黃應(yīng)龍 王海峰 王劍松

昆明醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院泌尿外科，云南省泌尿外科研究所（昆明650101）

惡性腫瘤是威脅人類生存最大的疾病，屬于典型的一類多基因疾病，其發(fā)生及發(fā)展是調(diào)控細(xì)胞增殖、分化及凋亡的基因發(fā)生突變進(jìn)而調(diào)控失衡后的結(jié)果。當(dāng)前，腫瘤方面的研究已全面進(jìn)入了基因階段，而針對(duì)microRNA（miRNA）方面的重點(diǎn)攻關(guān)研究也越來越多。研究發(fā)現(xiàn)，miRNA對(duì)腫瘤的發(fā)生和發(fā)展存在著多重作用，一方面，miRNA 可以下調(diào)腫瘤相關(guān)蛋白的表達(dá)從而抑制腫瘤的增殖［1］；另一方面，miRNA 也能抑制抑癌蛋白的表達(dá)從而對(duì)腫瘤的增殖、血管生成、侵襲和遷移等起到促進(jìn)作用［2-3］，此即部分學(xué)者所提出的原癌miRNA 和抑癌miRNA 的概念。目前可以肯定miRNA 與腫瘤形成及演進(jìn)有著非常密切的關(guān)系，對(duì)于miRNA 在腫瘤細(xì)胞中的作用的探討，將會(huì)為泌尿系腫瘤的診斷及治療開創(chuàng)一條極具價(jià)值的思路。下面就miRNA 在常見泌尿系腫瘤中作用的表達(dá)研究進(jìn)展作一綜述。

1 miRNA 簡介

miRNA 稱為微小RNA，是一類非蛋白質(zhì)編碼的由20多個(gè)核苷酸單鏈構(gòu)成的小分子RNA，與靶基因的3'端非翻譯區(qū)（3'-untranslated region 3'-UTR）以完全或不完全互補(bǔ)的形式結(jié)合，并在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)節(jié)靶基因的表達(dá)。

2 miRNA 的生物起源和成熟方式

首先形成初級(jí)miRNAs（primary microRNAs，pri-miRNA），其為核內(nèi)轉(zhuǎn)錄成的雙鏈莖環(huán)狀結(jié)構(gòu)，約為300 ～1 000核苷酸長度，再經(jīng)過RNA 聚合酶Ⅱ加工成70～90 個(gè)核苷酸的發(fā)夾狀miRNA 前體（precursor microRNA，pre-miRNA），與轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白5 結(jié)合，在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)經(jīng)過Dicer 酶作用形成雙鏈，該雙鏈由22 個(gè)核苷酸組成，然后在解旋酶作用下形成miRNA 單鏈，參與構(gòu)成RNA 沉默復(fù)合體（RNA-induced silencing complex，RISC）。RISC 可 通 過 靶mRNA 抑 制 蛋白合成或者導(dǎo)致靶mRNA 降解。miRNA 轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)的核心機(jī)制表現(xiàn)為：一個(gè)miRNA 可以影響一組基因的表達(dá)，從而在細(xì)胞通路和細(xì)胞生物學(xué)功能方面起到全面調(diào)節(jié)作用。

3 miRNA 作用機(jī)制

miRNA 主要通過以下機(jī)制調(diào)節(jié)基因的表達(dá)：miRNA 與靶基因的3'端非翻譯區(qū)互補(bǔ)結(jié)合后，發(fā)揮轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)節(jié)作用，并且同時(shí)調(diào)控多個(gè)目標(biāo)基因，此為miRNA 作用廣泛的重要機(jī)理［4］；另外，miRNA 通過與靶基因的3'端非翻譯區(qū)互補(bǔ)結(jié)合，靶mRNA 被直接降解。miRNA 在腫瘤中的作用來自于兩個(gè)發(fā)現(xiàn)：一是腫瘤相關(guān)的基因組區(qū)域內(nèi)或者脆性位點(diǎn)發(fā)現(xiàn)有一半的miRNA 編碼基因；二是利用微陣列（microarray）和基于磁珠的流式細(xì)胞計(jì)數(shù)miRNA 表達(dá)譜技術(shù)。目前研究已證實(shí)，在腫瘤細(xì)胞及正常細(xì)胞中許多miRNA 的表達(dá)存在顯著差異，并且?guī)缀跛械哪[瘤細(xì)胞中都存在相關(guān)miRNA 表達(dá)水平的改變。

4 miRNAs 的研究概況

首先于1993年報(bào)道m(xù)iRNA 可以作為調(diào)節(jié)性因子在秀麗小桿線蟲的時(shí)序性發(fā)育中起重要的控制作用。2000年，第2 個(gè)miRNA，let-7 被發(fā)現(xiàn)。隨后，研究人員鑒定了越來越多具有顯著差異的miRNA。迄今為止，己發(fā)現(xiàn)24 521 條miRNA，加工形成30 424 條成熟產(chǎn)物。這些小分子RNA 雖然只占人類基因數(shù)1%左右，但卻參與了人類基因組中約三分之一基因表達(dá)的調(diào)控，其重要作用可見一斑。

5 miRNA 在常見泌尿系腫瘤中的表達(dá)研究

5.1 miRNA 在膀胱癌中的表達(dá)近些年來，在對(duì)肌層浸潤性膀胱癌的研究中，證實(shí)了miRNA 在膀胱癌的發(fā)生、發(fā)展中的重要作用［5-6］。

有研究發(fā)現(xiàn)［7］，一些基因如miR-222、miR-137、miR-708、miR-96 在膀胱癌組織中高表達(dá)，發(fā)揮促癌基因的作用，其能促進(jìn)膀胱癌細(xì)胞的發(fā)生和轉(zhuǎn)移；近期研究發(fā)現(xiàn)［8］，XIST 可能是一種致癌長鏈非編碼RNA，通過miR-124 依賴的雄激素受體調(diào)控來促進(jìn)膀胱癌細(xì)胞的生長、侵襲和遷移；亦有研究發(fā)現(xiàn)［9］，miR-21 的過表達(dá)與膀胱腫瘤分級(jí)、侵襲性和復(fù)發(fā)的相關(guān)性提示miR-21 在膀胱腫瘤發(fā)生中具有明顯的致病作用。

此外，也有研究發(fā)現(xiàn)［10］，一些miRNA 如miR-451、miR-34a，當(dāng)其表達(dá)上調(diào)時(shí)，能夠顯著抑制膀胱癌細(xì)胞的發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)移；針對(duì)miR-29c 的研究顯示［11］，在膀胱癌組織中miR-29c 呈低表達(dá)，miR-29c 的上調(diào)可以靶向于CDK6，從而抑制細(xì)胞的增殖及遷移，并將癌細(xì)胞抑制在G1 期，這表明miR-29c 可能成為未來膀胱癌診斷和治療的新靶標(biāo)；董晴等［12］研究指出，miRNA BANCR 在膀胱癌組織中顯著下調(diào)，其過表達(dá)能抑制腫瘤細(xì)胞增殖及遷移，誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡；最近亦有研究表明［13］，miR-154 在膀胱癌中表達(dá)水平顯著降低，miR-154 的下調(diào)與膀胱癌患者的晚期臨床病理學(xué)特征和更差的預(yù)后相關(guān)。通過多種綜合方法證明，與RUN 相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子2（RUNX2）和重構(gòu)和間隔因子1（RSF1）是miR-154 靶標(biāo)。因此作者指出，miR-154 及其下游靶點(diǎn)RSF1 和RUNX2 是未來膀胱癌治療選擇的又一希望；不止于此，有報(bào)道顯示［14］，miR-203 是腫瘤抑制性miRNA，在膀胱癌細(xì)胞中的表達(dá)顯著下降，通過miR-203 模擬物的研究提示miR-203 能夠降低細(xì)胞活力，抑制侵襲、遷移，并增強(qiáng)細(xì)胞凋亡，si-Twist1 的給予又能抵消miR-203 抑制劑對(duì)細(xì)胞增殖、凋亡、侵襲和遷移的作用，這些結(jié)果表明miR-203 可能通過負(fù)性靶向Twist1 而在膀胱癌中起到腫瘤抑制性miRNA 的作用。

5.2 miRNA 在腎癌中表達(dá)近幾年對(duì)于腎癌的治療，靶向藥物雖然取得了一定的療效，但其治療效果仍十分有限。許多學(xué)者通過對(duì)miRNA 在腎癌方面的研究后認(rèn)為，miRNA 在腎癌的治療方面也有望成為新的靶標(biāo)。在miR-708、miR-204、miR-1826、miR-205、miR-200c、miR-192、miR-145、miR-194、miR-215 及miR-134 等的研究中［15］，顯示了腎癌中一些特定miRNA 的調(diào)控活性。隨著miRNA 芯片等技術(shù)的引進(jìn)，miRNA 在腎癌方面的研究越來越深入，越來越多的實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)miRNA 表達(dá)譜的變化與腎癌的發(fā)生和發(fā)展存在重要聯(lián)系［16］。

如研究發(fā)現(xiàn)miR-495 在腎細(xì)胞癌中起到了抑癌基因的作用，它能夠抑制腎癌細(xì)胞的增殖和遷移［17］，并且通過與其對(duì)應(yīng)的靶基因SATB1 作用，從而阻滯細(xì)胞周期G0/G1 期；另有研究顯示，miR-134 在腎癌中也起到抑癌基因的作用，其靶基因?yàn)镵RAS，通過與其相互結(jié)合，抑制腎癌細(xì)胞的增殖［15］；此外，miR-377 通過與轉(zhuǎn)錄因子ETS1基因結(jié)合，從而抑制腎癌的發(fā)生［18］。絕大多數(shù)研究顯示，miR-200 家族成員miR-200c、miR-200a、miR-200b 及miR-141、miR-145 和miR-429 在腎癌組織中相對(duì)于正常組織顯著下調(diào)，上調(diào)這些基因后會(huì)抑制腎細(xì)胞癌的發(fā)生、侵襲及轉(zhuǎn)移，并且顯示表達(dá)水平與癌癥大小和癌癥病理分期相關(guān)［19］。

與前相反，有研究顯示［20］，miR242 與細(xì)胞增殖、遷移、侵襲和凋亡同樣有關(guān)，miR242 可能是作為腎癌癌基因存在；FEDORKO 等［21］在腎癌患者的研究中發(fā)現(xiàn)，miR-210 和miR-378 在腎癌患者的血清中表達(dá)上調(diào)，它們的表達(dá)與患者存活期相關(guān)；VERGHO 等［22］在腎癌的研究中指出，miR-21在腎癌組織中表達(dá)水平顯著上調(diào)。結(jié)果證實(shí)，以上這些基因的高表達(dá)會(huì)促進(jìn)腎癌的發(fā)生及轉(zhuǎn)移，起到了促癌基因的作用。

5.3 miRNA 在前列腺癌中的表達(dá)miRNA 在調(diào)節(jié)前列腺癌的發(fā)生和發(fā)展中起著重要作用，新的證據(jù)［23］揭示了miR-129 在前列腺癌中的一種新的腫瘤抑制功能，miR-129 在前列腺癌細(xì)胞系和組織中具有相對(duì)較少的表達(dá)，此外，miR-129 通過結(jié)合其3'-UTR 來抑制ETS1 的表達(dá)，機(jī)制上可能是發(fā)揮了對(duì)前列腺癌細(xì)胞的增殖、侵襲及遷移力的抑制，這一發(fā)現(xiàn)為前列腺癌的精準(zhǔn)治療提供了新的理論依據(jù)，另外，對(duì)于ETS1 的開發(fā)，有助于深化對(duì)前列腺癌治療方法的探索；ZONI 等［24］發(fā)現(xiàn)，在前列腺癌細(xì)胞中，miRNA-25 表達(dá)下調(diào)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示miR-25 可以負(fù)性靶向具有促侵襲功能的整合素αv、α6 從而調(diào)節(jié)癌細(xì)胞遷移、侵襲［25］；此外，有學(xué)者在前列腺癌的研究中［26］指出，miR-454的過表達(dá)對(duì)前列腺癌細(xì)胞增殖和侵襲起到促進(jìn)作用，生物信息學(xué)分析表明，已知的抑癌基因N-myc 下游調(diào)控基因2（NDRG2）被確定為miR-454 的潛在靶基因，同樣，miR-454也可能作為治療前列腺癌的潛在治療靶點(diǎn)；另有研究顯示［27］EN2 受miR-605 的負(fù)調(diào)控，而miR-605 的下調(diào)又通過上調(diào)EN2 來促進(jìn)前列腺癌細(xì)胞的增殖和侵襲，導(dǎo)致前列腺癌的發(fā)生和發(fā)展。

在許多對(duì)前列腺癌組織的檢測中，通過miRNA 的表達(dá)譜，發(fā)現(xiàn)miRNA 均具有較高的表達(dá)特異性，這也為今后前列腺癌的診斷及治療研究提供了一定的理論依據(jù)。同時(shí)，在前列腺癌患者的尿液中，miRNA 同樣能被檢測出，故miRNA 可作為腫瘤標(biāo)記物用以早期檢測前列腺癌，其結(jié)果可能優(yōu)于前列腺癌腫瘤標(biāo)記物PSA，在臨床應(yīng)用上具有更加廣闊的前景［28］。

6 miRNA 在腫瘤治療中的臨床意義

目前對(duì)于泌尿系腫瘤的治療，藥物的耐受性是一個(gè)比較棘手的問題，盡管應(yīng)用了一些生物小分子或合成抑制劑，但仍然難以克服藥物的耐受性而導(dǎo)致的治療失敗。所以對(duì)于泌尿系腫瘤的治療需要我們探索更新、更有效的方法，而以miRNA 模擬物或是miRNA 抑制劑作為腫瘤的靶向治療技術(shù)在當(dāng)前成為一種潛在可行的方案，同時(shí)也受到學(xué)界廣泛的關(guān)注。

以膀胱癌為例，當(dāng)前，輔助化療成為繼根治性切除等外科手術(shù)治療后膀胱癌診療領(lǐng)域的新興熱點(diǎn)。相關(guān)研究［29］也表明了miRNA 在膀胱癌輔助化療上的應(yīng)用價(jià)值。如有研究表明，長鏈非編碼RNA UCA1（urothelial cancer associated 1）可以激活轉(zhuǎn)錄因子CREB（cAMP response element-binding protein），使miR-196a-5p 轉(zhuǎn)錄增多，表 達(dá) 增加，miR-196a-5p 調(diào)控靶基因p27kip1的表達(dá)，通過UCA1/CREB/mi R-196a-5p/p27kip1 這一通路，miR-196a-5p 在使順鉑和吉西他濱導(dǎo)致的膀胱癌細(xì)胞凋亡顯著減少的同時(shí)，也能夠增加其耐藥性［30］。

然而，亦有相關(guān)miRNA 能增加膀胱癌化療敏感性，如miR-101 和miR-122 均可以通過靶向調(diào)控血管上皮生長因子C（vascular endothelial growth factor C，VEGFC），從而抑制血管生成，最終提高膀胱癌細(xì)胞對(duì)順鉑的敏感性［31］；有學(xué)者在對(duì)miR-34a 的研究中發(fā)現(xiàn)［32］，當(dāng)miR-34a 的表達(dá)上調(diào)時(shí)，腫瘤細(xì)胞的增殖受到抑制，增加了膀胱癌細(xì)胞對(duì)順鉑的敏感性［33］；而對(duì)miR-1182 的研究表明，miR-1182 直接調(diào)控靶點(diǎn)為hTERT［34］，可增強(qiáng)膀胱癌細(xì)胞對(duì)于化療藥物的敏感性；在其他化療藥物對(duì)膀胱癌的治療方面，miRNA 研究亦取得了一定的進(jìn)展，miR-31 過表達(dá)的膀胱癌細(xì)胞系經(jīng)絲裂霉素C 處理后其細(xì)胞生存減少，凋亡增加，并且Akt 和ERK（extracellular signal-regulated kinase）信號(hào)通路失活，該現(xiàn)象主要是通過miR-31 對(duì)ITGA5 的靶向調(diào)控完成［35］；另研究顯示，miR-27a 的靶基因?yàn)镽UNX-1，通過對(duì)靶基因RUNX-1 的表達(dá)進(jìn)行調(diào)控，可以增加膀胱癌細(xì)胞對(duì)化療藥物如順鉑和紫杉醇的敏感性［36］。

綜上，由于miRNA 在不同腫瘤中表達(dá)量的不同，通過改變miRNA 的活性來達(dá)到靶向治療的技術(shù)成為具有潛在可行性的另一方案［37］。MiRNAs 數(shù)量巨大，對(duì)腫瘤的發(fā)生、發(fā)展起到重要的作用，這一特性對(duì)于臨床有著巨大的應(yīng)用價(jià)值，另外，miRNA 又不具有長鏈的特性，缺乏穩(wěn)定性，因此，在臨床的應(yīng)用上又存在著諸多挑戰(zhàn)。

7 展望

泌尿系惡性腫瘤是目前世界范圍內(nèi)致死率最高的一類疾病，其致死原因多為腫瘤的侵襲及遠(yuǎn)處臟器的轉(zhuǎn)移。因?yàn)槟[瘤的形成及發(fā)展是一個(gè)復(fù)雜的過程，存在于一個(gè)龐博復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)中，且包含多方面的因素參與。故到目前為止，也難有有效的方法徹底根治惡性腫瘤。因此，對(duì)于相關(guān)基因的研究盡早用于腫瘤的診斷及治療便迫在眉睫。目前，一些研究從腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)基因入手，通過開發(fā)促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移的特異性診斷技術(shù)，探索相關(guān)的腫瘤標(biāo)志物，另外，在腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)基因的研究中，開發(fā)針對(duì)抵抗腫瘤轉(zhuǎn)移的制劑，在腫瘤的治療方面提供新的方法。越來越多的研究表明，除了原癌基因和抑癌基因等蛋白編碼基因外，小分子非編碼RNA 同樣調(diào)控著腫瘤進(jìn)展、轉(zhuǎn)移的多個(gè)階段，這對(duì)惡性腫瘤在轉(zhuǎn)移機(jī)制方面的研究提供了新的思路。miRNA 是通過與不同的原癌基因或抑癌基因靶向結(jié)合后發(fā)揮作用，這也就意味著一個(gè)miRNA 可以與多個(gè)不同的靶基因發(fā)生作用，一個(gè)靶基因也可同時(shí)受多個(gè)miRNA的調(diào)控［38］。另外，部分miRNA 起到細(xì)胞之間信息傳遞的作用，通過從細(xì)胞內(nèi)分泌到細(xì)胞外，因此，可通過調(diào)控靶點(diǎn)信息的表達(dá)影響周圍細(xì)胞的生物學(xué)特性。并且不同腫瘤的miRNA 表達(dá)譜也表現(xiàn)出不同的特征，其在病理發(fā)展上相互有著密切的關(guān)系，這個(gè)特性為泌尿系腫瘤的早期診斷和預(yù)后判斷提供了非常重要的參考價(jià)值。

8 結(jié)語

近些年來，相關(guān)miRNA 在泌尿系腫瘤的研究越來越多，并且取得了一定的進(jìn)展，其與腫瘤的診斷、分期、進(jìn)展、預(yù)后以及治療密切相關(guān)［39］。本文中總結(jié)了miRNA 作為原癌基因和抑癌基因在常見泌尿系腫瘤中的雙重作用，miRNA 不僅與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)，同時(shí)在腫瘤組織的轉(zhuǎn)移上也起著至關(guān)重要的調(diào)控作用。這些研究還為腫瘤的早期診斷和治療提供重要的理論依據(jù)，并且在化療藥物的耐受及敏感性方面提供了理論指導(dǎo)。本研究組也發(fā)現(xiàn)了多個(gè)與膀胱癌發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)的miRNA，如miR-92、miR-93、miR-3658 等［40-42］，并進(jìn)一步研究了其在膀胱癌化療敏感性或化療抵抗性的作用，其中發(fā)現(xiàn)miR-92 能夠通過靶向作用于GSK3β并活化Wnt 信號(hào)通路從而促進(jìn)膀胱癌侵襲和化療抵抗性，而miR-93 能夠調(diào)節(jié)LASS2 蛋白水平的變化從而增強(qiáng)膀胱癌的化療敏感性。但由于miRNA數(shù)量較多，調(diào)節(jié)通路復(fù)雜多樣，很多問題還丞待解決，因此，仍需進(jìn)一步的研究構(gòu)建全面的miRNA 調(diào)控網(wǎng)絡(luò)［43］。希望在不久的將來，我們能夠?qū)iRNAs 作為泌尿系腫瘤的診斷標(biāo)志物、治療靶點(diǎn)或者新型治療藥物而廣泛應(yīng)用于臨床，造?；颊?。