膀胱癌相关微小RNA的研究进展

， ；

(1.新乡医学院临床医学专业，河南 新乡 453003；2.焦作市人民医院健康管理中心，河南 焦作 454002；3.新乡医学院药学院，河南 新乡 453003)

膀胱癌是第5大常见的恶性肿瘤，其死亡率和发病率在中国泌尿生殖系统肿瘤中居首位，其中最常见的是尿路上皮癌，约占膀胱癌患者总数的90%以上[1]。膀胱癌具有多发性和易复发性，其远期疗效以及患者的生活质量并不乐观。因此，对于膀胱癌的早诊断和早治疗变得极其重要[2]。目前，尿脱落细胞学检查和膀胱镜检查(组织活检)依旧是膀胱癌诊断的传统方法，但是尿脱落细胞学检查所存在的问题是检测阳性率不高，而膀胱镜为一种有创检查，会给患者带来一定痛苦[3]。因此，寻找敏感性高、特异性强、无创、无痛、相对经济、能长期随访的膀胱癌早期诊断方法已成为研究热点。

微小RNA(microRNA，miRNA)的异常表达与膀胱癌的发生、发展密切相关。miRNA是一类由大约21～25个核苷酸组成的内源性非编码小RNA分子，通常靶向一个或多个mRNA，通过抑制翻译或降解靶标mRNA来调节基因的表达，在多种生物学过程中发挥着重要作用，如细胞生长、增殖、分化、凋亡等。组织特异性和肿瘤特异性是miRNA表达谱的两大特性，通常可表征肿瘤的不同分期、分级。由于miRNA表达谱直接调控靶基因的表达，使得miRNA与蛋白质表达的关系相对mRNA更为密切，检测和统计几百个miRNA与检测上万个mRNA相比，前者干扰因素明显减少[4]。因此，使用miRNA表达谱对肿瘤组织进行病理分级、分期鉴别更为准确。

研究[5]已发现肿瘤细胞的分化异常、增殖失控、细胞永生化等均与miRNA密切相关，miRNA在膀胱癌的发生、发展过程中具有癌基因或抑癌基因的功能。癌基因miRNA可以促进肿瘤的增殖，而抑癌基因miRNA则会抑制肿瘤的增殖[6]。夏伟等[7]通过miRNA芯片技术在膀胱癌和癌旁组织中发现差异有统计学意义的 miRNA共115种(上调的73种、下调的42种)，并认为其中一些miRNA有望成为膀胱癌早期诊断、恶性程度分级、评估预后的重要指标，以及膀胱癌生物治疗的新靶点。表观遗传学也在肿瘤的发生、发展中发挥重要生物学作用，利用表观遗传学对膀胱癌进行早期诊断、治疗和预后评估将是一个很有前景的领域[8-9]。

2 膀胱癌相关miRNA

miRNA的表达与膀胱癌的发生、发展有着密不可分的关系。膀胱癌组织中miRNA的检测可为膀胱癌的研究带来重要的科学依据[10]，在膀胱癌的早期诊断、恶性程度评估以及精准治疗方面存在巨大的应用价值[11]。miRNA表达改变可能发生在膀胱癌的早期并影响着致癌作用和肿瘤表现[12-14]。目前，已经发现多种异常表达的miRNA与膀胱癌的侵袭、转移关系密切，这为膀胱癌的诊断和治疗研究提供了新的思路[15]。

Gottardo等[16]首次报道了膀胱癌中的10个上调的miRNA。研究[16-17]发现，最常见的上调miRNA是miR-129。相反的，miR-145和miR-133a在恶性肿瘤组织中表达下调，这2个标志物可因敏感性>70%，特异性>75%而使肿瘤细胞从非瘤细胞中得以区分[18]。并且miR-200家族(miR-141、miR-155和miR-429)在膀胱癌患者的尿沉渣中水平较低。术后miR-200a、miR-200b、miR-200c、miR-141、miR-429、miR-205、miR-192和miR-146a的水平显著增加。这些发现表明miR-200家族miRNA(miR-141、-429、-192、-146a、-141等)有望成为无创、诊断和预后标志物。而另一项研究[19]通过对膀胱癌患者和健康者血浆miRNA水平的测量，共鉴定出79个异常表达的血浆miRNA。一些与诊断有关的miRNA，如miR-200b在膀胱癌患者中表达为上调，而其他如miR-92和miR-33与肿瘤临床分期呈负相关。这些研究结果证实了血液中无细胞循环的miRNA是可以像在其他许多组织中一样在膀胱组织中释放的。通过比较miRNA在非恶性和恶性膀胱组织中的表达，研究人员确定了7个显著上调和8个下调的miRNA：其中miR-20a、miR-200a、miR-141、miR-205、miR-106b、miR-130b和miR-200b在膀胱癌组织中表现为上调[20]；miR-100、miR-125b、miR-130a、miR-139-5p、miR-145、miR-199a-3p、miR-214和miR-222在侵袭性膀胱肿瘤中与浅表肿瘤以及其他实体肿瘤相比表现为下调。与相邻的正常尿路上皮相比，膀胱癌中的miR-10b、19a、126、145、221、296-5p和378水平表现显著下调，其中miR-145下调最为明显。miR-19b、21、205和210水平在2种组织类型之间无明显差异。miR-21高表达则意味着患者存活率极低(P=0.009 9)。多因素分析显示miR-21、210和378可能是影响患者整体生存的独立预后因素(P分别为0.005、0.033和0.012)。miR-21和378可作为预后复发的独立因素(P分别为0.030和0.031)(表1)[21]。

表1 与膀胱癌相关的miRNA

miRNA在膀胱癌的发生、发展中具有癌基因和抑癌基因的重要作用。其生物标本的收集可为膀胱癌肿瘤形成提供很有价值的证据。一个或多个miRNA的表达异常可能使患者的危险分层有所改善，并且可以补充泌尿肿瘤的组织学诊断(尤其是膀胱癌的诊断)。因此，研究单个或多个miRNA更具有现实意义[22-23]。

膀胱癌中具有抑癌基因作用的miRNA：抑癌基因miRNA能够抑制肿瘤表型表达，并且编码抑制肿瘤形成的蛋白质。正常情况下负责调控细胞的生长和增殖，但当其不能正常表达，或当其产物失去活性时，则可能导致癌变。表达谱分析显示miRNA-125、miRNA-143、miRNA-145和miRNA-490-5p是报道最频繁的下调的miRNA[24-27]。膀胱癌中具有癌基因作用的miRNA：癌基因miRNA是一类会引起细胞癌变的基因，此类基因编码的产物与细胞的恶性转化有关。在膀胱癌组织中有33种miRNA表达上调，其中主要有miRNA-708、miRNA200b/c、miRNA-21、miRNA-96、 miRNA-205、miRNA-182、miRNA-183、miRNA-20a和miRNA-17-5p等[28]。

3 与膀胱癌发展相关的miRNA数据库

miRNA可作为生物标志物用于膀胱癌的诊断、预后判断及实施治疗措施。为此，我们以“miRNA”、“膀胱”、“尿路上皮和癌症”为关键词检索了Medline数据库，从TarBase5.0和miRTarBase中检索miRNA靶标相互作用[29-31]，并在不同的数据库中使用不同的符号来表示miRNA和基因。从miRBase[29,32]和NCBI中提取miRNA及其宿主基因，miRBase数据库提供了一个已证实的人类miRNA，并用NCBI的官方符号和IDs验证宿主基因及其miRNA。多种膀胱癌表达基因摘录自KEGG[33]和癌症遗传学网站，可在线访问http://www.cancerindex.org(miRNA相关的数据库见表2、3)。

表2 miRNA和靶数据库

表3 miRNA靶预测工具

4 结论

过去的十几年中miRNA领域的研究已取得显著进展。近年来miRNA在膀胱癌发生、发展及诊疗中的作用及机制研究备受关注。在非浸润性膀胱癌和浸润性膀胱癌中所证实的miRNA的表达异常在分子改变上为区别2种膀胱癌变的途径提供了支持。靶向重组人成纤维细胞生长因子受体-3(FGFR3)通路的miRNA，尤其是miR-99a、miR-100、miR-101和miR-145在非肌层浸润性疾病中表达显著降低。相比之下，靶向p53的miRNA(包括miR-21和miR-373)在浸润性膀胱癌中上调最显著，p53通过调节miR-200家族抑制转录因子，如E盒结合锌指蛋白(ZEB)-1、ZEB-2，可以促进间叶细胞的分化。膀胱癌中miR表达的其他改变的发现可能最终会发展为除了FGFR3和p53通路以外的其他膀胱癌发病机制的分子驱动因素。截至目前，一个复杂的互动网络将揭示膀胱癌基因调控的新机制，希望通过对发生机制进一步的认识可以促进膀胱癌生物标志物和靶向治疗的发展。