王銳，王宇

(1.陜西中醫(yī)藥大學(xué)第二臨床醫(yī)學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)系，陜西 咸陽 712046；2.陜西中醫(yī)藥大學(xué)醫(yī)學(xué)科研實(shí)驗(yàn)中心，陜西 咸陽 712046)

·綜 述·

長鏈非編碼RNA在泌尿系腫瘤診斷中的研究進(jìn)展

王銳1，王宇2

(1.陜西中醫(yī)藥大學(xué)第二臨床醫(yī)學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)系，陜西 咸陽 712046；2.陜西中醫(yī)藥大學(xué)醫(yī)學(xué)科研實(shí)驗(yàn)中心，陜西 咸陽 712046)

長鏈非編碼RNA(Long non-coding RNA，lncRNA)是細(xì)胞中一類轉(zhuǎn)錄本長度超過200個(gè)核苷酸，具有調(diào)控基因表達(dá)作用的非編碼RNA分子。近年來，很多研究表明lncRNA與人類多種腫瘤的發(fā)生和發(fā)展密切相關(guān)，因此lncRNA作為一類新的腫瘤標(biāo)志物越來越受到人們的重視。本文就lncRNA在泌尿系腫瘤診斷中的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

長鏈非編碼RNA；泌尿系腫瘤；分子標(biāo)志物

長鏈非編碼RNA(lncRNA)是一類轉(zhuǎn)錄本長度超過200個(gè)核苷酸的RNA，它們因缺少開放閱讀框架而不編碼蛋白質(zhì)，由RNA聚合酶II生成，其位于細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中，在真核細(xì)胞中普遍被轉(zhuǎn)錄[1]。研究表明，lncRNA的作用機(jī)制可能包括影響編碼蛋白基因轉(zhuǎn)入、調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)功能及干擾下游基因表達(dá)等[2]。目前大量的實(shí)驗(yàn)研究和臨床觀察證明lncRNA，如尿路上皮癌胚抗原1(Urothelial Carcinoma Antigen 1，UCA1)、H19、前列腺癌基因3(Prostate Cancer Gene 3，PCA3)、HOTAIR等與泌尿系統(tǒng)腫瘤的發(fā)生與發(fā)展、診斷與治療有著密切關(guān)系。

1 lncRNA與膀胱癌

1.1 UCA1 UCA1是近幾年新發(fā)現(xiàn)的膀胱癌特異性非編碼基因，定位于人類第19號(hào)染色體(19p13.12)，有3個(gè)外顯子和2個(gè)內(nèi)含子。Wang等[3]首先采用抑制消減雜交技術(shù)分析膀胱癌BLS-211和BLZ-211細(xì)胞，獲得了1 442 bp的UCA1基因，發(fā)現(xiàn)該基因可能參與調(diào)控下游分子的蛋白質(zhì)合成。近年來，有研究證明UCA1對(duì)膀胱癌的診斷、判斷病理分級(jí)、臨床分期和預(yù)后具有重要臨床意義，王寶森等[4]對(duì)39例膀胱癌組織中UCA1 mRNA表達(dá)情況進(jìn)行臨床研究，結(jié)果陽性率達(dá)100%；而8例正常膀胱組織中UCA1 mRNA表達(dá)的陽性率為37.5%；二者的陽性率比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。研究還表明，UCA1 mRNA的表達(dá)與膀胱癌的診斷、病理分級(jí)、臨床分期和復(fù)發(fā)關(guān)系密切(P＜0.05)。楊陽等[5]用逆轉(zhuǎn)錄PCR檢測(cè)83例尿路上皮癌組織中UCA1的表達(dá)強(qiáng)度，結(jié)果顯示UCA1表達(dá)率達(dá)84.3%(70/83)，UCA1與尿路上皮癌的分級(jí)顯著相關(guān)，說明該基因可能與尿路上皮癌的進(jìn)展有關(guān)。張爭(zhēng)等[6]應(yīng)用實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測(cè)UCA1 mRNA在2種膀胱癌細(xì)胞系、11種非膀胱癌細(xì)胞系、18對(duì)膀胱癌組織和配對(duì)癌旁正常膀胱組織中的表達(dá)情況，并對(duì)表達(dá)差異進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。結(jié)果顯示，UCA1在2種膀胱癌細(xì)胞系中顯著高表達(dá)，而在其他11種非膀胱癌細(xì)胞系中表達(dá)水平很低或者不表達(dá)，二者表達(dá)差異達(dá)14～24 812倍，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.001)；在18例膀胱癌組織中UCA1的平均表達(dá)水平是癌旁正常膀胱組織的12.4倍，二者表達(dá)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.001)。眾多研究表明UCA1作為潛在的腫瘤標(biāo)記物在膀胱癌臨床診斷中具有實(shí)際意義。

1.2 H19 H19/IGF-2是一對(duì)在正常人胚胎組織中表現(xiàn)為印記特征的基因。IGF-2是父源表達(dá)的印記基因，H19是母系遺傳的印記基因[7]，定位于人類第11號(hào)染色體(11p15.5)，全長約2.3 kb，共含有5個(gè)外顯子和4個(gè)內(nèi)含子[8]。異位表達(dá)該基因可促使細(xì)胞增殖與惡化，說明該基因可能參與腫瘤的發(fā)生與發(fā)展?，F(xiàn)有研究表明，H19基因在尿路移行上皮癌中表達(dá)率為100%；在膽囊癌、肺癌、乳腺癌、肝癌等惡性腫瘤細(xì)胞中也呈現(xiàn)高表達(dá)[9]。Byun等[10]通過研究解釋了H19基因在膀胱癌細(xì)胞中高表達(dá)的相關(guān)機(jī)制，認(rèn)為可能與膀胱癌細(xì)胞中H19/IGF-2基因印記缺失和H19差異性甲基化區(qū)域(Differentially Methylated Region，DMR)等位基因調(diào)控異常相關(guān)。Ariel等[11]認(rèn)為H19基因是膀胱癌早期復(fù)發(fā)的標(biāo)志物，其表達(dá)水平與膀胱腫瘤早期復(fù)發(fā)密切相關(guān)。研究表明，84%(47/56)的膀胱腫瘤患者活檢組織中有該基因的表達(dá)。由此提出H19基因可作為檢測(cè)膀胱腫瘤術(shù)后早期復(fù)發(fā)的重要標(biāo)志物。

2 lncRNA與前列腺癌

2.1 PCA3 PCA3位于人類第9號(hào)染色體(9q21-22)，全長約25 kb，包含4個(gè)外顯子和3個(gè)內(nèi)含子。PCA3在前列腺癌中高表達(dá)，而在正常組織及其他腫瘤中低表達(dá)或不表達(dá)[12]。Hessels等[13]通過實(shí)時(shí)熒光定量PCR測(cè)定前列腺按摩后尿液中PCA3含量，結(jié)果表明PCA3對(duì)前列腺癌診斷的敏感性和特異性均很高，可用于前列腺癌的輔助診斷及惡性程度分析。該方法的優(yōu)點(diǎn)是用于前列腺癌診斷的準(zhǔn)確性不受前列腺體積、前列腺特異性抗原(Prostate Specific of Antigen,PSA)水平、前列腺重復(fù)穿刺活檢等因素的影響，從而避免了如前列腺穿刺等侵入性的檢查。劉妍等[14]收集119例前列腺癌患者和207例前列腺增生患者前列腺按摩后尿液，采用RT-PCR技術(shù)，分析PCA3基因在患者尿液中的表達(dá)情況，并與血中PSA進(jìn)行應(yīng)用價(jià)值的比較。結(jié)果顯示，雖然檢測(cè)尿PCA3 mRNA診斷前列腺癌的敏感度較血PSA稍低，但其具有非常好的特異性(98.55%)和陽性預(yù)測(cè)值，尤其是對(duì)首次活檢陰性而尿PCA3 mRNA陽性的患者意義重大，提示可能需要重復(fù)穿刺活檢。目前，臨床上通過對(duì)PCA3與PSA的聯(lián)合檢測(cè)，可以更好地判斷前列腺穿刺的必要性，從而避免了不必要的前列腺穿刺，提高了穿刺陽性率和前列腺癌診斷的準(zhǔn)確性。此外，近幾年研究發(fā)現(xiàn)[15]，在前列腺癌細(xì)胞LNCaP中靶向沉默PCA3的表達(dá)后可抑制前列腺癌細(xì)胞的增殖，提示PCA3可能通過調(diào)節(jié)細(xì)胞的增殖而促進(jìn)前列腺癌的發(fā)展。對(duì)PCA3表達(dá)進(jìn)行干擾后前列腺癌細(xì)胞的增殖明顯減慢。但是，PCA3基因相關(guān)功能及其與前列腺癌發(fā)病機(jī)制的關(guān)系尚不明確，仍需進(jìn)一步探索。

2.2 PCAT-1 PCAT-1(Prostate Cancer-Associated Transcript 1)基因位于人類“基因荒漠”區(qū)域的第8號(hào)染色體(8q24)，長約2.0 kb，具有明顯的腫瘤特異性表達(dá)，目前研究表明PCAT-1只在前列腺癌中表達(dá)上調(diào)。Prensner等[16]研究發(fā)現(xiàn)，PCAT-1在發(fā)生轉(zhuǎn)移的前列腺癌以及高度局限性前列腺癌細(xì)胞中顯著高表達(dá)，表明PCAT-1與前列腺癌的轉(zhuǎn)移有關(guān)，并能促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖。因此，PCAT-1可作為潛在的前列腺癌分子標(biāo)志物用于前列腺癌的臨床診斷。然而，目前對(duì)于PCAT-1作用的靶點(diǎn)、在細(xì)胞中發(fā)揮的作用以及具體分子機(jī)制尚不清楚，所以PCRT-1與前列腺發(fā)生、發(fā)展的關(guān)系以及臨床意義還需更進(jìn)一步研究。

3 lncRNA與腎癌

Nie等[17]研究發(fā)現(xiàn)HOTAIR基因作為lncRNA中的一員，在正常細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞中都有重要作用，其通過刺激H3K27甲基化減少與PRC相關(guān)基因的表達(dá)，最終促進(jìn)多種腫瘤的發(fā)生發(fā)展，如腎細(xì)胞癌、乳腺癌、肝細(xì)胞癌、鼻咽癌、胃腸道間質(zhì)腫瘤等。裴昌松等[18]研究發(fā)現(xiàn)，腎癌標(biāo)本中轉(zhuǎn)移灶HOTAIR的表達(dá)明顯高于原發(fā)灶和癌旁組織。通過對(duì)不同細(xì)胞系HOTAIR的表達(dá)水平的研究，發(fā)現(xiàn)正常腎細(xì)胞HK-2中HOTAIR的表達(dá)水平明顯低于2種腎癌細(xì)胞株os-rc-2和achn；高轉(zhuǎn)移性腎癌細(xì)胞系(kevt-3，os-rc-2)中HOTAIR的表達(dá)水平明顯高于低轉(zhuǎn)移性腎癌細(xì)胞株(aohn，769-p)。提示HOTAIR可能參與了腎癌的轉(zhuǎn)移，且腎癌細(xì)胞株的轉(zhuǎn)移侵襲能力可能與HOTAIR的表達(dá)水平相關(guān)。這些結(jié)果提示HOTAIR基因有望成為腎癌特異性分子標(biāo)志物，為腎癌的診斷和治療提供了新的思路。

4 展望

雖然，人們對(duì)于1ncRNA的研究取得了一定的成果，但在很多方面還僅僅是邁出了一小步，特別是在泌尿系統(tǒng)腫瘤中發(fā)現(xiàn)的lncRNA基因，目前對(duì)其功能及影響腫瘤發(fā)生發(fā)展的機(jī)制仍不是很清楚。但是，很多研究表明1ncRNA對(duì)泌尿系統(tǒng)腫瘤的早期診斷、靶向治療、預(yù)后判斷等有著重要的應(yīng)用價(jià)值。隨著相關(guān)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)lncRNA的研究一定會(huì)越來越深入和全面，這是日后研究發(fā)展的必然趨勢(shì)。

[1]Kim ED,Sung S.Long noncodingRNA:unveiling hidden layer of gene regulatory networks[J].Trends Plant Sci,2012,17(1):16-21.

[2]Rotblat B,Leprivier G,Sorensen PH.A possible role for long non-coding RNA in modulating signaling pathways[J].Med Hypotheses,2011,7(6):962-965.

[3]Wang F,Li X,Xie X,et al.UCA1,a non-protein-coding RNA up-regulated in bladder carcinoma and embryo,influencing cell growth and promoting invasion[J].Febs Lett,2008,582(13):1919-1927.

[4]王寶森,邢金春,鄭嘉欣.UCA1在膀胱癌中的表達(dá)及臨床意義[J].中國現(xiàn)代醫(yī)生,2010,48(4):16-18.

[5]楊陽,張爭(zhēng),雷洪恩,等.尿路上皮癌特異新基因尿路上皮癌抗原1表達(dá)強(qiáng)度與尿路上皮癌分級(jí)相關(guān)性研究[J/CD].中華臨床醫(yī)師雜志(電子版),2012,6(10):2698-2701.

[6]張爭(zhēng),楊陽,宋毅,等.尿路上皮癌胚抗原1(UCA1)在人膀胱癌組織及膀胱癌細(xì)胞株中特異表達(dá)[J].中國生物化學(xué)與分子生物學(xué)報(bào), 2012,28(1):66-70.

[7]楊季紅,程樹杰.IGF-2和H19與腫瘤關(guān)系的研究進(jìn)展[J].河北醫(yī)藥,2011,33(18):2836-2839.

[8]Castle JC,Armour CD,Lower M,et al.Digital genome-wide ncRNA expression,including SnoRNAs,across 11 human tissues using polyA-neutral amplification[J].PLoS One,2010,5(7):e11779.

[9]Amit D,Hochberg A.Development of targeted therapy for bladder canaer mediated by a double promoter plasmid expressing diphtheria toxin under the control of H19 and IGF2-P4 regulatory sequences[J]. Transl Med,2010,16(8):134.

[10]Byun HM,Wong HL,Birnstein EA,et al.Examination of IGF2 and H19 loss of imprinting in bladder cancer[J].Cancer Res,2007,67(22): 10753-10758.

[11]Ariel I,Sughayer M,Fellig Y,et al.The imprinted H19 gene is a marker of early recurrence in human hladder carcinoma[J].Mol Pathol, 2000,53(6):320-323.

[12]Lee GL,Dobi A,Srivastava S.Prostate cancer:diagnostic performance of the PCA3 urine test[J].Nat Rev Urol,2011,8(3):123-124.

[13]Hessels D,Klein Cunnewiek JM,van Oort I,et al.DD3(PCA3)-based molecular urine analysis for the diagnosis of prostate canaer[J].Eur Urol,2003,44(1):8-15.

[14]劉妍,左樹森,徐勇,等.尿液前列腺癌基因-3在前列腺癌診斷中的臨床價(jià)值[J].中國腫瘤,2013,22(4):317-320.

[15]曹達(dá)龍,葉定偉,張世林,等.前列腺癌特異抗原3對(duì)前列腺癌LNCaP細(xì)胞增殖的影響[J].中國癌癥雜志,2012,22(2):135-138.

[16]Prensner JR,Chen W,Iyer MK,et al.PCAT-1 a long noncoding RNA, regulates BRCA2 and controls homologous recombination in cancer [J].Cancer Res,2014,74(6):1651-1660.

[17]Nie Y,Liu X,Qu S,et al.Long non-coding RNA HOTAIR is an independent prognostic marker for nasopharyngeal carcinoma progression and survival[J].Cancer Sci,2013,104(4):458-464.

[18]裴昌松,范方田,武藝,等.腎癌細(xì)胞系中HOTAIR表達(dá)的測(cè)定及穩(wěn)定高表達(dá)HOTAIR腎癌細(xì)胞株的建立[J].南京醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2014,34(5):548-552.

R737.1

A

1003—6350（2016）05—0772—02

10.3969/j.issn.1003-6350.2016.05.029

2015-08-03)

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王宇。E-mail：wangyu541ban@sina.com