fā)生存率的獨(dú)立預(yù)測因子。也有研究用uc004cox.4和GAS5雙lncRNA構(gòu)建的膀胱癌尿液診斷面板，也被證明有較高的診斷準(zhǔn)確性，且尿uc004cox.4被認(rèn)為是非肌肉浸潤性膀胱癌患者復(fù)發(fā)的獨(dú)立預(yù)測危險(xiǎn)因素[25]。從尿外泌體中選8個(gè)lncRNA作為篩選分子，進(jìn)一步證明MALAT1、PCAT-1和SPRY4-IT1在膀胱癌患者中的表達(dá)顯著上調(diào)，利用這3個(gè)lncRNA開發(fā)1個(gè)尿外泌體衍生的lncRNA板，用該面板來作為非肌層浸潤膀胱癌的診斷指標(biāo)，證實(shí)PCAT-1可作為非肌層浸潤膀胱癌無瘤生存率的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。因外泌體膜可以保護(hù)lncRNA不被降解，其良好的穩(wěn)定性使其成為診斷腫瘤的理想生物標(biāo)志物，并且可以用來判斷患者的預(yù)后，其敏感性要高于尿細(xì)胞學(xué)檢查[26]。類似實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)LINC00355、UCA1-203、MALAT1在移行細(xì)胞癌患者中的表達(dá)明顯高于對照組。UCA1-201在移行細(xì)胞癌患者中的表達(dá)明顯下降，因此利用UCA1-201、UCA1-203、MALAT1和LINC00355組成lncRNA診斷面板，用來診斷膀胱癌，其敏感性可高達(dá)92%，特異性達(dá)91.7%[27]。除此以外，由于膀胱癌患者血漿中LINC01638-lncRNA和ROCK2表達(dá)顯著上調(diào)，且LINC01638于ROCK2在膀胱癌患者血漿中的水平呈正相關(guān)，同時(shí)也證明LINC01638和ROCK2可用來診斷早期膀胱癌[21]。總之，目前l(fā)ncRNA用做膀胱癌的診斷，主要利用多個(gè)lncRNA構(gòu)建聯(lián)合診斷面板，檢測受檢者的血液或者尿液，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)膀胱癌的早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早治療。

2.2 在膀胱癌治療中的應(yīng)用 將lncRNA應(yīng)用于膀胱癌治療的研究也較多。Zhou等[28]證實(shí)，lincRNA-p21能夠通過抑制谷氨酰胺酶的表達(dá)和谷氨酰胺的分解代謝，來抑制膀胱癌細(xì)胞的生長和增殖。let-7家族是miRNA分子家族，與肌肉侵襲性膀胱癌患者化療耐藥的進(jìn)展有關(guān)。鑒于lncRNA UCA1與let-7e、let-7e和高遷移率族蛋白A2(HMGA2)的靶向關(guān)系，沉默lncRNA UCA1后，Wnt信號通路失活，上調(diào)let-7e及下調(diào)HMGA2的活性，抑制膀胱癌細(xì)胞的增殖、侵襲、遷移和細(xì)胞凋亡抵抗，進(jìn)而抑制腫瘤生長。因此抑制lncRNA -UCA1的表達(dá)為靶向治療并抑制腫瘤生長提供了新思路[29]。除此之外，有研究將Cas13a序列的cDNA剪接到光傳感器識別位點(diǎn)中，設(shè)計(jì)了光開關(guān)合成系統(tǒng)。該系統(tǒng)由帶有光傳感器和基因效應(yīng)器的基因組錨組成，是一種無創(chuàng)、可逆和安全的生物技術(shù)，利用光開關(guān)系統(tǒng)通過轉(zhuǎn)錄后調(diào)控來抑制MALAT1-lncRNA的表達(dá)，從而抑制膀胱癌細(xì)胞凋亡、遷移[30]。在膀胱癌治療過程中，非肌肉浸潤型主要以手術(shù)治療為主，而對于晚期侵襲性膀胱癌，在進(jìn)行根治性膀胱切除術(shù)前進(jìn)行化療是標(biāo)準(zhǔn)治療方案之一。順鉑作為膀胱癌化療的一線藥物之一，對其耐藥者也越來越多，下游效應(yīng)器高遷移率族蛋白A1(HMGA1)的表達(dá)來促進(jìn)膀胱癌的化療耐藥。具體機(jī)制為HIF1A-AS2上調(diào)HMGA1并與p53家族蛋白發(fā)生物理反應(yīng)，從而抑制其在Bax蛋白上的轉(zhuǎn)錄活性，由此證明HIF1A-AS2的致癌作用，可作為膀胱癌的治療靶點(diǎn)[31]。DLEU1/miR-99b/HS3ST3B1軸是參與膀胱癌進(jìn)展和順鉑耐藥的關(guān)鍵通路，具體機(jī)制為DLEU1通過競爭性抑制miR-99b來促進(jìn)HS3ST3B1的表達(dá)，從而誘導(dǎo)膀胱癌細(xì)胞的增殖、侵襲和順鉑耐藥。因此可從DLEU1-lncRNA入手，為膀胱癌治療提供一個(gè)新靶點(diǎn)[14]。除此之外，GHET1-lncRNA可通過上調(diào)與多藥耐藥相關(guān)的ABCC1基因表達(dá)來促進(jìn)膀胱癌細(xì)胞對吉西他濱的化療耐藥[32]。因此，膀胱癌的治療除了制訂治療方案，積極尋找降低患者化療耐藥的方法也是提高患者生存率的關(guān)鍵。

3 在膀胱癌預(yù)后監(jiān)測中的應(yīng)用

鑒于膀胱癌的高復(fù)發(fā)率及進(jìn)展性，因此治療后實(shí)時(shí)有效的監(jiān)測顯得尤為重要。如血清外泌體lncRNA以及其亞家族成員lncRNA-H19的多態(tài)性可作為判斷尿路上皮細(xì)胞癌進(jìn)展和預(yù)后的標(biāo)志物或預(yù)測因子，是一種簡便、快速、無創(chuàng)的膀胱癌復(fù)發(fā)的預(yù)測方法[24]。通過構(gòu)建lncRNA-miRNA-mRNA競爭性內(nèi)源RNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)可以用來探討lncRNA在肌肉侵襲性膀胱癌中的潛在的預(yù)后評估作用，該網(wǎng)絡(luò)的綜合分析顯示lncRNA可能是人類肌肉浸潤性膀胱癌的預(yù)后標(biāo)志物[33]。由雙lncRNA(uc004cox.4和GAS5)構(gòu)建的診斷面板用來檢測膀胱癌患者尿液中的uc004cox.4-lncRNA水平，可將其作為非肌肉浸潤型膀胱癌復(fù)發(fā)的獨(dú)立預(yù)測因子[25]。除此以外，根據(jù)癌癥基因組圖譜2017版分子分型將膀胱癌分為六種mRNA亞型(基底/鱗狀細(xì)胞型、管腔乳頭狀型、管腔非特異性型、管腔不穩(wěn)定型、基質(zhì)豐富型和神經(jīng)內(nèi)分泌樣型)，再利用lncRNA表達(dá)譜開發(fā)出單樣本基因組分類器，能特異性識別出管腔乳頭狀肌肉浸潤型膀胱癌，該類患者被證明具有非常好的預(yù)后[34]。DNA甲基化和lncRNA是人類癌癥中兩個(gè)重要的表觀遺傳調(diào)控因子。lncRNA基因受DNA甲基化的控制。其中轉(zhuǎn)錄到LINC00574的甲基化lncRNA基因可能作為膀胱癌預(yù)后的生物標(biāo)志物，同時(shí)也證明LINC00574與較差的總生存率及不良預(yù)后相關(guān)[3]。Yuan等[21]在手術(shù)治療后的隨訪中發(fā)現(xiàn)，遠(yuǎn)處復(fù)發(fā)或遠(yuǎn)處及局部復(fù)發(fā)的膀胱癌患者，其血漿LINC01638、ROCK2水平上調(diào)，但局部復(fù)發(fā)和無復(fù)發(fā)者則無此現(xiàn)象。LINC01638可能通過上調(diào)ROCK2表達(dá)介導(dǎo)膀胱癌術(shù)后遠(yuǎn)處復(fù)發(fā)，具有一定的預(yù)后監(jiān)測功能。

總之，對于lncRNA在膀胱癌發(fā)病中的作用機(jī)制研究及作為無創(chuàng)診斷生物標(biāo)記物的研究已取得了非常大的進(jìn)步。lncRNA作為診斷膀胱癌及其預(yù)后監(jiān)測的無創(chuàng)生物學(xué)標(biāo)記物，主要以檢測患者的血漿、尿液為主，采用多種lncRNA聯(lián)合檢測的方式，可大大提高診斷的精確性及特異度，并且其準(zhǔn)確性及特異度高于尿細(xì)胞學(xué)檢測。這可能成為未來膀胱癌無創(chuàng)早期診斷的方向之一。但其在臨床的應(yīng)用則需進(jìn)一步驗(yàn)證和完善。另外對于lncRNA在膀胱癌中的治療應(yīng)用則更多的是針對其在膀胱癌發(fā)病中的分子機(jī)制來作為治療的靶點(diǎn)，這為膀胱癌的治療提供了一個(gè)新的且有效的方向。然而就目前的研究進(jìn)展來說，lncRNA應(yīng)用到臨床的技術(shù)還不夠成熟，對于膀胱癌的診斷仍需依賴膀胱鏡、病理檢查及尿脫落細(xì)胞檢測。但隨著對lncRNA研究的不斷深入，將來lncRNA有望取代膀胱鏡檢，成為膀胱癌無創(chuàng)診斷、預(yù)后監(jiān)測的生物標(biāo)記物。