LncRNA在膀胱癌发生发展中的作用机制及其应用研究进展

曾繁浩，雷容，张克，李祥孟，颜汝平昆明医科大学第二附属医院，昆明 650000

膀胱癌是临床最常见的泌尿系肿瘤之一。据统计，仅2018年新诊断的膀胱癌患者就接近55万人，且近20万人死亡，发病率明显升高[1]。目前膀胱癌的诊断金标准依然是膀胱镜检，且由于缺乏早期诊疗手段导致大多数患者在确诊时即已发展至中晚期，5年存活率约60%，复发率为30%～70%。30%的患者由非肌肉浸润性膀胱癌进展为肌肉浸润性膀胱癌[2～4]。长链非编码RNA(lncRNA)是一类长度大于200碱基对的非蛋白编码转录体，可通过调控细胞增殖、凋亡、迁移、侵袭和血管生成等参与多种疾病发生发展[5～8]。lncRNA家族有许多成员对膀胱癌有直接或间接致癌作用[9]。到目前为止已发现约有50种lncRNA在膀胱癌组织中异常表达，且对膀胱癌的诊断及预后评估有一定价值[10]。本文对lncRNA在膀胱癌发生发展中的作用进行综述，为提高患者存活率以及改善其生活质量提供参考。

1 lncRNA在膀胱癌发生发展中的作用机制

lncRNA可通过介导大量微小RNA(miRNA)的表达起到致癌作用。如X染色体失活特异转录体lncRNA可通过靶向作用于miR-124[11]、miR-139-5p[12]、miR-200c[13]、miRNA-133a[5]等的表达，lncRNA-DLEU1通过竞争性抑制miR-99b抑癌基因的表达，来促进HS3ST3B1癌基因表达[14]；由转化生长因子β(TGF-β)激活的lncRNA通过抑制miR-126表达诱导膀胱癌细胞增殖、迁移和侵袭[15]。除此以外，lncRNA还可通过作用于特定的受体而起到致癌作用。LINC00460-lncRNA通过调节雄激素受体的表达、调节细胞周期和细胞死亡致癌，具体表现为调控膀胱癌细胞的增殖和迁移能力，并在肿瘤的发生、转移中起到至关重要的作用[16,17]。而有研究则指出lncRNA可通过参与各种信号通路来介导膀胱癌的发生，如lncRNA-PEG10调控miR-134靶向作用于低密度脂蛋白受体相关蛋白6的信使RNA，然后激活Jak/stat和Wnt/β-catenin信号通路，从而对膀胱细胞产生致癌作用[18]。锌指电子盒结合同源框1反义基因(ZEB1-AS1)是一种竞争性内源RNA。ZEB1-AS1-lncRNA在体内外均能抑制细胞凋亡，促进肿瘤生长并且与肿瘤的高分级、TNM分期密切相关，其机制可能为TGF-β1通过调节ZEB1-AS1/ miR-200b/FSCN1轴来诱导膀胱癌细胞的迁移与侵袭。因此，TGF-β1/ZEB1-AS1/miR-200b/FSCN1轴可能是一个致癌点[19]。而LncRNA尿路上皮癌相关因子1则是通过调控miR-143/高迁移率族蛋白B1(HMGB1)通路促进膀胱癌的侵袭和上皮间质转化(EMT)，其机制为UCA1作为miRNA-143的竞争性内源基因抑制miRNA-143表达来促进HMGB1表达，进而促进膀胱癌细胞的侵袭、EMT[9]。另外，lncRNA也能单独介导膀胱癌细胞的增殖失控，如长链非编码同源框蛋白转录反义RNA，来源于hoxc基因反义链的转录，可通过促进膀胱尿路上皮癌细胞的迁移、侵袭和增殖能力以及EMT，促进肿瘤进展，与包括膀胱癌在内的多种癌症的不良预后相关[20]。LINC01638-lncRNA与Rho相关卷曲螺旋蛋白激酶2(ROCK2)在血浆中表达上调，都具有潜在的致癌作用。研究结果表明LINC01638的过度表达会导致膀胱癌细胞中ROCK2的表达上调。猜测LINC01638可能通过上调ROCK2表达介导膀胱癌术后的远期复发，并且可能进一步影响ROCK2 mRNA的降解和ROCK2的翻译，从而调控ROCK2蛋白的表达，起到致癌作用[21]。由此可知，对于lncRNA可直接依靠其在转录及转录后的调控而达到致癌作用，也可与miRNA分子家族共同作用或介导分子信号通路间接起到致癌作用。

2 lncRNA在膀胱癌诊治中的应用

2.1 在膀胱癌诊断中的应用 对于膀胱癌的确诊，目前依然依赖于膀胱镜检。但膀胱镜检是一种有创侵入性检查，不仅给患者带来较大的痛苦，且费用昂贵，因此寻找准确无创的生物标志物来检测膀胱癌，可以减少对膀胱镜检的依赖，减轻患者的负担[22]。检测膀胱癌患者尿液中的竞争性内源RNA网络的差异性表达，其结果显示lncRNA人类簇状宿主RNA基因有90.5%的诊断敏感性和86.8%的准确性，均高于细胞学检查55.1%的敏感性和77.6%的准确性，且进一步确认尿液检测结果同组织检测水平呈正相关。因此认为利用该生物标记物网络能够鉴定和诊断膀胱癌[23]。除此之外，Zhang等[24]从11个血清外泌体lncRNA中筛选出的PCAT-1、UBC1、SNHG16三个lncRNA构成的lncRNA面板，在膀胱癌的诊断中有较高的准确性，且可一定程度上区分肌层浸润与非肌层浸润膀胱癌。有研究挑选13个在膀胱癌患者血清中表达异常的lncRNA作为检测对象，最终确定以3个lncRNA(MEG3、SNHG16、MALAT1)为基础开发一个lncRNA面板作为诊断膀胱癌的生物标记物，其诊断性能优于尿细胞学检查；而且MEG3也被证实是非肌肉浸润性膀胱癌无复发生存率的独立预测因子。也有研究用uc004cox.4和GAS5双lncRNA构建的膀胱癌尿液诊断面板，也被证明有较高的诊断准确性，且尿uc004cox.4被认为是非肌肉浸润性膀胱癌患者复发的独立预测危险因素[25]。从尿外泌体中选8个lncRNA作为筛选分子，进一步证明MALAT1、PCAT-1和SPRY4-IT1在膀胱癌患者中的表达显著上调，利用这3个lncRNA开发1个尿外泌体衍生的lncRNA板，用该面板来作为非肌层浸润膀胱癌的诊断指标，证实PCAT-1可作为非肌层浸润膀胱癌无瘤生存率的独立危险因素。因外泌体膜可以保护lncRNA不被降解，其良好的稳定性使其成为诊断肿瘤的理想生物标志物，并且可以用来判断患者的预后，其敏感性要高于尿细胞学检查[26]。类似实验发现LINC00355、UCA1-203、MALAT1在移行细胞癌患者中的表达明显高于对照组。UCA1-201在移行细胞癌患者中的表达明显下降，因此利用UCA1-201、UCA1-203、MALAT1和LINC00355组成lncRNA诊断面板，用来诊断膀胱癌，其敏感性可高达92%，特异性达91.7%[27]。除此以外，由于膀胱癌患者血浆中LINC01638-lncRNA和ROCK2表达显著上调，且LINC01638于ROCK2在膀胱癌患者血浆中的水平呈正相关，同时也证明LINC01638和ROCK2可用来诊断早期膀胱癌[21]。总之，目前lncRNA用做膀胱癌的诊断，主要利用多个lncRNA构建联合诊断面板，检测受检者的血液或者尿液，进而实现膀胱癌的早发现、早诊断、早治疗。

2.2 在膀胱癌治疗中的应用 将lncRNA应用于膀胱癌治疗的研究也较多。Zhou等[28]证实，lincRNA-p21能够通过抑制谷氨酰胺酶的表达和谷氨酰胺的分解代谢，来抑制膀胱癌细胞的生长和增殖。let-7家族是miRNA分子家族，与肌肉侵袭性膀胱癌患者化疗耐药的进展有关。鉴于lncRNA UCA1与let-7e、let-7e和高迁移率族蛋白A2(HMGA2)的靶向关系，沉默lncRNA UCA1后，Wnt信号通路失活，上调let-7e及下调HMGA2的活性，抑制膀胱癌细胞的增殖、侵袭、迁移和细胞凋亡抵抗，进而抑制肿瘤生长。因此抑制lncRNA -UCA1的表达为靶向治疗并抑制肿瘤生长提供了新思路[29]。除此之外，有研究将Cas13a序列的cDNA剪接到光传感器识别位点中，设计了光开关合成系统。该系统由带有光传感器和基因效应器的基因组锚组成，是一种无创、可逆和安全的生物技术，利用光开关系统通过转录后调控来抑制MALAT1-lncRNA的表达，从而抑制膀胱癌细胞凋亡、迁移[30]。在膀胱癌治疗过程中，非肌肉浸润型主要以手术治疗为主，而对于晚期侵袭性膀胱癌，在进行根治性膀胱切除术前进行化疗是标准治疗方案之一。顺铂作为膀胱癌化疗的一线药物之一，对其耐药者也越来越多，下游效应器高迁移率族蛋白A1(HMGA1)的表达来促进膀胱癌的化疗耐药。具体机制为HIF1A-AS2上调HMGA1并与p53家族蛋白发生物理反应，从而抑制其在Bax蛋白上的转录活性，由此证明HIF1A-AS2的致癌作用，可作为膀胱癌的治疗靶点[31]。DLEU1/miR-99b/HS3ST3B1轴是参与膀胱癌进展和顺铂耐药的关键通路，具体机制为DLEU1通过竞争性抑制miR-99b来促进HS3ST3B1的表达，从而诱导膀胱癌细胞的增殖、侵袭和顺铂耐药。因此可从DLEU1-lncRNA入手，为膀胱癌治疗提供一个新靶点[14]。除此之外，GHET1-lncRNA可通过上调与多药耐药相关的ABCC1基因表达来促进膀胱癌细胞对吉西他滨的化疗耐药[32]。因此，膀胱癌的治疗除了制订治疗方案，积极寻找降低患者化疗耐药的方法也是提高患者生存率的关键。

3 在膀胱癌预后监测中的应用

鉴于膀胱癌的高复发率及进展性，因此治疗后实时有效的监测显得尤为重要。如血清外泌体lncRNA以及其亚家族成员lncRNA-H19的多态性可作为判断尿路上皮细胞癌进展和预后的标志物或预测因子，是一种简便、快速、无创的膀胱癌复发的预测方法[24]。通过构建lncRNA-miRNA-mRNA竞争性内源RNA调控网络可以用来探讨lncRNA在肌肉侵袭性膀胱癌中的潜在的预后评估作用，该网络的综合分析显示lncRNA可能是人类肌肉浸润性膀胱癌的预后标志物[33]。由双lncRNA(uc004cox.4和GAS5)构建的诊断面板用来检测膀胱癌患者尿液中的uc004cox.4-lncRNA水平，可将其作为非肌肉浸润型膀胱癌复发的独立预测因子[25]。除此以外，根据癌症基因组图谱2017版分子分型将膀胱癌分为六种mRNA亚型(基底/鳞状细胞型、管腔乳头状型、管腔非特异性型、管腔不稳定型、基质丰富型和神经内分泌样型)，再利用lncRNA表达谱开发出单样本基因组分类器，能特异性识别出管腔乳头状肌肉浸润型膀胱癌，该类患者被证明具有非常好的预后[34]。DNA甲基化和lncRNA是人类癌症中两个重要的表观遗传调控因子。lncRNA基因受DNA甲基化的控制。其中转录到LINC00574的甲基化lncRNA基因可能作为膀胱癌预后的生物标志物，同时也证明LINC00574与较差的总生存率及不良预后相关[3]。Yuan等[21]在手术治疗后的随访中发现，远处复发或远处及局部复发的膀胱癌患者，其血浆LINC01638、ROCK2水平上调，但局部复发和无复发者则无此现象。LINC01638可能通过上调ROCK2表达介导膀胱癌术后远处复发，具有一定的预后监测功能。

总之，对于lncRNA在膀胱癌发病中的作用机制研究及作为无创诊断生物标记物的研究已取得了非常大的进步。lncRNA作为诊断膀胱癌及其预后监测的无创生物学标记物，主要以检测患者的血浆、尿液为主，采用多种lncRNA联合检测的方式，可大大提高诊断的精确性及特异度，并且其准确性及特异度高于尿细胞学检测。这可能成为未来膀胱癌无创早期诊断的方向之一。但其在临床的应用则需进一步验证和完善。另外对于lncRNA在膀胱癌中的治疗应用则更多的是针对其在膀胱癌发病中的分子机制来作为治疗的靶点，这为膀胱癌的治疗提供了一个新的且有效的方向。然而就目前的研究进展来说，lncRNA应用到临床的技术还不够成熟，对于膀胱癌的诊断仍需依赖膀胱镜、病理检查及尿脱落细胞检测。但随着对lncRNA研究的不断深入，将来lncRNA有望取代膀胱镜检，成为膀胱癌无创诊断、预后监测的生物标记物。