microRNA在膀胱癌中的研究進展

任一　肖明朝　何衛陽

摘要：膀胱癌（bladder cancer）是泌尿外科臨床上最常見的惡性腫瘤，其高復發率及高進展率使其成為實體腫瘤中總體花費最多的腫瘤之一。microRNA是一組內源性非編碼小分子RNA，在調控多種生物活動進程中到起至關重要的作用。近年來研究表明，microRNA與膀胱癌的發生、發展有著密切聯系，本文將對microRNA在膀胱癌中的研究進展予以綜述。

關鍵詞：microRNA；膀胱癌；基因調控

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，膀胱癌發病率居惡性腫瘤第11位[1]。在中國，膀胱癌也是臨床上最常見的泌尿系腫瘤，不僅治療費用高昂，且復發率高，患者往往需要終生嚴密隨訪[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，從而導致患者錯失最佳治療時機，致使腫瘤的進一步發展，因此膀胱癌的早期診斷至關重要[3]。目前臨床上對于膀胱癌的早期輔助檢查主要有：膀胱鏡活檢和尿脫落細胞學檢查。前者屬于侵入性檢查，對于絕大部分患者而言具有一定的心理恐懼以及疼痛刺激，且膀胱鏡自身對于膀胱頂部以及膀胱前壁存在視覺盲區，故其臨床應用受到一定程度的限制；后者屬于非侵入性檢查，對于診斷膀胱癌的特異性高達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，越來越多的國內外學者致力于從新的基因調控水平來闡釋膀胱癌的發生、發展以及轉歸，希望從基因角度找到膀胱癌早期發現以及治療的突破口，進而全面提升對膀胱癌的認識。近年來許多研究表明，一些microRNA參與膀胱癌發生、發展的調控，其中一部分microRNA促使膀胱癌的發生，相反另一部microRNA則抑制膀胱癌的發生。本文將針對調控膀胱癌發生發展的microRNA進行綜述，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是一類長度約20～25個堿基組成的非編碼單鏈RNA，廣泛存在于病毒、植物和動物等各種生物中。它是由一段長度為70～90個堿基組成且具有發夾環結構的單鏈RNA前體（pre-miRNA）經核酸酶（Dicer酶）剪切后形成的。這些被剪切后形成的microRNA與其他蛋白質結合，形成了RNA誘導的沉默復合體（RNA-induced silencing complex，RISC）。RISC中的microRNA通過與其靶mRNA的3'端非編碼區域互補匹配，從而誘導mRNA的抑制翻譯、切割降解或者其他形式的調節機制，進而對基因的表達進行調控[4]。microRNA在細胞生長、分化、增殖以及凋亡等多項生命活動中起著至關重要的調控作用，大量研究表明，多種微小RNA同時也參與了腫瘤細胞的生命活動過程，間接的發揮著原癌基因和抑癌基因的功能，故microRNA與腫瘤的發生、發展以及轉歸有著密切相關性[5]。到目前為止，已有超過1400個人類microRNA序列被發現，隨著越來越多的microRNA被陸續發現，同時研究者們也提高了疾病尤其是腫瘤相關性疾病在基因水平的認知。

2 microRNA與腫瘤

腫瘤是指機體在各種致癌因素作用下，代謝發生嚴重紊亂導致細胞異常增殖形成的新生物。已有大量研究表明，microRNA在腫瘤的發生發展中起到了至關重要的作用。2002年Calin等在慢 性淋巴細胞性白血病患者中發現了miR15和miR16在基因組中位于腫瘤細胞通常缺失的13q14，進而首次證實了microRNA與腫瘤發生的密切相關性[6]。此后，在消化系統、呼吸系統、內分泌系統等多方面陸續發現了與腫瘤發生、發展及轉歸密切相關的microRNA。例如：He等[7]在部分乳突狀甲狀腺癌組織或細胞中發現，Kit蛋白劇烈下降甚至無法檢出，但miR221、miR222和miR146則處于過度表達狀態，其濃度是正常甲狀腺組織的11～19倍。Johnson等[8]針對肺癌患者進行研究發現，let-7在大部分肺癌患者中處于低表達狀態，且let-7低表達水平的肺癌患者與let-7表達水平正常的肺癌患者相比較具有更低的術后生存率，在離體培養的肺癌細胞系中，誘導let-7的表達可以明顯抑制腫瘤細胞的生長，進而從側面證實了let-7表達相關microRNA與腫瘤發生有著密切聯系。隨著基因組學的飛速發展，越來越多與腫瘤相關的microRNA被發現，但其致癌機制仍有待進一步挖掘。

3 microRNA與膀胱癌

近些年來，隨著國家工業化以及吸煙人口數量的增加，膀胱癌發病率逐年增高，與其他惡性腫瘤一樣，其發生是一個多基因參與調控的極其復雜的病理過程。隨著基因芯片技術的發展，許多研究者篩選出多個在膀胱癌中差異表達的microRNA，并驗證其表達情況。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明顯的microRNA共51個，其中20個上調，其余均為下調。由此證明，microRNA在膀胱癌中存在差異表達。Chiyomaru等[10]研究發現miR-145在膀胱癌中表達明顯下調，從而降低對致癌因子FSCN1的表達抑制，進而誘導了膀胱癌的發生。Ke等[11]將421例非肌層浸潤性膀胱癌患者電切下的病理標本分別進行基因檢測，挑選其中8種microRNA進行基因分型，并且將其與患者的復發率以及進展率進行對比分析，預測microRNA的遺傳變異與膀胱癌的預后可能存在相關性。Catto等[12]針對78例膀胱癌組織樣本中microRNA的表達情況分別進行檢測，發現在高級別膀胱癌分組中大量的microRNA處于激活狀態，相反的在低級別膀胱癌分組中大量的microRNA處于抑制狀態，從側面反映了不同病理分級的膀胱癌組織中microRNA的表達狀態是截然不同的，進而microRNA有望應用于膀胱癌的病理分級診斷。此外，國內外學者研究發現，microRNA-100、microRNA-200、microRNA-205、microRNA-21等與膀胱癌有著密切聯系。

3.1 microRNA-100 隨著基因組學的發展，研究者們已經發現microRNA-100位于11q24.1，長度為22個核苷酸，參與著生物體內大量的信號傳導路徑。近些年來，有關microRNA-100的研究已成為國內外學者的關注熱點，其不僅在腫瘤的發生中起著重要作用，而且還通過對靶基因的調節影響著腫瘤對化學治療、放射治療的敏感性。在膀胱癌、急性髓細胞性白血病、宮頸癌中，microRNA-100呈低表達狀態，而在急性淋巴細胞性白血病、髓母細胞瘤以及神經膠質瘤中，microRNA-100呈高表達狀態，說明在不同腫瘤細胞中microRNA-100發揮著不同的作用機理。Xu等[13]離體培養膀胱腫瘤細胞發現microRNA-100處于穩定低表達狀態，進一步抑制microRNA-100的表達可促使膀胱腫瘤細胞的增值，相反激活其表達可以抑制腫瘤的增值。將攜帶有lenti-microRNA-100的病毒感染小鼠且與對照組小鼠相比較，發現膀胱腫瘤體積明顯減小（P<0.05），說明microRNA-100高表達可抑制膀胱腫瘤的生長。進一步，基因組學研究發現，microRNA-100是通過下調其靶基因p70S6K以及mTOR，從而降低癌細胞增殖擴增和遠處轉移能力，同時亦可增加癌細胞對化療藥物的敏感性。所以，microRNA-100有望成為膀胱癌早期診斷、預后評估以及基因靶向治療的新工具。

3.2 microRNA-200 1993年研究者通過對秀麗新小桿線蟲的研究中首次發現了microRNA-200，其家族由5個成員組成，它們分別為：microRNA-200a、microRNA-200b、microRNA-200c、microRNA-141以及microRNA-429。根據不同的功能可以將microRNA-200家族分為兩個亞家族：microRNA-200a、microRNA-141和microRNA-200b、microRNA-200c、microRNA-429。microRNA-200家組在膀胱癌、胰腺癌、胃癌中表達下調，而在子宮內膜癌、肝癌以及卵巢癌中表達上調。Lu等[14]離體培養細胞研究發現Sox2在正常細胞中表達受到microRNA-200c的抑制，進而使磷脂酰肌醇3蛋白激酶-蛋白激酶B（PI3K-AKT）信號通路受阻，從而抑制腫瘤細胞增殖。近年來有學者認為，上皮細胞間充質轉分化（epithelial mesenchymal transition，EMT）不僅存在于傷口愈合和胚胎發育過程中，而且發生于腫瘤去分化進程中，由于EMT可以促進細胞運動，所以它亦是腫瘤細胞浸潤以及轉移的啟動關鍵所在。因此腫瘤發生的實質為細胞持續性發生上皮間質化的過程，而這一過程則是由microRNA-200s的特異性表達所引發。Xiong等[15]通過結扎小鼠單側輸尿管建模與空白對照組試驗證實了microRNA-200s是通過Smad路徑激活靶基因ZEB1和ZEB2，從而調控轉化生長因子β1（TGF-β1）誘導的EMT進程，且與對照組比較分析發現microRNA-200s明顯下調，以致E-鈣粘連蛋白表達下降，在microRNA-200家族中，每一個成員都有具有抑制細胞遷移以及EMT的能力。

3.3 microRNA-205 microRNA-205是一種主要分布于鱗狀上皮細胞組織中的RNA，目前國內外針對其研究主要集中在腫瘤相關領域。microRNA-205在前列腺癌、乳腺癌、膀胱癌中呈低表達狀態，而在卵巢癌、食管癌以及肺癌中呈高表達狀態[16]。Song等[17]于2009年首次研究證實了負責轉錄低密度脂蛋白受體相關蛋白1（LRP1）的信使RNA（mRNA）上有3'UTR區域是microRNA-205的作用靶點，通過該靶點可以抑制LRP1的轉錄，從而抑制腫瘤細胞的轉移。Wszolek等[18]研究發現在不同臨床分期的膀胱癌組織中microRNA-205的表達處于不同水平，在非肌層浸潤性膀胱中microRNA-205處于高表達狀態，而在肌層浸潤性膀胱中microRNA-205則處于低表達狀態。由此可說明microRNA-205在腫瘤進展變化過程中，其表達水平以及調節機制亦在發生變化。

3.4 microRNA-21 對于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注microRNA-21在膀胱癌中的作用機理。Dyrsk?jt等[19]將106個膀胱癌組織與11個正常組織進行離體基因檢測分析，發現了膀胱癌組織中microRNA-21明顯上調。T24細胞是一類存在于膀胱癌組織中的特異型細胞，越來越多的證據表明microRNA-21可以通過調節T24細胞來增強膀胱癌對化療藥物的敏感性。Neely LA等[20]將離題的正常膀胱組織與膀胱癌組織進行基因檢測，對比發現在膀胱癌組織中microRNA-21表達明顯上調，相反microRNA-205表達下調，與此同時也發現了在浸潤性膀胱癌細胞中microRNA-21與microRNA-205表達量的比值是非浸潤性膀胱癌細胞兩者比值的10倍以上，從而可以根據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，膀胱移形細胞的侵襲性與microRNA-21的表達水平亦有著密切關系[21]。

近年來，基因組學研究突飛猛進，大量的microRNA逐漸被發現，腫瘤組織與正常組織相比具有不同microRNA表達譜，且不同的腫瘤類型以及不同病理分期腫瘤的microRNA的表達也各具特點。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、惡性程度分級以及評估預后的重要指標，也將為臨床治療膀胱癌打開新的思路和方案。

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編輯/成森