尹 冶，丁明霞，陳振杰 綜述，王玉明 審校

昆明醫(yī)科大學第二附屬醫(yī)院：1.檢驗科；2.泌尿外科，云南昆明 650000

前列腺癌是嚴重威脅全球中老年男性健康的惡性腫瘤之一，到2020年美國前列腺癌確診人數(shù)預計達19萬余人，3.3萬余人死于該病[1]。近十年來，前列腺癌已成為我國增速最快的男性惡性腫瘤,且晚期患者比例較西方國家更高，80%的患者雖得益于初期的雄激素剝奪療法，但最終均會抵抗雄激素剝奪療法，發(fā)展為去勢抵抗性前列腺癌[2]。去勢抵抗性前列腺癌極具轉移性和侵襲性的特點使得器官轉移成為多數(shù)患者死亡的主要原因，惡性腫瘤轉移的機制極為復雜，其中，上皮間質轉化(EMT)被認為是這一行為特征的關鍵因素。

EMT是指上皮細胞失去上皮表型，并獲得間質表型后轉化為間質細胞的過程。起源于前列腺上皮而惡性增殖的癌細胞經過EMT失去細胞極性，導致細胞間黏附力減弱，侵襲與遷移能力增強，同時，伴隨上皮細胞標志物E-鈣黏蛋白(E-cadherin)、β-連環(huán)素(β-catenin)和緊密連接蛋白ZO-1的表達下調，以及間質細胞標志物N-鈣黏蛋白(N-cadherin)和波形蛋白(vimentin)的表達上調[3]。EMT作為前列腺癌惡化轉移的重要環(huán)節(jié)，它的激活受到一系列基因表達變化的調控。其中，長鏈非編碼RNA(lncRNA)、微小RNA(miRNA)及環(huán)狀RNA(circRNA)等多種非編碼RNA(ncRNA)可通過轉錄和表觀遺傳等多水平調控腫瘤相關基因的表達。研究表明，ncRNA可通過多種途徑對Snail超家族(Snail，Slug)、堿性螺旋-環(huán)-螺旋蛋白家族(Twist1)和E盒結合鋅指蛋白家族(Zeb1，Zeb2)等EMT相關轉錄因子的表達進行調控，也可調控轉化生長因子β(TGF-β)、表皮細胞生長因子(EGF)和腫瘤壞死因子(TNF)的表達，從而參與到前列腺癌的EMT進程中[4-5]。本文通過綜述3類ncRNA的相關研究，總結并探討其調控前列腺癌EMT的作用機制，以期深刻認識EMT在前列腺癌中的分子機制，同時為獲得前列腺癌新的治療靶點提供依據(jù)。

1miRNA與前列腺癌EMT

1.1miR-200家族與前列腺癌EMT 作為與惡性腫瘤EMT高度相關的基因系列家族，miR-200家族(miR-200a/b/c、miR-141和miR-429)被廣泛研究，目前認為其主要靶向調控Zeb家族參與EMT進程[6]。近年來，miR-200家族調控前列腺癌EMT的機制也取得了一定的突破。

研究表明，miR-200-3c可通過靶向調控Zeb2抑制前列腺癌細胞的侵襲和遷移，從而上調E-cadherin的表達，抑制EMT進程[7]。此外，轉錄因子Zeb1和Slug可直接相互作用于vimentin啟動子中的E-box序列，miR-200c可對二者進行轉錄、抑制，從而阻礙前列腺癌的EMT進程[8]。這提示了miR-200c可逆轉前列腺癌的細胞表型從上皮向間質的轉變，Zeb1-Slug軸的分子重編程或許可以作為轉移性前列腺癌的潛在治療靶點?；诖耍珹BISOYE等[9]發(fā)現(xiàn)轉錄抑制因子Kaiso可通過激活表皮細胞生長因子受體(EGFR)信號通路，促使miR-200沉默。Kaiso作為轉錄抑制物，可通過結合E-cadherin的甲基化區(qū)域參與到調控多種惡性腫瘤的EMT進程中[10]。該研究在LNCaP細胞中過表達Kaiso后，miR-200表達下調，Zeb1和EGFR表達上調。經驗證，EGFR-Kaiso信號軸是miR-200-Zeb1反饋環(huán)的關鍵環(huán)節(jié)，可加速前列腺癌的EMT進程。由此看來，Zeb1/Zeb2作為miR-200家族的直接靶標，或以更為復雜的機制調控前列腺癌的EMT進程。另外，上皮可塑性相關基因的選擇性剪接作為miR-200調控EMT的新機制被初次報道[11]。RNA結合蛋白QKI-5可指導間質相關基因的剪切變化，尤其是發(fā)生EMT時，可改變與肌動蛋白細胞骨架變化相關的基因。該蛋白可在EMT進程中直接結合并調控數(shù)百個可變剪接靶標，發(fā)揮多效作用，例如調控上皮與間質狀態(tài)之間的可塑性，以促進細胞的遷移和侵襲[11]。研究表明，miR-200和miR-375可通過抑制QKI-5的翻譯，對EMT相關的選擇性剪接變化進行廣泛的約束，從而抑制前列腺癌的EMT進程[12]。上皮可塑性相關基因與EMT緊密相關，以此為出發(fā)點或能深入探究miRNA調控前列腺癌EMT的復雜機制。

1.2其他miRNA與前列腺癌EMT

1.2.1促癌miRNA與前列腺癌EMT 除miR-200家族外，其他miRNA在前列腺癌EMT中的調控也有重要意義。ZHANG等[13]研究發(fā)現(xiàn)，miR-410-3p可作用于磷酸酶及張力蛋白同源基因PTEN來調控AKT/mTOR信號通路，從而加速前列腺癌EMT的進程。PTEN作為強大的腫瘤抑制因子，可負向調控PI3K/AKT信號通路，其表達的缺失可促進不同癌細胞的增殖，并減少凋亡。miR-498也被證實可通過結合PTEN的3′-UTR調節(jié)AKT信號通路，從而促進前列腺癌細胞的增殖、侵襲和EMT進程[14]。腫瘤的惡性增殖和轉移嚴重影響前列腺癌患者的生活質量和生存時間，一些失調的miRNA是器官轉移的關鍵介質。研究表明，miR-141-3p可通過激活核因子(NF)-κB信號通路促進前列腺癌的骨轉移，上調PC3細胞的miR-141-3p后，棒狀或長紡錘形的間充質表型轉化為明顯的鵝卵石樣或短紡錘形的上皮輪廓，表明EMT進程受到抑制。而NF-κB途徑在腫瘤中具有核心作用，可促進腫瘤的發(fā)生與轉移[15]。miR-210-3p可通過靶向抑制NF-κB信號通路的負調節(jié)劑來維持NF-κB信號的持續(xù)激活，從而誘導前列腺癌EMT和骨轉移的發(fā)生[16]。由此看來，腫瘤信號通路的調控在前列腺癌EMT中依然占據(jù)重要地位，但要將高效的靶點進行臨床轉化，仍需大量數(shù)據(jù)驗證出特異的信號途徑。另外，LO等[17]研究發(fā)現(xiàn)γ干擾素(IFN-γ)可誘導前列腺癌的體外細胞侵襲和體內肺轉移，其具體機制可能是IFN-γ誘導的四肽重復序列5復合體降解部分前體miRNA(pre-miRNA)，包括pre-miR-363、pre-miR-101和pre-miR-128，通過阻斷pre-miRNA對EMT相關轉錄因子的靶向調控，從而促進遠端轉移和EMT。這一結論與LIU等[18]研究INF-γ通過抑制miRNA調控前列腺癌EMT的結果一致。因此，從相關抑制劑或阻斷劑的方向進行探索，或許能更全面地探討其機制，并為有效抑制劑的開發(fā)提供依據(jù)。

1.2.2抑癌miRNA與前列腺癌EMT 腫瘤miRNA表達譜分析的主要挑戰(zhàn)是細胞亞群和腫瘤組織的異質性。因此，ZONI等[19]分析了前列腺癌上皮祖細胞亞群中miRNA的表達，確定miR-25在祖細胞亞群中低表達，而在前列腺癌細胞系中高表達，該研究表明，miR-25可通過與αv/α6-整合蛋白直接相互作用影響EMT相關細胞骨架變化，從而減少前列腺癌的體外遷移和體內轉移，miR-25作為腫瘤抑制因子，是前列腺癌的關鍵調節(jié)劑。不僅腫瘤轉移與EMT相關(Ⅲ型EMT)，胚胎生長發(fā)育(Ⅰ型EMT)和組織再生(Ⅱ型EMT)等也與其緊密相關。SOX基因家族與生長發(fā)育存在密切關系，該家族的異常表達可導致多種惡性腫瘤。研究表明，部分miRNA可通過調控SOX家族影響前列腺癌的EMT[20]，其中，miR-139-5p通過靶向SOX5，下調Twist1、N-cadherin和vimentin的表達，從而抑制前列腺癌EMT的進程。另一項研究則基于生物信息學工具和熒光素酶報告基因檢測確定SOX4作為EMT的一種關鍵調節(jié)劑，miR-132、miR-212可通過直接靶向SOX4破壞EMT，抑制前列腺癌的惡化與轉移[21]。miR-19a-3p也可通過抑制SOX4下調N-cadherin、α-平滑肌肌動蛋白，以及與腫瘤浸潤轉移相關的基質金屬蛋白酶2、金屬蛋白酶9，從而抑制前列腺癌的EMT進程[22]。同樣，通過靶向調控SOX家族延緩前列腺癌EMT的miRNA還包括miR-140、miR-653等。這些結果提示腫瘤抑制因子和生長發(fā)育相關基因可能是miRNA調控前列腺癌EMT的連接橋梁，且與胚胎生長發(fā)育和組織再生相關的基因對Ⅲ型EMT的機制研究也有較大的探索價值。

盡管目前miRNA調控前列腺癌EMT的機制研究缺乏足夠的深入性和統(tǒng)一性，但從零散的研究中發(fā)現(xiàn)，EMT相關因子和腫瘤相關基因是探索此機制的主要方向。以此為基礎展開研究得到的分子機制線索，為前列腺癌miRNA靶點的發(fā)掘提供了依據(jù)。見圖1。

2lncRNA與前列腺癌EMT

2.1與競爭性內源RNA(ceRNA)機制相關的lncRNA lncRNA具有一級序列信息，可以通過堿基互補與核酸分子相互作用，也可以通過其二級結構與蛋白質、核酸分子及RNA-蛋白質復合物相互作用，此種基因共表達或基因間相互調控的模式是研究lncRNA在癌癥中發(fā)揮生物學功能的重要方法。miRNA可以通過結合mRNA導致基因沉默，而lncRNA作為ceRNA可以競爭性地結合miRNA來調節(jié)基因表達，從而影響miRNA導致的基因沉默。lncRNA通過此種ceRNA機制調控前列腺癌的EMT進程。研究表明，lncRNA MALAT1可作為ceRNA，與冠狀蛋白1C競爭miR-1-3p的結合位點，通過抑制miR-1-3p的表達誘導冠狀蛋白1C上調，下調N-cadherin、vimentin、Snail和Slug的表達水平，從而促進前列腺癌的侵襲、遷移和EMT進程[5]?；赾eRNA機制證實了lncRNA在前列腺癌EMT調控中占據(jù)重要地位，關鍵是ceRNA機制將與前列腺癌EMT相關的lncRNA與miRNA聯(lián)系起來，為揭開lncRNA調控功能帶來更多可靠的證據(jù)。見表1。

圖1 miRNA調控前列腺癌EMT的分子機制

表1 lncRNA作為ceRNA調控前列腺癌EMT的分子機制

2.2與其他機制相關的lncRNA 部分lncRNA可通過直接作用在前列腺癌的EMT中發(fā)揮調控作用。前列腺癌抗原3(PCA3)是首個用于前列腺癌診斷的lncRNA[30]。研究發(fā)現(xiàn)下調LNCaP細胞的PCA3后，E-cadherin、緊密連接蛋白3、緊密連接蛋白4和細胞角蛋白8的表達上調，而Snail、Slug、Twist及vimentin的表達下調[30]。PCA3的下調與部分EMT標志物的表達逆轉有關，因此，針對PCA3開發(fā)有效抑制劑或許可以為前列腺癌轉移的阻斷帶來新的轉機。XIAO等[31]發(fā)現(xiàn)lncRNA H19可以充當細胞黏附分子的轉錄抑制劑，沉默PC3細胞的lncRNA H19后，E-cadherin、整合素β3、整合素β4上調，細胞運動性和侵襲性減弱，提示lncRNA H19可通過調控E-cadherin、整合素β3、整合素β4控制前列腺癌的EMT進展。同樣，lncRNA PCAT-1、lncRNA VIM-AS1和lncRNA 01638等也通過直接影響EMT相關蛋白標記物的作用方式來調控前列腺癌的侵襲、轉移。而另一些lncRNA則通過調控癌癥信號通路等參與EMT進程。LI等[32]證明lncRNA PlncRNA-1可通過TGF-β1途徑調節(jié)前列腺癌的細胞周期和EMT進程。TGF-β1信號通路是穩(wěn)定細胞生長動態(tài)平衡的重要通路，細胞致瘤后可通過激活TGF-β1獲得遷移能力并促進EMT進程。位于TGF-β1下游的lncRNA ATB是前列腺癌患者無復發(fā)生存的獨立影響因素，其表達水平可因TGF-β1的過表達而上調。研究表明，lncRNA ATB可通過細胞外調劑蛋白激酶和PI3K/AKT信號通路刺激Zeb1和Zeb217的表達，從而促進前列腺癌的EMT進程[33]。因此，lncRNA ATB有成為預測前列腺癌患者預后新指標的潛力，而TGF-β1作為部分lncRNA調控EMT的核心指標，在lncRNA靶點相關阻斷劑的研究中也極具價值。此外，PAN等[34]證明lncRNA MNX1-AS1可通過調控增殖細胞核抗原和磷酸化組蛋白H3影響DU145細胞中EMT標記蛋白的表達水平，從而抑制其EMT進程。這提示了在lncRNA與EMT相關蛋白直接作用的背后，其他潛在的作用因子和調控機制有待探究。

綜上所述，目前的研究多集中于ceRNA機制，或局限于已知的轉化相關因子和信號通路。但lncRNA是參與前列腺癌EMT調控中涉及基因蛋白互作最多的ncRNA，在前列腺癌高效靶點的發(fā)掘及臨床轉化中極具潛力，后繼仍需更多深入的研究將其中的復雜機制闡述清楚。

3circRNA與前列腺癌EMT

circRNA是沒有5′端或3′尾巴的獨特共價閉合環(huán)狀RNA分子，能以較強的穩(wěn)定性在哺乳動物細胞中廣泛表達[35]。在膀胱癌、乳腺癌和肝癌等癌癥中表達失調的circRNA，可通過包含ceRNA在內的多種機制影響腫瘤的發(fā)生、發(fā)展。但其在前列腺癌中的調控作用還處于初步探索階段，對前列腺癌EMT的分子機制更是知之甚少。

YAN等[36]在IFN-γ誘導的PC3細胞中以高通量測序篩選了差異表達的circRNA，其中，800多種circRNA經京都基因與基因組百科全書富集分析后均富集于與EMT相關的信號通路中，表明這些circRNA可能調控前列腺癌的EMT進程。研究表明，IFN-γ處理組的E-cadherin表達水平下調，Twist1表達水平上調，構建的circRNA-miRNA-mRNA網絡提示，circ0001165可通過miR-187-3p調節(jié)TNF以誘導前列腺癌細胞中EMT的發(fā)生，circ0001085則通過miR-196b-5p間接調節(jié)PI3K/AKT和TGF-β信號通路，進而調控EMT進程[36]。然而，這些數(shù)據(jù)分析提供的機制線索需要加以驗證。生物信息學分析提示，在前列腺癌組織中上調的circ0005276是X連鎖凋亡蛋白抑制劑(XIAP)的宿主基因，研究表明circ0005276通過與RNA結合蛋白相互作用激活XIAP的轉錄，從而促進前列腺癌細胞的的增殖和EMT進程[37]。作為后起之秀，circRNA同樣可作為ceRNA以“miRNA海綿”參與促進或抑制前列腺癌的EMT進程。JIN等[38]證實，沉默前列腺癌中高表達的circZNF609，PC3細胞的vimentin、蛋白水解酶3、蛋白水解酶9和基質金屬蛋白酶9下調。circZNF609可通過上調miR-186-5p，負向調控Yes相關蛋白1通路和單磷酸腺苷活化蛋白激酶信號途徑，從而抑制前列腺癌的細胞遷移和侵襲。另外，YANG等[39]研究發(fā)現(xiàn)，過表達前列腺癌細胞中的circSMAD2可致miR-9水平下調，E-cadherin水平上調，vimentin水平下調，表明EMT進程受阻。結果顯示，circSMAD2可通過下調miR-9抑制前列腺癌的EMT進程[39]。在前列腺癌中低表達的circAMOTL1L則可充當miR-193a-5p的海綿，通過弱化原鈣黏蛋白超家族中的Pcdha基因簇抑制miR-193a-5p，下調E-cadherin和β-catenin，從而促進前列腺癌的EMT進程[40]。同樣在前列腺癌中低表達的circITCH與前列腺特異性抗原、腫瘤分期和Gleason評分等高度相關，過表達該基因可抑制前列腺癌的惡性表型轉化，circITCH可通過充當miR-17-5p的海綿，上調HOXB13基因的表達，從而促進前列腺癌的惡性進展[41]。無論是促癌或抑癌基因，這些circRNA的初步研究結果均有指示意義，為circRNA的深入探究做了鋪墊。

盡管circRNA在前列腺癌EMT中有調控作用，但具體機制和調控方式仍不清楚。circRNA作為結構穩(wěn)定性最強的ncRNA，其在細胞中的差異表達被認為與腫瘤的惡性侵襲有密切關系，miRNA和lncRNA在前列腺癌EMT中的調控機制或許可以為起步較晚的circRNA提供一定線索，甚至發(fā)現(xiàn)更多關于這3種ncRNA共同調控前列腺癌上皮向間充質轉化的潛在聯(lián)系。

4 總結與展望

EMT是一個多途徑且多基因參與的生物學過程，在前列腺癌的惡化轉移中極為關鍵。因ceRNA模式而緊密聯(lián)系起來的ncRNA，在前列腺癌EMT中構成龐大的調節(jié)網絡，與其他潛在機制一同為前列腺癌EMT的深層探究提供了全新、全面的視角。盡管對ncRNA調控前列腺癌EMT的研究有所收獲，但其具體機制仍需更多可靠的數(shù)據(jù)。且安全有效的癌基因傳遞系統(tǒng)和有效腫瘤抑制劑的開發(fā)也亟需解決，以此才能促進靶點的臨床轉化。相信隨著高通量測序技術和生物信息學的日益進步，高效的ncRNA分子靶標將被成功運用于臨床，攻克前列腺癌惡性轉移的難題。