microRNA在膀胱癌中的研究進(jìn)展

任一　肖明朝　何衛(wèi)陽

摘要：膀胱癌（bladder cancer）是泌尿外科臨床上最常見的惡性腫瘤，其高復(fù)發(fā)率及高進(jìn)展率使其成為實(shí)體腫瘤中總體花費(fèi)最多的腫瘤之一。microRNA是一組內(nèi)源性非編碼小分子RNA，在調(diào)控多種生物活動(dòng)進(jìn)程中到起至關(guān)重要的作用。近年來研究表明，microRNA與膀胱癌的發(fā)生、發(fā)展有著密切聯(lián)系，本文將對(duì)microRNA在膀胱癌中的研究進(jìn)展予以綜述。

關(guān)鍵詞：microRNA；膀胱癌；基因調(diào)控

Abstract：Bladder cancer is the most common malignant tumor of clinical， the high recurrence rate and high rate of progress makes it one of overall cost most tumors in solid tumors.MicroRNAs are a group of endogenous non-coding small RNA molecules， in the process of regulation of a variety of biological activity to the vital role.In recent years， studies have shown that microRNAs has closely related with the occurrence and development of bladder cancer， this article will review the progress of microRNAs in bladder cancer.

Key words：MicroRNA；Bladder cancer；Gene regulation

目前在世界范圍內(nèi)，膀胱癌發(fā)病率居惡性腫瘤第11位[1]。在中國，膀胱癌也是臨床上最常見的泌尿系腫瘤，不僅治療費(fèi)用高昂，且復(fù)發(fā)率高，患者往往需要終生嚴(yán)密隨訪[2]。大部分膀胱腫瘤患者早期臨床癥狀往往不典型，故易漏診及誤診，從而導(dǎo)致患者錯(cuò)失最佳治療時(shí)機(jī)，致使腫瘤的進(jìn)一步發(fā)展，因此膀胱癌的早期診斷至關(guān)重要[3]。目前臨床上對(duì)于膀胱癌的早期輔助檢查主要有：膀胱鏡活檢和尿脫落細(xì)胞學(xué)檢查。前者屬于侵入性檢查，對(duì)于絕大部分患者而言具有一定的心理恐懼以及疼痛刺激，且膀胱鏡自身對(duì)于膀胱頂部以及膀胱前壁存在視覺盲區(qū)，故其臨床應(yīng)用受到一定程度的限制；后者屬于非侵入性檢查，對(duì)于診斷膀胱癌的特異性高達(dá)70%～100%，但敏感性卻低至20%～30%，這兩種檢查都存在自身限制性。因此，越來越多的國內(nèi)外學(xué)者致力于從新的基因調(diào)控水平來闡釋膀胱癌的發(fā)生、發(fā)展以及轉(zhuǎn)歸，希望從基因角度找到膀胱癌早期發(fā)現(xiàn)以及治療的突破口，進(jìn)而全面提升對(duì)膀胱癌的認(rèn)識(shí)。近年來許多研究表明，一些microRNA參與膀胱癌發(fā)生、發(fā)展的調(diào)控，其中一部分microRNA促使膀胱癌的發(fā)生，相反另一部microRNA則抑制膀胱癌的發(fā)生。本文將針對(duì)調(diào)控膀胱癌發(fā)生發(fā)展的microRNA進(jìn)行綜述，microRNA有望成為膀胱癌早期診斷及治療的新突破口。

1 microRNA概述

microRNA是一類長(zhǎng)度約20～25個(gè)堿基組成的非編碼單鏈RNA，廣泛存在于病毒、植物和動(dòng)物等各種生物中。它是由一段長(zhǎng)度為70～90個(gè)堿基組成且具有發(fā)夾環(huán)結(jié)構(gòu)的單鏈RNA前體（pre-miRNA）經(jīng)核酸酶（Dicer酶）剪切后形成的。這些被剪切后形成的microRNA與其他蛋白質(zhì)結(jié)合，形成了RNA誘導(dǎo)的沉默復(fù)合體（RNA-induced silencing complex，RISC）。RISC中的microRNA通過與其靶mRNA的3'端非編碼區(qū)域互補(bǔ)匹配，從而誘導(dǎo)mRNA的抑制翻譯、切割降解或者其他形式的調(diào)節(jié)機(jī)制，進(jìn)而對(duì)基因的表達(dá)進(jìn)行調(diào)控[4]。microRNA在細(xì)胞生長(zhǎng)、分化、增殖以及凋亡等多項(xiàng)生命活動(dòng)中起著至關(guān)重要的調(diào)控作用，大量研究表明，多種微小RNA同時(shí)也參與了腫瘤細(xì)胞的生命活動(dòng)過程，間接的發(fā)揮著原癌基因和抑癌基因的功能，故microRNA與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展以及轉(zhuǎn)歸有著密切相關(guān)性[5]。到目前為止，已有超過1400個(gè)人類microRNA序列被發(fā)現(xiàn)，隨著越來越多的microRNA被陸續(xù)發(fā)現(xiàn)，同時(shí)研究者們也提高了疾病尤其是腫瘤相關(guān)性疾病在基因水平的認(rèn)知。

2 microRNA與腫瘤

腫瘤是指機(jī)體在各種致癌因素作用下，代謝發(fā)生嚴(yán)重紊亂導(dǎo)致細(xì)胞異常增殖形成的新生物。已有大量研究表明，microRNA在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中起到了至關(guān)重要的作用。2002年Calin等在慢 性淋巴細(xì)胞性白血病患者中發(fā)現(xiàn)了miR15和miR16在基因組中位于腫瘤細(xì)胞通常缺失的13q14，進(jìn)而首次證實(shí)了microRNA與腫瘤發(fā)生的密切相關(guān)性[6]。此后，在消化系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)等多方面陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了與腫瘤發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)歸密切相關(guān)的microRNA。例如：He等[7]在部分乳突狀甲狀腺癌組織或細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)，Kit蛋白劇烈下降甚至無法檢出，但miR221、miR222和miR146則處于過度表達(dá)狀態(tài)，其濃度是正常甲狀腺組織的11～19倍。Johnson等[8]針對(duì)肺癌患者進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，let-7在大部分肺癌患者中處于低表達(dá)狀態(tài)，且let-7低表達(dá)水平的肺癌患者與let-7表達(dá)水平正常的肺癌患者相比較具有更低的術(shù)后生存率，在離體培養(yǎng)的肺癌細(xì)胞系中，誘導(dǎo)let-7的表達(dá)可以明顯抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)，進(jìn)而從側(cè)面證實(shí)了let-7表達(dá)相關(guān)microRNA與腫瘤發(fā)生有著密切聯(lián)系。隨著基因組學(xué)的飛速發(fā)展，越來越多與腫瘤相關(guān)的microRNA被發(fā)現(xiàn)，但其致癌機(jī)制仍有待進(jìn)一步挖掘。

3 microRNA與膀胱癌

近些年來，隨著國家工業(yè)化以及吸煙人口數(shù)量的增加，膀胱癌發(fā)病率逐年增高，與其他惡性腫瘤一樣，其發(fā)生是一個(gè)多基因參與調(diào)控的極其復(fù)雜的病理過程。隨著基因芯片技術(shù)的發(fā)展，許多研究者篩選出多個(gè)在膀胱癌中差異表達(dá)的microRNA，并驗(yàn)證其表達(dá)情況。Song等[9]在25例膀胱尿路上皮癌患者中篩選出與正常組織相比差異表達(dá)明顯的microRNA共51個(gè)，其中20個(gè)上調(diào)，其余均為下調(diào)。由此證明，microRNA在膀胱癌中存在差異表達(dá)。Chiyomaru等[10]研究發(fā)現(xiàn)miR-145在膀胱癌中表達(dá)明顯下調(diào)，從而降低對(duì)致癌因子FSCN1的表達(dá)抑制，進(jìn)而誘導(dǎo)了膀胱癌的發(fā)生。Ke等[11]將421例非肌層浸潤性膀胱癌患者電切下的病理標(biāo)本分別進(jìn)行基因檢測(cè)，挑選其中8種microRNA進(jìn)行基因分型，并且將其與患者的復(fù)發(fā)率以及進(jìn)展率進(jìn)行對(duì)比分析，預(yù)測(cè)microRNA的遺傳變異與膀胱癌的預(yù)后可能存在相關(guān)性。Catto等[12]針對(duì)78例膀胱癌組織樣本中microRNA的表達(dá)情況分別進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)在高級(jí)別膀胱癌分組中大量的microRNA處于激活狀態(tài)，相反的在低級(jí)別膀胱癌分組中大量的microRNA處于抑制狀態(tài)，從側(cè)面反映了不同病理分級(jí)的膀胱癌組織中microRNA的表達(dá)狀態(tài)是截然不同的，進(jìn)而microRNA有望應(yīng)用于膀胱癌的病理分級(jí)診斷。此外，國內(nèi)外學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，microRNA-100、microRNA-200、microRNA-205、microRNA-21等與膀胱癌有著密切聯(lián)系。

3.1 microRNA-100 隨著基因組學(xué)的發(fā)展，研究者們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)microRNA-100位于11q24.1，長(zhǎng)度為22個(gè)核苷酸，參與著生物體內(nèi)大量的信號(hào)傳導(dǎo)路徑。近些年來，有關(guān)microRNA-100的研究已成為國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注熱點(diǎn)，其不僅在腫瘤的發(fā)生中起著重要作用，而且還通過對(duì)靶基因的調(diào)節(jié)影響著腫瘤對(duì)化學(xué)治療、放射治療的敏感性。在膀胱癌、急性髓細(xì)胞性白血病、宮頸癌中，microRNA-100呈低表達(dá)狀態(tài)，而在急性淋巴細(xì)胞性白血病、髓母細(xì)胞瘤以及神經(jīng)膠質(zhì)瘤中，microRNA-100呈高表達(dá)狀態(tài)，說明在不同腫瘤細(xì)胞中microRNA-100發(fā)揮著不同的作用機(jī)理。Xu等[13]離體培養(yǎng)膀胱腫瘤細(xì)胞發(fā)現(xiàn)microRNA-100處于穩(wěn)定低表達(dá)狀態(tài)，進(jìn)一步抑制microRNA-100的表達(dá)可促使膀胱腫瘤細(xì)胞的增值，相反激活其表達(dá)可以抑制腫瘤的增值。將攜帶有l(wèi)enti-microRNA-100的病毒感染小鼠且與對(duì)照組小鼠相比較，發(fā)現(xiàn)膀胱腫瘤體積明顯減小（P<0.05），說明microRNA-100高表達(dá)可抑制膀胱腫瘤的生長(zhǎng)。進(jìn)一步，基因組學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，microRNA-100是通過下調(diào)其靶基因p70S6K以及mTOR，從而降低癌細(xì)胞增殖擴(kuò)增和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移能力，同時(shí)亦可增加癌細(xì)胞對(duì)化療藥物的敏感性。所以，microRNA-100有望成為膀胱癌早期診斷、預(yù)后評(píng)估以及基因靶向治療的新工具。

3.2 microRNA-200 1993年研究者通過對(duì)秀麗新小桿線蟲的研究中首次發(fā)現(xiàn)了microRNA-200，其家族由5個(gè)成員組成，它們分別為：microRNA-200a、microRNA-200b、microRNA-200c、microRNA-141以及microRNA-429。根據(jù)不同的功能可以將microRNA-200家族分為兩個(gè)亞家族：microRNA-200a、microRNA-141和microRNA-200b、microRNA-200c、microRNA-429。microRNA-200家組在膀胱癌、胰腺癌、胃癌中表達(dá)下調(diào)，而在子宮內(nèi)膜癌、肝癌以及卵巢癌中表達(dá)上調(diào)。Lu等[14]離體培養(yǎng)細(xì)胞研究發(fā)現(xiàn)Sox2在正常細(xì)胞中表達(dá)受到microRNA-200c的抑制，進(jìn)而使磷脂酰肌醇3蛋白激酶-蛋白激酶B（PI3K-AKT）信號(hào)通路受阻，從而抑制腫瘤細(xì)胞增殖。近年來有學(xué)者認(rèn)為，上皮細(xì)胞間充質(zhì)轉(zhuǎn)分化（epithelial mesenchymal transition，EMT）不僅存在于傷口愈合和胚胎發(fā)育過程中，而且發(fā)生于腫瘤去分化進(jìn)程中，由于EMT可以促進(jìn)細(xì)胞運(yùn)動(dòng)，所以它亦是腫瘤細(xì)胞浸潤以及轉(zhuǎn)移的啟動(dòng)關(guān)鍵所在。因此腫瘤發(fā)生的實(shí)質(zhì)為細(xì)胞持續(xù)性發(fā)生上皮間質(zhì)化的過程，而這一過程則是由microRNA-200s的特異性表達(dá)所引發(fā)。Xiong等[15]通過結(jié)扎小鼠單側(cè)輸尿管建模與空白對(duì)照組試驗(yàn)證實(shí)了microRNA-200s是通過Smad路徑激活靶基因ZEB1和ZEB2，從而調(diào)控轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1（TGF-β1）誘導(dǎo)的EMT進(jìn)程，且與對(duì)照組比較分析發(fā)現(xiàn)microRNA-200s明顯下調(diào)，以致E-鈣粘連蛋白表達(dá)下降，在microRNA-200家族中，每一個(gè)成員都有具有抑制細(xì)胞遷移以及EMT的能力。

3.3 microRNA-205 microRNA-205是一種主要分布于鱗狀上皮細(xì)胞組織中的RNA，目前國內(nèi)外針對(duì)其研究主要集中在腫瘤相關(guān)領(lǐng)域。microRNA-205在前列腺癌、乳腺癌、膀胱癌中呈低表達(dá)狀態(tài)，而在卵巢癌、食管癌以及肺癌中呈高表達(dá)狀態(tài)[16]。Song等[17]于2009年首次研究證實(shí)了負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)錄低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白1（LRP1）的信使RNA（mRNA）上有3'UTR區(qū)域是microRNA-205的作用靶點(diǎn)，通過該靶點(diǎn)可以抑制LRP1的轉(zhuǎn)錄，從而抑制腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。Wszolek等[18]研究發(fā)現(xiàn)在不同臨床分期的膀胱癌組織中microRNA-205的表達(dá)處于不同水平，在非肌層浸潤性膀胱中microRNA-205處于高表達(dá)狀態(tài)，而在肌層浸潤性膀胱中microRNA-205則處于低表達(dá)狀態(tài)。由此可說明microRNA-205在腫瘤進(jìn)展變化過程中，其表達(dá)水平以及調(diào)節(jié)機(jī)制亦在發(fā)生變化。

3.4 microRNA-21 對(duì)于microRNA-21的大量研究主要集中于肝癌、肺腺癌以及乳腺癌等腫瘤方向，近些年來研究者開始越來越關(guān)注microRNA-21在膀胱癌中的作用機(jī)理。Dyrsk?jt等[19]將106個(gè)膀胱癌組織與11個(gè)正常組織進(jìn)行離體基因檢測(cè)分析，發(fā)現(xiàn)了膀胱癌組織中microRNA-21明顯上調(diào)。T24細(xì)胞是一類存在于膀胱癌組織中的特異型細(xì)胞，越來越多的證據(jù)表明microRNA-21可以通過調(diào)節(jié)T24細(xì)胞來增強(qiáng)膀胱癌對(duì)化療藥物的敏感性。Neely LA等[20]將離題的正常膀胱組織與膀胱癌組織進(jìn)行基因檢測(cè)，對(duì)比發(fā)現(xiàn)在膀胱癌組織中microRNA-21表達(dá)明顯上調(diào)，相反microRNA-205表達(dá)下調(diào)，與此同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了在浸潤性膀胱癌細(xì)胞中microRNA-21與microRNA-205表達(dá)量的比值是非浸潤性膀胱癌細(xì)胞兩者比值的10倍以上，從而可以根據(jù)microRNA-21與microRNA-205的比值來鑒別腫瘤是否具有侵襲性。最近一些研究表明，膀胱移形細(xì)胞的侵襲性與microRNA-21的表達(dá)水平亦有著密切關(guān)系[21]。

近年來，基因組學(xué)研究突飛猛進(jìn)，大量的microRNA逐漸被發(fā)現(xiàn)，腫瘤組織與正常組織相比具有不同microRNA表達(dá)譜，且不同的腫瘤類型以及不同病理分期腫瘤的microRNA的表達(dá)也各具特點(diǎn)。近些年來，隨著研究的逐漸深入，microRNA有望成為膀胱癌早期診斷、惡性程度分級(jí)以及評(píng)估預(yù)后的重要指標(biāo)，也將為臨床治療膀胱癌打開新的思路和方案。

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