MicroRNA與膀胱癌的研究進展

作者簡介：吳軍，男，副主任醫師，醫學學士。Email:984136322@qq.com.

吳軍

（右江民族醫學院附屬醫院泌尿外科，百色 533000）

【關鍵詞】microRNA；膀胱癌；腫瘤

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中圖分類號：R737.14文獻標識碼：A文章編號：10031383(2014)03036304

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DOI:10.3969/j.issn.10031383.2014.03.030

膀胱癌是泌尿系統最常見的惡性腫瘤，男性膀胱癌的發病率位居全身腫瘤的第8位，女性排在第12位以后［1］。臨床上，多數膀胱腫瘤為移行上皮癌，以非肌層浸潤性膀胱癌占絕大多數，常具有多中心發病、治療后易復發等特點。目前，手術切除是首選的治療方法，但預后差、術后復發率極高，部分患者在術后12個月內復發，術后5年復發率達24%～84%，且每次復發后其惡性程度均相應提高。因此，開發治療效果好、副作用小甚至沒有副作用的方法意義重大。近年來分子靶向治療在大腸癌、肺癌、乳腺癌等腫瘤中取得了許多可喜的研究成果，并已相繼獲批投入臨床使用，但膀胱癌靶向治療的研究相對滯后。微小RNA（microRNA,miRNA）的發現使人們對RNA調控基因表達的功能有了全新的認識，并成為研究基因功能的有力工具，引起了許多學者的關注，在2002年Science評選的十大科學成就中高居榜首。miRNA作為細胞內一類重要的非編碼調控分子，其所介導的調控作用已被認為是多細胞生物基因表達轉錄后水平的一種普遍調節方式［2，3］。miRNA的異常表達與多種癌癥密切相關，其在癌癥的表達水平上調或下調，對腫瘤的早期診斷及治療意義重大。本文通過對miRNA的研究分析，以期為膀胱癌的診斷及治療提供新的生物學依據。

1miRNA的生物學特性

miRNA是一種大小為21～23個堿基的單鏈小分子RNA，由具有發夾結構的70～90個堿基大小的單鏈RNA加工而成，參與了基因調控表達。但RNA的表達方式各不相同，第一個被確認的miRNA是在線蟲中首次發現的lin4及let7。據分析調查顯示，人類已發現2000多種 miRNA，miRNA的生理功能是調控發育、分化及凋亡，參與細胞死亡及脂肪代謝等，有時調節內源基因表達，提示miRNA有非常廣泛的生物功能。它調節著許多蛋白編碼的基因，抑制蛋白質的合成，同時在細胞分化、發育和凋亡等關鍵時期調控轉錄后的基因表達水平，說明它既可作為誘癌基因參與腫瘤形成，又可作為抑癌基因參與腫瘤的控制，提示miRNA和癌癥之間有密切關系。目前有證據表明，每個miRNA可調控多個位點，每個miRNA可以調節數百到數千個目標基因的表達，因此估計有1/3到1/2的蛋白質編碼基因的表達受到miRNA的調節［4］。

2miRNA在腫瘤中的作用

從1993至今，科學家們對miRNA的研究逐步深入，學者們發現雖然miRNA的表達方式各不相同，在不同組織、不同發育階段的RNA水平仍有差異，但腫瘤細胞的分化異常、腫瘤細胞增殖、細胞死亡、凋亡等均與miRNA密切相關。比如，在肺癌組織中低水平表達的let7，由于它的表達下調，使得原本在正常組織中處于let7控制下的人類RAS家族的三個成員 HRAS、KRAS和NRAS從表達抑制狀態釋放出來，因而導致RAS通路的過度激活和細胞生長失控［5］；慢性淋巴細胞性白血病（CLL）中miR15a和miR161定位于染色體Bq14區段，表達下調導致它們的靶基因CDK6和BCL2明顯上調，從而加速了細胞周期的運行并抑制腫瘤細胞的凋亡［6］；在檢測的CLL患者中，有近60％的該兩種miRNA完全喪失或表達下調。而在乳腺癌中也發現了該區段的缺失和下調現象，被認為具有抑癌基因活性的miR34家族有三個成員miR34a/b/c，它們的基因表達在轉錄水平均可被抑癌基因p53調控［7］。miR34a的表達水平在36%的直腸癌和73%的前列腺癌中下調［8，9］，而miR34b在43％的非小細胞型肺癌中發生下調［10］。miR34除協同p53促進凋亡外，還通過調控cyclin E、CDK4、E2F1和E2F3蛋白的表達水平，參與調控細胞周期的G1期阻滯［11，12］；在多種腫瘤組織中高表達的miR1792基因簇通過調控Tsp1和CTGF的表達，促進腫瘤的血管生成［6，13，14］。目前隨著miRNA家族研究數量不斷擴展，人類表達異常的miRNA的研究也越來越深入，人們逐漸發現以miRNAs為主導的基因轉錄后，調控網絡幾乎參與了腫瘤發生發展的各個環節。一旦體內miRNA表達出現異常，會直接引起機體的諸多異常現象，最終導致癌癥的發生。同時，體內外實驗也已證實通過特定方法對細胞內源miRNA的表達水平進行相應的干預，可以起到抑制腫瘤細胞生長和阻遏腫瘤細胞向其他組織器官轉移的作用，提示其作為腫瘤治療靶點的潛在應用價值。近期國內外的研究已在不同類型腫瘤中取得了一定進展。如兩個miRNA（miR15a、miR161）水平的下降，會造成抗凋亡基因BCL2的過度表達，從而導致B細胞增殖能力大大增強，脫離正常的增殖凋亡平衡走向惡性轉化的道路。據此，體外實驗已證實，miR15a和miR161在轉錄后水平抑制BCL2的表達足以引起CLL來源細胞系的凋亡，因此二者作為天然的BCL2“抑制劑”有望應用于臨床治療CLL及其他BCL2過度表達引起的腫瘤［15，16］。Takamizawa等發現let7在人肺癌細胞中表達降低，由于let7可直接調控肺癌的關鍵基因——RAS基因，因此在人肺癌中具有抑癌作用［17］。而Slack等的最新研究表明，let7能夠抑制培養的肺癌細胞和大鼠體內腫瘤細胞的生長，并證明let7以鼻內給藥的方式能夠減少RAS類型小鼠肺癌模型的腫瘤形成［18］。miR122是丙肝病毒感染和復制所必需的miRNA，目前首個靶向miR122的miRNA藥物已經進入臨床實驗，用于治療丙肝病毒感染引起的肝臟疾病［19，20］。更令人感興趣的是，Krutzfeldt等將2O甲基化，且與內源性miRNA完全互補的寡聚核苷酸兩端分別共價連接2個和4個磷硫酰基團，將之命名為“antagomiR”。這種修飾后的“antagomiR”與膽固醇偶聯可以降低腎清除率，并大大增加細胞對其的吸收能力。有研究人員將針對miR16的 antagomiR16用于實驗后發現，連續向小鼠體內注射三次高劑量的“antagomiR16”可以導致小鼠體內除腦部以外所有被檢組織中內源miR16的表達量下降。研究人員隨后使用“antagomiR”抑制了miR122的表達后，細胞質膜上膽固醇的含量下降了近40%，這一發現無疑進一步證實了“antagomiR”的潛在臨床治療效果［21，22］。而有關研究表明，miR21通過對靶基因的調控，參與腫瘤細胞的侵襲、血管浸潤和轉移。

〖3miRNA與膀胱癌的關系

雖然miRNA芯片技術發展迅速，但目前miRNA在膀胱癌中的研究還處在初起階段，對其認識正逐步加深。各項研究證明了miRNA與膀胱癌的緊密關系，研究者使用miRNA芯片技術及雙熒光報告基因實驗等技術在膀胱癌細胞系中研究miRNA家族對細胞增殖、凋亡和遷移等癌癥相關表型的影響，以確定它們參與癌癥發生發展的作用，有助于膀胱癌的早期確診、分期和治療。2009年有研究發現，miRNA的表達與膀胱癌的分期有關，在淺表性膀胱癌中高表達的有miRNA10a，在肌層浸潤性膀胱癌中高表達的有miRNA222和miRNA125b，而在淋巴結陽性患者中高表達的有miRNA452，認為miRNA452能成為一種預測膀胱癌患者預后的指標［22］。最近Wiklund等［23］的研究發現，miRNA200家族和miRNA205在淺表性膀胱癌中的表達要比在肌層浸潤性膀胱癌中高1.5～2.5倍，而且在浸潤性膀胱癌中miRNA200家族和miRNA205經常發生表達沉默，miRNA的異常表達能為膀胱腫瘤的研究提供新的線索，如果能確定膀胱癌中不同特異表達的基因譜，也可能會為膀胱癌的診斷提供生物標記。由于膀胱癌患者尿液常作為臨床檢測標本，而尿液中miRNA的檢測也已經取得進一步進展，學者利用PCR技術對尿液中miRNA進行檢測分析，發現正常人與膀胱癌患者尿液有2個miRNA存在差異，提高了膀胱癌無創性診斷的可能。膀胱腫瘤細胞與正常組織miRNA表達譜具有明顯差異，如果miRNA在癌癥中的表達水平上調，其表現為致癌基因，可以下調抑癌基因活性。研究也證實了miRNA參與了癌基因和抑癌基因的活性。相反，如果miRNA在癌癥中的表達水平下調，我們就可認為其為抑癌基因，下調原癌基因活性，我們可以根據miRNA靶基因表達方式的不同來尋找治療膀胱癌的新靶標。目前最新的研究還證明miR29家族（包括miR29a、miR29b和miR29c）的表達水平在膀胱癌患者中呈現明顯下降趨勢。深入研究miR29a、miR29b和miR29c在膀胱癌發生發展中的具體作用和分子機制，并分別在體外和小鼠模型中進行實驗以觀察它們在膀胱癌治療中的潛在價值，也可探索以這三個miRNAs靶點用于膀胱癌治療的可行性。此外，結合目前在miRNA藥物設計方面的新發現，可能初步建立和完善一套適用于miR29a、miR29b和miR29c的治療策略。同時，在膀胱癌細胞系中功能試驗初步證實，通過外源干預它們的表達，可以逆轉某些癌癥相關表型，包括細胞增殖、細胞凋亡及細胞遷移。此外，也陸續鑒定出若干個miR29調節的下游靶基因，其中多個是與細胞增殖、凋亡及遷移密切相關。與此同時，結合其他研究組關于這三個miRNA在其他類型腫瘤中的作用和機制的發現，進一步明確了其抑癌作用和作為腫瘤治療靶點的潛力。這些研究為針對miRNA的膀胱癌治療提供了新的研究思路。

4展望

從以上文獻可知，miRNA給了我們一個全新的視野來理解腫瘤的發生和發展，并顯示了其作為腫瘤治療靶點的巨大潛能。miRNA與癌癥調控網絡研究內容的重要組成和進一步深化，對了解腫瘤發生發展的本質和拓展相關的臨床治療措施具有重要意義，也對提高腫瘤的治療效果，維護人類健康和社會發展具有深遠影響。我們可以認為在膀胱癌中，miRNA是一種潛在的腫瘤生化標志物，可改善膀胱癌的診斷、治療及預后，為最終戰勝膀胱癌提供新思路。

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(收稿日期：2014-02-14修回日期：2014-05-23)

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(編輯：潘明志)

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(收稿日期：2014-02-14修回日期：2014-05-23)

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(編輯：潘明志)

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(收稿日期：2014-02-14修回日期：2014-05-23)

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(編輯：潘明志)