長鏈非編碼RNA UCA1與婦科惡性腫瘤關系的研究進展

黃錦源，代蔭梅

(首都醫科大學附屬北京婦產醫院/北京婦幼保健院婦科，北京 100026)

長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA，lncRNA)是長度超過200個核苷酸的非編碼RNA，雖不能編碼蛋白質，但能通過與DNA、RNA和蛋白質相互作用，改變染色質功能，調節不同階段的轉錄等方式參與調節體內多種生理和病理狀態[1]。其中，lncRNA尿路上皮癌胚抗原1(urothelial carcinoma antigen 1，UCA1)是一種新的lncRNA，最早在膀胱移行細胞癌中被發現，特別是檢測患者尿沉渣中的lncRNA UCA1表達水平對膀胱移行細胞癌的診斷具有很高的敏感性和特異性[2]。研究發現，其在乳腺癌、胃癌、肝癌、肺癌等惡性腫瘤中同樣高表達，lncRNA UCA1的高表達與臨床病理特征尤其是患者總生存期縮短密切相關[3]。此外，lncRNA UCA1能通過與微RNA(microRNA，miRNA/miR)競爭性結合，激活下游多條關鍵信號通路，改變表觀遺傳和轉錄調控等作用機制，介導癌細胞的增殖、凋亡、遷移、侵襲、上皮-間充質轉化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)、化療耐藥性以及放射抵抗性等惡性生物學行為，在惡性腫瘤發生、發展過程中發揮重要作用[4]。隨著對lncRNA UCA1研究的不斷深入，lncRNA UCA1在宮頸癌、卵巢癌和子宮內膜癌中的研究不斷增多，其能通過不同作用機制促進婦科惡性腫瘤的進展。現就lncRNA UCA1與婦科惡性腫瘤關系的研究進展予以綜述，以期為婦科惡性腫瘤的發生發展提供理論基礎以及為其早期診斷、靶向治療和預后預測提供新靶點。

1 lncRNA UCA1概述

lncRNA UCA1是由Wang等[2]通過生物信息學分析和反轉錄-聚合酶鏈反應在膀胱移行細胞癌中發現的一種新lncRNA。lncRNA UCA1基因定位于19p13.12正鏈上，其互補DNA長1 442 bp，包含3個外顯子和2個內含子，與人類內源性反轉錄病毒H家族同源[2]。由于選擇性剪切，lncRNA UCA1還存在另外兩種變異體，一個是大小為2.2 kb的lncRNA UCA1a[又稱為CUDR(lncRNA cancer upregulated drug resistant)]，另一個大小為2.7 kb，但具體結構和功能作用尚不清楚[5]。lncRNA UCA1a主要定位于細胞核，而lncRNA UCA1主要定位于細胞質，這使得lncRNA UCA1能夠作為一個競爭性內源性RNA發揮作用[6]。因此，lncRNA UCA1與lncRNA UCA1a在亞細胞定位的不同決定了各自發揮功能的機制不同。組織學表達譜發現，lncRNA UCA1在絨毛、胎盤和胎兒膀胱組織中高表達，而在成人器官標本(除心臟和脾臟外)中不表達[7]。目前，有關lncRNA UCA1的研究主要集中于其在惡性腫瘤的異常表達、與臨床病理特征的關系以及具體作用機制的探索。研究發現，lncRNA UCA1能通過不同作用機制促進腫瘤的進展，并在腫瘤的早期篩查、早期診斷、治療應用和預后預測方面具有較為理想的應用價值[3,8]。這提示，lncRNA UCA1可作為人類惡性腫瘤診斷、治療和預后的分子靶點或生物標志物。

2 lncRNA UCA1與婦科惡性腫瘤

目前研究顯示lncRNA UCA1在宮頸癌、卵巢癌和子宮內膜癌中顯著高表達，其不僅介導婦科惡性腫瘤的發生發展過程，促進癌細胞的增殖、遷移、侵襲和EMT過程，抑制細胞凋亡，還參與化療耐藥和放射抵抗過程[3,7-8]。因此，lncRNA UCA1可能是一種新的潛在的婦科惡性腫瘤診斷和預后的生物標志物，有望成為臨床治療靶點。

2.1lncRNA UCA1與宮頸癌 盡管宮頸癌的多種治療和預防策略已被引入并廣泛應用于臨床，但其仍是最常見的婦科惡性腫瘤，嚴重威脅女性身心健康[9]。因此，迫切需要闡明宮頸癌的分子機制，以為宮頸癌的診斷、治療和預后評估提供潛在靶點。研究發現，lncRNA UCA1在宮頸癌組織中的表達水平顯著高于癌旁正常宮頸組織，其高表達與國際婦產科聯盟(International Federation of Gynecology and Obstetrics，FIGO)分期、淋巴結轉移和血管侵襲密切相關，而與患者年齡、腫瘤大小、組織學類型和分化程度等臨床病理特征無關[10]。且lncRNA UCA1高表達的宮頸癌患者生存時間顯著短于低表達者[10-12]。劉珊珊等[11]認為，宮頸癌組織中lncRNA UCA1的表達水平及FIGO分期均為宮頸癌患者獨立的預后指標。以上研究表明，lncRNA UCA1在宮頸癌組織中的表達水平顯著升高，并與宮頸癌患者不良預后密切相關。此外，楊慧等[13]通過檢測宮頸癌組、宮頸上皮內瘤變組和正常組中多種lncRNA的表達水平發現，宮頸上皮內瘤變組的lncRNA UCA1、HOX轉錄反義RNA和肺腺癌轉移相關轉錄子1表達水平明顯高于宮頸癌組及正常組，提示lncRNA UCA1可促進宮頸上皮內瘤變的發生和發展，且與其他lncRNA聯合檢測可成為宮頸上皮內瘤變早期篩查、早期診斷的監測指標。因此，基于以lncRNA UCA1等lncRNA為基礎的實驗室檢測結果建立臨床模型預測宮頸上皮內瘤變和宮頸癌發病風險以及預測患者預后可能具有重要臨床意義。

基于血液的液體活檢是組織活檢的重要補充，其具有微侵入性、實現疾病的動態檢測、克服腫瘤異質性等優勢，應用前景廣泛。研究發現，與宮頸炎患者和健康體檢者相比，宮頸癌患者血清中的lncRNA UCA1與lncRNA H19和轉化生長因子-β激活的lncRNA表達水平均顯著升高，與宮頸癌患者發生淋巴結轉移及患者TNM分期呈線性相關；血清中的lncRNA UCA1聯合lncRNA H19和轉化生長因子-β激活的lncRNA表達水平區分宮頸癌與宮頸炎和健康體檢者的靈敏度顯著高于血清lncRNA UCA1單獨檢測，且進一步研究認為血清中高lncRNA UCA1、lncRNA H19和轉化生長因子-β激活的lncRNA表達水平均是宮頸癌發病的獨立危險因素[14]。因此，通過聯合檢測宮頸癌患者血清中的lncRNA UCA1、lncRNA H19和轉化生長因子-β激活的lncRNA表達水平有助于宮頸癌的早期診斷，在評估宮頸癌遠處轉移中可能具有一定的臨床價值，未來需進一步探索。

在機制上，lncRNA UCA1能通過作為競爭性內源性RNA、調控下游蛋白質水平和信號通路等介導宮頸癌的發生發展。與正常宮頸組織相比，宮頸癌組織中lncRNA UCA1表達明顯增加，并可通過直接靶向miR-145下調其表達，從而調控宮頸癌細胞的增殖、遷移和侵襲過程[15]。Yang等[12]研究發現，lncRNA UCA1通過下調miR-155的表達促進宮頸癌細胞的增殖、遷移、侵襲和EMT過程。此外，lncRNA UCA1還可以通過海綿miR-204上調驅動蛋白家族成員20A的表達，促進宮頸癌體外細胞的增殖、侵襲和體內腫瘤的生長[10]。而lncRNA UCA1的下調抑制了宮頸癌細胞的增殖和糖酵解過程，進一步研究發現，lncRNA UCA1通過負性調控miR-493-5p的表達，促進己糖激酶2蛋白的表達，進而調控宮頸癌細胞糖酵解過程[16]。因此，lncRNA UCA1/miR-493-5p/己糖激酶2軸在宮頸癌中發揮致癌作用。此外，lncRNA UCA1敲除還可通過上調miR-206抑制血管內皮生長因子的表達，從而顯著抑制宮頸癌細胞的增殖、存活、遷移和侵襲[17]。另一項研究證實，下調宮頸癌細胞中lncRNA UCA1的表達能顯著抑制細胞增殖，促進細胞凋亡，以及明顯下調β聯蛋白和T細胞因子4 信使RNA和蛋白表達水平，提示lncRNA UCA1調節宮頸癌細胞的增殖和凋亡過程可能與β聯蛋白/T細胞因子4信號通路有關[18]。Gao等[19]研究發現，宮頸癌細胞產生的外泌體中lncRNA UCA1的表達顯著上調，其能作為miR-122-5p的競爭性內源性RNA，上調轉錄因子性別決定區Y框蛋白2的表達，促進宮頸癌干細胞的增殖、遷移、侵襲，抑制細胞凋亡，從而調節宮頸癌干細胞的自我更新和分化。可見，不斷探索lncRNA UCA1在宮頸癌中的分子機制，可為了解宮頸癌的發生發展提供理論基礎。

化療和放療是宮頸癌的一線治療方法，可作為宮頸癌的主要治療策略或輔助治療，然而臨床治療中出現的化療耐藥性和放射抵抗性嚴重影響宮頸癌患者的治療效果、生活質量以及遠期預后。順鉑作為化療藥物可在宮頸癌治療早期降低lncRNA UCA1的表達，從而抑制細胞的生長和增殖，促進細胞凋亡；而經過長期、大劑量的順鉑治療后，lncRNA UCA1的表達恢復甚至上調，宮頸癌細胞對順鉑產生耐藥性；進一步研究發現，過表達的lncRNA UCA1通過增加存活素水平和降低p21蛋白水平來促進細胞增殖，而通過下調凋亡因子胱天蛋白酶3的表達和上調細胞周期蛋白依賴性激酶2水平來抑制細胞凋亡，從而介導宮頸癌細胞對順鉑的耐藥性[20-21]。提示lncRNA UCA1可能在宮頸癌順鉑耐藥中發揮重要作用，為lncRNA UCA1作為逆轉宮頸癌順鉑耐藥治療策略的潛在靶點提供依據。王瑞國等[22]研究發現，阿霉素或γ射線照射導致的DNA損傷可誘導宮頸癌細胞中lncRNA UCA1的表達上調，促進細胞增殖，降低其誘導的細胞凋亡率，提示lncRNA UCA1可能介導宮頸癌細胞對阿霉素和輻射的耐受作用。此外，lncRNA UCA1在放射抵抗宮頸癌細胞中的表達水平顯著高于敏感細胞；高表達lncRNA UCA1通過調控己糖激酶2/糖酵解途徑促進宮頸癌細胞對放療的抵抗性，而使用葡萄糖類似物2-脫氧-D-葡萄糖抑制糖酵解過程可逆轉lncRNA UCA1過表達對宮頸癌細胞中己糖激酶2蛋白的表達和放射抵抗性的影響[23]。lncRNA UCA1能降低人宮頸癌細胞對放療的敏感性，其作用機制可能為激活磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B信號轉導通路[24]。目前，傳統中藥治療惡性腫瘤引起廣泛關注，而黃芩苷作為中藥黃芩的主要有效成分之一，可通過抑制宮頸癌細胞中lncRNA UCA1的表達，促進宮頸癌細胞對放療的敏感性[25]。因此，積極尋找宮頸癌治療的關鍵靶點，有助于促進宮頸癌治療策略的發展。

2.2lncRNA UCA1與卵巢癌 卵巢癌是婦科惡性腫瘤中致死率較高的腫瘤，其病理組織學類型眾多，臨床以上皮性卵巢癌多見。研究發現，上皮性卵巢癌組織中lncRNA UCA1的表達水平明顯高于良性卵巢組織；受試者工作特征曲線分析表明，lncRNA UCA1表達能很好地區分上皮性卵巢癌與卵巢良性疾病，其曲線下面積為0.838[26]。這提示，卵巢癌組織中lncRNA UCA1的表達水平在卵巢癌的早期診斷中具有潛在應用價值。lncRNA UCA1在卵巢癌組織中的表達水平高于正常卵巢組織，其高表達與腫瘤分期、組織學分級、腹膜積液和淋巴結轉移顯著相關[27]。另一項研究發現，lncRNA UCA1高表達與卵巢癌患者的FIGO分期和淋巴結轉移密切相關，也可預示卵巢癌患者預后不良[26,28]。進一步研究發現，lncRNA UCA1高表達是上皮性卵巢癌患者的獨立預后因素[28-29]。Liu等[30]通過對成對的高、低轉移性上皮性卵巢癌細胞進行微陣列lncRNA譜分析發現，lncRNA UCA1在高轉移性上皮性卵巢癌細胞中顯著上調，提示其可能在上皮性卵巢癌轉移中發揮部分或關鍵作用。此外，淋巴結轉移和FIGO Ⅲ+Ⅳ期卵巢癌患者lncRNA UCA1的表達水平高于非淋巴結轉移和FIGO Ⅰ+Ⅱ期卵巢癌患者，通過分層分析發現，在年齡不超過60歲的卵巢癌患者中，lncRNA UCA1高表達與更短的生存時間密切相關[29]。以上結果提示，lncRNA UCA1可作為判斷卵巢癌患者生存和預后的分子標志物。

lncRNA UCA1與卵巢癌的發生發展過程密切相關。lncRNA UCA1在上皮性卵巢癌細胞中是一個受超級增強子調控的lncRNA，過表達lncRNA UCA1能與磷酸化血管生成抑制素結合蛋白(angiomotin，AMOT)中的一個剪切體AMOT p130結合，促進AMOT與轉錄共激活因子Yes相關蛋白(Yes-associated protein，YAP)之間的相互作用，從而拮抗磷酸化大腫瘤抑制分子1/2-YAP相互作用和YAP的磷酸化，形成一個更大的活性YAP池；這反過來促進了YAP的核轉位及其與TEA轉錄因子的結合，從而激活下游致癌基因信號的表達，在上皮性卵巢癌的發生發展中發揮重要的促癌作用[31]。而沉默lncRNA UCA1可通過上調miR-145的表達來降低卵巢癌細胞的增殖和侵襲能力，調控卵巢癌的發生發展過程和惡性行為[32]。此外，lncRNA UCA1可通過競爭性結合miR-485-5p并抑制其表達，上調基質金屬蛋白酶14的表達，介導上皮性卵巢癌的轉移過程[28]。同時，lncRNA UCA1還可能通過上調卵巢癌細胞中基質金屬蛋白酶2、基質金屬蛋白酶9的表達而發揮促進其侵襲及轉移的作用[33]。因此，lncRNA UCA1在卵巢癌中被認為是一種癌基因，可促進卵巢癌的惡性生物學行為。

臨床上，卵巢癌的耐藥性仍是改善患者預后的主要障礙，目前較多研究集中于逆轉卵巢癌的化療耐藥性。lncRNA UCA1高表達與卵巢癌患者的化療耐藥顯著相關，特別是對化療有反應的患者[29]。有研究顯示，lncRNA UCA1在順鉑耐藥卵巢癌組織中的表達水平顯著高于順鉑敏感卵巢癌組織和正常卵巢組織；lncRNA UCA1作為分子海綿下調miR-143，從而部分取消其對靶基因FOS樣抗原2在卵巢癌細胞中的翻譯抑制，并通過促進細胞增殖，抑制順鉑誘導的細胞凋亡來介導卵巢癌細胞對順鉑的耐藥性；此外，lncRNA UCA1在順鉑耐藥卵巢癌患者的血清外泌體中顯著上調且水平穩定，有望成為順鉑耐藥卵巢癌患者的非侵入性生物標志物[34]。Wambecke等[6]研究證實，下調卵巢癌細胞中的lncRNA UCA1時，miR-27a-5p表達上調并能通過下調其直接靶標泛素結合酶2N，導致促凋亡蛋白Bcl-2樣蛋白11上調，從而提高順鉑耐藥卵巢癌細胞對順鉑的敏感性。可見，卵巢癌患者對鉑類化療藥物的治療反應受lncRNA UCA1/miR-27a-5p/泛素結合酶2N軸的調節。同時，lncRNA UCA1還可通過激活絲氨酸/精氨酸蛋白激酶1的表達和調節凋亡相關蛋白途徑來促進細胞的增殖、遷移和侵襲，抑制細胞凋亡以及誘導細胞對順鉑的耐藥性[35]。因此，通過不斷探索卵巢癌順鉑耐藥的分子機制，可為逆轉順鉑耐藥性提供新的潛在分子治療靶標。

此外，lncRNA UCA1在紫杉醇耐藥細胞中同樣高表達，其能通過觸發多種細胞內機制來促進卵巢癌細胞對紫杉醇的耐藥性。lncRNA UCA1通過海綿化miR-129，上調多藥物外排轉運體ATP結合盒B亞家族成員1的表達，從而增強卵巢癌細胞對紫杉醇的耐藥性，而下調lncRNA UCA1通過增強紫杉醇誘導的細胞凋亡來逆轉卵巢癌細胞對紫杉醇的耐藥性[36]。另一項研究發現，lncRNA UCA1通過調節miR-654-5p/鹽誘導激酶2軸促進卵巢癌細胞對紫杉醇的耐藥性，而下調lncRNA UCA1表達可顯著抑制紫杉醇耐藥卵巢癌細胞的增殖、遷移和侵襲，促進其細胞凋亡過程，逆轉細胞對紫杉醇的耐藥性[37]。研究表明，與紫杉醇敏感和lncRNA UCA1低表達卵巢癌細胞相比，同時敲除VGF基因和O1基因的溶瘤痘苗病毒能顯著增強紫杉醇耐藥和lncRNA UCA1高表達卵巢癌細胞的溶瘤作用，從而顯著抑制紫杉醇耐藥卵巢癌細胞構建的小鼠腹膜轉移模型的腫瘤生長[38]。因此，lncRNA UCA1的表達水平可能用于指導卵巢癌治療策略的選擇，如lncRNA UCA1高表達的卵巢癌可能適合選擇溶瘤痘苗病毒治療，而lncRNA UCA1低表達的卵巢癌則適合選擇紫杉醇治療。溶瘤痘苗病毒在治療方面有許多優點，如可應用多種類型的癌癥、確保宿主基因組的完整性、可在轉移瘤中發揮作用以及快速復制和傳播來發揮最大限度的治療效果。而lncRNA UCA1能介導大多數卵巢癌細胞中的鳥苷三磷酸結合蛋白細胞分裂周期蛋白42的激活，誘導絲狀偽足的形成來增強溶瘤痘苗病毒在卵巢癌細胞間的擴散，從而增強溶瘤痘苗病毒介導的溶瘤作用，極大地提高了溶瘤痘苗病毒對卵巢癌的治療效果[38]。因此，lncRNA UCA1被認為是預測卵巢癌溶瘤活性和效果的生物標志物。

2.3lncRNA UCA1與子宮內膜癌 子宮內膜癌是常見的婦科惡性腫瘤之一，其發病率僅次于宮頸癌。Lu等[39]通過檢測15例子宮內膜增生組織、45例子宮內膜癌組織和15例子宮內膜癌淋巴結轉移組織中的lncRNA UCA1表達水平發現，lncRNA UCA1在子宮內膜癌淋巴結轉移組織中的表達水平顯著高于子宮內膜癌組織和子宮內膜增生組織；且lncRNA UCA1的高表達與子宮內膜癌的淋巴結轉移、遠處轉移、肌層浸潤、分級、高TNM分期和血管侵犯密切相關。另有研究發現，子宮內膜癌組織中的lncRNA UCA1表達水平顯著高于配對正常子宮內膜組織，且高表達lncRNA UCA1組患者的5年生存率顯著低于lncRNA UCA1低表達組；同時lncRNA UCA1高表達與子宮內膜癌的FIGO分期、肌層浸潤深度、盆腔和(或)主動脈旁淋巴結轉移、遠處轉移和組織學分級密切相關，而與年齡和絕經狀態無關[40]。這提示，lncRNA UCA1的高表達與子宮內膜癌進展、轉移和患者預后惡化顯著相關，有望作為預測子宮內膜癌患者侵襲性進展和不良預后的新分子標志物。

目前，國內外關于lncRNA UCA1對子宮內膜癌生物學行為的影響、具體作用機制的研究處于初步階段。研究顯示，lncRNA UCA1過表達促進了體外原代子宮內膜癌細胞的增殖、存活、克隆形成、侵襲和EMT過程以及體內腫瘤的生長過程，但抑制了體外原代細胞的凋亡，而lncRNA UCA1表達下調則表現出相反的作用[40]。Lu等[39]研究發現，lncRNA UCA1的過表達可能部分通過競爭性結合miR-143-3p，上調Krüppel樣因子5來促進體外原代子宮內膜癌細胞的增殖、存活、克隆形成和侵襲，抑制細胞凋亡；通過負性調控miR-1-3p，增加松弛素樣家族多肽受體1的表達，從而促進松弛素2誘導的子宮內膜癌細胞侵襲過程[40]。以上結果表明，lncRNA UCA1可能參與調節子宮內膜癌的進展，但還需更多研究進一步探索其對子宮內膜癌的影響及具體分子作用機制。

3 小 結

lncRNA UCA1在婦科三大惡性腫瘤中顯著高表達，其高表達與患者較差的臨床病理特征顯著相關，常可預示婦科惡性腫瘤患者的不良預后。血清或組織中lncRNA UCA1的差異性表達也顯示出較好的識別婦科惡性腫瘤患者的能力。對血清或組織中的lncRNA UCA1進行統一、標準和規范的定量分析，有望成為婦科惡性腫瘤預后評估和輔助診斷的新工具。目前，個體化醫療的要求、生物信息學的發展和大數據的應用促進了各種臨床模型的構建，特別是對包含lncRNA UCA1的多個分子標志物或生化指標的聯合檢測和評分的設置可能是未來的研究方向之一。此外，lncRNA UCA1能通過與miRNA競爭性結合、調節下游蛋白質水平和信號通路等方式在婦科惡性腫瘤中發揮致癌作用，如促進細胞的增殖、遷移、侵襲和耐藥，抑制細胞凋亡。對lncRNA UCA1相關分子機制的不斷研究，使得以lncRNA UCA1為中心治療包括宮頸癌、卵巢癌和子宮內膜癌在內的惡性腫瘤成為可能。