miRNA與膀胱癌化療的研究進(jìn)展

江燁，欒婷，王海峰，王劍松

(昆明醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院泌尿外科 云南省泌尿外科研究所，昆明 650101)

膀胱癌的復(fù)發(fā)率較高，目前尚無(wú)針對(duì)性的治療方法[1]。膀胱癌患者的預(yù)后主要取決于組織學(xué)亞型、腫瘤大小、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移等因素[2-3]。據(jù)男性和女性與癌癥相關(guān)的死亡報(bào)告顯示，膀胱癌在男性和女性的癌癥相關(guān)死亡中分別居第4位和第10位[4]，且發(fā)病率呈逐年升高趨勢(shì)[1]。在全球范圍內(nèi)，僅2020年就新增膀胱癌患者約53.7萬(wàn)例，且男性膀胱癌患者的發(fā)病率和病死率均為女性患者的3～4倍[5]。在所有膀胱癌患者中，約70%為非肌肉浸潤(rùn)性膀胱癌，其中10%～20%的非肌肉浸潤(rùn)性膀胱癌可發(fā)展為肌肉浸潤(rùn)性膀胱癌[6]。肌肉浸潤(rùn)性膀胱癌易侵襲周?chē)M織并發(fā)生轉(zhuǎn)移，其標(biāo)準(zhǔn)療法是根治性膀胱切除術(shù)，但5年生存率僅約為50%[7]。因此，肌肉浸潤(rùn)性膀胱癌具有較高的病死率[8]。雖然膀胱癌細(xì)胞對(duì)化療相對(duì)敏感，但大多數(shù)患者在接受化療幾年內(nèi)會(huì)出現(xiàn)一定程度的化療耐藥，嚴(yán)重影響膀胱癌患者的預(yù)后[9]。微RNA(microRNA，miRNA/miR)是一種短鏈非編碼RNA，可與信使RNA互補(bǔ)結(jié)合，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄后進(jìn)程[10]。miRNA與腫瘤關(guān)系密切，在腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)、浸潤(rùn)、轉(zhuǎn)移等過(guò)程中發(fā)揮重要調(diào)控作用；此外，miRNA激發(fā)的一系列細(xì)胞內(nèi)信號(hào)網(wǎng)絡(luò)也參與腫瘤細(xì)胞對(duì)化療藥物的耐藥/敏感[11]。因此，深入了解與化療耐藥/敏感相關(guān)的潛在分子機(jī)制尤為重要[12]?，F(xiàn)就miRNA與膀胱癌化療的研究進(jìn)展予以綜述。

1 miRNA概述

miRNA是一種短鏈非編碼RNA分子，長(zhǎng)約22個(gè)核苷酸，可與信使RNA的3′非翻譯區(qū)互補(bǔ)結(jié)合，并通過(guò)控制信使RNA的翻譯或降解調(diào)節(jié)基因的表達(dá)[13]。miRNA發(fā)揮作用的方式主要有3種：①miRNA分子與靶基因完全互補(bǔ)結(jié)合，通過(guò)將其自身分裂為兩個(gè)片段降解靶基因信使RNA分子；②miRNA在發(fā)揮作用時(shí)不完全與靶基因互補(bǔ)結(jié)合，而是發(fā)揮轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)節(jié)作用，但不影響miRNA本身的穩(wěn)定性；③兼具以上兩種模式，當(dāng)miRNA與靶基因完全互補(bǔ)結(jié)合時(shí)可直接降解信使RNA分子，當(dāng)miRNA與靶基因不完全互補(bǔ)結(jié)合時(shí)可抑制翻譯，調(diào)節(jié)靶基因的表達(dá)[14]。

miRNA通過(guò)與其靶基因結(jié)合參與腫瘤細(xì)胞的增殖、分化、轉(zhuǎn)移，并調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞對(duì)化療的敏感性[15]。有研究報(bào)道，miRNA的表達(dá)具有組織(尤其是腫瘤組織)特異性，與信使RNA相比，miRNA譜對(duì)于低分化腫瘤的分類(lèi)更精確，因此可作為腫瘤早期診斷的依據(jù)；同時(shí)，miRNA編碼區(qū)的基因組改變與腫瘤的發(fā)生相關(guān)，miRNA上調(diào)可促進(jìn)腫瘤的發(fā)生，而miRNA下調(diào)則可抑制腫瘤進(jìn)展[16-17]。近年研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤患者體液中可能存在某些miRNA的特異性高表達(dá)，而這些高表達(dá)miRNA有望成為潛在生物標(biāo)志物，為腫瘤的診斷、治療及預(yù)后監(jiān)測(cè)提供依據(jù)[18]。同時(shí)，miRNA在膀胱癌細(xì)胞中存在量的改變，并在膀胱癌進(jìn)程中發(fā)揮重要作用，異常表達(dá)的miRNA分子可以進(jìn)一步激活其下游信號(hào)通路，從而增加膀胱癌細(xì)胞對(duì)化療藥物的敏感性或誘導(dǎo)其產(chǎn)生耐藥[19]。因此，深入研究與膀胱癌化療相關(guān)的異常表達(dá)miRNA，對(duì)于判斷膀胱癌患者的預(yù)后、化療藥物的敏感性/耐藥性以及腫瘤復(fù)發(fā)均具有重要意義。

2 miRNA誘導(dǎo)膀胱癌細(xì)胞對(duì)化療藥物耐藥/敏感的研究

膀胱癌的治療以手術(shù)切除為主，輔以化療，常用的化療藥物主要包括順鉑、吉西他濱、表柔比星等?；熆捎行Ы档桶螂装┗颊叩膹?fù)發(fā)率，改善患者預(yù)后，是肌層浸潤(rùn)性膀胱癌和轉(zhuǎn)移性膀胱癌的主要治療方法[20]。研究表明，在膀胱癌細(xì)胞中，miRNA與其相應(yīng)的靶點(diǎn)結(jié)合或發(fā)生含量的改變，觸發(fā)下游的一系列信號(hào)通路，從而誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞對(duì)化療藥物耐藥或增強(qiáng)其對(duì)藥物的敏感性[12]。

2.1與化療敏感性相關(guān)的miRNA

2.1.1miR-218 miR-218是一種腫瘤抑制因子。Liu等[15]研究發(fā)現(xiàn)，在膀胱癌組織中miR-218的表達(dá)下調(diào)，從而抑制膀胱癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲，研究者運(yùn)用反轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)證實(shí)，在膀胱癌細(xì)胞中miR-218的表達(dá)水平顯著升高，而miR-218的過(guò)表達(dá)可顯著降低葡萄糖的攝取率和細(xì)胞內(nèi)谷胱甘肽的總含量，增加T24和EJ細(xì)胞系內(nèi)活性氧類(lèi)的含量，從而增加膀胱癌細(xì)胞對(duì)順鉑的敏感性。還有研究發(fā)現(xiàn)，葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1是葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入腫瘤細(xì)胞的關(guān)鍵限速酶[21]，其表達(dá)與miR-218呈負(fù)相關(guān)[22-23]。葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1水平升高可以恢復(fù)T24和EJ細(xì)胞系對(duì)順鉑的化療耐藥性；相反，敲除葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 1可以產(chǎn)生與miR-218過(guò)表達(dá)相似的效果[15]。以上結(jié)果表明，miR-218-葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1軸可能在miRNA與順鉑敏感性的關(guān)系中起關(guān)鍵作用。

2.1.2miR-133b miR-133b在多種人類(lèi)惡性腫瘤細(xì)胞中表達(dá)，包括肝癌、肺癌、神經(jīng)膠質(zhì)瘤等[24-26]，具有抑制腫瘤細(xì)胞擴(kuò)散、侵襲的能力。Zhao等[27]研究顯示，miR-133b上調(diào)可顯著增強(qiáng)膀胱癌細(xì)胞對(duì)吉西他濱治療的敏感性；而肌動(dòng)蛋白結(jié)合蛋白2(transgelin-2，TAGLN2)是miR-133b的直接靶點(diǎn)，膀胱癌細(xì)胞中TAGLN2與miR-133b的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)；miR-133b可直接與TAGLN2的3′非翻譯區(qū)結(jié)合，用miR-133b轉(zhuǎn)染膀胱癌細(xì)胞可下調(diào)TAGLN2的表達(dá)，并顯著抑制腫瘤細(xì)胞對(duì)葡萄糖的攝取、侵襲、血管生成以及細(xì)胞增殖，同時(shí)誘導(dǎo)細(xì)胞停滯于G1期，增強(qiáng)膀胱癌細(xì)胞對(duì)吉西他濱化療的敏感性。因此，miR-133b/TAGLN2/細(xì)胞周期通路可能成為膀胱癌治療的潛在靶點(diǎn)。

2.1.3miR-143 miR-143在癌癥進(jìn)程中具有重要作用。研究發(fā)現(xiàn)，miR-143可在多種腫瘤組織中表達(dá)，包括結(jié)直腸癌、前列腺癌、胃癌等[28-30]，下調(diào)miR-143的表達(dá)可起到抑癌基因的作用[31]。Wang等[32]運(yùn)用定量反轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)技術(shù)檢測(cè)膀胱癌組織與正常組織中miR-143的表達(dá)水平發(fā)現(xiàn)，miR-143在膀胱癌組織中的表達(dá)下調(diào)；該研究還發(fā)現(xiàn)，胰島素樣生長(zhǎng)因子-1受體是miR-143的直接功能靶點(diǎn)，且在膀胱癌細(xì)胞中胰島素樣生長(zhǎng)因子-1受體與miR-143的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)，miR-143過(guò)表達(dá)或用小干擾RNA敲除胰島素樣生長(zhǎng)因子-1受體均可增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞對(duì)吉西他濱的化療敏感性，表明miR-143通過(guò)下調(diào)胰島素樣生長(zhǎng)因子-1受體表達(dá)發(fā)揮作用。由此可見(jiàn)，miR-143/胰島素樣生長(zhǎng)因子-1受體軸與膀胱癌患者的化療敏感性和預(yù)后均密切相關(guān)，為膀胱癌的治療提供了新思路。

2.1.4miR-1182 miR-1182是一種新發(fā)現(xiàn)的miRNA，可抑制腫瘤細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移[33]。Zhou等[34]應(yīng)用定量聚合酶鏈反應(yīng)評(píng)估膀胱癌患者的膀胱癌組織與相鄰非癌性膀胱組織中miR-1182的表達(dá)，結(jié)果顯示，在膀胱癌組織中miR-1182表達(dá)下調(diào)；細(xì)胞增殖實(shí)驗(yàn)表明，miR-1182可增強(qiáng)膀胱癌細(xì)胞對(duì)順鉑的化療敏感性，提高順鉑誘導(dǎo)的細(xì)胞壞死和凋亡；而熒光素酶報(bào)告基因檢測(cè)結(jié)果證實(shí)，人端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶(human telomerase reverse transcriptase，hTERT)基因是miR-1182的直接靶點(diǎn)，且miR-1182可下調(diào)hTERT信使RNA和蛋白的表達(dá)，而hTERT過(guò)表達(dá)可顯著抑制miR-1182誘導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞對(duì)順鉑化療的敏感性。由此可見(jiàn)，miR-1182通過(guò)直接靶向結(jié)合hTERT的3′非翻譯區(qū)下調(diào)hTERT的表達(dá)，增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞對(duì)順鉑的化療敏感性。

2.1.5miR-93 miR-93在多種人類(lèi)惡性腫瘤中高表達(dá)，通過(guò)激活磷脂酰肌醇-3-激酶-蛋白激酶B信號(hào)通路發(fā)揮致癌性miRNA作用[35]。Liu等[36]研究發(fā)現(xiàn)，miR-93含有與人源性長(zhǎng)壽保障基因2(homosapiens longevity assurance homologue 2，LASS2)3′非翻譯區(qū)互補(bǔ)結(jié)合的核苷酸片段，在調(diào)節(jié)膀胱癌對(duì)化療藥物敏感性中發(fā)揮重要作用；進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，使用miR-93抑制劑可增加腫瘤細(xì)胞對(duì)順鉑化療的敏感性，而實(shí)時(shí)反轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)和蛋白印跡分析表明，miR-93對(duì)膀胱癌細(xì)胞順鉑化療敏感性的影響可能通過(guò)調(diào)節(jié)LASS2實(shí)現(xiàn)。以上研究結(jié)果表明，抑制miR-93的表達(dá)可通過(guò)上調(diào)抑癌基因LASS2的表達(dá)增強(qiáng)順鉑化療的敏感性，并不是直接靶向結(jié)合LASS2基因的3′非翻譯區(qū)，因此miR-93有望成為膀胱癌治療的新靶點(diǎn)。

2.2與化療耐藥性相關(guān)的miRNA 雖然膀胱根治性切除術(shù)輔以鉑類(lèi)為主的化療是晚期膀胱癌的標(biāo)準(zhǔn)治療方式，但順鉑耐藥仍是治療失敗的主要原因。因此，了解miRNA與膀胱癌細(xì)胞耐藥的具體機(jī)制，對(duì)于未來(lái)開(kāi)展更精確的靶向藥物研發(fā)尤為重要。

2.2.1miR-22-3p 研究表明，miR-22-3p可發(fā)揮腫瘤抑制因子的作用，抑制腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移[37]。Xiao等[38]應(yīng)用Vita-Blue測(cè)定法測(cè)試了5種膀胱癌細(xì)胞系對(duì)7種常用化療藥物的敏感性，最終確定了最敏感(5637)和最耐藥(H-bc)的細(xì)胞系并進(jìn)行了多組實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在H-bc細(xì)胞系中miR-22-3p的表達(dá)水平升高，由此推測(cè)，miR-22-3p可能與膀胱癌細(xì)胞對(duì)化療藥物耐藥呈正相關(guān)；進(jìn)一步運(yùn)用實(shí)時(shí)熒光定量反轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)和蛋白印跡分析發(fā)現(xiàn)，在5637細(xì)胞系中神經(jīng)上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)化基因1(neuroepithelial cell transforming gene 1，NET1)的表達(dá)水平升高；熒光素酶實(shí)驗(yàn)證實(shí)，NET1是miR-22-3p的直接靶點(diǎn)，且其表達(dá)水平與miR-22-3p呈負(fù)相關(guān)；此外，用miR-22-3p模擬物和小干擾RNA-NET1載體轉(zhuǎn)染5637細(xì)胞系和H-bc細(xì)胞系發(fā)現(xiàn)，miR-22-3p通過(guò)調(diào)節(jié)NET1促進(jìn)膀胱癌細(xì)胞集落形成并抑制凋亡，進(jìn)而介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞化療耐藥。綜上，miR-22-3p可作為預(yù)測(cè)膀胱癌患者化療敏感性的標(biāo)志物。

2.2.2miR-34a miR-34a也是一種腫瘤抑制因子，參與調(diào)節(jié)腫瘤的進(jìn)程以及對(duì)化療藥物的耐藥性[39]。Zhang等[40]發(fā)現(xiàn)，吉西他濱聯(lián)合順鉑治療可富集腫瘤干細(xì)胞亞群，誘導(dǎo)化療耐藥。吉西他濱和順鉑富集及誘導(dǎo)耐藥的能力依賴(lài)于一種新發(fā)現(xiàn)的膜蛋白——高爾基磷酸化蛋白-3(Golgi phosphoprotein-3，GOLPH3)，其與高爾基體轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)[41]。Zhang等[40]的反轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)和蛋白印跡分析顯示，在吉西他濱和順鉑治療耐藥的膀胱癌細(xì)胞系中，miR-34a的表達(dá)降低，而GOLPH3的表達(dá)升高；熒光素酶實(shí)驗(yàn)證實(shí)，GOLPH3是miR-34a的直接靶點(diǎn)，且miR-34a下調(diào)可導(dǎo)致GOLPH3上調(diào)，表明miR-34a與GOLPH3呈負(fù)相關(guān)；此外，研究人員還評(píng)估了在吉西他濱和順鉑治療的體內(nèi)模型中恢復(fù)miR-34a的表達(dá)或敲除GOLPH3基因?qū)δ[瘤形成的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，腫瘤的體積和重量均顯著降低，表明miR-34a下調(diào)可誘導(dǎo)GOLPH3表達(dá)升高，從而導(dǎo)致吉西他濱和順鉑治療的膀胱癌患者耐藥。由此可見(jiàn)，miR-34a/GOLPH3軸在膀胱癌耐藥和復(fù)發(fā)中發(fā)揮關(guān)鍵作用，通過(guò)調(diào)節(jié)miR-34a/GOLPH3軸降低膀胱癌細(xì)胞對(duì)吉西他濱和順鉑治療的耐藥性，可以為膀胱癌吉西他濱和順鉑治療耐藥患者的治療提供新思路。

2.2.3miR-214-3p 核富集轉(zhuǎn)錄體1(nuclear paras-peckle assembly transcript 1，NEAT1)是一種原癌基因，可導(dǎo)致膀胱癌的進(jìn)展和惡化[42]。Guo等[43]運(yùn)用實(shí)時(shí)熒光定量反轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)檢測(cè)膀胱癌患者NEAT1和miR-214-3p的表達(dá)水平，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，多柔比星耐藥患者的NEAT1上調(diào)，miR-214-3p下調(diào)，而多柔比星敏感者的結(jié)果與之相反，提示NEAT1和miR-214-3p失調(diào)與膀胱癌患者對(duì)多柔比星耐藥有關(guān)；進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，敲除NEAT1基因或誘導(dǎo)miR-214-3p過(guò)表達(dá)均可抑制膀胱癌細(xì)胞對(duì)多柔比星耐藥，且NEAT1的耐藥機(jī)制與miR-214-3p直接相關(guān)，即NEAT1通過(guò)抑制miR-214-3p的表達(dá)誘導(dǎo)耐藥；分子機(jī)制研究發(fā)現(xiàn)，miR-214-3p過(guò)表達(dá)可顯著增加與Wnt/β聯(lián)蛋白信號(hào)通路相關(guān)基因的表達(dá)，從而激活Wnt/β聯(lián)蛋白信號(hào)通路，而NEAT1過(guò)表達(dá)則會(huì)抑制Wnt/β聯(lián)蛋白信號(hào)通路，表明NEAT1/miR-214-3p的異常表達(dá)可調(diào)節(jié)Wnt/β聯(lián)蛋白信號(hào)通路，從而誘導(dǎo)膀胱癌細(xì)胞對(duì)多柔比星產(chǎn)生耐藥。

2.2.4miR-92 據(jù)報(bào)道，miR-92在宮頸癌等腫瘤中高表達(dá)[44]。Wang等[45]應(yīng)用實(shí)時(shí)熒光定量反轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)技術(shù)評(píng)估膀胱癌患者腫瘤組織及鄰近正常組織中miR-92的表達(dá)，結(jié)果顯示，膀胱癌組織中的miR-92表達(dá)水平顯著高于鄰近正常組織；進(jìn)一步探究miR-92對(duì)膀胱癌細(xì)胞化療耐藥的作用，發(fā)現(xiàn)miR-92模擬物可顯著上調(diào)順鉑處理的膀胱癌細(xì)胞系細(xì)胞的活力，而miR-92抑制劑則可抑制對(duì)順鉑的耐藥性并下調(diào)細(xì)胞活力，表明miR-92可誘導(dǎo)膀胱癌細(xì)胞對(duì)順鉑耐藥；分子機(jī)制研究發(fā)現(xiàn)，miR-92可激活Wnt信號(hào)通路并下調(diào)膀胱癌中糖原合成酶激酶-3β的表達(dá)；熒光素酶實(shí)驗(yàn)證實(shí)，miR-92可直接靶向結(jié)合糖原合成酶激酶-3β的3′非翻譯區(qū)，且兩者的表達(dá)水平呈負(fù)相關(guān)，可見(jiàn)，糖原合成酶激酶-3β在miR-92誘導(dǎo)的膀胱癌細(xì)胞Wnt通路激活中起關(guān)鍵作用。以上研究結(jié)果表明，miR-92在膀胱癌組織中上調(diào)，并通過(guò)直接靶向結(jié)合糖原合成酶激酶-3β蛋白激活Wnt信號(hào)通路，從而誘導(dǎo)膀胱癌細(xì)胞對(duì)順鉑耐藥，且與既往報(bào)道[46]相符。

3 小 結(jié)

規(guī)律系統(tǒng)的化療可減少腫瘤的復(fù)發(fā)、預(yù)防腫瘤進(jìn)展、提高膀胱癌患者的生存率[7]。然而，越來(lái)越多的膀胱癌患者對(duì)化療藥物產(chǎn)生耐藥，導(dǎo)致腫瘤的復(fù)發(fā)和進(jìn)展，成為膀胱癌治療的主要障礙。研究miRNA誘導(dǎo)膀胱癌細(xì)胞對(duì)化療藥物敏感或耐藥的具體機(jī)制，可以為膀胱癌的診治及患者預(yù)后的研究提供新思路。雖然目前許多miRNA的功能及具體作用機(jī)制仍不清楚，大量的研究也僅停留于分子機(jī)制的闡述，且運(yùn)用miRNA在膀胱癌中的重要作用指導(dǎo)膀胱癌的診斷、治療也還未在臨床展開(kāi)，但隨著研究的深入，miRNA有望成為膀胱癌化療耐藥患者治療的靶點(diǎn)，延長(zhǎng)患者的生存期。