长链非编码RNA在泌尿系统肿瘤中的研究进展

摘 要：近年来，长链非编码RNA（LncRNA）作为一个新兴的研究领域，越来越多的引起研究者的兴趣，而相关研究也在如火如荼的展开。特别是在癌症的研究方面，人们不断发现，该类RNA与各类肿瘤的发生发展关系密切，同时也为肿瘤的机制研究拓宽了视野。在许多人类肿瘤中，仅极少数LncRNA的功能和机制被初步探究。本文回顾了在泌尿系统肿瘤部分LncRNA研究进展，并展开综述。

关键词：长链非编码RNA;泌尿系统肿瘤;H19，MALAT1;PCGEM1;TUG1，UCA1

长链非编码RNA（LncRNA），曾被认为是一种基因垃圾而未受到广泛重视[1]。但是，最近的研究表明：在肿瘤组织和临近的癌旁组织中，一些LncRNA的表达存在显著差异[2]。它作为一种十分重要的基因转录和表达调控元件越来越受到人们的关注[3]。LncRNA通过各种分子机制，可以调节原癌基因的活化、补偿剂量效应、调控蛋白活性等。而LncRNA在泌尿系统肿瘤中的相关文献更是频繁被发表。本文主要根据近年来国外的研究现状，讨论LncRNA在肿瘤，尤其是泌尿系统肿瘤发展中的作用与意义。

一、长链非编码RNA概述

长链非编码RNA，即LncRNA，最初被发现于大鼠的cDNA文库，能在真核细胞中普遍转录，长度在200nt至100kb之间[4]。LncRNA可以经过剪切，具有5’末端的m7GpppN帽子和5’末端多聚A尾巴等结构，但是不具有或很少具有有编码蛋白质的功能。因为其可能位于mRNA的外显子或内含子或编码mRNA基因之间的序列，所以LncRNA常常分为五类，包括：反义LncRNA、正义LncRNA、双向LncRNA、基因间和基因内LncRNA。

LncRNA主要有以下5种来源[1]：（1）局部复制子串联在一起而形成;（2）：蛋白编码基因结构中断而形成;（3）非编码基因的反移位产生;（4）未转录的基因与独立的基因串联并重组产生;（5）编码基因中插入一个转座子而产生。研究发现，LncRNA的功能包括但不局限于：（1）汇聚染色质，修饰特定基因位点，使相应复合物具有一定的催化活性;（2）诱导形成特异染色质，调节基因转录;（3）阻止转录因子的结合，从而沉默基因表达;（5）反义LncRNA可以通过剪接掩蔽锌指同源mRNA的5’末端剪接位点，从而导致内含子保留。[5.6]

目前关于LncRNA的起源和相关机制研究并不十分确切，不同的假说及模型都提示LncRNA尽管没有共同的起源，但其在基因表达的调控方面起着类似的作用。LncRNA的完整序列在大多数生物之间缺乏也保守性，这可能有助于形成物种间甚至物种内的差异表型。

1、H19

H19基因，是一段位置处于人染色体11p15.5的长度为2.3kb的非编码RNA，主要定位于细胞质，高度表达于胚胎阶段。研究者已经注意到，该基因高表达于很多人类肿瘤。而Yoshimizu通过小鼠模型，首次验证了H19基因在体内发挥肿瘤抑制作用，能够调节肿瘤的大小、数量[7]。而Paradowska A等研究表明，H19/lgf2印迹基因的表达通过CpG的差异甲基化的调节[8]。Forne等人发现在H19基因缺失后，lgf2基因的DMR甲基化水平也发生相应改变，从而证明了该基因的反式调节作用[9]。在泌尿系肿瘤领域，H19在尿路移行上皮癌中高表达，且与肿瘤临床病理分期分级相关[10]。H19是最早鉴定的印记基因之一，迄今为止，H19已证实在多种肿瘤的较重角色发展发挥，我们有理由相信，随着研究H19的不断深入，我们知道它的功能和调节机制将进入一个新的阶段，并为诊断提供新的突破和有针对性的治疗相关疾病。

2、MALAT1

肺腺癌转移相关转录子（MALAT1），位于人染色体11q13.1，长6.7kb，广泛表达于人体组织的长度，较早的研究指出，该基因在肝癌，乳腺癌，肾癌和前列腺癌中高表达[11]。MALAT1在基因水平以促进肿瘤发生。和肿瘤细胞浸润扩散，信号转导，免疫调节相关[12]。Rajaram发现，前列腺癌的染色体易位点存在于MALAT1，与其发展机制有关[13]。此外Hutchinson JN等，研究发现，定位于细胞核的MALAT1机构，通过特定的聚合，修饰和加工的mRNA，调控前列腺癌的发展[14]。在膀胱癌，MALAT1已发现可以改变癌细胞的细胞粘附能力，从而在上皮转化成间充质（EMT）发面发挥作用，并影响肿瘤的侵袭和迁移。据推测，高表达的膀胱癌MALAT1，可以通过促进癌细胞转移，激活Wnt信号通路，以促进膀胱癌的发展[15]。目前，MALAT1功能仍然不完全明确，但它在泌尿系统肿瘤的诊断及靶向治疗方面的前景，却是一个值得深入的课题。可以为肿瘤学的研究提供新的理论依据和应对策略。

3、PCGEM1

前列腺癌基因表达标志物1（PCGEM1），位于人第二染色体长臂3区2带，长度约为1.6kb，具有雄激素依赖性，是前列腺组织特异性转录产物。Petrovics等发现，在患有前列腺癌的非裔黑人中，PCGEM1的表达相对于白种人均是过量表达，这导致了癌细胞的增值，PCGEM1在转录水平的上调是控制着该人种前列腺癌的发生进程[16]。而在前列腺癌癌细胞中，雄激素依赖的PCGEM1能够抑制抗肿瘤药物Azithromycin或Doxorubicin所诱导的P53及P21的表达，而抑制前列腺癌细胞[17]。对于雄激素非依赖性前列腺癌，Ifere等研究发现，胆固醇可以增加PCGEM1的表达，而促进肿瘤的发生[18]。相对于PSA对于前列腺癌的作用，随着研究的推进，某些证据将逐步揭示PCGEM1在前列腺癌诊断中潜在作用价值，为前列腺癌的患癌风险及其治疗、预后提供新的视角与答案。

4、TUG1

牛磺酸上调基因1（TUG1），是一种长度为7.1kb的染色质修饰复合物，位于人染色体22q12.2，其主要作用在于调控细胞周期。TUG1最早发现于牛磺酸与视网膜发育关系的研究中。牛磺酸刺激视网膜细胞，UCG1稳定和显著增加[19]。Hha等通过qPCR检测了数十对例膀胱癌组织以及相对的癌旁组织中TUG1相对表达水平，结果显示TUG1在肿瘤组织中高表达，提示TUG1可能作为一种致癌基因发挥作用，并且与膀胱癌病理分期分级相关联。在进行基因沉默实验后，发现经转染TUG1 siRNA的细胞的生长减慢，凋亡明显增加。由此推测高水平TUG1表达与癌细胞恶性程度相关[20]。下调TUG1或许作为前列腺癌治疗的新手段，并提供用于诊断和治疗的相关肿瘤的新的线索。

5、UCA1

UCA1位于人染色体19p13-12，有3个外显子和2个内含子，它是由电子拼接得到的新基因。Wang等[21]首先从膀胱移行细胞癌细胞株BLS-211和BLZ-211中分离出该表达序列，并发现除了在胎盘组织中表达外，该基因在正常组织中无表达。而在膀胱尿路上皮癌中，UCG1通过参与调控下游分子的蛋白质合成过程，从而肿瘤细胞的增殖和侵袭能力[22]。作为膀胱癌特定的标记，UCA1在正常肾脏，膀胱和肾癌组织不表达，只在膀胱癌中普遍表达。而且该基因具有较好的稳定性，较少受肿瘤遗传异质性的影响，使得该基因具有很大的疾病鉴别价值[23]。因此，UCA1在膀胱癌尿液脱落细胞中的诊断价值尤其凸显，或可作为诊断膀胱癌或判断预后的新指标。

6、PCA3

前列腺癌基因3（PCA3），虽然早在十几年前就被发现在前列腺癌中高度特异性表达，但诸如其生物学特性和功能、致癌机制等问题任然没有完全解决。PCA3定位于人染色体9q21-22，约长25kb，包含3个内含子，4个外显子。许多研究指出，PCA3高表达于人前列腺癌组织及坏死组织中，而在正常前列腺，以及良性前列腺增生，只有少量的表达[24]，在其他肿瘤组织及器官中也几乎无表达[25]。PCA3基因可以在前列腺癌患者的血液、尿液、精液及前列腺液中检出，所以临床诊断上将PCA3与PSA结合，用于前列腺癌诊断。并且阳性率不受前列腺体积、PSA水平等因素的影响，提高前列腺癌诊断的准确性[26]。PCA3的巨大潜力正促使研究人员将PCA3从实验室检测过渡至临床应用，发挥其在前列腺癌的诊断与靶向治疗领域的作用。

展望

长链非编码RNA（LncRNA）相对于蛋白编码序列，其研究尚处于起步阶段。之前因为受限于研究方法和实验技术的限制，大部分研究是关于LncRNA在肿瘤与正常组织中表达水平上的差异，而关于LncRNA与恶性肿瘤机制的相关研究并不多十分深入。目前，随着生物信息学与相关高通量技术的发展与完善，人类应该进行更多的关于LncRNA的结构、功能以及机制方面的研究。此外，LncRNA以其独特的结构和基因调节功能，对于人类肿瘤，特别是泌尿系统肿瘤的诊断和治疗、预后判断等方面有着难以估量的学术前景。随着科学技术的日臻进步和相关研究方法的不断完善，LncRNA未来的研究内容以发现更多更新的LncRNA，并深入研究其功能与机制为主，涉及到研究方法主要包括基因组测序、cDNA文库的构建、基因沉默及过表达技术。随着对LncRNA功能研究的不断深入，我们有理由相信，这将为人类认识和最终战胜肿瘤提供强有力的助力。

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