长链非编码RNA UCA1与妇科恶性肿瘤关系的研究进展

黄锦源，代荫梅

(首都医科大学附属北京妇产医院/北京妇幼保健院妇科，北京 100026)

长链非编码RNA(long non-coding RNA，lncRNA)是长度超过200个核苷酸的非编码RNA，虽不能编码蛋白质，但能通过与DNA、RNA和蛋白质相互作用，改变染色质功能，调节不同阶段的转录等方式参与调节体内多种生理和病理状态[1]。其中，lncRNA尿路上皮癌胚抗原1(urothelial carcinoma antigen 1，UCA1)是一种新的lncRNA，最早在膀胱移行细胞癌中被发现，特别是检测患者尿沉渣中的lncRNA UCA1表达水平对膀胱移行细胞癌的诊断具有很高的敏感性和特异性[2]。研究发现，其在乳腺癌、胃癌、肝癌、肺癌等恶性肿瘤中同样高表达，lncRNA UCA1的高表达与临床病理特征尤其是患者总生存期缩短密切相关[3]。此外，lncRNA UCA1能通过与微RNA(microRNA，miRNA/miR)竞争性结合，激活下游多条关键信号通路，改变表观遗传和转录调控等作用机制，介导癌细胞的增殖、凋亡、迁移、侵袭、上皮-间充质转化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)、化疗耐药性以及放射抵抗性等恶性生物学行为，在恶性肿瘤发生、发展过程中发挥重要作用[4]。随着对lncRNA UCA1研究的不断深入，lncRNA UCA1在宫颈癌、卵巢癌和子宫内膜癌中的研究不断增多，其能通过不同作用机制促进妇科恶性肿瘤的进展。现就lncRNA UCA1与妇科恶性肿瘤关系的研究进展予以综述，以期为妇科恶性肿瘤的发生发展提供理论基础以及为其早期诊断、靶向治疗和预后预测提供新靶点。

1 lncRNA UCA1概述

lncRNA UCA1是由Wang等[2]通过生物信息学分析和反转录-聚合酶链反应在膀胱移行细胞癌中发现的一种新lncRNA。lncRNA UCA1基因定位于19p13.12正链上，其互补DNA长1 442 bp，包含3个外显子和2个内含子，与人类内源性反转录病毒H家族同源[2]。由于选择性剪切，lncRNA UCA1还存在另外两种变异体，一个是大小为2.2 kb的lncRNA UCA1a[又称为CUDR(lncRNA cancer upregulated drug resistant)]，另一个大小为2.7 kb，但具体结构和功能作用尚不清楚[5]。lncRNA UCA1a主要定位于细胞核，而lncRNA UCA1主要定位于细胞质，这使得lncRNA UCA1能够作为一个竞争性内源性RNA发挥作用[6]。因此，lncRNA UCA1与lncRNA UCA1a在亚细胞定位的不同决定了各自发挥功能的机制不同。组织学表达谱发现，lncRNA UCA1在绒毛、胎盘和胎儿膀胱组织中高表达，而在成人器官标本(除心脏和脾脏外)中不表达[7]。目前，有关lncRNA UCA1的研究主要集中于其在恶性肿瘤的异常表达、与临床病理特征的关系以及具体作用机制的探索。研究发现，lncRNA UCA1能通过不同作用机制促进肿瘤的进展，并在肿瘤的早期筛查、早期诊断、治疗应用和预后预测方面具有较为理想的应用价值[3,8]。这提示，lncRNA UCA1可作为人类恶性肿瘤诊断、治疗和预后的分子靶点或生物标志物。

2 lncRNA UCA1与妇科恶性肿瘤

目前研究显示lncRNA UCA1在宫颈癌、卵巢癌和子宫内膜癌中显著高表达，其不仅介导妇科恶性肿瘤的发生发展过程，促进癌细胞的增殖、迁移、侵袭和EMT过程，抑制细胞凋亡，还参与化疗耐药和放射抵抗过程[3,7-8]。因此，lncRNA UCA1可能是一种新的潜在的妇科恶性肿瘤诊断和预后的生物标志物，有望成为临床治疗靶点。

2.1lncRNA UCA1与宫颈癌 尽管宫颈癌的多种治疗和预防策略已被引入并广泛应用于临床，但其仍是最常见的妇科恶性肿瘤，严重威胁女性身心健康[9]。因此，迫切需要阐明宫颈癌的分子机制，以为宫颈癌的诊断、治疗和预后评估提供潜在靶点。研究发现，lncRNA UCA1在宫颈癌组织中的表达水平显著高于癌旁正常宫颈组织，其高表达与国际妇产科联盟(International Federation of Gynecology and Obstetrics，FIGO)分期、淋巴结转移和血管侵袭密切相关，而与患者年龄、肿瘤大小、组织学类型和分化程度等临床病理特征无关[10]。且lncRNA UCA1高表达的宫颈癌患者生存时间显著短于低表达者[10-12]。刘珊珊等[11]认为，宫颈癌组织中lncRNA UCA1的表达水平及FIGO分期均为宫颈癌患者独立的预后指标。以上研究表明，lncRNA UCA1在宫颈癌组织中的表达水平显著升高，并与宫颈癌患者不良预后密切相关。此外，杨慧等[13]通过检测宫颈癌组、宫颈上皮内瘤变组和正常组中多种lncRNA的表达水平发现，宫颈上皮内瘤变组的lncRNA UCA1、HOX转录反义RNA和肺腺癌转移相关转录子1表达水平明显高于宫颈癌组及正常组，提示lncRNA UCA1可促进宫颈上皮内瘤变的发生和发展，且与其他lncRNA联合检测可成为宫颈上皮内瘤变早期筛查、早期诊断的监测指标。因此，基于以lncRNA UCA1等lncRNA为基础的实验室检测结果建立临床模型预测宫颈上皮内瘤变和宫颈癌发病风险以及预测患者预后可能具有重要临床意义。

基于血液的液体活检是组织活检的重要补充，其具有微侵入性、实现疾病的动态检测、克服肿瘤异质性等优势，应用前景广泛。研究发现，与宫颈炎患者和健康体检者相比，宫颈癌患者血清中的lncRNA UCA1与lncRNA H19和转化生长因子-β激活的lncRNA表达水平均显著升高，与宫颈癌患者发生淋巴结转移及患者TNM分期呈线性相关；血清中的lncRNA UCA1联合lncRNA H19和转化生长因子-β激活的lncRNA表达水平区分宫颈癌与宫颈炎和健康体检者的灵敏度显著高于血清lncRNA UCA1单独检测，且进一步研究认为血清中高lncRNA UCA1、lncRNA H19和转化生长因子-β激活的lncRNA表达水平均是宫颈癌发病的独立危险因素[14]。因此，通过联合检测宫颈癌患者血清中的lncRNA UCA1、lncRNA H19和转化生长因子-β激活的lncRNA表达水平有助于宫颈癌的早期诊断，在评估宫颈癌远处转移中可能具有一定的临床价值，未来需进一步探索。

在机制上，lncRNA UCA1能通过作为竞争性内源性RNA、调控下游蛋白质水平和信号通路等介导宫颈癌的发生发展。与正常宫颈组织相比，宫颈癌组织中lncRNA UCA1表达明显增加，并可通过直接靶向miR-145下调其表达，从而调控宫颈癌细胞的增殖、迁移和侵袭过程[15]。Yang等[12]研究发现，lncRNA UCA1通过下调miR-155的表达促进宫颈癌细胞的增殖、迁移、侵袭和EMT过程。此外，lncRNA UCA1还可以通过海绵miR-204上调驱动蛋白家族成员20A的表达，促进宫颈癌体外细胞的增殖、侵袭和体内肿瘤的生长[10]。而lncRNA UCA1的下调抑制了宫颈癌细胞的增殖和糖酵解过程，进一步研究发现，lncRNA UCA1通过负性调控miR-493-5p的表达，促进己糖激酶2蛋白的表达，进而调控宫颈癌细胞糖酵解过程[16]。因此，lncRNA UCA1/miR-493-5p/己糖激酶2轴在宫颈癌中发挥致癌作用。此外，lncRNA UCA1敲除还可通过上调miR-206抑制血管内皮生长因子的表达，从而显著抑制宫颈癌细胞的增殖、存活、迁移和侵袭[17]。另一项研究证实，下调宫颈癌细胞中lncRNA UCA1的表达能显著抑制细胞增殖，促进细胞凋亡，以及明显下调β联蛋白和T细胞因子4 信使RNA和蛋白表达水平，提示lncRNA UCA1调节宫颈癌细胞的增殖和凋亡过程可能与β联蛋白/T细胞因子4信号通路有关[18]。Gao等[19]研究发现，宫颈癌细胞产生的外泌体中lncRNA UCA1的表达显著上调，其能作为miR-122-5p的竞争性内源性RNA，上调转录因子性别决定区Y框蛋白2的表达，促进宫颈癌干细胞的增殖、迁移、侵袭，抑制细胞凋亡，从而调节宫颈癌干细胞的自我更新和分化。可见，不断探索lncRNA UCA1在宫颈癌中的分子机制，可为了解宫颈癌的发生发展提供理论基础。

化疗和放疗是宫颈癌的一线治疗方法，可作为宫颈癌的主要治疗策略或辅助治疗，然而临床治疗中出现的化疗耐药性和放射抵抗性严重影响宫颈癌患者的治疗效果、生活质量以及远期预后。顺铂作为化疗药物可在宫颈癌治疗早期降低lncRNA UCA1的表达，从而抑制细胞的生长和增殖，促进细胞凋亡；而经过长期、大剂量的顺铂治疗后，lncRNA UCA1的表达恢复甚至上调，宫颈癌细胞对顺铂产生耐药性；进一步研究发现，过表达的lncRNA UCA1通过增加存活素水平和降低p21蛋白水平来促进细胞增殖，而通过下调凋亡因子胱天蛋白酶3的表达和上调细胞周期蛋白依赖性激酶2水平来抑制细胞凋亡，从而介导宫颈癌细胞对顺铂的耐药性[20-21]。提示lncRNA UCA1可能在宫颈癌顺铂耐药中发挥重要作用，为lncRNA UCA1作为逆转宫颈癌顺铂耐药治疗策略的潜在靶点提供依据。王瑞国等[22]研究发现，阿霉素或γ射线照射导致的DNA损伤可诱导宫颈癌细胞中lncRNA UCA1的表达上调，促进细胞增殖，降低其诱导的细胞凋亡率，提示lncRNA UCA1可能介导宫颈癌细胞对阿霉素和辐射的耐受作用。此外，lncRNA UCA1在放射抵抗宫颈癌细胞中的表达水平显著高于敏感细胞；高表达lncRNA UCA1通过调控己糖激酶2/糖酵解途径促进宫颈癌细胞对放疗的抵抗性，而使用葡萄糖类似物2-脱氧-D-葡萄糖抑制糖酵解过程可逆转lncRNA UCA1过表达对宫颈癌细胞中己糖激酶2蛋白的表达和放射抵抗性的影响[23]。lncRNA UCA1能降低人宫颈癌细胞对放疗的敏感性，其作用机制可能为激活磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B信号转导通路[24]。目前，传统中药治疗恶性肿瘤引起广泛关注，而黄芩苷作为中药黄芩的主要有效成分之一，可通过抑制宫颈癌细胞中lncRNA UCA1的表达，促进宫颈癌细胞对放疗的敏感性[25]。因此，积极寻找宫颈癌治疗的关键靶点，有助于促进宫颈癌治疗策略的发展。

2.2lncRNA UCA1与卵巢癌 卵巢癌是妇科恶性肿瘤中致死率较高的肿瘤，其病理组织学类型众多，临床以上皮性卵巢癌多见。研究发现，上皮性卵巢癌组织中lncRNA UCA1的表达水平明显高于良性卵巢组织；受试者工作特征曲线分析表明，lncRNA UCA1表达能很好地区分上皮性卵巢癌与卵巢良性疾病，其曲线下面积为0.838[26]。这提示，卵巢癌组织中lncRNA UCA1的表达水平在卵巢癌的早期诊断中具有潜在应用价值。lncRNA UCA1在卵巢癌组织中的表达水平高于正常卵巢组织，其高表达与肿瘤分期、组织学分级、腹膜积液和淋巴结转移显著相关[27]。另一项研究发现，lncRNA UCA1高表达与卵巢癌患者的FIGO分期和淋巴结转移密切相关，也可预示卵巢癌患者预后不良[26,28]。进一步研究发现，lncRNA UCA1高表达是上皮性卵巢癌患者的独立预后因素[28-29]。Liu等[30]通过对成对的高、低转移性上皮性卵巢癌细胞进行微阵列lncRNA谱分析发现，lncRNA UCA1在高转移性上皮性卵巢癌细胞中显著上调，提示其可能在上皮性卵巢癌转移中发挥部分或关键作用。此外，淋巴结转移和FIGO Ⅲ+Ⅳ期卵巢癌患者lncRNA UCA1的表达水平高于非淋巴结转移和FIGO Ⅰ+Ⅱ期卵巢癌患者，通过分层分析发现，在年龄不超过60岁的卵巢癌患者中，lncRNA UCA1高表达与更短的生存时间密切相关[29]。以上结果提示，lncRNA UCA1可作为判断卵巢癌患者生存和预后的分子标志物。

lncRNA UCA1与卵巢癌的发生发展过程密切相关。lncRNA UCA1在上皮性卵巢癌细胞中是一个受超级增强子调控的lncRNA，过表达lncRNA UCA1能与磷酸化血管生成抑制素结合蛋白(angiomotin，AMOT)中的一个剪切体AMOT p130结合，促进AMOT与转录共激活因子Yes相关蛋白(Yes-associated protein，YAP)之间的相互作用，从而拮抗磷酸化大肿瘤抑制分子1/2-YAP相互作用和YAP的磷酸化，形成一个更大的活性YAP池；这反过来促进了YAP的核转位及其与TEA转录因子的结合，从而激活下游致癌基因信号的表达，在上皮性卵巢癌的发生发展中发挥重要的促癌作用[31]。而沉默lncRNA UCA1可通过上调miR-145的表达来降低卵巢癌细胞的增殖和侵袭能力，调控卵巢癌的发生发展过程和恶性行为[32]。此外，lncRNA UCA1可通过竞争性结合miR-485-5p并抑制其表达，上调基质金属蛋白酶14的表达，介导上皮性卵巢癌的转移过程[28]。同时，lncRNA UCA1还可能通过上调卵巢癌细胞中基质金属蛋白酶2、基质金属蛋白酶9的表达而发挥促进其侵袭及转移的作用[33]。因此，lncRNA UCA1在卵巢癌中被认为是一种癌基因，可促进卵巢癌的恶性生物学行为。

临床上，卵巢癌的耐药性仍是改善患者预后的主要障碍，目前较多研究集中于逆转卵巢癌的化疗耐药性。lncRNA UCA1高表达与卵巢癌患者的化疗耐药显著相关，特别是对化疗有反应的患者[29]。有研究显示，lncRNA UCA1在顺铂耐药卵巢癌组织中的表达水平显著高于顺铂敏感卵巢癌组织和正常卵巢组织；lncRNA UCA1作为分子海绵下调miR-143，从而部分取消其对靶基因FOS样抗原2在卵巢癌细胞中的翻译抑制，并通过促进细胞增殖，抑制顺铂诱导的细胞凋亡来介导卵巢癌细胞对顺铂的耐药性；此外，lncRNA UCA1在顺铂耐药卵巢癌患者的血清外泌体中显著上调且水平稳定，有望成为顺铂耐药卵巢癌患者的非侵入性生物标志物[34]。Wambecke等[6]研究证实，下调卵巢癌细胞中的lncRNA UCA1时，miR-27a-5p表达上调并能通过下调其直接靶标泛素结合酶2N，导致促凋亡蛋白Bcl-2样蛋白11上调，从而提高顺铂耐药卵巢癌细胞对顺铂的敏感性。可见，卵巢癌患者对铂类化疗药物的治疗反应受lncRNA UCA1/miR-27a-5p/泛素结合酶2N轴的调节。同时，lncRNA UCA1还可通过激活丝氨酸/精氨酸蛋白激酶1的表达和调节凋亡相关蛋白途径来促进细胞的增殖、迁移和侵袭，抑制细胞凋亡以及诱导细胞对顺铂的耐药性[35]。因此，通过不断探索卵巢癌顺铂耐药的分子机制，可为逆转顺铂耐药性提供新的潜在分子治疗靶标。

此外，lncRNA UCA1在紫杉醇耐药细胞中同样高表达，其能通过触发多种细胞内机制来促进卵巢癌细胞对紫杉醇的耐药性。lncRNA UCA1通过海绵化miR-129，上调多药物外排转运体ATP结合盒B亚家族成员1的表达，从而增强卵巢癌细胞对紫杉醇的耐药性，而下调lncRNA UCA1通过增强紫杉醇诱导的细胞凋亡来逆转卵巢癌细胞对紫杉醇的耐药性[36]。另一项研究发现，lncRNA UCA1通过调节miR-654-5p/盐诱导激酶2轴促进卵巢癌细胞对紫杉醇的耐药性，而下调lncRNA UCA1表达可显著抑制紫杉醇耐药卵巢癌细胞的增殖、迁移和侵袭，促进其细胞凋亡过程，逆转细胞对紫杉醇的耐药性[37]。研究表明，与紫杉醇敏感和lncRNA UCA1低表达卵巢癌细胞相比，同时敲除VGF基因和O1基因的溶瘤痘苗病毒能显著增强紫杉醇耐药和lncRNA UCA1高表达卵巢癌细胞的溶瘤作用，从而显著抑制紫杉醇耐药卵巢癌细胞构建的小鼠腹膜转移模型的肿瘤生长[38]。因此，lncRNA UCA1的表达水平可能用于指导卵巢癌治疗策略的选择，如lncRNA UCA1高表达的卵巢癌可能适合选择溶瘤痘苗病毒治疗，而lncRNA UCA1低表达的卵巢癌则适合选择紫杉醇治疗。溶瘤痘苗病毒在治疗方面有许多优点，如可应用多种类型的癌症、确保宿主基因组的完整性、可在转移瘤中发挥作用以及快速复制和传播来发挥最大限度的治疗效果。而lncRNA UCA1能介导大多数卵巢癌细胞中的鸟苷三磷酸结合蛋白细胞分裂周期蛋白42的激活，诱导丝状伪足的形成来增强溶瘤痘苗病毒在卵巢癌细胞间的扩散，从而增强溶瘤痘苗病毒介导的溶瘤作用，极大地提高了溶瘤痘苗病毒对卵巢癌的治疗效果[38]。因此，lncRNA UCA1被认为是预测卵巢癌溶瘤活性和效果的生物标志物。

2.3lncRNA UCA1与子宫内膜癌 子宫内膜癌是常见的妇科恶性肿瘤之一，其发病率仅次于宫颈癌。Lu等[39]通过检测15例子宫内膜增生组织、45例子宫内膜癌组织和15例子宫内膜癌淋巴结转移组织中的lncRNA UCA1表达水平发现，lncRNA UCA1在子宫内膜癌淋巴结转移组织中的表达水平显著高于子宫内膜癌组织和子宫内膜增生组织；且lncRNA UCA1的高表达与子宫内膜癌的淋巴结转移、远处转移、肌层浸润、分级、高TNM分期和血管侵犯密切相关。另有研究发现，子宫内膜癌组织中的lncRNA UCA1表达水平显著高于配对正常子宫内膜组织，且高表达lncRNA UCA1组患者的5年生存率显著低于lncRNA UCA1低表达组；同时lncRNA UCA1高表达与子宫内膜癌的FIGO分期、肌层浸润深度、盆腔和(或)主动脉旁淋巴结转移、远处转移和组织学分级密切相关，而与年龄和绝经状态无关[40]。这提示，lncRNA UCA1的高表达与子宫内膜癌进展、转移和患者预后恶化显著相关，有望作为预测子宫内膜癌患者侵袭性进展和不良预后的新分子标志物。

目前，国内外关于lncRNA UCA1对子宫内膜癌生物学行为的影响、具体作用机制的研究处于初步阶段。研究显示，lncRNA UCA1过表达促进了体外原代子宫内膜癌细胞的增殖、存活、克隆形成、侵袭和EMT过程以及体内肿瘤的生长过程，但抑制了体外原代细胞的凋亡，而lncRNA UCA1表达下调则表现出相反的作用[40]。Lu等[39]研究发现，lncRNA UCA1的过表达可能部分通过竞争性结合miR-143-3p，上调Krüppel样因子5来促进体外原代子宫内膜癌细胞的增殖、存活、克隆形成和侵袭，抑制细胞凋亡；通过负性调控miR-1-3p，增加松弛素样家族多肽受体1的表达，从而促进松弛素2诱导的子宫内膜癌细胞侵袭过程[40]。以上结果表明，lncRNA UCA1可能参与调节子宫内膜癌的进展，但还需更多研究进一步探索其对子宫内膜癌的影响及具体分子作用机制。

3 小 结

lncRNA UCA1在妇科三大恶性肿瘤中显著高表达，其高表达与患者较差的临床病理特征显著相关，常可预示妇科恶性肿瘤患者的不良预后。血清或组织中lncRNA UCA1的差异性表达也显示出较好的识别妇科恶性肿瘤患者的能力。对血清或组织中的lncRNA UCA1进行统一、标准和规范的定量分析，有望成为妇科恶性肿瘤预后评估和辅助诊断的新工具。目前，个体化医疗的要求、生物信息学的发展和大数据的应用促进了各种临床模型的构建，特别是对包含lncRNA UCA1的多个分子标志物或生化指标的联合检测和评分的设置可能是未来的研究方向之一。此外，lncRNA UCA1能通过与miRNA竞争性结合、调节下游蛋白质水平和信号通路等方式在妇科恶性肿瘤中发挥致癌作用，如促进细胞的增殖、迁移、侵袭和耐药，抑制细胞凋亡。对lncRNA UCA1相关分子机制的不断研究，使得以lncRNA UCA1为中心治疗包括宫颈癌、卵巢癌和子宫内膜癌在内的恶性肿瘤成为可能。