李榮迪 綜述 李學(xué)東 審校

膀胱癌是一種泌尿生殖系統(tǒng)腫瘤，發(fā)病率和死亡率較高。膀胱癌分為兩類：非肌浸潤性膀胱癌(TA和T1期)和肌肉浸潤性膀胱癌(T2-4期)[1]。盡管根治性手術(shù)和放射治療等是有效的，但仍有四分之一的肌肉浸潤性膀胱癌患者預(yù)后不佳[2]?，F(xiàn)有的診斷方法，如膀胱鏡檢查和尿液細(xì)胞學(xué)檢查，易使患者產(chǎn)生不適感而且敏感度較差[3]。因此，我們迫切需要發(fā)現(xiàn)更敏感的生物標(biāo)志物并開發(fā)新的無創(chuàng)方法?，F(xiàn)代研究和技術(shù)表明，非編碼RNA在許多生化過程中起著非常重要的作用。除了轉(zhuǎn)移RNA(tRNA)和核糖體RNA(rRNA)外，還有以下幾類常見的非編碼RNA：長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA，lncRNA)、 RNA(microRNA，miRNA)和循環(huán)RNA(circular RNA，circRNA)。越來越多的證據(jù)表明，它們與多種腫瘤特征高度相關(guān)，包括腫瘤的發(fā)生發(fā)展、轉(zhuǎn)移、血管生成和增殖侵襲[4]。近年來，對膀胱癌患者中非編碼RNA的科學(xué)研究取得了巨大的進(jìn)展。在這篇綜述中，我們主要描述了miRNA、lncRNA和circRNA在膀胱癌進(jìn)展中的調(diào)控機(jī)制以及生物標(biāo)志物的篩選。

1 膀胱癌中miRNA的研究進(jìn)展

1.1 膀胱癌中下調(diào)的miRNA

在腫瘤中，下調(diào)的miRNA被認(rèn)為是抑癌基因。有多個研究報道了mir-145在膀胱癌組織中的表達(dá)下調(diào)[5]，這些文獻(xiàn)表明，mir-145可能是膀胱癌的關(guān)鍵miRNA。此外，至少有4篇文獻(xiàn)報道在膀胱癌患者的組織或尿液中，mir-125b、mir-100、mir-143、mir-99a和mir-133a的表達(dá)下調(diào)[6]。而且在對膀胱癌中下調(diào)的miRNA研究中發(fā)現(xiàn)幾乎所有被研究的miRNAs都能夠抑制膀胱癌細(xì)胞的增殖、遷移和血管生成，并誘導(dǎo)細(xì)胞周期阻滯。這些潛在的膀胱癌抑制因子包括mir-100、mir-99a、mir-124、mir-125b、mir-1826、mir-195、mir-202、mir-23b、mir-26a、mir-30a-5p、mir-31、mir-430、mir-451、mir-5195-3p、mir-582-5p、mir-590-3p和mir-613[7-11]。還有一些低表達(dá)的miRNAs已被證明有助于提高膀胱癌細(xì)胞對化療藥物的敏感性。例如，mir-19a與三氧化二砷(ATO)協(xié)同作用，能夠抑制膀胱癌細(xì)胞的增殖并誘導(dǎo)其凋亡[12]；mir-143能提高T24細(xì)胞對吉西他濱的化學(xué)敏感性[13]；mir-34a可以增加膀胱癌細(xì)胞對表柔比星(EPI)的敏感性[14]。然而，在膀胱癌中，還有許多下調(diào)miRNAs尚未得到充分的研究，其功能和靶基因有待進(jìn)一步闡明。

1.2 膀胱癌中上調(diào)的miRNA

在膀胱癌中表達(dá)上調(diào)的miRNA可能在腫瘤的進(jìn)展中起促進(jìn)作用。mir-205、mir-96、mir-141、mir-146a-5p、mir-200b、mir-21、mir-106b和mir-182經(jīng)常被報道在膀胱癌患者的組織和/或尿液中表達(dá)上調(diào)[15-17]。值得注意的是，來自不同臨床樣本的相同miRNA具有不同的表達(dá)模式。例如，mir-92a在膀胱癌患者的血漿中表達(dá)下調(diào)，但在腫瘤組織中表達(dá)顯著上調(diào)[18]；mir-30b在膀胱癌患者的尿上清液中表達(dá)下調(diào)，但在膀胱癌組織中卻表達(dá)上調(diào)[19]。這些miRNAs是否比其他miRNAs更容易釋放到細(xì)胞外或更集中在尿液中，這是否是導(dǎo)致組織樣本和體液之間具有不同的表達(dá)模式的原因，需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)證實(shí)。

幾種上調(diào)的miRNAs，如mir-130b-3p、mir-556-3p和mir-940，作為致癌因子能促進(jìn)腫瘤的增殖、遷移和侵襲[20-21]。此外，mir-182-5p和mir-940在膀胱癌細(xì)胞中表現(xiàn)出抗凋亡作用，mir-221通過靶向TRAIL和抑制Caspase-3發(fā)揮抗凋亡作用[22]。還有一些miRNAs通過增加患者的耐藥性從而在膀胱腫瘤的進(jìn)展中起促進(jìn)作用。例如，mir-98通過靶向LASS2增加了膀胱癌細(xì)胞對順鉑/阿霉素的耐藥性[23]；mir-138和mir-1290可通過靶向MUC4來提高膀胱癌細(xì)胞系中的吉西他濱耐藥性[24]。

1.3 miRNA作為膀胱癌的臨床診斷和預(yù)后標(biāo)志物

越來越多的證據(jù)表明，單個miRNA或miRNA組合具有作為膀胱癌診斷和預(yù)后標(biāo)志的潛力。例如，尿細(xì)胞外囊泡(EVs)中的4個miRNAs診斷組合(mir-26a、mir-93、mir-191和mir-940)在區(qū)分膀胱癌患者和對照組方面表現(xiàn)出88%的敏感性和78%的特異性[25]；尿液中檢測6個miRNAs的診斷方法(mir-187、mir-18a、mir-25、mir-142-3p、mir-140-5p和mir-204)顯示出84.4%的敏感性和86.5%的特異性[26]；取自膀胱癌患者尿上清液中的7個miRNAs的診斷組合(miR-7-5p、miR-22-3p、miR-29a-3p、miR-126-5p、miR-200a-3p、miR-375和miR-423-5p)顯示出85.00%敏感性和86.67%特異性[27]。此外，mir-21/mir-205比值可區(qū)分肌肉浸潤性和非肌浸潤性膀胱癌，敏感性和特異性分別為100%和78%[28]；mir-143和mir-497的表達(dá)水平與膀胱癌腫瘤-淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移(TNM)分期、病理分類和轉(zhuǎn)移有關(guān)[29]。除了用作診斷標(biāo)記外，miRNA還被用于膀胱癌的預(yù)后。Martinez-Fernandez等[30]發(fā)現(xiàn)膀胱癌患者mir-200家族的下調(diào)與不良的臨床結(jié)果有關(guān)。

2 膀胱癌中l(wèi)ncRNA的研究進(jìn)展

2.1 膀胱癌中的致癌lncRNA

許多致癌的lncRNA已被證明具有抗凋亡作用。研究表明HIF1A-AS2在膀胱癌組織和細(xì)胞中表達(dá)上調(diào)，該lncRNA的敲除能夠抑制細(xì)胞增殖和遷移從而導(dǎo)致細(xì)胞凋亡[31]。此外，在健康的人尿上皮細(xì)胞中高表達(dá)的HIF1A-AS2可促進(jìn)細(xì)胞增殖和遷移，同時抑制細(xì)胞凋亡[32]。在膀胱癌中，MALAT1表達(dá)上調(diào)，并且無論是體內(nèi)還是體外的研究都表明，MALAT1的表達(dá)與上皮鈣粘素(E-cadherin)之間存在負(fù)相關(guān)關(guān)系。MALAT1沉默阻止了轉(zhuǎn)化生長因子(TGF-β)誘導(dǎo)的上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)。此外，MALAT1基因敲除對腫瘤轉(zhuǎn)移抑制的影響已在動物模型中得到證實(shí)[33]。兩者都表明，MALAT1通過增強(qiáng)EMT發(fā)揮其在癌癥進(jìn)展和轉(zhuǎn)移中的作用。在不影響細(xì)胞周期分布和凋亡的情況下，TUG1敲除降低了癌細(xì)胞的增殖和遷移能力[34]。早期的一項(xiàng)研究表明，TUG1能夠影響EMT的誘導(dǎo)劑ZEB2的抑制劑miR-145的下調(diào)來上調(diào)ZEB2的表達(dá)從而增強(qiáng)EMT，導(dǎo)致膀胱癌的侵襲[35]。最近有報道稱，TUG1沉默通過抑制Wnt/β-catenin通路抑制膀胱癌細(xì)胞的增殖并導(dǎo)致細(xì)胞凋亡[36]。LINC00346沉默可抑制膀胱癌細(xì)胞增殖和遷移，并可觸發(fā)細(xì)胞周期阻滯和細(xì)胞凋亡，此外將這些膀胱癌細(xì)胞植入鼠體內(nèi)會降低小鼠的腫瘤生長速度[37]。另一項(xiàng)研究表明，膀胱癌患者中表達(dá)水平升高的H19與EZH2增強(qiáng)子的關(guān)聯(lián)引起Wnt/β-catenin通路的刺激，導(dǎo)致E-cadherin的下調(diào)，從而促進(jìn)膀胱癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移[38]。此外，AB074278在膀胱癌患者中表達(dá)上調(diào)，并可能通過與腫瘤抑制因子和細(xì)胞增殖的負(fù)調(diào)節(jié)因子EMP1的相互作用，發(fā)揮抗凋亡和促增殖作用[39]。

2.2 膀胱癌中的抑癌lncRNA

GAS5被認(rèn)為是膀胱癌中的一種抑癌lncRNA，因?yàn)樵搇ncRNA的敲除增加了膀胱癌細(xì)胞的增殖，而其高表達(dá)則抑制了細(xì)胞的增殖[40]。此外，GAS5的沉默上調(diào)了膀胱癌細(xì)胞CDK6的mRNA和蛋白水平，導(dǎo)致S期顯著增加[41]。最近的一項(xiàng)研究表明，強(qiáng)制過表達(dá)的GAS5可降低阿霉素的化療耐藥性，增加阿霉素誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡，并抑制抗凋亡蛋白的表達(dá)[42]。與鄰近未受影響的組織相比，LINC00312在膀胱癌中的表達(dá)也有所下降。高表達(dá)的LINC00312通過靶向miR-197-3p來抑制細(xì)胞遷移和侵襲[43]。最后，LOC572558是另一種抑癌lncRNA，其在膀胱癌及其衍生細(xì)胞系中的表達(dá)明顯降低，高表達(dá)的LOC572558通過觸發(fā)細(xì)胞周期S期的阻滯，從而抑制細(xì)胞增殖來誘導(dǎo)膀胱癌細(xì)胞株細(xì)胞凋亡，因此，LOC572558被認(rèn)為是一種腫瘤抑制因子[44]。

2.3 lncRNA在膀胱癌早期診斷和預(yù)后評估中的作用

Duan等[39]認(rèn)為3種差異表達(dá)的lncRNAs(MEG3、SNHG16和MALAT1)小組可能有助于診斷膀胱癌。幾種lncRNAs(NEAT1、PANDAR、PVT1、SUMO1P3、CCAT2和HIF1A-AS2)在膀胱癌中的表達(dá)與膀胱癌的組織學(xué)分級和TNM分期顯著相關(guān)[32]。此外，lncRNA-n336928的低表達(dá)與膀胱腫瘤分期低、組織學(xué)分級低和患者生存率低相關(guān)[45]。與鄰近未受影響的組織相比，GHET1在膀胱癌中的表達(dá)升高，其上調(diào)與腫瘤大小、晚期腫瘤和淋巴結(jié)狀況以及生存期不良有關(guān)[46]。另一方面，BANCR和MIR31HG的低表達(dá)與高TNM分期相關(guān)[47]。此外，MEG3表達(dá)下調(diào)與較低的無復(fù)發(fā)生存率有關(guān)[39]。膀胱癌中GAS5的下調(diào)與較高的病理分級和較低的無病生存率有關(guān)[42]。

3 膀胱癌中circRNA的研究進(jìn)展

3.1 膀胱癌中的致癌circRNA

已有研究表明，一些circRNA在膀胱癌中表達(dá)失調(diào)并且能夠促進(jìn)膀胱癌的進(jìn)展。例如，通過篩選circRNA表達(dá)譜，Zhong等[48]發(fā)現(xiàn)膀胱癌組織樣本中的circMYLK水平明顯高于正常膀胱組織樣本，并且circMYLK水平與膀胱癌分期有關(guān)。在體外膀胱癌樣本和膀胱癌細(xì)胞系的組織樣本中發(fā)現(xiàn)circTCF25高表達(dá)，circTCF25高表達(dá)導(dǎo)致CDK6表達(dá)增加，CDK6參與細(xì)胞周期調(diào)節(jié)，并且在膀胱癌、骨肉瘤、胰腺癌和胃癌中發(fā)現(xiàn)了CDK6的過度表達(dá)，這些發(fā)現(xiàn)表明，circTCF25可能通過調(diào)節(jié)CDK6表達(dá)來促進(jìn)膀胱癌的發(fā)展[49]；circUVRAG在膀胱癌細(xì)胞中的表達(dá)顯著增加，并且circUVRAG沉默抑制膀胱癌細(xì)胞的增殖和遷移，體內(nèi)研究表明，circUVRAG的下調(diào)導(dǎo)致腫瘤異種移植體積和重量顯著減少，此外，circUVRAG沉默促進(jìn)了miR-223的表達(dá)，從而抑制了FGFR2基因的表達(dá)，表明circUVRAG通過作為miR-223海綿在膀胱癌中調(diào)節(jié)FGFR2的表達(dá)水平[50]；Wu等[51]發(fā)現(xiàn)circCEP128在膀胱癌患者的腫瘤標(biāo)本中明顯高表達(dá)，進(jìn)一步的研究表明敲除circCEP128可抑制膀胱癌細(xì)胞增殖，促進(jìn)細(xì)胞凋亡；與正常膀胱組織相比，circINTS4在膀胱癌組織樣本中表達(dá)上調(diào)，功能研究表明，circINTS4通過調(diào)節(jié)miR-146b和ARMA3通路促進(jìn)膀胱癌細(xì)胞增殖和誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[52]。

3.2 膀胱癌中的抑癌circRNA

除了作為致癌因子外，還有研究表明一些circRNA在癌癥的進(jìn)展中有抑制和保護(hù)作用。Li等[53]檢測94例膀胱癌患者腫瘤標(biāo)本和正常對照組織發(fā)現(xiàn)，腫瘤標(biāo)本的Cdr1as表達(dá)顯著下調(diào)，體外研究表明，Cdr1as的高表達(dá)降低了膀胱癌細(xì)胞系中的細(xì)胞增殖率，阻斷了細(xì)胞周期，體內(nèi)研究結(jié)果顯示，Cdr1as高表達(dá)的膀胱癌的腫瘤體積和重量顯著減少。circHIPK3在膀胱癌中表現(xiàn)為抑癌基因，Li等[54]表明circHIPK3在膀胱癌組織標(biāo)本中的表達(dá)低于正常膀胱組織，在體外，circHIPK3的高表達(dá)顯著抑制膀胱癌細(xì)胞的遷移，抑制膀胱癌的體內(nèi)增殖。相似的，膀胱癌組織樣本中BCRC-3水平明顯低于正常膀胱組織，體外研究發(fā)現(xiàn)在膀胱癌細(xì)胞中，BCRC-3高表達(dá)能夠抑制細(xì)胞增殖，誘導(dǎo)細(xì)胞周期阻滯[55]。

3.3 circRNA作為膀胱癌診斷和預(yù)后生物標(biāo)志物的潛在作用

研究表明，一些circRNA的高表達(dá)會促進(jìn)膀胱癌進(jìn)展并與患者生存時間降低有關(guān)，它們可能作為癌癥診斷和靶向治療的生物標(biāo)志物。例如，circVANGL1高表達(dá)的膀胱癌患者與低表達(dá)的膀胱癌患者相比總生存率較低[56]，表明circVANGL1可能是膀胱癌患者的診斷和預(yù)后生物標(biāo)志物；最近的一項(xiàng)研究表明，has_circ0000144的表達(dá)在膀胱癌組織樣本中顯著上調(diào)，has_circ0000144高水平患者的總體生存期(OS)比has_circ0000144低水平的患者更低[57]；來自BPTF基因外顯子的circBPTF在膀胱癌細(xì)胞中過度表達(dá)，circBPTF高水平與患者生存率低有關(guān)，而且circBPTF表達(dá)水平與TNM分期和腫瘤復(fù)發(fā)有關(guān)[58]；膀胱癌組織樣本中circPRMT5的水平顯著上調(diào)，而在膀胱癌總體生存期較短的患者中，circPRMT5的上調(diào)更常發(fā)生，且較高的circPRMT5水平與淋巴轉(zhuǎn)移和晚期腫瘤分期顯著相關(guān)[59]。

同時，還有一些circRNA高表達(dá)對膀胱癌進(jìn)展起抑制作用，與生存時間長有關(guān)。例如，Li等[60]發(fā)現(xiàn)膀胱癌組織標(biāo)本中的circMTO1水平明顯低于正常膀胱組織標(biāo)本，并且circMTO1表達(dá)水平較低的患者總生存期降低；在一項(xiàng)對72名膀胱癌患者進(jìn)行的研究中，與非腫瘤樣本相比，circITCH在膀胱癌組織樣本中顯著下調(diào)，分析結(jié)果表明circITCH表達(dá)水平與組織學(xué)腫瘤分級呈正相關(guān)，且circITCH表達(dá)較低的患者總體生存期降低[61]；Liu等[62]采用qRT-PCR實(shí)驗(yàn)表明，與非腫瘤樣本相比，膀胱癌組織樣本中circUBXN7水平降低，并且發(fā)現(xiàn)circUBXN7較低水平的患者生存期降低；在125例膀胱癌患者中，與正常膀胱組織樣本中的表達(dá)水平相比，circLPAR1在膀胱癌組織樣本中顯著下調(diào)，單因素和多因素Cox回歸分析表明，較低的circLPAR1水平與較低的疾病特異性生存(DSS)相關(guān)[63]。

4 小結(jié)與展望

本文綜述了目前所知的非編碼RNA在人類膀胱癌中調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移的作用，并強(qiáng)調(diào)了它們在膀胱癌化療的診斷、預(yù)后和反應(yīng)中的潛在臨床意義。非編碼RNA具有廣泛的生物學(xué)功能，包括miRNA海綿、調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄和RNA結(jié)合蛋白的活性等。目前，幾種非編碼RNA參與了膀胱癌的發(fā)病機(jī)制，其中一些可能作為有前途的生物標(biāo)志物。進(jìn)一步深入了解與膀胱癌進(jìn)展相關(guān)的分子機(jī)制可以促進(jìn)治療膀胱癌的臨床應(yīng)用的突破。然而目前，大多數(shù)的非編碼RNA在膀胱癌細(xì)胞中的表達(dá)水平尚未在實(shí)驗(yàn)室中得到證實(shí)，在非編碼RNA的研究中，我們不僅需要盡量減少系統(tǒng)的方法學(xué)錯誤，而且需要重視患者之間的異質(zhì)性。實(shí)現(xiàn)膀胱癌的精準(zhǔn)診斷和治療，還需要廣大科研人員和臨床醫(yī)生的共同努力。