LncRNA在膀胱癌中作用机制的研究进展

张 弛，于 帆，周 正，黄欣欣，关红军

(牡丹江医学院公共卫生学院流行病与统计学教研室，黑龙江 牡丹江 157011)

膀胱癌是全球第十常见恶性肿瘤，居男性恶性肿瘤发病率的第六位[1]。膀胱癌的发病及死亡率在我国不同地区存在一定的差异，从全国范围来看，我国膀胱癌的死亡率在1991～2015年间有一定程度的下降，但近几年膀胱癌的发病率及死亡率仍呈现出增长趋势[2]。随着二代测序技术的发展，更多的科研人员将目光转向肿瘤相关基因，探寻新的膀胱癌分子标志物及治疗靶点以提高膀胱癌患者的生存率。LncRNA在肿瘤细胞的增殖、侵袭与转移中发挥着重要作用，其表达的改变及其突变促进了肿瘤的发生和转移，具有抑癌和促癌的功能。本文将对LncRNA与膀胱癌增殖、侵袭与转移相关作用机制的研究进展进行综述。

1 LncRNA概述

人类基因组中仅有70%的基因能被转录，其中不能够编码蛋白的基因约占98%被称作非编码RNA(non-coding RNA，ncRNA)。LncRNA是长度大于200 bp的非编码RNA[3]。研究表明LncRNA可通过多种以染色体为基础的机制参与其他基因的表观遗传调控以及转录和转录后的调控，且可以作为增强子、支架或诱饵与其他RNA或蛋白质发生物理作用，直接影响细胞信号级联[4]。例如LncRNA可通过与单链 mRNA 互补性结合阻止翻译蛋白，也可作为miRNA的天然分子海绵，吸附miRNA并调控其下游的基因表达[5]。因此LncRNA的异常表达以及结构的异常均能导致包括肿瘤在内的多种疾病的发生，而明确LncRNA与肿瘤相关的作用机制，可为探寻肿瘤分子标志物以及防治诊疗肿瘤提供方向。

2 LncRNA与膀胱癌

LncRNA的异常表达促进了膀胱癌的发生与发展，影响了膀胱癌细胞调亡、增殖、侵袭与迁移等重要生物学行为。通过测定膀胱癌患者特定的竞争性内源性RNA网络的尿液水平，发现尿液中lncRNA miR-497-HG对膀胱癌及其良性病变的鉴别准确率及特异度高于细胞学，且其尿液水平与组织水平存在显著的正相关，可作为膀胱癌的诊断标志物以提高膀胱癌的早期诊断率[6]。Zhang等在血清外切体中确定了3个LncRNA组合用于膀胱癌诊断，其诊断率显著高于尿细胞学[7]。随着LncRNA在膀胱癌中的作用机制得到了越来越多的阐明，更多的研究人员致力于应用LncRNA进行膀胱癌诊断、治疗等的研究。

3 LncRNA在膀胱癌中的作用机制

3.1 LncRNA通过相关致癌通路参与膀胱癌调控细胞内重要的信号转导通路与肿瘤的发生发展密切相关，深入了解LncRNA参与的信号转导通路作用的细胞机制，可为进一步揭示LncRNA的生物功能提供线索并为探寻新的肿瘤标志物奠定基础。(1)Wnt/β-catenin信号通路：Wnts是一个分泌蛋白家族，可以通过激活几条信号通路对细胞行为产生影响，其中Wnt/β-catenin可通过增加核β-catenin的水平发挥作用，βcatenin进入细胞核后，触发EMT-TF基因的表达，从而降低 E-cadherin的表达，促进EMT的发生[8]。郭[9]等发现降低H19的表达后，β-catenin及其靶基因Cyclin D1 和 cMYC蛋白表达均降低，且膀胱癌细胞停滞在G1期，而Cyclin D1 及cMYC与G1细胞周期的调控相关，表明H19可通过调控wnt/β-catenin信号通路抑制其相关下游靶基因的表达进而抑制膀胱癌细胞增殖。Guo[10]等研究表明LncRNA DLX6-AS1在膀胱癌组织和细胞内表达明显上调，过表达的LncRNA DLX6-AS1增强了wnt/β-catenin信号的活性，敲除LncRNA DLX6-AS1后wnt/β-catenin信号活性受到明显抑制。(2)PI3K/AKT信号通路：磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)在细胞周期及生长中起重要作用，AKT是PI3K下游被研究最多且普遍激活的一种胞质丝氨酸-苏氨酸蛋白激酶，能促进细胞周期进程，抑制细胞凋亡。PI3K/Akt信号通路参与多种细胞功能，是多种肿瘤的研究热点[11]。叶[12]等通过生物信息学分析结果发现LncRNA Linc00346与P13k/Akt信号通路中的多个关键基因存在较强的共表达关系,并经后续试验证明沉默LncRNA Linc00346可抑制PI3K/Akt信号通路的关键蛋白p-P13K及p-AKT蛋白的表达，影响通路的激活即LncRNA Linc00346可通过抑制P13k/Akt信号通路磷酸化调控膀胱癌发生发展，但是其具体与P13k/Akt信号通路上的哪个靶蛋白作用并对通路产生影响还需进一步研究得出结论。Li[13]等通过荧光素酶报告基因实验和qRT-PCR证实了LINC00641与miR-197-3p之间的调控关系，在进一步的实验中发现LINC00641可以通过抑制miR-197-3p上调KLF10的表达进而抑制PTEN/PI3K/AKT的激活，从而抑制膀胱癌细胞的增殖。(3)TGF-β信号通路：转化生长因子(TGF-β1)是一种可影响细胞增殖与分化的细胞因子，其在大多数肿瘤细胞中均具有诱导EMT 的作用，是目前研究最广泛的EMT诱导因子，高水平的TGF-β1可诱导EMT的发生进而促进肿瘤的侵袭与转移[14]。高[15]等发现在膀胱癌细胞中经TGF-β1 处理的LncRNA ZEB1-AS1及FSCN1的表达上调，miR-200b 的表达下调。通过进一步的实验发现，敲减LncRNA ZEB1-AS1 或过表达 miR-200bTGF-β1对FSCN1表达的促进作用及对膀胱癌细胞迁移侵袭的促进作用均降低。即 TGF-β1 促进膀胱癌细胞的侵袭迁移可能与ZEB1-AS1/miR-200b/FSCN1信号轴有关。但具体的信号通路有待进一步研究。在Zhuang[16]等的研究中发现CAF-CM可通过磷酸化Smad2激活TGF-β信号通路并诱导相关转录因子(Snail、ZEB2)的表达，筛选出受TGF-β1调控的LncRNA ZEB2ANT，而在敲除该基因后，发现CAF-CM对ZEB2表达的促进及癌细胞的侵袭得到了抑制，即表明CAF可分泌TGF-β1且可通过LncRNA-ZEB2NAT促进膀胱癌细胞的侵袭迁移。

3.2 LncRNA通过影响膀胱癌细胞EMT化影响膀胱癌细胞侵袭迁移上皮间质转化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)是调控恶性肿瘤侵袭与转移的重要机制。EMT化的上皮细胞丧失细胞极性，导致细胞间黏附能力下降，细胞进而获得间质特性促进细胞的侵袭与转移[17]。LncRNA可通过参与调控蛋白的表达抑制或促进肿瘤EMT的发生。杨[18]等上调膀胱癌细胞中LncRNA ERVH48-1 的表达后，TCF21 基因的表达升高，N-cadherin、Vimentin的表达降低，膀胱癌细胞的增殖与迁移能力受到抑制。LncRNA SPRY4-IT1可作为miR-101-3P的分子海绵，上调EZH2的表达，促进膀胱癌的增殖。EED-EZH2 复合物能特异性的甲基化核小体组蛋白H3的27位赖氨酸(H3K27)从而导致E-cadherin启动子失活，促进膀胱癌EMT化[19-20]。

4 总结与展望

随着分子生物技术的发展，LncRNA的研究已经取得了阶段性成果，越来越多的LncRNA被发现，关于将lncRNA作为膀胱癌的早期诊断标志物，判断预后指标，治疗靶点等的研究报道也越来越多。但目前lncRNA的研究仍然面对着很大的困难。首先虽然在人类基因组中经鉴定发现的lncRNA数量极为庞大，但具有明确生物学功能的占极少部分，其次目前国内外缺乏针对lncRNA作用机制的系统性研究，就膀胱癌而言，作用机制阐明的较为清楚的lncRNA包括H19、UCA1、MEG3等，但其在膀胱癌发生发展以及复发、预后、耐药等方面仍有待进一步深入研究。并且针对同一项研究不同的研究人员会得出有差异的研究结果，因此需要更多的实验研究对已报道的研究结果进行进一步的研究证实。综上所述，深入LncRNA与膀胱癌相关作用机制的研究，可为膀胱癌的临床诊疗提供新思路，但探索LncRNA在膀胱癌发生及进展过程中作用机制仍是一项艰巨的任务，需要投入更大的精力进行研究。