长链非编码RNA在泌尿系肿瘤诊断中的研究进展

王锐，王宇

(1.陕西中医药大学第二临床医学院临床医学系，陕西 咸阳 712046；2.陕西中医药大学医学科研实验中心，陕西 咸阳 712046)

·综 述·

长链非编码RNA在泌尿系肿瘤诊断中的研究进展

王锐1，王宇2

(1.陕西中医药大学第二临床医学院临床医学系，陕西 咸阳 712046；2.陕西中医药大学医学科研实验中心，陕西 咸阳 712046)

长链非编码RNA(Long non-coding RNA，lncRNA)是细胞中一类转录本长度超过200个核苷酸，具有调控基因表达作用的非编码RNA分子。近年来，很多研究表明lncRNA与人类多种肿瘤的发生和发展密切相关，因此lncRNA作为一类新的肿瘤标志物越来越受到人们的重视。本文就lncRNA在泌尿系肿瘤诊断中的研究进展进行综述。

长链非编码RNA；泌尿系肿瘤；分子标志物

长链非编码RNA(lncRNA)是一类转录本长度超过200个核苷酸的RNA，它们因缺少开放阅读框架而不编码蛋白质，由RNA聚合酶II生成，其位于细胞核和细胞质中，在真核细胞中普遍被转录[1]。研究表明，lncRNA的作用机制可能包括影响编码蛋白基因转入、调节蛋白质功能及干扰下游基因表达等[2]。目前大量的实验研究和临床观察证明lncRNA，如尿路上皮癌胚抗原1(Urothelial Carcinoma Antigen 1，UCA1)、H19、前列腺癌基因3(Prostate Cancer Gene 3，PCA3)、HOTAIR等与泌尿系统肿瘤的发生与发展、诊断与治疗有着密切关系。

1 lncRNA与膀胱癌

1.1 UCA1 UCA1是近几年新发现的膀胱癌特异性非编码基因，定位于人类第19号染色体(19p13.12)，有3个外显子和2个内含子。Wang等[3]首先采用抑制消减杂交技术分析膀胱癌BLS-211和BLZ-211细胞，获得了1 442 bp的UCA1基因，发现该基因可能参与调控下游分子的蛋白质合成。近年来，有研究证明UCA1对膀胱癌的诊断、判断病理分级、临床分期和预后具有重要临床意义，王宝森等[4]对39例膀胱癌组织中UCA1 mRNA表达情况进行临床研究，结果阳性率达100%；而8例正常膀胱组织中UCA1 mRNA表达的阳性率为37.5%；二者的阳性率比较差异有统计学意义(P＜0.05)。研究还表明，UCA1 mRNA的表达与膀胱癌的诊断、病理分级、临床分期和复发关系密切(P＜0.05)。杨阳等[5]用逆转录PCR检测83例尿路上皮癌组织中UCA1的表达强度，结果显示UCA1表达率达84.3%(70/83)，UCA1与尿路上皮癌的分级显著相关，说明该基因可能与尿路上皮癌的进展有关。张争等[6]应用实时荧光定量PCR检测UCA1 mRNA在2种膀胱癌细胞系、11种非膀胱癌细胞系、18对膀胱癌组织和配对癌旁正常膀胱组织中的表达情况，并对表达差异进行了统计学分析。结果显示，UCA1在2种膀胱癌细胞系中显著高表达，而在其他11种非膀胱癌细胞系中表达水平很低或者不表达，二者表达差异达14～24 812倍，差异有统计学意义(P＜0.001)；在18例膀胱癌组织中UCA1的平均表达水平是癌旁正常膀胱组织的12.4倍，二者表达差异有统计学意义(P＜0.001)。众多研究表明UCA1作为潜在的肿瘤标记物在膀胱癌临床诊断中具有实际意义。

1.2 H19 H19/IGF-2是一对在正常人胚胎组织中表现为印记特征的基因。IGF-2是父源表达的印记基因，H19是母系遗传的印记基因[7]，定位于人类第11号染色体(11p15.5)，全长约2.3 kb，共含有5个外显子和4个内含子[8]。异位表达该基因可促使细胞增殖与恶化，说明该基因可能参与肿瘤的发生与发展。现有研究表明，H19基因在尿路移行上皮癌中表达率为100%；在胆囊癌、肺癌、乳腺癌、肝癌等恶性肿瘤细胞中也呈现高表达[9]。Byun等[10]通过研究解释了H19基因在膀胱癌细胞中高表达的相关机制，认为可能与膀胱癌细胞中H19/IGF-2基因印记缺失和H19差异性甲基化区域(Differentially Methylated Region，DMR)等位基因调控异常相关。Ariel等[11]认为H19基因是膀胱癌早期复发的标志物，其表达水平与膀胱肿瘤早期复发密切相关。研究表明，84%(47/56)的膀胱肿瘤患者活检组织中有该基因的表达。由此提出H19基因可作为检测膀胱肿瘤术后早期复发的重要标志物。

2 lncRNA与前列腺癌

2.1 PCA3 PCA3位于人类第9号染色体(9q21-22)，全长约25 kb，包含4个外显子和3个内含子。PCA3在前列腺癌中高表达，而在正常组织及其他肿瘤中低表达或不表达[12]。Hessels等[13]通过实时荧光定量PCR测定前列腺按摩后尿液中PCA3含量，结果表明PCA3对前列腺癌诊断的敏感性和特异性均很高，可用于前列腺癌的辅助诊断及恶性程度分析。该方法的优点是用于前列腺癌诊断的准确性不受前列腺体积、前列腺特异性抗原(Prostate Specific of Antigen,PSA)水平、前列腺重复穿刺活检等因素的影响，从而避免了如前列腺穿刺等侵入性的检查。刘妍等[14]收集119例前列腺癌患者和207例前列腺增生患者前列腺按摩后尿液，采用RT-PCR技术，分析PCA3基因在患者尿液中的表达情况，并与血中PSA进行应用价值的比较。结果显示，虽然检测尿PCA3 mRNA诊断前列腺癌的敏感度较血PSA稍低，但其具有非常好的特异性(98.55%)和阳性预测值，尤其是对首次活检阴性而尿PCA3 mRNA阳性的患者意义重大，提示可能需要重复穿刺活检。目前，临床上通过对PCA3与PSA的联合检测，可以更好地判断前列腺穿刺的必要性，从而避免了不必要的前列腺穿刺，提高了穿刺阳性率和前列腺癌诊断的准确性。此外，近几年研究发现[15]，在前列腺癌细胞LNCaP中靶向沉默PCA3的表达后可抑制前列腺癌细胞的增殖，提示PCA3可能通过调节细胞的增殖而促进前列腺癌的发展。对PCA3表达进行干扰后前列腺癌细胞的增殖明显减慢。但是，PCA3基因相关功能及其与前列腺癌发病机制的关系尚不明确，仍需进一步探索。

2.2 PCAT-1 PCAT-1(Prostate Cancer-Associated Transcript 1)基因位于人类“基因荒漠”区域的第8号染色体(8q24)，长约2.0 kb，具有明显的肿瘤特异性表达，目前研究表明PCAT-1只在前列腺癌中表达上调。Prensner等[16]研究发现，PCAT-1在发生转移的前列腺癌以及高度局限性前列腺癌细胞中显著高表达，表明PCAT-1与前列腺癌的转移有关，并能促进肿瘤细胞增殖。因此，PCAT-1可作为潜在的前列腺癌分子标志物用于前列腺癌的临床诊断。然而，目前对于PCAT-1作用的靶点、在细胞中发挥的作用以及具体分子机制尚不清楚，所以PCRT-1与前列腺发生、发展的关系以及临床意义还需更进一步研究。

3 lncRNA与肾癌

Nie等[17]研究发现HOTAIR基因作为lncRNA中的一员，在正常细胞和肿瘤细胞中都有重要作用，其通过刺激H3K27甲基化减少与PRC相关基因的表达，最终促进多种肿瘤的发生发展，如肾细胞癌、乳腺癌、肝细胞癌、鼻咽癌、胃肠道间质肿瘤等。裴昌松等[18]研究发现，肾癌标本中转移灶HOTAIR的表达明显高于原发灶和癌旁组织。通过对不同细胞系HOTAIR的表达水平的研究，发现正常肾细胞HK-2中HOTAIR的表达水平明显低于2种肾癌细胞株os-rc-2和achn；高转移性肾癌细胞系(kevt-3，os-rc-2)中HOTAIR的表达水平明显高于低转移性肾癌细胞株(aohn，769-p)。提示HOTAIR可能参与了肾癌的转移，且肾癌细胞株的转移侵袭能力可能与HOTAIR的表达水平相关。这些结果提示HOTAIR基因有望成为肾癌特异性分子标志物，为肾癌的诊断和治疗提供了新的思路。

4 展望

虽然，人们对于1ncRNA的研究取得了一定的成果，但在很多方面还仅仅是迈出了一小步，特别是在泌尿系统肿瘤中发现的lncRNA基因，目前对其功能及影响肿瘤发生发展的机制仍不是很清楚。但是，很多研究表明1ncRNA对泌尿系统肿瘤的早期诊断、靶向治疗、预后判断等有着重要的应用价值。随着相关科学技术的不断发展，人们对lncRNA的研究一定会越来越深入和全面，这是日后研究发展的必然趋势。

[1]Kim ED,Sung S.Long noncodingRNA:unveiling hidden layer of gene regulatory networks[J].Trends Plant Sci,2012,17(1):16-21.

[2]Rotblat B,Leprivier G,Sorensen PH.A possible role for long non-coding RNA in modulating signaling pathways[J].Med Hypotheses,2011,7(6):962-965.

[3]Wang F,Li X,Xie X,et al.UCA1,a non-protein-coding RNA up-regulated in bladder carcinoma and embryo,influencing cell growth and promoting invasion[J].Febs Lett,2008,582(13):1919-1927.

[4]王宝森,邢金春,郑嘉欣.UCA1在膀胱癌中的表达及临床意义[J].中国现代医生,2010,48(4):16-18.

[5]杨阳,张争,雷洪恩,等.尿路上皮癌特异新基因尿路上皮癌抗原1表达强度与尿路上皮癌分级相关性研究[J/CD].中华临床医师杂志(电子版),2012,6(10):2698-2701.

[6]张争,杨阳,宋毅,等.尿路上皮癌胚抗原1(UCA1)在人膀胱癌组织及膀胱癌细胞株中特异表达[J].中国生物化学与分子生物学报, 2012,28(1):66-70.

[7]杨季红,程树杰.IGF-2和H19与肿瘤关系的研究进展[J].河北医药,2011,33(18):2836-2839.

[8]Castle JC,Armour CD,Lower M,et al.Digital genome-wide ncRNA expression,including SnoRNAs,across 11 human tissues using polyA-neutral amplification[J].PLoS One,2010,5(7):e11779.

[9]Amit D,Hochberg A.Development of targeted therapy for bladder canaer mediated by a double promoter plasmid expressing diphtheria toxin under the control of H19 and IGF2-P4 regulatory sequences[J]. Transl Med,2010,16(8):134.

[10]Byun HM,Wong HL,Birnstein EA,et al.Examination of IGF2 and H19 loss of imprinting in bladder cancer[J].Cancer Res,2007,67(22): 10753-10758.

[11]Ariel I,Sughayer M,Fellig Y,et al.The imprinted H19 gene is a marker of early recurrence in human hladder carcinoma[J].Mol Pathol, 2000,53(6):320-323.

[12]Lee GL,Dobi A,Srivastava S.Prostate cancer:diagnostic performance of the PCA3 urine test[J].Nat Rev Urol,2011,8(3):123-124.

[13]Hessels D,Klein Cunnewiek JM,van Oort I,et al.DD3(PCA3)-based molecular urine analysis for the diagnosis of prostate canaer[J].Eur Urol,2003,44(1):8-15.

[14]刘妍,左树森,徐勇,等.尿液前列腺癌基因-3在前列腺癌诊断中的临床价值[J].中国肿瘤,2013,22(4):317-320.

[15]曹达龙,叶定伟,张世林,等.前列腺癌特异抗原3对前列腺癌LNCaP细胞增殖的影响[J].中国癌症杂志,2012,22(2):135-138.

[16]Prensner JR,Chen W,Iyer MK,et al.PCAT-1 a long noncoding RNA, regulates BRCA2 and controls homologous recombination in cancer [J].Cancer Res,2014,74(6):1651-1660.

[17]Nie Y,Liu X,Qu S,et al.Long non-coding RNA HOTAIR is an independent prognostic marker for nasopharyngeal carcinoma progression and survival[J].Cancer Sci,2013,104(4):458-464.

[18]裴昌松,范方田,武艺,等.肾癌细胞系中HOTAIR表达的测定及稳定高表达HOTAIR肾癌细胞株的建立[J].南京医科大学学报(自然科学版),2014,34(5):548-552.

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1003—6350（2016）05—0772—02

10.3969/j.issn.1003-6350.2016.05.029

2015-08-03)

国家自然科学基金(编号：81402344)；陕西省自然科学基础研究计划项目(编号：2015JQ8308)；陕西省教育厅科学研究计划（自然科学专项）项目(编号：2013JK0765)；陕西中医药大学科研创新基金(编号：14XJZR26)；陕西省2014年大学生创新创业训练计划项目（编号：1566）

王宇。E-mail：wangyu541ban@sina.com