长链非编码RNA TUG1在泌尿系肿瘤中的研究进展*

郎 斌

（澳门理工学院健康科学及体育高等学校 澳门 999078）

1 研究背景

近几十年来肿瘤的发病率和死亡率呈现上升趋势，严重威胁着人们的生存质量和身心健康，对于肿瘤的控制目前还远未达到人类的需求。虽然截止目前在一定程度上了解了肿瘤的特性，但是，目前的理论和实践工作还远远不足以完全阐明肿瘤的发生发展过程以及发展出及时有效的治疗策略。这就需要对肿瘤学进一步长期深入的研究，真核生物在转录过程中会转录大小不等结构不同的多种RNA分子，根据其是否可以翻译成蛋白可以分为蛋白编码的信使RNA及非编码RNA［1］。人类基因组中可以编码出大量的非编码RNA，而真正能编码蛋白质的基因只占到转录的2%左右［2-3］，一开始非编码RNA被认为是无用的编码产物。通过后来大量研究表明，非编码RNA可以通过多种机制调节细胞的生物学行为，基本参与了所有重要的细胞进程。随着近些年测序技术的不断进步和大规模基因组测序项目的开展，长链非编码RNA成为研究的热点。大量研究表明，长链非编码RNA的失调参与了多种人类疾病的病理过程，包括癌症、心血管疾病和中枢神经系统疾病。通过表观遗传修饰、染色质重构和microRNA（miRNA）海绵作用，长链非编码RNA调节细胞增殖、凋亡、迁移和侵袭［4］。由于长链非编码RNA的组织特异性表达和相对高稳定性，它们有希望可以作为有效诊断、预后和监测疾病进展的生物标志物［4］。TUG1已被证明在各种癌症相关的生物学过程中起着关键的调节作用，并可能为癌症治疗提供一个公认的新治疗范式。此外，TUG1广泛差异性表达，在不同的癌症类型中均有涉及。

2 TUG1在膀胱肿瘤中的研究

在绝大多数人类肿瘤中TUG1作为肿瘤促进基因存在，有研究报道了在膀胱癌组织和细胞系中，TUG1和HMGB1水平显著升高，放疗显著降低TUG1和HMGB1的表达。TUG1的下调抑制了SW780和BIU87细胞的增殖，促进了细胞凋亡，降低了细胞集落存活率；TUG1的下调抑制了HMGB1的mRNA和蛋白水平。此外，过表达HMGB1可逆转TUG1下调在膀胱癌细胞中的诱导作用，放疗显著降低了异种移植模型的肿瘤体积和重量，并与TUG1沉默联合治疗效果更明显［5］。TUG1可以通过TUG1／mir-142／ZEB2途径影响膀胱癌细胞的生物学行为，TUG1或ZEB2的下调可抑制膀胱癌细胞的增殖和诱导细胞凋亡。有趣的是，ZEB2过表达逆转了TUG1下调对细胞增殖和凋亡的影响。此外，ZEB2被证实是miR-142的直接靶点，miR-142可特异性结合TUG1，TUG1的下调通过影响ZEB2的表达抑制Wnt／catenin信号通路［6］。Robert Iliev以及Feraydoon Abdolmaleki研究报道称TUG1可以作为膀胱癌的预后预测因子，他们应用real-time PCR检测47例高级别MIBC患者的肿瘤组织及邻近正常膀胱组织TUG1表达水平，发现了肿瘤组织中TUG1水平明显高于邻近的非肿瘤膀胱组织（p＜0.0001）。TUG1水平在转移性肿瘤中显著升高（p＝0.0147），与MIBC患者总体生存期缩短相关（p＝0.0241）。TUG1沉默可使癌细胞增殖降低34%（p＝0.0004），使癌细胞迁移能力降低23%（p＜0.0001）。但未观察到TUG1沉默对细胞周期分布及凋亡细胞数量的影响，他们研究得出TUG1在MIBC肿瘤组织中过表达，并描述了其与高级别MIBC患者整体生存较差的关系［7-8］。Peng Guo报道了TUG1可以通过抑制mir-29c影响膀胱癌细胞的增殖，迁移和侵袭，TUG1敲低显著增加了miR-29c在体外的表达，相反，TUG1过表达显著降低了miR-29c的表达，转染含有TUG1突变体的质粒对miR-29c的表达无影响，miR-29c与TUG1结合位点之间存在直接的相互作用。此外，TUG1特异性干扰小RNA对膀胱癌细胞增殖、迁移和侵袭的抑制作用被miR-29c下调而逆转［9］。Gan Yu报道了TUG1在膀胱癌中通过表观遗传沉默miR-194-5p调控CCND2，从而促进膀胱癌对顺铂的化疗抵抗，膀胱癌中TUG1的表达分别与CCND2和miR-194-5p呈正相关和负相关。MiR-194-5p的表达常通过启动子高甲基化而降低，而顺铂和5-aza-2＇-脱氧胞苷（5-Aza-DC）治疗后，其表观遗传学表达增加。TUG1的敲除减弱了zeste同源物2（EZH2）的表观遗传调控增强子的表达，减轻了miR-194-5p的启动子高甲基化并诱导其表达。miR-194-5p表达升高或TUG1表达降低使膀胱癌细胞对顺铂明显敏感，抑制细胞增殖，诱导细胞凋亡。此外，CCND2是miR-194-5p的直接靶点，而miR-194-5p受TUG1调控，CCND2可部分恢复TUG1沉默后对细胞增殖和顺铂耐药的抑癌作用，TUG1表达还与临床分期、淋巴转移、患者预后相关［10］。Jiemei Tan报道了TUG1与miR-145之间的双负反馈环促进了人膀胱癌细胞的上皮向间质转化和放疗抵抗，TUG1降低了miR-145的表达，TUG1和miR-145之间以依赖于argonaute2的方式相互抑制，ZEB2被鉴定为miR-145的下游靶点，TUG1通过miR-145／ZEB2途径发挥作用［11］。Zhulei Sun报道了转录因子Nrf2诱导TUG1上调，促进膀胱尿路上皮癌进展和其对阿霉素耐药，膀胱癌中Nrf2与TUG1的表达呈正相关。此外，Nrf2和TUG1在阿霉素耐药细胞中的表达水平高于母本细胞，Nrf2对TUG1在膀胱癌细胞中的表达具有正向调节作用，Nrf2或TUG1的下调均可抑制细胞增殖和侵袭，促进细胞凋亡，并伴有Ki67、MMP-2和MMP-9的下调和cleavedcaspase-3的上调。Nrf2和TUG1的下调均可增强BIU-87／ADM和T24／ADM细胞对阿霉素的敏感性，p-gp的表达降低可说明这一点。此外，Nrf2或TUG1的下调在体内在有无阿霉素存在时均可抑制肿瘤生长。还有研究证明了TUG1还可以通过Wnt／β-catenin途径影响膀胱癌细胞对阿霉素的敏感性［12］。

3 TUG1在肾肿瘤中的研究

肾肿瘤中长链非编码RNA的研究也越来越多，下面对若干TUG1在肾肿瘤中的研究做一个简单介绍。P-Q Wang报道了TUG1在肾癌中的预后预测价值，ccRCC组织中TUG1的相对水平明显高于邻近非肿瘤组织（p＜0.01），TUG1与组织学分级、肿瘤分期、淋巴结转移及远处转移有显著相关（p＜0.05）。Kaplan-Meier分析显示，TUG1表达水平越高，ccRCC患者的总生存期越短（p＜0.001），Cox比例危险分析显示TUG1高表达是不良预后的独立预后标志物［13］。有研究报道了TUG1可以通过调节YAP的表达促进肾透明细胞癌的增殖和迁移，他们利用基因表达综合数据库和收集的58例肾透明细胞癌患者肿瘤组织，发现TUG1表达与YAP表达在RCC中的正相关关系。TUG1升高可增强YAP表达，但未改变海马信号通路活性或YAP蛋白在细胞中的分布。还证明了TUG1可以与miR-9结合，TUG1可以通过下调miR-9水平来积极控制YAP的表达。此外，研究还观察到TUG1沉默引起的细胞增殖和细胞迁移的抑制可以通过YAP在RCC细胞系中的过表达来逆转［14］。Meng Zhang研究证明了TUG1在肾透明细胞癌中的癌基因样作用，下调TUG1的表达可以抑制肾癌细胞的增殖、迁移和侵袭，并诱导凋亡［15］。TUG1可以通过下调小分子RNA mir-196a的表达促进肾癌细胞的增殖迁移和侵袭，TUG1可通过抑制miR-196 a调节RAC-α丝氨酸／苏氨酸蛋白激酶以及有丝分裂原从激活蛋白激酶和细胞外信号调节激酶的表达水平［16］。

4 TUG1在前列腺癌中的研究

前列腺肿瘤中长链非编码RNA的研究也越来越多，下面对若干TUG1在前列腺癌中的研究做一个简单介绍。研究报道了TUG1在前列腺癌中的预后预测价值，他们研究中QRT-PCR数据显示前列腺癌患者血浆TUG1水平高于健康对照组，特别是，与I+II期患者相比，III+IV期PCa患者TUG1水平更高，PSA水平较高（≥10ng／mL）、Gleason分级（≥7）或TNM分期（N1、M1）的PCa患者TUG1水平较高。前列腺癌患者年龄与TUG1血浆水平无明显相关性。ROC和Kaplan-Meier曲线提示TUG1在PCa中的诊断和预后价值，TUG1的过表达明显加速了PCa细胞的增殖和迁移［17］。TUG1可以通过调节RLIM促进前列腺癌的进展，TUG1在前列腺癌患者血清中较健康人群和前列腺增生患者高表达。另外，TUG1在Gleason评分≥7的前列腺癌患者中表达明显高于Gleason评分＜7的前列腺癌患者。与此同时，前列腺癌患者TUG1在PSA灰色区表达明显高于前列腺增生患者（4～10ng／mg）。ROC曲线提示TUG1可能是区分前列腺癌患者、前列腺增生患者和健康受试者的重要标志。TUG1过表达显著促进了DU145细胞的增殖和迁移能力，TUG1的敲除得到了相反的结果。QRT-PCR证实TUG1在mRNA水平上与RLIM呈正相关，RLIM基因敲除显著抑制DU145细胞的增殖和迁移能力。此外，在DU145细胞沉默TUG1的表达可以显著下调TGF-β1 p-Smad2，而上调p-Smad7［18］。TUG1可以通过上调DGCR8的表达从而促进前列腺癌的进展。研究发现TUG1在前列腺癌组织中的表达明显高于TUG1在癌旁组织中的表达，与患者的无病生存时间密切相关。TUG1下调后，体外培养的前列腺癌细胞的迁移和侵袭受到抑制，TUG1上调后，前列腺癌细胞在体外的迁移和侵袭能力增强。TUG1表达下调后，DGCR8的mRNA和蛋白表达下调；TUG1过表达后，DGCR8的mRNA和蛋白表达上调。此外，在前列腺癌组织中发现DGCR8表达与TUG1表达呈正相关［19］。TUG1还可以作为内源性竞争性RNA调节mir-26a的表达从而影响前列腺癌的进展。

5 展望

长链非编码RNA作为转录本大小为大于200nt的非编码RNA，参与了多种细胞生命进程。TUG1作为近些年来研究较多的一种长链非编码RNA，在多种人类肿瘤中具有差异性表达特性，这种差异性表达与肿瘤的发生发展密切相关。大量研究已经证明了TUG1对肿瘤生物学行为的影响。TUG1在大多数生物过程中的调控网络差异较大。然而，TUG1似乎主要通过与PCR2结合来沉默下游靶基因，并通过清除小分子RNA来促进靶基因的表达来介导这些过程。从理论上讲，TUG1的活性可能被多种方法所抑制。一种方法可能是使用小分子抑制剂阻断特定的结合位点来抑制分子间的相互作用。或者，TUG1可以使用特异性的siRNAs沉默。因此，通过对TUG1的研究可以在一定程度上丰富肿瘤生物学理论，为理论研究和临床诊疗提供新的策略和治疗靶点。