李榮迪 綜述 李學東 審校

膀胱癌是一種泌尿生殖系統(tǒng)腫瘤，發(fā)病率和死亡率較高。膀胱癌分為兩類：非肌浸潤性膀胱癌(TA和T1期)和肌肉浸潤性膀胱癌(T2-4期)[1]。盡管根治性手術和放射治療等是有效的，但仍有四分之一的肌肉浸潤性膀胱癌患者預后不佳[2]?，F(xiàn)有的診斷方法，如膀胱鏡檢查和尿液細胞學檢查，易使患者產(chǎn)生不適感而且敏感度較差[3]。因此，我們迫切需要發(fā)現(xiàn)更敏感的生物標志物并開發(fā)新的無創(chuàng)方法?，F(xiàn)代研究和技術表明，非編碼RNA在許多生化過程中起著非常重要的作用。除了轉(zhuǎn)移RNA(tRNA)和核糖體RNA(rRNA)外，還有以下幾類常見的非編碼RNA：長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA，lncRNA)、 RNA(microRNA，miRNA)和循環(huán)RNA(circular RNA，circRNA)。越來越多的證據(jù)表明，它們與多種腫瘤特征高度相關，包括腫瘤的發(fā)生發(fā)展、轉(zhuǎn)移、血管生成和增殖侵襲[4]。近年來，對膀胱癌患者中非編碼RNA的科學研究取得了巨大的進展。在這篇綜述中，我們主要描述了miRNA、lncRNA和circRNA在膀胱癌進展中的調(diào)控機制以及生物標志物的篩選。

1 膀胱癌中miRNA的研究進展

1.1 膀胱癌中下調(diào)的miRNA

在腫瘤中，下調(diào)的miRNA被認為是抑癌基因。有多個研究報道了mir-145在膀胱癌組織中的表達下調(diào)[5]，這些文獻表明，mir-145可能是膀胱癌的關鍵miRNA。此外，至少有4篇文獻報道在膀胱癌患者的組織或尿液中，mir-125b、mir-100、mir-143、mir-99a和mir-133a的表達下調(diào)[6]。而且在對膀胱癌中下調(diào)的miRNA研究中發(fā)現(xiàn)幾乎所有被研究的miRNAs都能夠抑制膀胱癌細胞的增殖、遷移和血管生成，并誘導細胞周期阻滯。這些潛在的膀胱癌抑制因子包括mir-100、mir-99a、mir-124、mir-125b、mir-1826、mir-195、mir-202、mir-23b、mir-26a、mir-30a-5p、mir-31、mir-430、mir-451、mir-5195-3p、mir-582-5p、mir-590-3p和mir-613[7-11]。還有一些低表達的miRNAs已被證明有助于提高膀胱癌細胞對化療藥物的敏感性。例如，mir-19a與三氧化二砷(ATO)協(xié)同作用，能夠抑制膀胱癌細胞的增殖并誘導其凋亡[12]；mir-143能提高T24細胞對吉西他濱的化學敏感性[13]；mir-34a可以增加膀胱癌細胞對表柔比星(EPI)的敏感性[14]。然而，在膀胱癌中，還有許多下調(diào)miRNAs尚未得到充分的研究，其功能和靶基因有待進一步闡明。

1.2 膀胱癌中上調(diào)的miRNA

在膀胱癌中表達上調(diào)的miRNA可能在腫瘤的進展中起促進作用。mir-205、mir-96、mir-141、mir-146a-5p、mir-200b、mir-21、mir-106b和mir-182經(jīng)常被報道在膀胱癌患者的組織和/或尿液中表達上調(diào)[15-17]。值得注意的是，來自不同臨床樣本的相同miRNA具有不同的表達模式。例如，mir-92a在膀胱癌患者的血漿中表達下調(diào)，但在腫瘤組織中表達顯著上調(diào)[18]；mir-30b在膀胱癌患者的尿上清液中表達下調(diào)，但在膀胱癌組織中卻表達上調(diào)[19]。這些miRNAs是否比其他miRNAs更容易釋放到細胞外或更集中在尿液中，這是否是導致組織樣本和體液之間具有不同的表達模式的原因，需要進一步的實驗證實。

幾種上調(diào)的miRNAs，如mir-130b-3p、mir-556-3p和mir-940，作為致癌因子能促進腫瘤的增殖、遷移和侵襲[20-21]。此外，mir-182-5p和mir-940在膀胱癌細胞中表現(xiàn)出抗凋亡作用，mir-221通過靶向TRAIL和抑制Caspase-3發(fā)揮抗凋亡作用[22]。還有一些miRNAs通過增加患者的耐藥性從而在膀胱腫瘤的進展中起促進作用。例如，mir-98通過靶向LASS2增加了膀胱癌細胞對順鉑/阿霉素的耐藥性[23]；mir-138和mir-1290可通過靶向MUC4來提高膀胱癌細胞系中的吉西他濱耐藥性[24]。

1.3 miRNA作為膀胱癌的臨床診斷和預后標志物

越來越多的證據(jù)表明，單個miRNA或miRNA組合具有作為膀胱癌診斷和預后標志的潛力。例如，尿細胞外囊泡(EVs)中的4個miRNAs診斷組合(mir-26a、mir-93、mir-191和mir-940)在區(qū)分膀胱癌患者和對照組方面表現(xiàn)出88%的敏感性和78%的特異性[25]；尿液中檢測6個miRNAs的診斷方法(mir-187、mir-18a、mir-25、mir-142-3p、mir-140-5p和mir-204)顯示出84.4%的敏感性和86.5%的特異性[26]；取自膀胱癌患者尿上清液中的7個miRNAs的診斷組合(miR-7-5p、miR-22-3p、miR-29a-3p、miR-126-5p、miR-200a-3p、miR-375和miR-423-5p)顯示出85.00%敏感性和86.67%特異性[27]。此外，mir-21/mir-205比值可區(qū)分肌肉浸潤性和非肌浸潤性膀胱癌，敏感性和特異性分別為100%和78%[28]；mir-143和mir-497的表達水平與膀胱癌腫瘤-淋巴結轉(zhuǎn)移(TNM)分期、病理分類和轉(zhuǎn)移有關[29]。除了用作診斷標記外，miRNA還被用于膀胱癌的預后。Martinez-Fernandez等[30]發(fā)現(xiàn)膀胱癌患者mir-200家族的下調(diào)與不良的臨床結果有關。

2 膀胱癌中l(wèi)ncRNA的研究進展

2.1 膀胱癌中的致癌lncRNA

許多致癌的lncRNA已被證明具有抗凋亡作用。研究表明HIF1A-AS2在膀胱癌組織和細胞中表達上調(diào)，該lncRNA的敲除能夠抑制細胞增殖和遷移從而導致細胞凋亡[31]。此外，在健康的人尿上皮細胞中高表達的HIF1A-AS2可促進細胞增殖和遷移，同時抑制細胞凋亡[32]。在膀胱癌中，MALAT1表達上調(diào)，并且無論是體內(nèi)還是體外的研究都表明，MALAT1的表達與上皮鈣粘素(E-cadherin)之間存在負相關關系。MALAT1沉默阻止了轉(zhuǎn)化生長因子(TGF-β)誘導的上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)。此外，MALAT1基因敲除對腫瘤轉(zhuǎn)移抑制的影響已在動物模型中得到證實[33]。兩者都表明，MALAT1通過增強EMT發(fā)揮其在癌癥進展和轉(zhuǎn)移中的作用。在不影響細胞周期分布和凋亡的情況下，TUG1敲除降低了癌細胞的增殖和遷移能力[34]。早期的一項研究表明，TUG1能夠影響EMT的誘導劑ZEB2的抑制劑miR-145的下調(diào)來上調(diào)ZEB2的表達從而增強EMT，導致膀胱癌的侵襲[35]。最近有報道稱，TUG1沉默通過抑制Wnt/β-catenin通路抑制膀胱癌細胞的增殖并導致細胞凋亡[36]。LINC00346沉默可抑制膀胱癌細胞增殖和遷移，并可觸發(fā)細胞周期阻滯和細胞凋亡，此外將這些膀胱癌細胞植入鼠體內(nèi)會降低小鼠的腫瘤生長速度[37]。另一項研究表明，膀胱癌患者中表達水平升高的H19與EZH2增強子的關聯(lián)引起Wnt/β-catenin通路的刺激，導致E-cadherin的下調(diào)，從而促進膀胱癌細胞轉(zhuǎn)移[38]。此外，AB074278在膀胱癌患者中表達上調(diào)，并可能通過與腫瘤抑制因子和細胞增殖的負調(diào)節(jié)因子EMP1的相互作用，發(fā)揮抗凋亡和促增殖作用[39]。

2.2 膀胱癌中的抑癌lncRNA

GAS5被認為是膀胱癌中的一種抑癌lncRNA，因為該lncRNA的敲除增加了膀胱癌細胞的增殖，而其高表達則抑制了細胞的增殖[40]。此外，GAS5的沉默上調(diào)了膀胱癌細胞CDK6的mRNA和蛋白水平，導致S期顯著增加[41]。最近的一項研究表明，強制過表達的GAS5可降低阿霉素的化療耐藥性，增加阿霉素誘導的細胞凋亡，并抑制抗凋亡蛋白的表達[42]。與鄰近未受影響的組織相比，LINC00312在膀胱癌中的表達也有所下降。高表達的LINC00312通過靶向miR-197-3p來抑制細胞遷移和侵襲[43]。最后，LOC572558是另一種抑癌lncRNA，其在膀胱癌及其衍生細胞系中的表達明顯降低，高表達的LOC572558通過觸發(fā)細胞周期S期的阻滯，從而抑制細胞增殖來誘導膀胱癌細胞株細胞凋亡，因此，LOC572558被認為是一種腫瘤抑制因子[44]。

2.3 lncRNA在膀胱癌早期診斷和預后評估中的作用

Duan等[39]認為3種差異表達的lncRNAs(MEG3、SNHG16和MALAT1)小組可能有助于診斷膀胱癌。幾種lncRNAs(NEAT1、PANDAR、PVT1、SUMO1P3、CCAT2和HIF1A-AS2)在膀胱癌中的表達與膀胱癌的組織學分級和TNM分期顯著相關[32]。此外，lncRNA-n336928的低表達與膀胱腫瘤分期低、組織學分級低和患者生存率低相關[45]。與鄰近未受影響的組織相比，GHET1在膀胱癌中的表達升高，其上調(diào)與腫瘤大小、晚期腫瘤和淋巴結狀況以及生存期不良有關[46]。另一方面，BANCR和MIR31HG的低表達與高TNM分期相關[47]。此外，MEG3表達下調(diào)與較低的無復發(fā)生存率有關[39]。膀胱癌中GAS5的下調(diào)與較高的病理分級和較低的無病生存率有關[42]。

3 膀胱癌中circRNA的研究進展

3.1 膀胱癌中的致癌circRNA

已有研究表明，一些circRNA在膀胱癌中表達失調(diào)并且能夠促進膀胱癌的進展。例如，通過篩選circRNA表達譜，Zhong等[48]發(fā)現(xiàn)膀胱癌組織樣本中的circMYLK水平明顯高于正常膀胱組織樣本，并且circMYLK水平與膀胱癌分期有關。在體外膀胱癌樣本和膀胱癌細胞系的組織樣本中發(fā)現(xiàn)circTCF25高表達，circTCF25高表達導致CDK6表達增加，CDK6參與細胞周期調(diào)節(jié)，并且在膀胱癌、骨肉瘤、胰腺癌和胃癌中發(fā)現(xiàn)了CDK6的過度表達，這些發(fā)現(xiàn)表明，circTCF25可能通過調(diào)節(jié)CDK6表達來促進膀胱癌的發(fā)展[49]；circUVRAG在膀胱癌細胞中的表達顯著增加，并且circUVRAG沉默抑制膀胱癌細胞的增殖和遷移，體內(nèi)研究表明，circUVRAG的下調(diào)導致腫瘤異種移植體積和重量顯著減少，此外，circUVRAG沉默促進了miR-223的表達，從而抑制了FGFR2基因的表達，表明circUVRAG通過作為miR-223海綿在膀胱癌中調(diào)節(jié)FGFR2的表達水平[50]；Wu等[51]發(fā)現(xiàn)circCEP128在膀胱癌患者的腫瘤標本中明顯高表達，進一步的研究表明敲除circCEP128可抑制膀胱癌細胞增殖，促進細胞凋亡；與正常膀胱組織相比，circINTS4在膀胱癌組織樣本中表達上調(diào)，功能研究表明，circINTS4通過調(diào)節(jié)miR-146b和ARMA3通路促進膀胱癌細胞增殖和誘導細胞凋亡[52]。

3.2 膀胱癌中的抑癌circRNA

除了作為致癌因子外，還有研究表明一些circRNA在癌癥的進展中有抑制和保護作用。Li等[53]檢測94例膀胱癌患者腫瘤標本和正常對照組織發(fā)現(xiàn)，腫瘤標本的Cdr1as表達顯著下調(diào)，體外研究表明，Cdr1as的高表達降低了膀胱癌細胞系中的細胞增殖率，阻斷了細胞周期，體內(nèi)研究結果顯示，Cdr1as高表達的膀胱癌的腫瘤體積和重量顯著減少。circHIPK3在膀胱癌中表現(xiàn)為抑癌基因，Li等[54]表明circHIPK3在膀胱癌組織標本中的表達低于正常膀胱組織，在體外，circHIPK3的高表達顯著抑制膀胱癌細胞的遷移，抑制膀胱癌的體內(nèi)增殖。相似的，膀胱癌組織樣本中BCRC-3水平明顯低于正常膀胱組織，體外研究發(fā)現(xiàn)在膀胱癌細胞中，BCRC-3高表達能夠抑制細胞增殖，誘導細胞周期阻滯[55]。

3.3 circRNA作為膀胱癌診斷和預后生物標志物的潛在作用

研究表明，一些circRNA的高表達會促進膀胱癌進展并與患者生存時間降低有關，它們可能作為癌癥診斷和靶向治療的生物標志物。例如，circVANGL1高表達的膀胱癌患者與低表達的膀胱癌患者相比總生存率較低[56]，表明circVANGL1可能是膀胱癌患者的診斷和預后生物標志物；最近的一項研究表明，has_circ0000144的表達在膀胱癌組織樣本中顯著上調(diào)，has_circ0000144高水平患者的總體生存期(OS)比has_circ0000144低水平的患者更低[57]；來自BPTF基因外顯子的circBPTF在膀胱癌細胞中過度表達，circBPTF高水平與患者生存率低有關，而且circBPTF表達水平與TNM分期和腫瘤復發(fā)有關[58]；膀胱癌組織樣本中circPRMT5的水平顯著上調(diào)，而在膀胱癌總體生存期較短的患者中，circPRMT5的上調(diào)更常發(fā)生，且較高的circPRMT5水平與淋巴轉(zhuǎn)移和晚期腫瘤分期顯著相關[59]。

同時，還有一些circRNA高表達對膀胱癌進展起抑制作用，與生存時間長有關。例如，Li等[60]發(fā)現(xiàn)膀胱癌組織標本中的circMTO1水平明顯低于正常膀胱組織標本，并且circMTO1表達水平較低的患者總生存期降低；在一項對72名膀胱癌患者進行的研究中，與非腫瘤樣本相比，circITCH在膀胱癌組織樣本中顯著下調(diào)，分析結果表明circITCH表達水平與組織學腫瘤分級呈正相關，且circITCH表達較低的患者總體生存期降低[61]；Liu等[62]采用qRT-PCR實驗表明，與非腫瘤樣本相比，膀胱癌組織樣本中circUBXN7水平降低，并且發(fā)現(xiàn)circUBXN7較低水平的患者生存期降低；在125例膀胱癌患者中，與正常膀胱組織樣本中的表達水平相比，circLPAR1在膀胱癌組織樣本中顯著下調(diào)，單因素和多因素Cox回歸分析表明，較低的circLPAR1水平與較低的疾病特異性生存(DSS)相關[63]。

4 小結與展望

本文綜述了目前所知的非編碼RNA在人類膀胱癌中調(diào)節(jié)細胞增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移的作用，并強調(diào)了它們在膀胱癌化療的診斷、預后和反應中的潛在臨床意義。非編碼RNA具有廣泛的生物學功能，包括miRNA海綿、調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄和RNA結合蛋白的活性等。目前，幾種非編碼RNA參與了膀胱癌的發(fā)病機制，其中一些可能作為有前途的生物標志物。進一步深入了解與膀胱癌進展相關的分子機制可以促進治療膀胱癌的臨床應用的突破。然而目前，大多數(shù)的非編碼RNA在膀胱癌細胞中的表達水平尚未在實驗室中得到證實，在非編碼RNA的研究中，我們不僅需要盡量減少系統(tǒng)的方法學錯誤，而且需要重視患者之間的異質(zhì)性。實現(xiàn)膀胱癌的精準診斷和治療，還需要廣大科研人員和臨床醫(yī)生的共同努力。