lncRNA UCA1在乳腺癌發(fā)病中的作用機(jī)制及其臨床應(yīng)用研究進(jìn)展

黃錦源，楊靜，代蔭梅

首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京婦產(chǎn)醫(yī)院北京婦幼保健院婦科，北京 100026

乳腺癌是全球范圍內(nèi)最常見的惡性腫瘤，按激素受體狀態(tài)不同可分為雌激素受體（ER）陽(yáng)性乳腺癌、孕激素受體陽(yáng)性乳腺癌、人表皮生長(zhǎng)因子受體2（HER2）陽(yáng)性乳腺癌和三陰性乳腺癌（TNBC）[1]。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，乳腺癌約占女性惡性腫瘤病例的24.5%，約占惡性腫瘤相關(guān)死亡的15.5%[2]。隨著分子生物學(xué)和精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的發(fā)展，從分子水平闡明乳腺癌的發(fā)病機(jī)制有助于實(shí)現(xiàn)乳腺癌臨床早期診斷、靶向治療和預(yù)后評(píng)估，改善患者的遠(yuǎn)期預(yù)后和生活質(zhì)量。近年來，長(zhǎng)鏈非編碼RNA（lncRNA）被發(fā)現(xiàn)在細(xì)胞生理過程及惡性腫瘤進(jìn)展、轉(zhuǎn)移等過程的調(diào)控中發(fā)揮關(guān)鍵作用。尿路上皮癌胚抗原1（UCA1）是在膀胱移行細(xì)胞癌中發(fā)現(xiàn)的一種lncRNA[3]。研究發(fā)現(xiàn)，UCA1參與影響多種類型腫瘤細(xì)胞的增殖、凋亡、遷移、侵襲、耐藥等惡性生物學(xué)行為，有望作為惡性腫瘤診斷和預(yù)后的生物標(biāo)志物及基因治療靶點(diǎn)[4]?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)UCA1在乳腺癌發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮促癌作用，在診療和預(yù)后評(píng)估中具有一定應(yīng)用價(jià)值?，F(xiàn)就UCA1在乳腺癌發(fā)病中的作用機(jī)制及其臨床應(yīng)用相關(guān)研究綜述如下。

1 UCA1在乳腺癌發(fā)生發(fā)展中的作用機(jī)制

1.1 UCA1結(jié)合miRNAs促進(jìn)乳腺癌發(fā)病 UCA1可作為競(jìng)爭(zhēng)性內(nèi)源性RNA結(jié)合miRNAs，減弱其對(duì)下游靶基因的抑制作用，從而發(fā)揮促癌作用。研究發(fā)現(xiàn)，UCA1在乳腺癌中高表達(dá)，其能夠通過直接與抑癌因子miRNA（miR）-143相互作用，降低后者表達(dá)，從而促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞增殖和細(xì)胞周期進(jìn)程，抑制細(xì)胞凋亡[5]。UCA1既可以通過競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合miR-206，上調(diào)蛋白酪氨酸磷酸酶1B表達(dá)從而促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞增殖；也可作為競(jìng)爭(zhēng)性內(nèi)源RNA抑制miR-122-5p的表達(dá)，減弱miR-122-5p對(duì)下游靶基因丙酮酸激酶肌肉同工酶M2和胰島素樣生長(zhǎng)因子1受體的抑制作用，從而促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞侵襲[6-7]。陸小琴等[8]研究發(fā)現(xiàn)，UCA1促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞增殖、遷移和侵襲可能與靶向miR-613有關(guān)。ZHANG等[9]證實(shí)，UCA1可通過靶向miR-185-5p促進(jìn)乳腺癌的發(fā)生發(fā)展。此外，有研究表明，轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β（TGF-β）與TGF-β受體1、2相結(jié)合，通過激活Smad信號(hào)通路上調(diào)乳腺癌中UCA1表達(dá)，而上調(diào)的UCA1在細(xì)胞質(zhì)中競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合miR-1和miR-203a，在轉(zhuǎn)錄后水平上調(diào)Slug表達(dá)，從而促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞的上皮—間充質(zhì)轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程[10]。

1.2 UCA1與下游蛋白直接作用促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng) UCA1與其他蛋白相互作用，可通過調(diào)節(jié)下游分子水平或引起自身表達(dá)差異來介導(dǎo)乳腺癌的發(fā)生發(fā)展過程。放化療導(dǎo)致的DNA損傷可引起異質(zhì)性胞核核糖核蛋白Ⅰ（hnRNP Ⅰ）磷酸化及磷酸化形式的hnRNP Ⅰ在細(xì)胞質(zhì)中積累，而UCA1能夠與這種磷酸化形式的hnRNP Ⅰ形成功能性的核糖核蛋白復(fù)合物，并增加UCA1的穩(wěn)定性；UCA1與hnRNPⅠ的相互作用通過競(jìng)爭(zhēng)性減弱hnRNP Ⅰ與腫瘤抑制因子p27 mRNA的5'UTR的相互作用，抑制p27翻譯，從而促進(jìn)乳腺癌的生長(zhǎng)[11]。LEE等[12]發(fā)現(xiàn)，特異富含AT序列結(jié)合蛋白1能夠通過直接結(jié)合UCA1啟動(dòng)子和上游3.0 kb區(qū)域來抑制UCA1表達(dá)，而下調(diào)特異富含AT序列結(jié)合蛋白1表達(dá)可誘導(dǎo)UCA1表達(dá)，同時(shí)伴隨組蛋白H3第4位賴氨酸三甲基化、組蛋白H3第27位賴氨酸乙?；皆黾蛹皢?dòng)子處組蛋白H3第27位賴氨酸三甲基化水平抑制，最終促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞的生長(zhǎng)和存活。另一項(xiàng)研究則發(fā)現(xiàn)，乳腺癌中抑癌蛋白Merlin表達(dá)下調(diào)導(dǎo)致Smad同源物7蛋白降解，使后者對(duì)TGF-β信號(hào)通路的抑制作用減弱，TGF-β與Hippo效應(yīng)因子協(xié)同活動(dòng)，導(dǎo)致UCA1表達(dá)上調(diào)，促進(jìn)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，上調(diào)轉(zhuǎn)錄激活因子3的活性，導(dǎo)致己糖激酶2水平升高，使乳腺癌細(xì)胞代謝向有氧糖酵解轉(zhuǎn)變，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的代謝適應(yīng)[13]。

1.3 UCA1激活下游信號(hào)通路促進(jìn)腫瘤惡性生物學(xué)行為 UCA1在乳腺癌中發(fā)揮促癌作用也與激活下游信號(hào)通路密切相關(guān)。過表達(dá)UCA1可促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞的增殖和細(xì)胞周期進(jìn)展，該作用可能與Wnt信號(hào)通路有關(guān)[14]。XIAO等[15]研究發(fā)現(xiàn)，UCA1可通過激活Wnt/β-catenin信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑增強(qiáng)乳腺癌細(xì)胞的侵襲和上皮—間質(zhì)轉(zhuǎn)化過程。除此之外，腫瘤微環(huán)境中的免疫細(xì)胞或缺氧微環(huán)境也被報(bào)道參與腫瘤的發(fā)生和進(jìn)展。UCA1在體外模擬缺氧（1%O2）條件下呈顯著高表達(dá)，UCA1過表達(dá)能夠通過激活缺氧誘導(dǎo)因子1α促進(jìn)低氧乳腺癌細(xì)胞增殖并抑制細(xì)胞凋亡[16]。同時(shí)，腫瘤微環(huán)境中的巨噬細(xì)胞也可以通過增強(qiáng)UCA1的表達(dá)來增強(qiáng)乳腺癌細(xì)胞的侵襲性[17]。

2 UCA1在乳腺癌診斷中的應(yīng)用

液體標(biāo)本活檢作為一種無創(chuàng)或微創(chuàng)生物標(biāo)志物檢測(cè)手段，在惡性腫瘤的早期診斷、疾病監(jiān)測(cè)和療效評(píng)估等方面具有較大優(yōu)勢(shì)。檢測(cè)樣本主要是血液、尿液、唾液、腦脊液和腹胸水，其中血液是最常見的樣本[18]。新興的液體活檢生物標(biāo)志物如循環(huán)腫瘤DNA、循環(huán)腫瘤細(xì)胞、lncRNA、miRNA及外泌體已被證實(shí)在惡性腫瘤早期診斷中具有較好的區(qū)分度和有效性[19]。同樣，也有研究發(fā)現(xiàn)血漿UCA1水平對(duì)于TNBC有一定診斷價(jià)值。TNBC患者血漿UCA1水平顯著高于非TNBC患者，且調(diào)整其他參數(shù)后發(fā)現(xiàn)，血漿高水平UCA1是TNBC發(fā)病的危險(xiǎn)因素；血漿UCA1單獨(dú)用于區(qū)分TNBC患者和健康個(gè)體的受試者工作特征曲線下面積（AUC）為0.849，單獨(dú)區(qū)分TNBC和非TNBC患者的AUC為0.817，而聯(lián)合血漿中細(xì)胞周期激酶抑制因子4基因座中反義lncRNA和缺氧誘導(dǎo)因子1α反義鏈2的模型用于區(qū)分TNBC和非TNBC的AUC高達(dá)0.934、敏感度為76.0%、特異度為97.1%[20]。因此，相比單獨(dú)使用血漿UCA1，UCA1聯(lián)合其他lncRNA的診斷模型在TNBC中顯示出更加優(yōu)異的效能。目前未發(fā)現(xiàn)UCA1在其他亞型乳腺癌中有相關(guān)應(yīng)用研究，還需未來進(jìn)一步驗(yàn)證和探索。

3 UCA1在乳腺癌治療中的應(yīng)用

3.1 UCA1作為逆轉(zhuǎn)耐藥治療靶點(diǎn) 腫瘤耐藥問題始終是乳腺癌治療的一大挑戰(zhàn)。UCA1通過不同作用機(jī)制參與乳腺癌耐藥過程，使得直接靶向或間接調(diào)節(jié)UCA1逆轉(zhuǎn)耐藥性成為可能。研究發(fā)現(xiàn)，UCA1可通過抑制miR-203a表達(dá)增強(qiáng)乳腺癌細(xì)胞的化療耐藥性，增強(qiáng)乳腺癌細(xì)胞的活力[21]。UCA1、乳腺癌雌激素耐受基因4與乳腺癌輔助化療耐藥有關(guān)，而協(xié)同下調(diào)UCA1和乳腺癌雌激素耐受基因4表達(dá)可提高乳腺癌患者輔助化療的效果并延緩乳腺癌進(jìn)展[22]。這提示同時(shí)靶向UCA1和其他靶點(diǎn)在逆轉(zhuǎn)乳腺癌化療耐藥性方面可能具有協(xié)同或疊加作用。此外，UCA1可與miR-613相互作用，并通過“海綿”作用吸收miR-613，上調(diào)細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶12的表達(dá)，促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞對(duì)紫杉醇的耐藥性[23]。因此，UCA1有望成為乳腺癌化療耐藥的治療靶點(diǎn)。

內(nèi)分泌治療是乳腺癌的重要治療方式之一。他莫昔芬是一種雌激素拮抗劑，是臨床上ER陽(yáng)性乳腺癌的標(biāo)準(zhǔn)激素療法之一。UCA1在他莫昔芬耐藥乳腺癌細(xì)胞中顯著高表達(dá)，其不僅能夠通過與zeste增強(qiáng)子同源物2相互作用，上調(diào)p21啟動(dòng)子上組蛋白H3第27位賴氨酸三甲基化水平來抑制p27表達(dá)，也可影響CAMP反應(yīng)元件結(jié)合蛋白和蛋白激酶B激活，調(diào)節(jié)磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B信號(hào)通路，從而促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞對(duì)他莫西芬的耐藥性。下調(diào)UCA1則可通過促進(jìn)細(xì)胞凋亡和阻滯細(xì)胞周期于G2/M期，增加耐藥乳腺癌細(xì)胞對(duì)他莫西芬的敏感性[24]。UCA1也能部分通過激活mTOR信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑及競(jìng)爭(zhēng)性抑制miR-18a促進(jìn)ER陽(yáng)性乳腺癌細(xì)胞對(duì)他莫昔芬的耐藥性[25-26]。LI等[27]研究顯示，他莫昔芬治療后，UCA1呈缺氧誘導(dǎo)因子1α依賴性表達(dá)上調(diào)，上調(diào)的UCA1能夠競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合miR-18a，減弱miR-18a對(duì)下游缺氧誘導(dǎo)因子1α的負(fù)調(diào)控作用，UCA1表達(dá)通過UCA1-miR-18a-缺氧誘導(dǎo)因子1α-UCA1反饋環(huán)進(jìn)一步增強(qiáng)，最終促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞對(duì)他莫昔芬耐藥。而下調(diào)UCA1表達(dá)、上調(diào)miR-18a表達(dá)或使用miR-18a模擬物能夠提高耐藥ER陽(yáng)性乳腺癌細(xì)胞對(duì)他莫昔芬的敏感性。另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，下調(diào)他莫昔芬耐藥乳腺癌細(xì)胞中UCA1的表達(dá)可通過阻滯β-catenin易位至細(xì)胞核并抑制Wnt信號(hào)通路活性，從而增加ER陽(yáng)性乳腺癌細(xì)胞對(duì)他莫昔芬的敏感性[28]。此外，UCA1在他莫昔芬耐藥乳腺癌細(xì)胞釋放的外泌體中也顯著增加，而且在外泌體中表達(dá)水平較細(xì)胞中更高；外泌體介導(dǎo)的UCA1也能夠顯著促進(jìn)敏感乳腺癌細(xì)胞對(duì)他莫昔芬的耐藥性[29]。因此，靶向乳腺癌組織及其釋放的外泌體中UCA1的表達(dá)可能是提高乳腺癌對(duì)他莫昔芬治療敏感性的手段之一。而在HER2陽(yáng)性乳腺癌細(xì)胞中，UCA1高表達(dá)可通過競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合miR-18a，減弱其對(duì)下游Yes相關(guān)蛋白1的抑制作用，上調(diào)Yes相關(guān)蛋白1表達(dá)，從而增強(qiáng)HER2陽(yáng)性乳腺癌細(xì)胞對(duì)曲妥珠單抗的耐藥性[30]。

3.2 UCA1作為乳腺癌直接治療靶點(diǎn) 既往細(xì)胞實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，使用特異siRNA或shRNA下調(diào)UCA1表達(dá)可抑制乳腺癌細(xì)胞的惡性生物學(xué)行為。應(yīng)用新型非病毒陽(yáng)離子囊泡納米載體1 040μm、聚乙烯亞胺濃度為4.3μg/mL，可有效將有survivin啟動(dòng)子的UCA1 shRNA表達(dá)載體轉(zhuǎn)染到乳腺癌MCF-7細(xì)胞，確保無明顯細(xì)胞毒性的同時(shí)能夠顯著引起細(xì)胞周期阻滯和細(xì)胞凋亡[31]。陳承等[32]進(jìn)一步使用 shRNA在動(dòng)物體內(nèi)干擾UCA1表達(dá)，發(fā)現(xiàn)能夠顯著抑制乳腺癌移植瘤模型腫瘤生長(zhǎng)，其作用機(jī)制可能與UCA1靶向抑制miR-582-5p表達(dá)相關(guān)。通過調(diào)節(jié)UCA1上游分子來抑制UCA1在乳腺癌中的表達(dá)也可抑制乳腺癌細(xì)胞的惡性生物學(xué)行為。AT豐富結(jié)合域1A和轉(zhuǎn)錄因子CCAAT增強(qiáng)子結(jié)合蛋白α能夠以協(xié)同方式直接結(jié)合UCA1啟動(dòng)子，降低組蛋白H3第4位賴氨酸三甲基化水平以及UCA1的轉(zhuǎn)錄活性，從而抑制乳腺癌細(xì)胞的增殖和遷移[33]。另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，胰島素樣生長(zhǎng)因子2 mRNA結(jié)合蛋白的KH34結(jié)構(gòu)域至少通過一個(gè)ACACCC基序與UCA1相結(jié)合，這種相互作用不僅可以通過招募CC趨化因子受體4型-NOT1腺苷酸酶復(fù)合物來降低UCA1的穩(wěn)定性，還可以減弱UCA1與miR-122-5p的結(jié)合能力，使miR-122-5p活性釋放和乳腺癌細(xì)胞侵襲性降低[7]。此外，極光激酶抑制劑CCT137690處理ER陰性人乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞系后，可顯著抑制UCA1的表達(dá)，提示CCT137690可能是一種潛在的乳腺癌治療藥物[34]。相信隨著研究的開展，以UCA1為靶點(diǎn)治療乳腺癌將會(huì)成為可能。

4 UCA1在乳腺癌預(yù)后評(píng)估中的應(yīng)用

乳腺癌預(yù)后評(píng)估及疾病監(jiān)測(cè)具有重要臨床意義。目前已有多項(xiàng)研究探討乳腺癌組織中UCA1表達(dá)與臨床病理特征和預(yù)后之間的關(guān)系。乳腺癌組織中UCA1高表達(dá)與腫瘤組織學(xué)分級(jí)和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)，而與患者年齡無明顯相關(guān)[22]。另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，UCA1在人類原發(fā)性乳腺癌組織中顯著升高，其高表達(dá)與高臨床分期相關(guān)[17]。UCA1在紫杉醇耐藥乳腺癌細(xì)胞中同樣高表達(dá)，并與腫瘤分級(jí)密切相關(guān)，而與患者年齡和腫瘤大小無關(guān)[23]。LIU 等[28]研究發(fā)現(xiàn)，乳腺癌Ⅲ+Ⅳ期患者UCA1表達(dá)高于Ⅰ+Ⅱ期患者，UCA1高表達(dá)的乳腺癌患者5年生存率顯著低于UCA1低表達(dá)組。LI等[10]研究同樣證實(shí)UCA1在轉(zhuǎn)移性乳腺癌患者的表達(dá)水平顯著高于非轉(zhuǎn)移性組，其高表達(dá)與乳腺癌患者無復(fù)發(fā)生存期降低顯著相關(guān)。以上研究顯示，乳腺癌中UCA1的表達(dá)與患者臨床病理特征密切相關(guān)，其高表達(dá)可預(yù)示患者預(yù)后不良，在一定程度上可用于乳腺癌患者的預(yù)后評(píng)估。而最近另一項(xiàng)研究卻發(fā)現(xiàn)，UCA1在乳腺癌luminal亞型中低表達(dá)，其低表達(dá)被認(rèn)為是較短總生存期的危險(xiǎn)因素[35]。上述結(jié)果差異有待于進(jìn)一步研究驗(yàn)證，特別是基于分子分型進(jìn)行分類探索。

綜上所述，UCA1能夠通過多種途徑促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞的增殖、遷移、侵襲、上皮—間質(zhì)轉(zhuǎn)化以及代謝適應(yīng)，干擾細(xì)胞周期進(jìn)程，抑制細(xì)胞凋亡，被認(rèn)為是一種癌基因，介導(dǎo)乳腺癌的發(fā)生發(fā)展過程。血漿UCA1檢測(cè)在TNBC診斷方面具有較好效能，與其他指標(biāo)聯(lián)合檢測(cè)可提高敏感度和特異度，這可能是未來無創(chuàng)診斷TNBC的方向之一。UCA1可能有助于對(duì)乳腺癌患者進(jìn)行預(yù)后評(píng)估。直接或間接靶向UCA1及影響其介導(dǎo)的信號(hào)通路可在細(xì)胞水平和動(dòng)物模型水平起到逆轉(zhuǎn)耐藥和抑制乳腺癌進(jìn)展的作用，使得UCA1有望成為乳腺癌治療靶點(diǎn)之一，但這還需要進(jìn)一步動(dòng)物實(shí)驗(yàn)及臨床研究驗(yàn)證。