長鏈非編碼RNA對膀胱癌化療耐藥性影響的研究進(jìn)展

王映翔，江克華，孫發(fā)

(1.貴州醫(yī)科大學(xué)，貴陽 550004； 2.貴州省人民醫(yī)院泌尿外科，貴陽 550002)

膀胱癌是發(fā)病率較高的泌尿系惡性腫瘤之一，近年全球的膀胱癌發(fā)病率呈不斷升高趨勢。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2018年全球膀胱癌發(fā)病人數(shù)約54.9萬，死亡人數(shù)約20萬[1]。目前，膀胱癌治療以外科手術(shù)切除為主，術(shù)后輔以化療，常用化療藥物包括吉西他濱(Gemcitabine，GEM)、順鉑、阿霉素等。術(shù)后化療可顯著降低膀胱癌患者腫瘤的復(fù)發(fā)率，改善患者預(yù)后[2]。然而，部分經(jīng)過綜合治療的膀胱癌患者仍出現(xiàn)腫瘤的復(fù)發(fā)和進(jìn)展，其原因在很大程度上與化療藥物耐藥有關(guān)，此類患者往往預(yù)后較差[3]。因此，對膀胱癌化療耐藥性調(diào)控機(jī)制的研究十分重要。在腫瘤耐藥性研究中，長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA，lncRNA)作為潛在靶點(diǎn)參與了腫瘤細(xì)胞化療耐藥性的形成[4]。不同lncRNA作為癌基因或抑癌基因，參與了腫瘤細(xì)胞的增殖、侵襲、遷移和耐藥等生物學(xué)功能的調(diào)節(jié)[5]。lncRNA異常表達(dá)與膀胱癌的發(fā)生發(fā)展及化療耐藥密切相關(guān)[6]?，F(xiàn)就lncRNA對膀胱癌化療耐藥性影響的研究進(jìn)展予以綜述，以期為降低和避免膀胱癌化療耐藥性的產(chǎn)生、改善膀胱癌患者預(yù)后提供新思路。

1 lncRNA的分類和功能

1.1lncRNA的特征和分類 lncRNA是新發(fā)現(xiàn)的一類不參與蛋白質(zhì)編碼的RNA，其轉(zhuǎn)錄本長度>200個(gè)核苷酸。已知的人類基因組中l(wèi)ncRNA轉(zhuǎn)錄本有5 400～10 000個(gè)，大部分lncRNA由RNA聚合酶Ⅱ參與催化轉(zhuǎn)錄，其序列的保守性和表達(dá)豐度均較低，但在細(xì)胞和組織中表現(xiàn)出較強(qiáng)的特異性[7]。lncRNA作為獨(dú)立的轉(zhuǎn)錄單位不具有編碼蛋白質(zhì)功能的開放閱讀框架，但其可與眾多RNA和DNA相互作用或通過改變自身的空間結(jié)構(gòu)來發(fā)揮調(diào)控作用。根據(jù)lncRNA在基因組中的位置，可將其分為正義[轉(zhuǎn)錄方向與鄰近信使RNA(messenger RNA，mRNA)方向相同]、反義(轉(zhuǎn)錄方向與鄰近mRNA方向相反)、雙向(轉(zhuǎn)錄方向與鄰近mRNA方向相同且相反)、基因間(從兩個(gè)基因間轉(zhuǎn)錄)和內(nèi)含子(從基因的內(nèi)含子區(qū)轉(zhuǎn)錄)5種類型[8]。

1.2lncRNA的功能 lncRNA在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用的方式多種多樣，其可在轉(zhuǎn)錄以及轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控基因表達(dá)，在細(xì)胞增殖分化、胚胎發(fā)育和腫瘤發(fā)生發(fā)展等生物學(xué)過程中發(fā)揮重要作用[9]。lncRNA可調(diào)節(jié)mRNA轉(zhuǎn)錄本的穩(wěn)定性以及mRNA的轉(zhuǎn)錄、運(yùn)輸和翻譯過程，從而影響蛋白質(zhì)的生物學(xué)表達(dá)。lncRNA還可直接與蛋白質(zhì)相互作用，調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的移位、修飾、穩(wěn)定性、活性和功能。此外，lncRNA可作為各種小RNA的前體發(fā)揮特定功能[10]。一些穩(wěn)定的lncRNA(如競爭性內(nèi)源RNA)可作為“分子海綿”與微RNA(microRNA，miRNA)競爭性地結(jié)合并吸附miRNA，形成lncRNA/miRNA/mRNA通路，進(jìn)而調(diào)控基因的表達(dá)[11]。lncRNA具有多種生物學(xué)功能，是目前研究腫瘤化療耐藥調(diào)控的新熱點(diǎn)。國內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA可調(diào)控相關(guān)靶基因表達(dá)，在腫瘤細(xì)胞增殖、侵襲和化療耐藥等生物學(xué)過程中發(fā)揮極其重要的作用[12-14]。

2 lncRNA在膀胱癌中的作用

lncRNA在膀胱癌中有重要的調(diào)控作用，許多致癌或抑癌lncRNA與膀胱癌的發(fā)生發(fā)展及其耐藥性的產(chǎn)生密切相關(guān)。lncRNA尿路上皮癌抗原1(urothelial carcinoembryonic antigen 1，UCA1)是膀胱癌中最早被發(fā)現(xiàn)的lncRNA之一。研究證實(shí)，lncRNA UCA1可通過靶向作用于miR-143/高遷移率族蛋白(high mobility group protein，HMG)B1通路促進(jìn)膀胱癌細(xì)胞的遷移，并作為miR-143的競爭性內(nèi)源RNA，通過抑制miR-143表達(dá)促進(jìn)HMGB1表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)膀胱癌細(xì)胞的遷移[15]。此外，Pan等[16]對膀胱癌耐藥的研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA UCA1通過cAMP效應(yīng)元件結(jié)合蛋白上調(diào)miR-196a-5p的表達(dá)，促進(jìn)膀胱癌細(xì)胞對化療藥物GEM和順鉑產(chǎn)生耐藥。lncRNA還可通過參與調(diào)控許多重要信號通路介導(dǎo)膀胱癌的發(fā)生和進(jìn)展。如lncRNA PEG10通過調(diào)控miR-134靶向作用于低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白6的mRNA，進(jìn)而激活Janus激酶/信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄活化因子信號通路和Wnt/β聯(lián)蛋白(β-catenin)信號通路，對正常膀胱細(xì)胞產(chǎn)生致癌效應(yīng)[17]。Wang等[18]研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA-肝癌高表達(dá)轉(zhuǎn)錄本通過調(diào)控磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B信號通路促進(jìn)膀胱癌細(xì)胞增殖。此外，lncRNA可通過介導(dǎo)蛋白的表達(dá)發(fā)揮致癌作用。Yuan等[19]研究表明，基因間lncRNA(intergenic lncRNA，LINC)01683的表達(dá)增高會引起膀胱癌細(xì)胞中Rho相關(guān)卷曲螺旋形成蛋白激酶2(Rho-associated coiled-coil containing protein kinase 2，ROCK2)的表達(dá)上調(diào)；進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，LINC01638可能通過上調(diào)ROCK2表達(dá)影響膀胱癌術(shù)后腫瘤的復(fù)發(fā)，同時(shí)LINC01638通過影響ROCK2 mRNA的翻譯和降解調(diào)控ROCK2蛋白的表達(dá)，從而發(fā)揮致癌作用。

3 lncRNA調(diào)控膀胱癌化療耐藥的機(jī)制

lncRNA異常表達(dá)可通過許多機(jī)制參與膀胱癌的發(fā)生、發(fā)展和耐藥。近年關(guān)于lncRNA對膀胱癌耐藥調(diào)節(jié)作用的研究主要涉及以下機(jī)制：①細(xì)胞凋亡的異常；②耐藥相關(guān)蛋白表達(dá)的改變；③調(diào)控腫瘤細(xì)胞上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化；④調(diào)控腫瘤細(xì)胞間重要的信號通路。

3.1lncRNA與順鉑耐藥的機(jī)制 順鉑是目前臨床用于高級別浸潤性膀胱癌的一線化療藥物，可顯著降低術(shù)后腫瘤的復(fù)發(fā)率[20]，而順鉑耐藥使部分患者無法從中獲益。因此，防止順鉑耐藥對提高膀胱癌治療效果十分重要。lncRNA表達(dá)的改變在膀胱癌順鉑耐藥中起重要作用。lncRNA表達(dá)水平的上調(diào)或下調(diào)會影響其靶基因表達(dá)，并最終通過相關(guān)細(xì)胞信號通路改變腫瘤細(xì)胞對化療藥物的敏感性[21]。促凋亡蛋白胱天蛋白酶3(caspase-3)和B細(xì)胞淋巴瘤/白血病-2/B細(xì)胞淋巴瘤/白血病-2相關(guān)X蛋白(B-cell lymphoma/leukemia-2 associated X protein，Bax)是細(xì)胞凋亡通路中的重要信號分子，對腫瘤細(xì)胞的生存有重要影響，與lncRNA關(guān)系密切。lncRNA母系表達(dá)基因3(materally expressed gene 3，MEG3)是位于染色體14q32.2上的lncRNA，在多種腫瘤細(xì)胞中表達(dá)降低，與惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展和耐藥有關(guān)[22]。lncRNA MEG3通過靶向caspase-3和Bax在腫瘤細(xì)胞耐藥中發(fā)揮作用。Feng等[23]發(fā)現(xiàn)，順鉑耐藥膀胱癌T24細(xì)胞中的caspase-3和Bax表達(dá)下調(diào)，且lncRNA MEG3呈低表達(dá);進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，caspase-3和Bax是lncRNA MEG3的共同作用靶點(diǎn)，可通過誘導(dǎo)lncRNA MEG3過表達(dá)恢復(fù)耐藥腫瘤細(xì)胞對順鉑的敏感性，并上調(diào)caspase-3和Bax的表達(dá)，證實(shí)lncRNA MEG3能作用于caspase-3和Bax，進(jìn)而增加耐藥膀胱癌細(xì)胞的凋亡。

高遷移率族蛋白A1是lncRNA調(diào)節(jié)膀胱癌細(xì)胞耐藥性的另一個(gè)重要靶點(diǎn)，高遷移率族蛋白A1可抑制p53基因家族中p53、p63和p73等基因的活性，進(jìn)而影響促凋亡蛋白Bax的轉(zhuǎn)錄活性。Chen等[24]報(bào)道，lncRNA缺氧誘導(dǎo)因子-1α-反義RNA2作為一種缺氧環(huán)境中腫瘤細(xì)胞誘導(dǎo)的lncRNA，在順鉑耐藥的膀胱癌細(xì)胞5637中表達(dá)上調(diào)；且高表達(dá)的lncRNA缺氧誘導(dǎo)因子-1α-反義RNA2與高遷移率族蛋白A1表達(dá)水平呈正相關(guān)，敲除耐藥細(xì)胞中l(wèi)ncRNA缺氧誘導(dǎo)因子-1α-反義RNA2后，高遷移率族蛋白A1表達(dá)下調(diào)、Bax表達(dá)上調(diào)，而順鉑誘導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞凋亡增加。另有研究發(fā)現(xiàn)，異常表達(dá)的lncRNA UCA1通過激活Wnt/β-catenin信號通路，促進(jìn)上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化，從而增加膀胱癌細(xì)胞對順鉑的耐藥性[25]。

此外，血管內(nèi)皮生長因子C也是lncRNA介導(dǎo)順鉑化療耐藥的作用靶點(diǎn)。Liu等[26]發(fā)現(xiàn)，lncRNA肺腺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)轉(zhuǎn)錄本1(metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1，MALAT1)在膀胱癌組織中高表達(dá)，并與膀胱癌患者對順鉑化療反應(yīng)的減弱有關(guān)。體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，lncRNA MALAT1作為競爭性內(nèi)源RNA可通過結(jié)合miR-101抑制膀胱癌細(xì)胞中血管內(nèi)皮生長因子C的表達(dá)，進(jìn)而誘導(dǎo)耐藥，提示lncRNA MALAT1/miR-101-3p/血管內(nèi)皮生長因子C信號通路參與了順鉑耐藥[25]，故認(rèn)為lncRNA MALAT1可能是順鉑耐藥膀胱癌治療的新靶點(diǎn)。由此可見，研究lncRNA作用靶點(diǎn)及其相關(guān)信號通路可能是未來控制順鉑或其他化療藥物耐藥的研究方向。

3.2lncRNA與GEM耐藥的機(jī)制 GEM作為一種具有廣譜抗腫瘤活性的胞嘧啶核苷衍生物，廣泛用于多種惡性腫瘤化療中，也是臨床膀胱癌化療的一線藥物[27]。GEM被脫氧胞嘧啶核苷激酶激活，由胞苷脫氨酶代謝，其主要代謝產(chǎn)物能阻斷DNA合成，使細(xì)胞停滯于G1/S期，導(dǎo)致細(xì)胞死亡[28]。臨床上，膀胱癌患者常發(fā)生GEM耐藥，限制了腫瘤患者GEM化療的效果。

腫瘤細(xì)胞的多藥耐藥性是臨床腫瘤患者化療失敗的重要原因，其產(chǎn)生與腫瘤細(xì)胞中多藥耐藥基因[ATP結(jié)合盒亞家族B成員1/多藥耐藥基因1、ATP結(jié)合盒亞家族G成員2、ATP結(jié)合盒亞家族C成員3(ATP-binding cassette subfamily C member 3，ABCC3)、ABCC1]的表達(dá)增加有關(guān)，這些耐藥基因可以編碼一類跨膜蛋白，在細(xì)胞膜上形成一種藥物轉(zhuǎn)運(yùn)泵將化療藥物排出細(xì)胞外，從而降低細(xì)胞內(nèi)藥物濃度，促進(jìn)化療耐藥的形成[29-30]。An等[31]研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA FOXD2-AS1在GEM耐藥膀胱癌細(xì)胞中顯著升高，通過沉默lncRNA FOXD2-AS1抑制多藥耐藥基因1及ABCC3的表達(dá)，可恢復(fù)GEM耐藥膀胱癌T24(T24/Gem)細(xì)胞和GEM耐藥膀胱癌5637細(xì)胞對GEM的敏感性。lncRNA FOXD2-AS1具有miR-143識別序列，可通過“海綿”功能與miR-143靶向結(jié)合，進(jìn)而增加ABCC3的表達(dá)，構(gòu)成lncRNA FOXD2-AS1/miR-143/ABCC3軸，引起GEM耐藥[29]。

胃癌高表達(dá)轉(zhuǎn)錄本1(gastric carcinoma high expressed transcript 1，GHET1)基因全長1 913個(gè)核苷酸，位于染色體7q36.1[32]。Li等[33]研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA GHET1在膀胱癌細(xì)胞中高表達(dá)與膀胱癌高TNM分期顯著相關(guān)。沉默lncRNA GHET1后，T24/Gem細(xì)胞對GEM的抵抗性明顯降低，繼而耐藥細(xì)胞凋亡增加，可見lncRNA GHET1參與了膀胱癌細(xì)胞對GEM的耐藥。生物信息學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，lncRNA GHET1與ABCC1的表達(dá)呈顯著正相關(guān)，敲除lncRNA GHET1能顯著抑制GEM耐藥膀胱癌細(xì)胞中ABCC1的表達(dá)，推測lncRNA GHET1可通過上調(diào)ABCC1表達(dá)參與GEM耐藥[31]。由此可見，lncRNA可通過影響膀胱癌中如多藥耐藥基因1、ABCC1、ABCC3的表達(dá)參與耐藥的形成，靶向調(diào)節(jié)上述參與耐藥蛋白表達(dá)的lncRNA可能成為逆轉(zhuǎn)膀胱癌化療耐藥的一種重要途徑。此外，Wnt/β-catenin信號通路也參與了lncRNA對膀胱癌細(xì)胞耐藥的調(diào)節(jié)。研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA CDKN2B-AS1通過吸附miRNA let-7靶向作用于Wnt/β-catenin通路，使膀胱癌細(xì)胞對GEM產(chǎn)生耐藥，而敲除T24/Gem細(xì)胞中l(wèi)ncRNA CDKN2B-AS1后，耐藥細(xì)胞對GEM的敏感性恢復(fù)[34]，提示lncRNA可作為競爭性內(nèi)源RNA促進(jìn)細(xì)胞耐藥的發(fā)生。

3.3lncRNA與阿霉素耐藥的機(jī)制 阿霉素屬于蒽環(huán)類抗生素，也是臨床膀胱癌化療的經(jīng)典藥物，其可嵌入細(xì)胞DNA雙鏈的堿基之間并形成穩(wěn)定復(fù)合物，進(jìn)而破壞DNA結(jié)構(gòu)，使細(xì)胞生長停滯和凋亡，從而限制腫瘤細(xì)胞的生長[35]。在膀胱癌化療過程中，腫瘤細(xì)胞對阿霉素逐漸產(chǎn)生耐藥性，嚴(yán)重影響以阿霉素為基礎(chǔ)的聯(lián)合化療的效果。

lncRNA對凋亡蛋白的調(diào)控是膀胱癌細(xì)胞對阿霉素產(chǎn)生耐藥的重要原因之一。lncRNA生長阻滯特異性轉(zhuǎn)錄因子5(growth arrest-special transcript 5，GAS5)是一種位于染色體1q25.1上的lncRNA[36]。Zhang等[37]研究發(fā)現(xiàn)，膀胱尿路上皮癌組織中l(wèi)ncRNA GAS5表達(dá)降低，且與腫瘤病理分級呈正相關(guān)。在阿霉素耐藥的膀胱癌T24細(xì)胞中轉(zhuǎn)染 lncRNA GAS5后，T24/ADM細(xì)胞增殖被抑制，其機(jī)制為表達(dá)增加的lncRNA GAS5通過靶向抑制B細(xì)胞淋巴瘤/白血病-2表達(dá)增強(qiáng)阿霉素對T24細(xì)胞作用的敏感性，表明lncRNA GAS5通過調(diào)節(jié)凋亡蛋白的表達(dá)參與耐藥[35]。

HOX轉(zhuǎn)錄反義RNA(HOX transcript antisense RNA，HOTAIR)位于染色體12q13.13，在多種惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展中起作用[38]，目前相關(guān)研究較多。Shang等[39]發(fā)現(xiàn)，lncRNA HOTAIR在人膀胱尿路上皮癌組織和膀胱癌細(xì)胞系中高表達(dá)，將lncRNA HOTAIR的表達(dá)載體和沉默載體分別轉(zhuǎn)染膀胱癌T24細(xì)胞后，通過流式細(xì)胞儀檢測lncRNA HOTAIR表達(dá)變化對阿霉素誘導(dǎo)的膀胱癌細(xì)胞凋亡的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，lncRNA HOTAIR過表達(dá)能顯著降低T24細(xì)胞中凋亡裂解蛋白腺苷二磷酸核糖聚合酶的表達(dá)，同時(shí)細(xì)胞凋亡相應(yīng)減少；而lncRNA HOTAIR沉默則能夠促進(jìn)腺苷二磷酸核糖聚合酶的表達(dá)和腫瘤細(xì)胞的凋亡，表明lncRNA HOTAIR對阿霉素敏感性的調(diào)控與凋亡蛋白腺苷二磷酸核糖聚合酶的異常表達(dá)密切相關(guān)?？梢妉ncRNA HOTAIR作為調(diào)控耐藥的重要靶點(diǎn)，具有潛在的臨床應(yīng)用前景，而lncRNA在膀胱癌對阿霉素耐藥調(diào)控中的其他重要途徑還需要進(jìn)行更多研究。

4 小 結(jié)

對化療藥物產(chǎn)生耐藥性是膀胱癌患者預(yù)后不佳的重要因素，也是導(dǎo)致膀胱癌術(shù)后復(fù)發(fā)的主要原因。lncRNA在膀胱癌化療耐藥性形成中發(fā)揮重要作用，靶向調(diào)控lncRNA可能用于逆轉(zhuǎn)膀胱癌的化療耐藥，但其復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)調(diào)控機(jī)制以及合適的靶點(diǎn)仍有待確定。lncRNA作為一種惡性腫瘤治療新靶點(diǎn)具有巨大的研究前景，針對特定lncRNA進(jìn)行靶向作用可能逆轉(zhuǎn)化療藥物的耐藥性，未來需要尋找更多與耐藥相關(guān)的lncRNA，并闡明其功能和分子作用機(jī)制，以為腫瘤患者提供更精準(zhǔn)、有效的治療方案。