楊姝婭 劉文慧 綜述 駱耐香 審校

乳腺癌目前是中國(guó)女性最為常見(jiàn)的惡性腫瘤。世界衛(wèi)生組織國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)(International Agency for Research on Cancer，IARC)發(fā)布的2020年全球乳腺癌數(shù)據(jù)顯示新發(fā)病例高達(dá)226萬(wàn)例，乳腺癌取代肺癌(220萬(wàn)例)成為全球第一大癌癥[1]。盡管現(xiàn)有乳腺癌的診治取得了很大進(jìn)展，但部分患者確診時(shí)通常在中晚期。因此，深入研究乳腺癌的分子生物學(xué)特征和發(fā)生機(jī)理，對(duì)于提高早期診斷率以及治療效果具有重要的意義。研究發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)鏈非編碼RNA(long non-coding RNAs，lncRNAs)在癌癥的發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮重要作用，有可能成為診斷或預(yù)測(cè)癌癥的生物標(biāo)記物[2-3]。最近有研究發(fā)現(xiàn)尿路上皮癌相關(guān)1(Urothelial carcinoma associated 1，UCA1)基因在乳腺癌細(xì)胞中過(guò)表達(dá)，表明UCA1參與了乳腺癌的發(fā)生發(fā)展進(jìn)程。本文概述了lncRNA UCA1在乳腺癌中的相關(guān)作用和機(jī)制。

1 UCA1概述

UCA1是lncRNA的一種，位于人類(lèi)第19號(hào)染色體短臂19p13.12正鏈上，它包含3個(gè)外顯子和2個(gè)內(nèi)含子，在5′端帶有TATA盒，在3′端帶有polyA尾巴，其啟動(dòng)子位于5′端[4]。UCA1有三個(gè)異構(gòu)體，大小分別為1.4 kb、2.2 kb和2.7 kb[5]。UCA1不僅參與胃癌[6]、子宮頸癌[7]、結(jié)直腸癌[8-9]、卵巢癌[10]和黑色素瘤[11-12]等多種惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展，近年來(lái)發(fā)現(xiàn)UCA1也參與乳腺癌的發(fā)展[13]。其主要機(jī)制有激活多條與癌癥相關(guān)的信號(hào)通路，以及作為競(jìng)爭(zhēng)性內(nèi)源RNA(competitive endogenous RNA，ceRNA)以“海綿”吸附的方式與微RNA(microRNAs，miRNAs)結(jié)合發(fā)揮原癌基因作用。此外，UCA1還可以調(diào)控腫瘤所處的微環(huán)境以及影響運(yùn)輸非編碼RNA的外泌體，從而影響腫瘤細(xì)胞增殖、侵襲和遷移能力以及耐藥性[14]。

2 UCA1促進(jìn)乳腺癌發(fā)生發(fā)展的相關(guān)機(jī)制

2.1 UCA1促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞增殖的機(jī)制

2.1.1 UCA1調(diào)控細(xì)胞周期 UCA1表達(dá)升高加速細(xì)胞G1期到S期的進(jìn)程，使細(xì)胞復(fù)制能力增強(qiáng)，從而促進(jìn)細(xì)胞增殖。UCA1過(guò)表達(dá)后，乳腺癌MCF-7及T47D細(xì)胞G0/G1期細(xì)胞數(shù)減少，S和G2/M期細(xì)胞數(shù)增多，表明UCA1促進(jìn)了細(xì)胞的DNA復(fù)制[13]。UCA1可與異質(zhì)性核糖核蛋白I(heterogeneous nuclear ribonucleoprotein I，hnRNP I)相互作用，阻斷p27的表達(dá)[15]，而p27是一種典型的腫瘤抑制因子[16]。在乳腺癌細(xì)胞中，高表達(dá)的UCA1與hnRNP I的結(jié)合能力大于p27與其結(jié)合的能力[15]，導(dǎo)致hnRNP I與p27的結(jié)合能力發(fā)生失調(diào)，進(jìn)而縮短G1期到S期的時(shí)間，最終促進(jìn)細(xì)胞增殖。

2.1.2 UCA1異常激活Wnt信號(hào)通路 Wnt信號(hào)通路的異常激活在腫瘤的發(fā)生中發(fā)揮重要作用。研究發(fā)現(xiàn)在膀胱癌細(xì)胞中過(guò)表達(dá)UCA1后Wnt6 mRNA和蛋白的表達(dá)升高[17]。過(guò)表達(dá)UCA1后，乳腺癌細(xì)胞MCF-7及T47D中Wnt6 mRNA和蛋白含量明顯升高，提示UCA1可能通過(guò)激活Wnt信號(hào)通路調(diào)控乳腺癌細(xì)胞的增殖[14]。

2.1.3 UCA1調(diào)控miRNAs UCA1亦可以通過(guò)調(diào)控miRNAs來(lái)影響乳腺癌細(xì)胞的增殖。miR-206在癌旁組織和細(xì)胞中高表達(dá)可以誘導(dǎo)細(xì)胞周期阻滯，發(fā)揮抑癌作用[18]。蛋白酪氨酸磷酸酶1B(Protein tyrosine phosphatase 1B，PTP1B)在乳腺癌中高表達(dá)可以促進(jìn)細(xì)胞增殖[19]。UCA1敲低后，miR-206與PTP1B mRNA 3′-UTR結(jié)合能力變強(qiáng)，在轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后水平上降解PTP1B mRNA，從而抑制細(xì)胞增殖[20]。miR-582-5p是一種抑癌基因，它與UCA1之間存在結(jié)合位點(diǎn)。在內(nèi)移植瘤實(shí)驗(yàn)中，UCA1敲低后移植瘤裸鼠的成活率明顯升高，腫瘤體積和質(zhì)量明顯降低，miR-582-5p的表達(dá)升高，Ki-67作為miR-582-5p的下游靶蛋白表達(dá)水平顯著降低。說(shuō)明干擾UCA1后可能通過(guò)上調(diào)miR-582-5p抑制乳腺癌細(xì)胞增殖活性指標(biāo)Ki-67的表達(dá)從而抑制乳腺癌細(xì)胞的增殖[21]。UCA1在多種機(jī)制的作用下使乳腺癌細(xì)胞增殖能力變強(qiáng)，從而加速了乳腺癌的進(jìn)程。

2.2 UCA1促進(jìn)乳腺癌遷移和轉(zhuǎn)移的機(jī)制

2.2.1 UCA1異常激活Wnt/β-catenin信號(hào)通路 UCA1可以通過(guò)參與Wnt/β-catenin信號(hào)通路調(diào)控乳腺癌細(xì)胞遷移和轉(zhuǎn)移。上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化可以通過(guò)增強(qiáng)癌細(xì)胞的遷移、侵襲和對(duì)凋亡的抵抗力，使癌細(xì)胞具有轉(zhuǎn)移特性。研究表明UCA1表達(dá)增加可誘導(dǎo)膀胱癌的上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化，并增加其遷移和侵襲的能力[22]。對(duì)乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞進(jìn)行UCA1敲低后發(fā)現(xiàn)上皮細(xì)胞標(biāo)志物E-鈣黏蛋白表達(dá)顯著增加，N-鈣黏蛋白、β-catenin、基質(zhì)金屬蛋白酶-7(Matrix metal-loproteniase-7，MMP-7)的表達(dá)下調(diào)，細(xì)胞侵襲數(shù)量減少[23]。由此可見(jiàn)，UCA1可以通過(guò)與Wnt/β-catenin信號(hào)通路相互作用影響乳腺癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移能力。

2.2.2 UCA1調(diào)控miRNAs miRNAs也參與UCA1調(diào)控乳腺癌遷移和轉(zhuǎn)移的過(guò)程。Yes相關(guān)蛋白1(Yes-associated protein 1，YAP1)是miR-18a的下游靶基因，在藥物敏感性的調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用[24]，在抗曲妥珠單抗的乳腺癌細(xì)胞中，UCA1表達(dá)上調(diào)，在轉(zhuǎn)錄后水平通過(guò)抑制miR-18a的表達(dá)來(lái)激活YAP1，增加了乳腺癌細(xì)胞對(duì)曲妥珠單抗的抵抗力，并促進(jìn)了乳腺癌細(xì)胞的增殖和遷移[25]。miR-122-5p是與細(xì)胞浸潤(rùn)相關(guān)的mRNA抑制劑。胰島素樣生長(zhǎng)因子2信使RNA結(jié)合蛋白1(Insulin-like growth factor 2 messenger RNA binding protein 1，IMP1)高表達(dá)可以降低乳腺癌細(xì)胞的侵襲性[26]。IMP1高表達(dá)后與UCA1結(jié)合抑制了miR-122-5p與UCA1的結(jié)合，使miR-122-5p與mRNA結(jié)合能力增強(qiáng)，抑制了mRNA的表達(dá)，從而降低細(xì)胞的侵襲性[27]。

2.2.3 巨噬細(xì)胞誘導(dǎo)UCA1 乳腺癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移能力還與其所處的微環(huán)境密切相關(guān)，其中巨噬細(xì)胞發(fā)揮了重要作用[28]。用巨噬細(xì)胞分泌的可溶性細(xì)胞因子作為培養(yǎng)液培養(yǎng)MCF-7細(xì)胞發(fā)現(xiàn)UCA1的表達(dá)顯著升高，而細(xì)胞的侵襲和遷移能力也增強(qiáng)，當(dāng)敲低UCA1之后，MCF-7細(xì)胞的侵襲和遷移能力下降，此結(jié)果表明巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的細(xì)胞因子或趨化因子可以通過(guò)誘導(dǎo)UCA1的產(chǎn)生來(lái)促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞的遷移和侵襲[29]。

2.3 UCA1促進(jìn)乳腺癌復(fù)發(fā)的機(jī)制

2.3.1 UCA1異常激活三種信號(hào)通路 UCA1與多種癌癥藥物敏感性的調(diào)節(jié)有關(guān)[30-33]，在乳腺癌細(xì)胞中UCA1主要通過(guò)EZH2/P21軸、PI3K/Akt/mTOR和Wnt/β-catenin三種信號(hào)通路影響乳腺癌耐藥。在耐藥細(xì)胞中UCA1通過(guò)招募Zeste基因增強(qiáng)子同源物2(Zeste gene enhancer homolog 2，EZH2)到p21啟動(dòng)子并抑制p21的表達(dá)，進(jìn)一步影響乳腺癌的耐藥。CAMP反應(yīng)元件結(jié)合蛋白(CAMP response element binding protein，CREB)是PI3K/Akt信號(hào)通路的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子[34]，敲低UCA1后，CREB、p-CREB、Akt、p-Akt表達(dá)下降，用PI3K抑制劑處理耐藥細(xì)胞后，UCA1、CREB、Akt的表達(dá)均明顯下降[34]。并且在UCA1敲低后，他莫昔芬耐藥細(xì)胞中p-Akt、p-mTOR的表達(dá)明顯下降。應(yīng)用mTOR抑制劑處理后發(fā)現(xiàn)，UCA1過(guò)表達(dá)誘導(dǎo)的乳腺癌細(xì)胞他莫昔芬耐藥性減弱[35]，提示UCA1可能通過(guò)PI3K/Akt/mTOR信號(hào)通路調(diào)控乳腺癌細(xì)胞的他莫昔芬耐藥。此外，Wnt/β-catenin通路在乳腺癌對(duì)包括他莫昔芬在內(nèi)的化療耐藥中起著重要作用[36]。細(xì)胞核轉(zhuǎn)位在Wnt信號(hào)通路的激活過(guò)程中發(fā)揮了重要作用。敲低UCA1之后發(fā)現(xiàn)β-catenin的核轉(zhuǎn)位過(guò)程和Wnt/β-catenin信號(hào)通路都受到了抑制，而細(xì)胞對(duì)他莫昔芬的敏感性增強(qiáng)。由此可見(jiàn)UCA1可能通過(guò)促進(jìn)β-catenin蛋白的核轉(zhuǎn)位而激活Wnt/β-catenin信號(hào)通路，從而降低乳腺癌細(xì)胞對(duì)他莫昔芬的耐藥性[37]。

2.3.2 UCA1調(diào)控miRNAs miRNAs在乳腺癌細(xì)胞的耐藥中發(fā)揮了重要作用。miR-18a可直接結(jié)合缺氧誘導(dǎo)因子1α(Hypoxia-inducible factor-1α，HIF-1α)，使其含量下降[38]。他莫昔芬耐藥細(xì)胞UCA1過(guò)表達(dá)可以抑制miR-18a的表達(dá)，進(jìn)而使HIF-1α的表達(dá)升高，UCA1以依賴HIF-1α的方式再次增強(qiáng)其表達(dá)，進(jìn)而形成一個(gè)UCA1-miR-18a-HIF-1α負(fù)反饋循環(huán)，從而增強(qiáng)了乳腺癌細(xì)胞的他莫昔芬耐藥性[39]。用紫杉醇處理MCF-7細(xì)胞后，UCA1表達(dá)上調(diào)，抑制了miR-613的表達(dá)，作為miR-613靶基因的細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶12(Cyclin-dependent kinase 12，CDK12)蛋白含量明顯上調(diào)，證明UCA1可以通過(guò)調(diào)控miR-613/CDK12影響紫杉醇耐藥[40]。

2.3.3 外泌體誘導(dǎo)UCA1 最近有文獻(xiàn)報(bào)道，外泌體參與受體細(xì)胞化療敏感性的調(diào)節(jié)，它可以運(yùn)輸非編碼RNA參與細(xì)胞間調(diào)節(jié)。在乳腺癌細(xì)胞中，外泌體miR-221/222可以增強(qiáng)雌激素受體陽(yáng)性乳腺癌細(xì)胞的他莫昔芬抗性[41]。研究發(fā)現(xiàn)UCA1在LCC2細(xì)胞釋放的外泌體中顯著增加[42]，用外泌體處理MCF-7細(xì)胞后發(fā)現(xiàn)細(xì)胞對(duì)他莫昔芬的耐藥性增強(qiáng)，細(xì)胞凋亡率也下降，說(shuō)明外泌體介導(dǎo)的UCA1能顯著增強(qiáng)雌激素受體陽(yáng)性MCF-7細(xì)胞對(duì)他莫昔芬的耐藥性。在乳腺癌中UCA1上調(diào)使乳腺癌細(xì)胞耐藥性增強(qiáng)可以使其作為乳腺癌復(fù)發(fā)的指標(biāo)，在乳腺癌復(fù)發(fā)的預(yù)測(cè)及治療中發(fā)揮重要作用。

3 小結(jié)與展望

UCA1是眾多l(xiāng)ncRNAs中的一種，隨著對(duì)lncRNAs研究的深入，其在癌癥中的作用機(jī)理逐漸被闡明。作為lncRNAs，UCA1是一種典型的癌基因，在多種惡性腫瘤中過(guò)表達(dá)。UCA1的表達(dá)異?？梢杂绊懓┘?xì)胞的多種生物學(xué)特性和過(guò)程，其潛在調(diào)控機(jī)制涉及多個(gè)方面，包括與miRNAs競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合以調(diào)節(jié)相關(guān)基因的表達(dá)，異常激活多條重要信號(hào)通路，以及表觀遺傳和轉(zhuǎn)錄調(diào)控的改變，在體內(nèi)外抑制腫瘤細(xì)胞的凋亡，從而促進(jìn)細(xì)胞增殖、遷移、侵襲?；赨CA1在人類(lèi)乳腺癌中的異常表達(dá)及其發(fā)揮的促癌作用，未來(lái)的研究有望使UCA1作為乳腺癌診斷、復(fù)發(fā)預(yù)測(cè)的標(biāo)志物和靶向治療的靶標(biāo)。