前列腺癌中非编码RNA与雄激素受体信号间调控的研究进展

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前列腺癌是男性泌尿生殖系统中普遍存在的恶性肿瘤之一，我国的前列腺癌发病率虽低于西方国家，但近年来也呈明显上升趋势[1-2]。前列腺癌的发生发展依赖雄激素，而雄激素受体(androgen receptor，AR)作为核转录因子调控着雄激素敏感基因的表达。AR信号通路的异常激活，在前列腺癌的进程中发挥着关键性的作用，因此通过减弱或阻断AR信号的雄激素剥夺疗法(androgen deprivation therapy，ADT)是目前标准的治疗方法。但大多数前列腺癌中的AR信号不可避免地得到恢复并持续发挥作用[3]，逐渐发展成去势抵抗性前列腺癌(castration-resistant prostate cancer，CRPC)[4]。

非编码RNA是一类内源性不编码蛋白质的RNA，主要包括微小RNA(microRNA，miRNA)和长链非编码RNA(long non-coding RNA，lncRNA)等。研究发现，miRNA和lncRNA可通过多种方式参与AR信号的调控网络，这将有助于发现新的促使前列腺癌发生发展的分子机制，为解决前列腺癌的雄激素阉割抗性提供更多方案。作者主要综述近年来前列腺癌中miRNA、lncRNA与AR信号间调控网络的研究进展。

1 AR信号

AR是一种配体依赖型转录因子受体，属于核受体超家族中的类固醇激素受体亚族。AR通过羧基末端配体结合域结合雄激素双氢睾酮(dihydrotestosterone，DHT)，使得热休克蛋白脱离AR，随后输入蛋白α将激活的AR顺利转移至核内。入核后的AR产生同源二聚化，并通过DNA结合域与处在靶基因启动子或增强子区域的雄激素反应元件结合，随后募集基础的转录机器和协同转录因子形成转录复合物来激活或抑制靶基因的转录。这些受AR调控的基因可调节前列腺癌细胞的增殖、分化、细胞周期以及雄激素依赖型细胞内的稳态。

2 MiRNA与AR信号的调控

MiRNA是长度为18～22个核苷酸的单链非编码小RNA，常与mRNA的3′非翻译区(untranslated regions,UTR)特异性结合进而在转录后水平调控基因的表达。AR的3′ UTR相对较长且富集AU，提示它可能受到许多miRNA的靶向调控；另外，AR作为转录因子可参与miRNA的转录过程；基于AR信号在前列腺癌中重要调控作用，许多研究发现AR信号和miRNA之间还存在反馈调节(表1)。

表1 AR信号相关的miRNA

2.1 MiRNA靶向AR信号 MiR-320a在前列腺癌组织和细胞中显著下调，与AR的表达呈负相关。组蛋白脱乙酰基酶抑制剂OBP-80可显著上调miR-320a启动子区域H3K9的乙酰化水平，使得miR-320a高表达来靶向AR，进而抑制前列腺癌的细胞增殖，这提示OBP-80可作为间接靶向AR的药物，为AR阳性的前列腺癌提供新的治疗方案[5]。

MiR-124在恶性前列腺癌细胞中显著下调，呈现出肿瘤抑制因子的功能。Shi等[6]发现过表达的miR-124直接靶向AR，并抑制前列腺癌的细胞增殖，上调p53来诱导细胞凋亡。此外，miR-124也可靶向AR的拼接变异体(AR-V4、AR-V7)，恢复前列腺癌对恩杂鲁胺的敏感性[7]。

MiR-185在前列腺癌临床的组织样本中下调，过表达的miR-185既直接靶向AR，抑制前列腺癌细胞增殖、迁移和侵袭，阻滞细胞周期进程[8]，又靶向AR的转录共激活因子BRD8 ISO2来间接减弱AR在前列腺癌中的功能[9]。

由PVT1基因簇编码的miR-1207-3p在前列腺癌细胞中显著低表达，上调miR-1207-3p可直接靶向抑制FNDC1/FN1，进而间接调节AR信号通路来抑制前列腺癌细胞的迁移、增殖、促进凋亡[10]。

Yang等[11]发现，前列腺癌中高表达剪接因子hnRNPH1可增强雄激素依赖或非依赖性AR的转录活性，促进细胞增殖和肿瘤生长，并与AR的表达呈正相关；而过表达的miR-212可靶向hnRNPH1来间接抑制AR和AR-V7的表达，以减弱前列腺癌的去势抵抗性，增强前列腺癌细胞对比卡鲁胺的敏感性。此外，高表达的miR-212还可抑制转化生长因子-β诱导的上皮间质转换[12]。

2.2 AR信号调控miRNA的表达 Yao等[13]通过对65例前列腺癌患者组织样本进行RNA测序分析，发现miR-182-5p显著上调；体外实验证明miR-182-5p受AR的转录激活，高表达的miR-182-5p通过靶向ARRDC3及其下游的细胞表面粘附分子ITGB4，来促进前列腺癌细胞的增殖、侵袭和迁移，抑制细胞凋亡；同时，体内实验显示miR-182-5p可促进前列腺癌的生长和进程。

相比雄激素依懒性的LNCaP细胞，miR-193a-3p在CRPC细胞系C4-2B中显著上调，受AR的转录激活；高表达的miR-193a-3p靶向抑制AJUBA以减弱钙粘蛋白介导的细胞间粘附的形成和稳定性，促进前列腺癌的细胞迁移，提示miR-193a-3p可成为转移性前列腺癌的潜在治疗靶点[14]。

MiR-135a为雄激素敏感的miRNA，受AR的转录激活，在前列腺癌中低表达；过表达miR-135a靶向ROCK1/2，抑制细胞的迁移和侵袭[15]；也可靶向表皮生长因子受体来抑制细胞增殖[16]；靶向RBAK来诱导细胞凋亡并阻滞细胞周期[17]。

MiR-101作为一个肿瘤抑制因子在前列腺癌中低表达，受AR的转录激活，过表达miR-101靶向Ezh2来抑制细胞的侵袭能力[18]；靶向转录诱导因子SUB1来调控多种致癌基因的表达，促进细胞增殖和迁移[19]，或抑制PI3K/Akt的磷酸化来促进Bcl-2诱导的细胞调亡[20]。南蛇藤醇可破坏AR的稳定性而成为有效的抗前列腺癌药物，Guo等[21]发现激活的AR信号可上调miR-101来抑制南蛇藤醇诱导的细胞自噬，增强Celastrol对前列腺癌的细胞毒性作用。

MiR-27a在LNCaP细胞中受雄激素诱导，受AR的转录激活，但在前列腺癌中下调，提示miR-27a为肿瘤抑制因子；过表达miR-27a可抑制前列腺癌的细胞迁移，并靶向抑制MAP2K4来抑制细胞增殖、促进细胞凋亡，将细胞周期阻滞于G1/S期[22]。

AR作为管腔上皮细胞分化的关键因子，在前列腺癌中显示出肿瘤抑制因子的功能。AR可结合pri-miR-1-2的启动子区域来促进miR-1的转录，但ADT对AR信号的抑制使得miR-1在CRPC和转移性前列腺癌中显著下调[23]。低表达的miR-1减弱了对靶基因转录因子7与β-连环蛋白相互作用的干扰，间接激活Wnt信号通路，进而对ADT产生抵抗性[24]。Chen等[25]发现过表达靶基因ZBTB46后不仅恢复了AR/miR-1信号的抑制作用，还促进AR非依赖性的细胞增殖，并激活上皮间质转换来促进转移性CRPC的进程。

AR也可在转录水平上抑制miRNA的表达。Meng等[26]发现AR靶向miR-421的ARE，并抑制其转录，使得miR-421在前列腺癌组织中下调，过表达miR-421可抑制前列腺癌的细胞增殖、迁移、影响细胞周期。

2.3 MiRNA与AR信号间的反馈调节 miR-2909由凋亡拮抗转录因子基因编码，而凋亡拮抗转录因子为AR的协同激活因子，这提示miR-2909可能参与AR信号的调控。Ayub等[27]发现miR-2909受雄激素诱导，在LNCaP细胞中上调。过表达的miR-2909减弱转化生长因子-β信号通路来促进前列腺癌细胞的增殖并抑制细胞凋亡，亦可增强AR的转录激活能力，形成AR/miR-2909的正反馈调控。

MiR-204可减低AR启动子的甲基化水平来激活AR的表达[28]。Ding等[29]发现miR-204受到AR的负向调节，从而在前列腺癌样本中呈现出低表达的趋势。雄激素通过抑制miR-204来上调靶基因XRN1的表达。然而，XRN1可选择性地减弱miR-34a对AR的靶向抑制，形成一个AR/miR-204/XRN1/miR-34a的正反馈调节机制。

MiR-190a在前列腺癌组织样本中显著下调，并与AR的表达呈负相关。Xu等[30]发现miR-190a的转录受到AR靶向抑制；同时，miR-190a靶向AR转录的激活因子YB-1来间接抑制AR的表达，进而抑制前列腺癌细胞增殖和肿瘤生长，形成AR/miR-190a/YB-1负反馈调节网络。

3 LncRNA与AR信号的调控

LncRNA已经和肿瘤的发生发展联系起来，然而我们对前列腺癌中lncRNA表达调控机制的理解仍受限制。但多数在前列腺癌中已被认定的lncRNA对雄激素敏感，受到AR的转录调控，这些异常表达的lncRNA反过来又通过不同机制来驱使肿瘤的形成(表2)。

表2 AR信号相关的lncRNA

3.1 AR信号调控lncRNA的表达 Misawa等[31]利用定向RNA序列分析识别出雄激素诱导的lncRNA——POTEF-AS1。POTEF-AS1受AR的转录激活，在CRPC细胞中高表达，可促进前列腺癌细胞增殖，抑制Toll样受体信号和细胞凋亡相关基因的表达。此外，在前列腺癌中显著上调的前列腺癌T18，被AR转录激活，沉默前列腺癌T18可显著抑制前列腺癌细胞的增殖、侵袭和迁移[32]。

DANCR在前列腺癌细胞和组织中高表达，受AR的转录抑制；DANCR可诱导EZH2结合到TIMP2/3的启动子区域来沉默其表达，进而促进前列腺癌的细胞迁移和侵袭[33]。致癌基因MYC在多种癌症中的表达与DANCR正相关，Lu等[34]发现MYC可直接靶向DANCR来限制p21的表达，进而影响前列腺癌的细胞增殖。

HOTAIR为雄激素抑制的lncRNA，在CRPC中显著上调。HOTAIR可与AR结合使得AR免于泛素化降解；HOTAIR还可在雄激素缺乏的情况下增强AR与染色体结合以激活AR的转录调控，进而驱使CRPC的进程[35]。

由同一个肿瘤抑制性lncRNA基因簇表达的DRAIC(LOC145837)和前列腺癌T29，可抑制前列腺癌的细胞迁移和侵袭，并在雄激素依赖型前列腺癌到CRPC的发展中不断下调；DRAIC/前列腺癌T29在雄激素依赖型前列腺癌细胞中，受到高表达的FOXA1和NKX3-1的转录激活；而在CRPC中，DRAIC/前列腺癌T29基因簇的转录又被异常激活的AR所抑制，低水平的DRAIC/前列腺癌T29有利于细胞侵袭和转移，与前列腺癌的不良预后有关[36]。AI Aameri等[37]发现IL-6/STAT3信号可上调miR-21的表达来靶向抑制前列腺癌T29，而白黎芦醇可抑制IL-6信号来间接诱导前列腺癌T29的表达，以达到抑癌的效果。

PCGEM1的表达在体内受到AR激活，并与早期前列腺癌有临床的相关性[38]。ADT使得PCGEM1在CRPC中上调，高表达的PCGEM1可通过与拼接因子相互作用来调控AR拼接变异体的表达，使得AR-V7上调，这有利于CRPC的进程[39]。

3.2 LncRNA调控AR信号 LncRNA常作为转录水平重要的调控因子，结合表观调控或协同转录因子来调控雄激素敏感基因的表达，参与调控前列腺癌的发生进程。

转录组测序识别出前列腺癌T-1在转移性前列腺癌中显著高表达，可作为前列腺癌患者分型的特异因子[40]。前列腺癌T-1基因(rs7463708)远端的增强子区域可与AR和ONECUT2结合，使得前列腺癌T-1在雄激素诱导下高表达，此外，前列腺癌T-1又能将AR和LSD1募集到雄激素敏感基因的增强子区域，以影响前列腺癌的发展进程[41]。Prensner等[42]发现前列腺癌T-1诱导的前列腺癌细胞增殖依赖于cMyc蛋白，过表达前列腺癌T-1可在转录后水平激活MYC基因3′ UTR的活性，上调cMyc蛋白表达，同时也可抵消miR-34a对cMyc的靶向抑制。

CTBP1是AR转录调控的协同抑制因子，而由CTBP1基因反义链转录的CTBP1-AS受AR的转录激活，定位于细胞核中，在前列腺癌中普遍上调，并与CTBP1的表达呈负相关。CTBP1-AS可结合RNA的转录抑制因子PSF和组蛋白去乙酰化酶HDAC/Sin3A复合物来抑制CTBP1或雄激素抑制基因(如p53和SMAD3)的表达来促进前列腺癌的细胞周期进程；此外，低水平的CTBP1使得ARE的H3K9去甲基化，从而激活雄激素诱导基因的转录，促进前列腺癌的生长[43]。

Misawa等[44]利用定向RNA测序技术识别出雄激素诱导的SOCS2-AS1在CRPC细胞和组织中高表达，并促进细胞的增殖与迁移，抑制细胞凋亡；进一步研究显示，SOCS2-AS1在核内与AR相互作用，并通过募集协同因子参与AR结合位点的表观遗传学调控来激活或抑制雄激素反应基因的表达。

4 LncRNA、miRNA与AR信号相互作用

研究发现某些lncRNA可识别基因转录本中miRNA反应元件，发挥“海绵吸附”的功能来作为竞争性内源RNA干扰miRNA对AR信号的靶向抑制。

在前列腺癌细胞和组织中高表达的PlncRNA-1(又称CBR3-AS1)，可促进前列腺癌细胞增殖、抑制细胞凋亡[45]；Fang等[46]发现高表达的PlncRNA-1可结合miR-34c和miR-297，使得AR免于miRNA介导的下调，此外，PlncRNA-1的表达受到AR直接地转录激活，这形成PlncRNA-1/AR之间的正反馈的调控网络。

5 总结与展望

前列腺癌是常见的男性泌尿生殖系统肿瘤，其发生以及向CRPC转变的过程依赖于AR信号。随着全基因组测序技术的发展以及非编码RNA的不断更新，与前列腺癌相关的非编码RNA陆续被发现。

作为研究最热的两类非编码RNA，miRNA和lncRNA在前列腺癌的不同阶段通过多种方式参与AR信号的调控网络。本研究未涉及环状RNA(circular RNA，circRNA)及tRNA来源的小片段RNA(tRNA-derived RNA fragment，tRF)等新发现的非编码RNA，近年来逐渐进入人们的视野。CircRNA通过与miRNA发生“海绵吸附”作用调控靶基因的表达，参与多种肿瘤的发展进程。Kong等[47]发现circSMARCA5在雄激素的作用下高表达，并呈现出促癌基因的功能。虽然在前列腺癌中的研究很少，但是高度保守性、结构稳定性、组织特异性的特点，使得circRNA具有成为前列腺癌新的分子诊断标志物及治疗靶点的潜力。越来越多的证据表明，由tRNA特异性剪切产生的tRF，参与多种细胞进程，影响癌症的发生发展[48]。目前对tRF作用方式的理解尚未清晰，但随着研究的深入，它在疾病中的潜在作用将会进一步被丰富。

探究非编码RNA与AR信号间的调控网络，将有助于发现新的促进前列腺癌和CRPC发展的分子机制，为前列腺癌的临床诊断、预后以及进一步的研究提供科学依据。此外，靶向与AR信号相关的lncRNA联合ADT治疗前列腺癌的策略，具有良好的临床转化应用前景，这对寻找新的药物靶点，调整前列腺癌的治疗策略、解决雄激素阉割抗性提供新思路。