miRNA在膀胱癌發生發展及臨床應用的研究進展

李月喜(綜述)，盧鴻雁，宋東奎※(審校)

(1.河南大學淮河醫院神經外科，河南 開封 475000；2.鄭州大學第一附屬醫院泌尿外科五病區,鄭州 450052)

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miRNA在膀胱癌發生發展及臨床應用的研究進展

李月喜1△(綜述)，盧鴻雁2，宋東奎2※(審校)

(1.河南大學淮河醫院神經外科，河南 開封 475000；2.鄭州大學第一附屬醫院泌尿外科五病區,鄭州 450052)

膀胱癌的發生、發展與微RNA(miRNA)的異常表達密切相關，因此miRNA可作為膀胱癌診治的潛在生物學靶點；近年來膀胱癌相關miRNA的作用靶點及分子靶向機制不斷被發現，了解miRNA在膀胱癌發生發展中的作用的同時，尿液和血液中膀胱癌相關的miRNA的研究為膀胱癌的早期診斷奠定基礎。miRNA與膀胱癌的進一步研究將為膀胱癌的早期診斷、基因靶向治療、預后評估提供新的方向。

膀胱癌；微小RNA；生物學靶點

膀胱癌是泌尿生殖系統最常見的腫瘤，發病率及病死率均占泌尿系統疾病的首位。微RNA(micro RNA，miRNA) 是一類高度保守的大小為19～25個核苷酸的非編碼小分子RNA，普遍存在于各種生物細胞中，參與細胞轉錄后基因表達的調控，從而參與細胞增殖、分化和凋亡。近年來miRNA與膀胱癌的研究，特別是miRNA作用靶點、生物學機制方面的研究，可能將為膀胱癌的早期診治靶點，現結合近年來對miRNA在膀胱癌的研究進展予以綜述。

1 miRNA的生成過程及生物學作用

miRNA前體首先在細胞核中RNA聚合酶Ⅱ的作用下被轉錄生成1000～3000個核苷酸的初級轉錄本(pri-miRNA)。pri-miRNA又在RNA聚合酶Ⅲ作用下形成70～100個核苷酸的微小核糖核酸前體(pre-miRNA)。pre-miRNA運輸到細胞質中，裂解成一種19～25個核苷酸的成熟miRNA。成熟的miRNA與生物酶結合形成RNA誘導沉默復合物，并使RNA誘導沉默復合物與靶mRNA的序列互補，來降解靶mRNA或抑制靶mRNA的翻譯。最終通過下調靶基因的蛋白生成調控生物的發育、細胞的增殖凋亡及腫瘤的發生發展。

在腫瘤發病過程中，miRNA的表達是下調還是上調取決于它的靶基因是腫瘤抑制基因還是癌基因，一種腫瘤抑制作用的miRNA表達下調可能促進靶癌基因的表達大大增加，而一種誘發腫瘤發生的miRNA表達上調可能導致靶腫瘤抑制基因的表達降低，最終導致腫瘤形成。

2 miRNA相關的研究方法

miRNA相關的研究方法包括以下3個步驟：miRNA的分離純化，miRNA表達水平的檢測，靶基因的預測。不同的樣本采取不同的分離純化的方法，細胞和組織中多采取mirVanaTMmiRNA Isolation Kit試劑盒進行；待miRNA分離純化后，應用Northern Blot、Microarrays和實時定量聚合酶鏈反應(polymerase chain reaction，PCR)檢測miRNA的表達水平，其中實時定量PCR具有高敏感性、高特異性的特點；TaqMan?MicroRNA Assays和MegaplexTMRT Primers/Primer Pools同時可進行miRNA表達譜分析；而后再應用TargetScan、miRanda、DIANA2MicroT、PicTar、StarBase、miRDB等軟件推測靶基因。

3 膀胱癌相關miRNA表達情況

膀胱癌中基因突變、表觀遺傳學改變等導致相應的miRNA 表達異常。隨著miRNA檢測技術發展，膀胱癌組織或細胞株以及膀胱癌患者體液中越來越多表達異常的miRNA 被發現。

3.1 膀胱癌組織或膀胱癌細胞株中miRNA表達情況 Catto等[1]在2009年對6種膀胱癌細胞株、20個正常膀胱組織、52個膀胱癌組織中的miRNA表達進行研究。膀胱癌組織中有16種異常表達的miRNA；并應用Target-Scan推測miR-99a、miR-100、miR-214、miR-145、miR-30a、miR-125b、miR-507的作用靶點是成纖維細胞生長因子受體3，miR-218的作用靶點為H-Ras。Chen等[2]應用Solexa測序技術發現與正常膀胱組織相比，膀胱癌組織中33種miRNA表達上調，41種miRNA表達下調；其中miR-96上調最明顯，miR-490-5p下調最明顯。夏偉等[3]利用miRNA芯片技術在膀胱癌和癌旁組織中發現差異有統計學意義的miRNA共115種，其中上調的73種、下調的42種。下調的有miR-145、miR-143、miR-133a/b、miR-125b、miR-99a等，上調的有miR-708、miR-200b/c、miR-205、miR-182、miR-21等。與膀胱癌相關的miRNA異常表達情況及作用靶點見表1。

表1 膀胱癌組織及細胞株中miRNA異常表達情況

caspase-2：人胱天冬蛋白酶2；RhoC:RhoC蛋白；VEGFC：血管內皮生長因子C；MAP4K1：造血祖細胞激酶1；IRS1:人胰島素受體底物1；FOXO-1:轉錄因子；REG/BCLAF1:BCL相關轉錄因子；PI3K-AKT:磷脂酰肌醇3激酶-蛋白激酶B信號轉導通路;TAGLN2:細胞骨架相關蛋白2；LASP1：肌動蛋白支架蛋白1；GSTP1:人谷胱甘肽S轉移酶P1；mTOR:雷帕霉素靶蛋白；FGFR3：成纖維細胞生長因子受體3；FSCNI：FSCNI 基因；Mucin-4：黏蛋白-4；EZH2：EZH2 基因；ERK5：細胞外信號調節激酶5；RAS：RAS基因；Socs7：細胞因子信號轉導抑制因子7；C-met：酪氨酸激酶受體；HMGA1：正高遷移率族蛋白A1家族；CDK4:周期蛋白依賴性激酶4

3.2 miRNA在膀胱癌患者體液中的表達情況 膀胱癌組織及膀胱癌細胞株中miRNA研究主要意義在于miRNA在膀胱癌的發生、發展中作用，而miRNA在膀胱癌患者體液中的表達情況研究則重在miRNA在膀胱癌診治中的意義，更易于應用到臨床膀胱癌的診治工作。

3.2.1 miRNA在膀胱癌患者尿液中表達情況 Mengual等[25]對181例膀胱腫瘤患者及136例對照組的尿沉渣分析，發現膀胱癌患者尿液中40種異常表達的miRNA，其中27種下調、13種上調；與低級別組相比，高級別組中有30種異常表達的miRNA，其中20種下調、10種上調；Miah等[26]在膀胱癌患者尿液中發現9種異常的miRNA(miR-15a、miR24-1、miR27b、miR100、miR135b、miR203、miR212、miR328、miR1224)，并提出miRs-135b、miR15b、miR1224-3p三種共同診斷膀胱癌可達94.1%的靈敏度及86%的特異度。

Wang等[27]對51例膀胱癌患者及24例健康對照的尿沉渣及尿上清液研究發現，與對照組相比，膀胱癌患者尿沉渣中miR-200家族、miR-192和miR-155低表達，尿上清液中miR-192 低表達，miR-155高表達；miR-200c和miR-141在術后的尿沉渣恢復正常。Mlcochova等[28]研究發現，miR-126、miR-200家族和miR-183家族(包括miR-182、miR-183和miR-96)在尿中表達上調。Kim等[29]發現miR-214在膀胱癌患者尿中明顯升高，可作為非肌層浸潤性膀胱癌的診斷靶點。尿液中膀胱癌相關的miRNA異常表達情況見表2。

3.2.2 miRNA在膀胱癌患者血液中表達情況 Adam等[34]檢測20個膀胱癌患者及18個非腫瘤患者的血漿miRNA表達情況。發現40種具有診斷意義的miRNAs，如miR-541、

表2 膀胱癌患者尿液中miRNA異常表達情況

miR-200b、miR-566、miR-487和miR-148b表達上調，而miR-25、 miR-92a、miR-92b、miR-302和miR-33b表達下調；而且指出miR-92和miR-33與臨床分期有關。并應用Logistic回歸模型推測確診膀胱腫瘤可達89%的準確度，92%的靈敏度將浸潤組與其他病例鑒別出來，100%靈敏度鑒別肌層浸潤性與對照組，79%靈敏度區分肌層浸潤性、非肌層浸潤性和對照組。

4 miRNA在膀胱癌臨床應用中的研究

4.1 miRNA與膀胱癌的診斷 膀胱癌組織及膀胱癌細胞株中異常表達的miRNA及膀胱癌患者體液中異常表達的miRNA 均可以用于膀胱癌的診斷，血液及尿液中異常表達的miRNA在膀胱癌的診斷中更有實際應用價值，可以為膀胱癌的早期臨床診斷提供依據。Catto等[1]推測膀胱癌組織中miR-526b、miR-507、miR-147、miR-517a、miR-556診斷膀胱癌的靈敏度為90%～100%，特異度為80%～100%，證明這些miRNA可作為膀胱癌的診斷靶點；Mengual等[25]提出尿液中6種miRNAs(miR-187、miR-18a*、miR-25、miR-142-3p、miR-140-5p、miR-204)診斷出膀胱癌的靈敏度和特異度分別為84.8%和86.5%，miR-92a和miR-125b鑒別低級別組和高級別組的靈敏度和特異度分別為84.94%和74.14%。

4.2 miRNA與膀胱癌的病理分級分期 Pignot等[35]對11個正常膀胱樣本及166個腫瘤樣本研究發現15種miRNA 在膀胱癌組織中異常表達，其中miR-146b和miR-9在肌層浸潤組表達顯著上調，其余13種miRNA在腫瘤樣本中均表達異常，3種miRNAs表達上調(miR-200b、miR-182、miR-138)，10種 miRNA下調(miR-1、miR-133a、miR-133b、miR-145、miR-143、miR-204、miR-921、miR-1281、miR-199a和miR-199b)，并發現miR-9、miR-182和miR-200b與浸潤性膀胱癌的浸潤性有關。Xie等[36]對28例浸潤性膀胱癌樣本及11例非浸潤性膀胱癌樣本進行分析，發現浸潤組有7種異常表達的miRNA：miR-29c、miR-200a、miR-378、miR-429、miR-200c和miR-141上調，miR-451下調，這些miRNA可能與腫瘤的浸潤性有關。

4.3 miRNA與膀胱癌的治療 針對miRNA在膀胱癌治療中的研究，主要通過沉默膀胱癌細胞株中表達上調的miRNA和轉染下調的miRNA來控制異常表達的miRNA，并觀察膀胱癌細胞株的增殖、活性、凋亡及耐藥性，從而明確其在治療中作用。Kozinn等[16]研究發現，let-7b、let-7i、miR-1290和miR-138與膀胱癌細胞株吉西他濱耐藥有關；并證明通過改變let-7b、let-7i、miR-1290和miR-138這些miRNA表達可提高吉西他濱對膀胱癌的治療效果。Nordentoft 等[37]研究發現，通過減少miR-138，增加miR-27a和miR-642可增加細胞株對順鉑的敏感性。Tao 等[10]發現，miR-21在尿路上皮癌組織高表達，并可能通過磷脂酰肌醇3激酶/ 蛋白激酶B通路促進癌細胞增殖和T24細胞株的抗化學作用，調節膀胱癌對阿霉素的敏感性。

4.4 miRNA與膀胱癌病情進展及預后 miRNA不但與膀胱癌的發生有關，miRNA的表達情況也可以預測膀胱癌患者的病情進展及預后，準確評估患者病情及進展情況指導治療。

Pignot 等[35]發現miR-9、miR-182和miR-200b與肌層浸潤性膀胱癌的浸潤性、無復發生存率、總生存期有關。Zaravinos等[38]研究發現高水平miR-21與表達較差的總生存期有關，并提出miR-21、miR-210和miR-378可作為總生存期的獨立預后因素，miR-21和miR-378可作為復發的獨立預后因素。Rosenberg等[39]對進展組和非進展組的miRNA表達譜分析，發現17種miRNA差異有統計學意義，尤其是miR-182、miR-29c*、miR-130a和miR-31。miR-29c*在進展組中明顯低表達，可能被用于鑒別膀胱癌T1期中高危組和低危組，并指出miR-29c*的高水平表達與良好預后有關，從而證明膀胱癌的進展與miRNA水平的改變有關。

5 結 語

膀胱癌的發生發展、膀胱癌細胞的侵襲遷移、藥物敏感性與miRNA密切相關。不僅膀胱癌組織、膀胱癌細胞株中miRNA表達異常，而且在膀胱癌患者的如血液、尿液等體液中也能檢測出異常表達的miRNA，這些研究結果讓研究者們對miRNA在膀胱癌診斷、病理分期分級、治療、病理進展及預后等作用有了初步的認識，這些研究也為膀胱癌病因及臨床診治提供了一個新的方向，但是如何將miRNA應用于膀胱癌的早期診斷、基因靶向治療和預后評估需要更深一步研究。參考文獻

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Research Progress on MicroRNA in the Incidence and Development of Bladder Cancer

LIYue-xi1,LUHong-yan2,SONGDong-kui2.

(1.DepartmentofNeurosurgery,HuaiheHospitalofHenanUniversity，Kaifeng475000,China; 2.theFifthWardinDepartmentofUrology,theFirstAffiliatedHospitalofZhengzhouUniversity,Zhengzhou450052,China)

The incidence and development of bladder cancer is closely associated with the abnormal expression of different microRNA(miRNA),so miRNA can be potential biological targets in the diagnosis and treatment of bladder cancer.In recent years,the targets and molecular mechanisms of miRNA associated with bladder cancer have been constantly discovered,which makes us understand miRNA′s role in the incidence and development of bladder cancer,while studies of miRNA in urine and blood also provide basis for the early diagnosis of bladder cancer.Further studies of miRNA and bladder cancer will provide new directions for early diagnosis,gene-targeted therapy,and prognosis assessment of bladder cancer.

Bladder cancer; microRNA; Biological targets

R737.1

A

1006-2084(2015)12-2171-04

10.3969/j.issn.1006-2084.2015.12.022

2014-04-15

2014-10-29 編輯：相丹峰