張本佳，詹曉曼，袁勝濤，孫 立

(中國(guó)藥科大學(xué)藥物科學(xué)研究院，江蘇 南京210009)

長(zhǎng)鏈非編碼RNAs簡(jiǎn)稱(chēng)LncRNAs(long noncoding RNAs)，即是一類(lèi)轉(zhuǎn)錄本大于200 nt的RNA分子。2006年研究人員從膀胱癌中檢測(cè)出來(lái)了一種LncRNA，命名為尿路上皮癌胚抗原1(UCA1)。作為一種原癌基因，UCA1在多種腫瘤組織中呈現(xiàn)高表達(dá)，在腫瘤的診斷、治療以及不良預(yù)后中均顯示出重要的價(jià)值。研究表明UCA1在調(diào)控腫瘤的轉(zhuǎn)移、耐藥、能量代謝、凋亡等方面起著關(guān)鍵性作用。而腫瘤轉(zhuǎn)移作為惡性腫瘤的基本生物學(xué)特征，是臨床上絕大多數(shù)腫瘤患者致死的主要原因，因此了解UCA1與腫瘤轉(zhuǎn)移之間的關(guān)系有助于為腫瘤治療提供新的研究方法與思路。本文就UCA1在腫瘤轉(zhuǎn)移中的作用作一綜述。

研究發(fā)現(xiàn)，在人類(lèi)基因組中，有75%會(huì)轉(zhuǎn)錄成相應(yīng)RNA，其中有蛋白翻譯功能的僅有小于2%。LncRNAs長(zhǎng)鏈非編碼RNA(long noncoding RNA，LncRNA)是指分子長(zhǎng)度大于200 nt的RNA，其本身不編碼蛋白質(zhì)[1]。LncRNA最初被認(rèn)為是轉(zhuǎn)錄過(guò)程中產(chǎn)生的的“噪音”，然而隨著研究的深入，科研人員發(fā)現(xiàn)LncRNA可在表觀遺傳、轉(zhuǎn)錄以及轉(zhuǎn)錄后水平等多個(gè)層次調(diào)控基因表達(dá)。大多數(shù)LncRNA由RNA聚合酶Ⅱ轉(zhuǎn)錄，在經(jīng)過(guò)剪切加工成熟[2，3]。尿路上皮癌胚抗原1(UCA1)為L(zhǎng)ncRNA家族的一個(gè)重要成員，是Wang等[4]通過(guò)生物信息學(xué)方法從膀胱癌中檢測(cè)出來(lái)的。近年來(lái)的研究表明，作為一種原癌基因，UCA1與腫瘤周期調(diào)控、凋亡、轉(zhuǎn)移、侵襲的等方面密切相關(guān)。

1 UCA1的結(jié)構(gòu)概述

2006年Wang等[4]在人膀胱移行癌細(xì)胞株中，利用cDNA末端快速擴(kuò)增技術(shù)分析鑒定獲得了其中一個(gè)序列表達(dá)標(biāo)簽(EST)片段的全長(zhǎng)cDNA。將全長(zhǎng)cDNA進(jìn)行序列比對(duì)分析，其5′端與UCA1有99.15%的同源性，因此該全長(zhǎng)的cDNA應(yīng)是UCA1的基因。UCA1基因其5′端-1800-+200 bp全長(zhǎng)2 000 bp為該基因啟動(dòng)子區(qū)，-400--150 bp長(zhǎng)度250 bp處為UCA1核心啟動(dòng)子區(qū)。cDNA定位于19p13.12處，全長(zhǎng)共1 442 bp，在其5′末端具有TATA盒(TATAAA)，3′末端具有polyA尾和加尾信號(hào)(ATTAAA)。結(jié)構(gòu)中包含有3個(gè)外顯子和2個(gè)內(nèi)含子，內(nèi)含子和外顯子交界處具有剪接信號(hào)。且研究發(fā)現(xiàn)UCA1基因啟動(dòng)子區(qū)不存在 CpG島，推測(cè)該基因核心啟動(dòng)子區(qū)可能與多種轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合，并通過(guò)研究確定轉(zhuǎn)錄因子c-Myb可以結(jié)合UCA1基因的核心啟動(dòng)子區(qū)。研究發(fā)現(xiàn)在絨毛和胎盤(pán)組織均有明顯UCA1基因的表達(dá)，在成人正常組織中都不表達(dá)該基因除心臟、脾臟外，UCA1在多種惡性腫瘤中表達(dá)，且癌組織表達(dá)明顯高于癌旁組織[4-6]。

2 UCA1在不同腫瘤中的轉(zhuǎn)移

2.1 不同腫瘤中的表達(dá)

2.1.1膀胱癌

世界范圍內(nèi)，男性最常見(jiàn)實(shí)體瘤膀胱癌位列排行榜第四位，在女性中位列排行第七位。研究表明，UCA1在膀胱癌[5]細(xì)胞中呈現(xiàn)高表達(dá)從而影響腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)以及遷移。Wang等[4]研究發(fā)現(xiàn)UCA1在膀胱癌組織中異常高表，并指出UCA1可作為一個(gè)高度特異且敏感的潛在性生物學(xué)指標(biāo)適用于膀胱癌的早期診斷。Yang等[6]的研究同樣發(fā)現(xiàn)在膀胱癌細(xì)胞中UCA1呈現(xiàn)高表達(dá)，通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)UCA1可以通過(guò)PI3K / AKT信號(hào)通路來(lái)調(diào)控環(huán)磷酸腺苷應(yīng)答元件結(jié)合蛋白(cAMP response element bind protein，CREB)的表達(dá)，使其磷酸化，加快細(xì)胞周期的進(jìn)程，從而促進(jìn)細(xì)胞增殖。因此這寫(xiě)研究為了解膀胱癌的分子病理學(xué)提供了更充分的理論基礎(chǔ)，使UCA1成為潛在的診斷和治療膀胱癌的靶標(biāo)。

2.1.2胃癌

胃癌(gastric carcinoma)在我國(guó)各種惡性腫瘤中發(fā)病率排名居首位，它是起源于胃黏膜上皮的一種惡性腫瘤?，F(xiàn)已存有的研究表明[7-9]，在胃癌組織中UCA1呈現(xiàn)異常高表達(dá)，且臨床病理學(xué)分析結(jié)果顯示，在胃癌的分化程度、腫瘤大小，浸潤(rùn)深度和 TNM 分期中UCA1 起到了重要的作用。表明UCA1可能是一個(gè)有前途的胃癌治療的分子靶標(biāo)。

2.1.3乳腺癌

乳腺癌有99 %發(fā)生在女性中，是女性最常見(jiàn)的惡性腫瘤之一。研究表明，在乳腺癌[10]細(xì)胞中UCA1基因異常高表達(dá)，且乳腺癌細(xì)胞的增殖、凋亡、轉(zhuǎn)移等方面與UCA1有著密切的聯(lián)系，因此UCA1可能成為乳腺癌診斷的標(biāo)志物以及化療的潛在靶基因。

2.1.4胰腺癌

胰腺癌(pancreatic cancer，PC)惡性程度極高，近年來(lái)此癌癥發(fā)病率以及死亡率明顯上升，是一種比較常見(jiàn)的消化系統(tǒng)類(lèi)腫瘤。張尤歷等[11，12]研究人員使用熒光定量PCR技術(shù)檢測(cè)了11例胰腺癌組織及其配對(duì)的癌旁正常組織UCA1的表達(dá)，結(jié)果顯示胰腺癌組織較于相應(yīng)的癌旁組織其UCA1表達(dá)水平更高。胰腺癌細(xì)胞中高度表達(dá)UCA1[13]，因此對(duì)其表達(dá)的干預(yù)成為驗(yàn)證其與腫瘤轉(zhuǎn)移關(guān)系的重要手段。

2.1.5肝癌

2015年1月至2016年1月期間陳蔡松等[14]研究人員于第二軍醫(yī)大學(xué)長(zhǎng)海醫(yī)院收集了20例肝癌患者的腫瘤組織和血漿樣本以及20例健康受試者的血漿樣本。腫瘤組織及血漿樣本中UCA1 mRNA水平的表達(dá)通過(guò)采用實(shí)時(shí)定量PCR法測(cè)定，并且分析了UCA1 mRNA表達(dá)與Child-Pugh分級(jí)、原發(fā)灶腫瘤大小等臨床病理特征的關(guān)系。研究結(jié)果顯示存在肝癌肝內(nèi)轉(zhuǎn)移患者的腫瘤組織與血漿中相比于肝癌患者有著更高的UCA1的表達(dá)，由此推測(cè)血漿UCA1可能是肝癌轉(zhuǎn)移診斷和病情監(jiān)測(cè)的標(biāo)志物，肝癌發(fā)展與UCA1的表達(dá)水平密切相關(guān)。

2.1.6其他

Xu等[15]研究表明，在膽管癌組織中UCA1的表達(dá)高于癌旁組織，且UCA1與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、TNM分期、術(shù)后復(fù)發(fā)等密切相關(guān)。同樣的在肺癌細(xì)胞以及子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞中的研究[16，17]發(fā)現(xiàn)，在兩種癌細(xì)胞中UCA1呈現(xiàn)高表達(dá)，且研究結(jié)果顯示 UCA1的高表達(dá)與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，分級(jí)，晚期TNM分期和血管浸潤(rùn)密切相關(guān)。因此UCA1有望作為腫瘤治療的潛在靶點(diǎn)。

2.2 促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移

2.2.1基質(zhì)金屬蛋白酶(Matrix Metallopeptidase，MMP)

在細(xì)胞外基質(zhì)降解方面起重要作用的酶MMP-2以及MMP-9不僅提高了惡性腫瘤體內(nèi)轉(zhuǎn)移以及侵襲的能力，且有研究表明在腫瘤的浸潤(rùn)深度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、TNM分期方面MMP-2和MMP-9對(duì)其有著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的相關(guān)性，在腫瘤轉(zhuǎn)移中有著重要的作用[18]。

在膀胱癌細(xì)胞中[19]，使用CRISPR/Cas9技術(shù)降低細(xì)胞中UCA1的表達(dá)，通過(guò)Western blot實(shí)驗(yàn)證明了UCA1表達(dá)下調(diào)可降低MMP-2及MMP-9的表達(dá)并且同樣在體內(nèi)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中得到驗(yàn)證，綜上所述UCA1可能通過(guò)調(diào)節(jié)MMP-2和MMP-9從而促進(jìn)腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移。有研究[20]發(fā)現(xiàn)，UCA1通過(guò)促進(jìn)Cbl-c介導(dǎo)的G蛋白偶聯(lián)受體激酶2(GRK2)的泛素化降解調(diào)節(jié)GRK2的穩(wěn)定性，導(dǎo)致ERK-MMP9信號(hào)通路的激活從而促進(jìn)胃癌細(xì)胞的侵襲和遷移；動(dòng)物實(shí)驗(yàn)同樣得到驗(yàn)證。張尤歷等[11,12]采用UCA1表達(dá)質(zhì)粒提高PaTu8988細(xì)胞的UCA1水平，通過(guò)小干擾RNA降低Bx PC-3細(xì)胞的UCA1表達(dá)水平，同時(shí)用Western blot檢測(cè)MMP-2和MMP-9的蛋白表達(dá)水平，研究結(jié)果顯示：在PaTu8988細(xì)胞中過(guò)表UCA1其MMP-2和MMP-9的蛋白表達(dá)水平也隨之升高，在Bx PC-3細(xì)胞中降低UCA1表達(dá)后其MMP-2和MMP-9的蛋白水平隨之降低。隨后科研人員又考察了UCA1與細(xì)胞遷移之間的影響，通過(guò)劃痕以及transwell實(shí)驗(yàn)證實(shí)了高表達(dá)UCA1能增強(qiáng)胰腺癌細(xì)胞的體外遷移侵襲能力，敲低UCA1的表達(dá)可降低MMP-2和MMP-9的表達(dá)從而減弱胰腺癌細(xì)胞系的體外遷移侵襲能力。

2.2.2微小RNA(mi RNA)

Mi RNA是一類(lèi)非編碼RNA，廣泛存在于動(dòng)植物、病毒中，研究表明其通過(guò)不同的作用機(jī)制在腫瘤細(xì)胞的侵襲、轉(zhuǎn)移中發(fā)揮著重要作用，例如miR-134在非小細(xì)胞型肺癌細(xì)胞中通過(guò)靶向FoxM1可以抑制細(xì)胞的上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化從而影響細(xì)胞的侵襲轉(zhuǎn)移；miR-379-5p在肝癌細(xì)胞中通過(guò)抑制MMP2以及MMP9從而抑制肝癌細(xì)胞的遷移和侵襲；miR-4725-3p通過(guò)靶向Stim1信號(hào)傳導(dǎo)通路參與黃腐醇抑制膠質(zhì)瘤細(xì)胞侵襲[21-23]。由此可以看出mi RNA在癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移過(guò)程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

①miR-135a

Zhang等[24]研究表明miRNA-135a是UCA1的直接目標(biāo)，經(jīng)查閱文獻(xiàn)得知在乳腺癌細(xì)胞中miR-135a與 HOXA10基因的3’-UTR存在著堿基配對(duì)，并通過(guò)熒光素酶報(bào)告基因檢測(cè)以及WB實(shí)驗(yàn)證實(shí)了miR-135a可以調(diào)節(jié)HOXA10的表達(dá)而HOXA10 基因是胚胎形態(tài)發(fā)生和分化的調(diào)節(jié)因子，在幾種癌癥中都存在著異常表達(dá)。有報(bào)道稱(chēng)其能夠在胰腺癌細(xì)胞中通過(guò)TGF-β2介導(dǎo)的p38 MAPK通路的激活促進(jìn)細(xì)胞侵襲和MMP-3表達(dá)，因此顯示miR-135a能調(diào)控癌細(xì)胞的遷移[25-29]。Zhang的研究顯示了UCA1通過(guò)靶向miR-135a而作為一種致癌基因從而調(diào)控癌細(xì)胞的生長(zhǎng)和遷移。UCA1-miR-135a途徑調(diào)節(jié)PC的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移，為PC治療提供新的見(jiàn)解，但具體的調(diào)控機(jī)制是否如上所列還沒(méi)有有關(guān)的文獻(xiàn)報(bào)道。

②miR-143

Luo等[30]研究表明，UCA1過(guò)表增強(qiáng)癌細(xì)胞的侵襲、轉(zhuǎn)移能力，推測(cè)其機(jī)制可能與UCA1調(diào)控EMT有關(guān)，通過(guò)對(duì)EMT相關(guān)蛋白及其上游蛋白進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果顯示LncRNA-UCA1可以調(diào)節(jié)miR-143/HMGB1通路從而影響膀胱癌細(xì)胞，HMGB1即高遷移率族蛋白家族的成員，已有研究表明HMGB1在膀胱癌細(xì)胞中高表[31]且HMGB1在人類(lèi)癌細(xì)胞中也可以作為EMT的誘導(dǎo)劑[32]。由上可知LncRNA-UCA1可以通過(guò)miR-143/HMGB1通路調(diào)節(jié)膀胱癌細(xì)胞的侵襲與遷移，因此，lncRNA-UCA1可能成為治療侵襲和轉(zhuǎn)移型膀胱癌的有效的靶點(diǎn)，具體的機(jī)制還有待深入研究。

③miR-144

研究[16]發(fā)現(xiàn)，在肺癌細(xì)胞中UCA1呈高表，敲低UCA1的表達(dá)，可以明顯減弱癌細(xì)胞的遷移能力，表明UCA1與肺癌的轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，UCA1與miR-144直接結(jié)合從而發(fā)揮作用，對(duì)于miR-144有研究表明在骨肉瘤細(xì)胞中通過(guò)生物信息學(xué)分析miR-144潛在的靶基因，并通過(guò)熒光素酶測(cè)定法進(jìn)行確認(rèn)，確定了雷帕霉素(mTOR)為miR-144的靶標(biāo)且是由于直接靶向mTOR mRNA的3'非翻譯區(qū)，導(dǎo)致mTOR蛋白水平降低從而影響信號(hào)通路，而mTOR信號(hào)通路在腫瘤轉(zhuǎn)移中起著重要作用[33，34]，以上為研究UCA1影響肺癌細(xì)胞的侵襲與轉(zhuǎn)移的機(jī)制提供探索思路。

④miR-145

Xue等[35]的研究發(fā)現(xiàn)過(guò)表UCA1的膀胱癌細(xì)胞呈現(xiàn)間質(zhì)細(xì)胞樣形態(tài)。且過(guò)表UCA1能增加細(xì)胞中ZEB1、ZEB2和fascin homologue 1(FSCN1)的表達(dá)以及降低miR-145的表達(dá)。同時(shí)，侵襲實(shí)驗(yàn)顯示癌細(xì)胞的侵襲、遷移能力都有增強(qiáng)。相反，如果敲低細(xì)胞中的UCA1的表達(dá)水平，則可下調(diào)相關(guān)蛋白的表達(dá)，因此表明LncRNA-UCA1可通過(guò)hsa-miR-145-ZEB1/2-FSCN1途徑增強(qiáng)膀胱癌細(xì)胞遷移和侵襲。

⑤miR-203

Xiao等[36]研究通過(guò)RNA免疫共沉淀及拉下實(shí)驗(yàn)證實(shí)miR-203是UCA1的作用靶點(diǎn)。體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)表明UCA1可以像內(nèi)源性海綿吸附miR-203，影響轉(zhuǎn)錄因子Snail2的表達(dá)，Snail2是一個(gè)有力的誘導(dǎo)EMT的因子且該功能部分是由于在腫瘤進(jìn)展過(guò)程中直接抑制E-鈣粘蛋白轉(zhuǎn)錄，更有文獻(xiàn)報(bào)道Snail還通過(guò)間質(zhì)調(diào)控MMPs表達(dá)增加細(xì)胞的侵襲能力[37，38]，綜上所述UCA1通過(guò)miR-203/Snail2途徑促進(jìn)細(xì)胞的侵襲與轉(zhuǎn)移然而其下游具體的機(jī)制還有待深入的研究。

⑥miR-216b

Wang等[39]研究發(fā)現(xiàn)肝癌TNM 分期、轉(zhuǎn)移和術(shù)后生存期與UCA1的表達(dá)水平密切相關(guān)，且在肝癌組織中UCA1呈高表。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，UCA1可以通過(guò)直接結(jié)合作用下調(diào)miR-216b表達(dá)。另外，UCA1可以逆轉(zhuǎn)miR-216b對(duì)肝癌細(xì)胞生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移的影響，可能參與了肝癌的成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體1(FGFR1)的表達(dá)，從而形成一個(gè)全新UCA1-miRNA-216b-FGFRl-胞外信號(hào)調(diào)控激酶信號(hào)通路影響細(xì)胞的侵襲遷移能力。

2.2.3mTOR

Li等[40]研究采用慢病毒轉(zhuǎn)染使胃癌細(xì)胞株BGC-823高表UCA1，再進(jìn)行劃痕實(shí)驗(yàn)及Transwell實(shí)驗(yàn)并對(duì)其機(jī)制進(jìn)行探討，研究結(jié)果顯示UCA1可以通過(guò)PI3K-Akt-mTOR信號(hào)通路影響腫瘤細(xì)胞的發(fā)展。PI3K-Akt信號(hào)通路與腫瘤血管的發(fā)生以及細(xì)胞運(yùn)動(dòng)等方面有著重要的作用，mTOR是PI3K信號(hào)通路下游的分子之一，另外有文獻(xiàn)報(bào)道此信號(hào)通路可以通過(guò)影響MMP-2[41]、MMP-9以及VEGF[42]的表達(dá)水平從而影響腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移。這些發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步證實(shí)lncRNAs在維持細(xì)胞動(dòng)態(tài)平衡中的重要性，表明UCA1可能是一個(gè)有前途的胃癌治療的分子靶標(biāo)。

2.2.4p27

在乳腺癌研究中，Huang等[10]研究表明，p27作為一種重要的抑癌基因，通過(guò)抑制p27基因的表達(dá)可增強(qiáng)細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移能力。核內(nèi)不均一核糖核蛋白Ⅰ(hnRNP I)能夠通過(guò)與UCA1結(jié)合形成功能性的核糖核蛋白復(fù)合體增加UCA1的穩(wěn)定性。 磷酸化形式的hnRNP I主要在細(xì)胞質(zhì)中，負(fù)責(zé)與UCA1的相互作用。hnRNP I通過(guò)與p27 mRNA的5′-非翻譯區(qū)相互作用來(lái)增強(qiáng)p27的翻譯，UCA1與hnRNP I通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性作用抑制p27蛋白水平。提示UCA1通過(guò)抑制p27從而降低癌細(xì)胞侵襲轉(zhuǎn)移能力。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，UCA1在腫瘤轉(zhuǎn)移中發(fā)揮著重要作用。盡管對(duì)于UCA1在腫瘤轉(zhuǎn)移中的作用已經(jīng)有了一定的認(rèn)識(shí)，比如，UCA1在許多腫瘤中表達(dá)升高，可以促進(jìn)癌細(xì)胞的遷移，但是UCA1調(diào)節(jié)腫瘤的轉(zhuǎn)移，此過(guò)程通過(guò)何種靶點(diǎn)、作用機(jī)制及信號(hào)通路尚不十分明確。相信隨著研究的不斷深入，在不久的未來(lái)這些問(wèn)題會(huì)得到解決，UCA1有望成為新型腫瘤分子標(biāo)志物和基因治療的靶點(diǎn)。