王慧單，李曉霞，榮盛忠，董 晶，孔鈺琳，高 夢

(牡丹江醫(yī)學院,黑龍江 牡丹江 157011)

近些年，隨著科學進步，醫(yī)療水平的提高，諸多疾病已經得到有效控制，人群健康狀況大幅度改善。然而，仍然存在諸多疾病有待克服。其中，癌癥作為一種進展快、惡性度高、易復發(fā)的疾病，一直是當今世界重大的公共衛(wèi)生問題。膀胱癌作為泌尿生殖系統(tǒng)中最常見的惡性腫瘤，一直嚴重影響著人類健康。

1 胱癌簡介

1.1 膀胱癌的概念及其流行病學特點膀胱癌(Bladder cancer,BC)是指發(fā)生在膀胱黏膜上的惡性腫瘤，主要分為尿路上皮癌、鱗癌和腺癌三種，其中比例最高的為尿路上皮癌，約占90%。據(jù)統(tǒng)計，膀胱癌是泌尿生殖系統(tǒng)中最常見的惡性腫瘤之一，在全球常見癌癥發(fā)病率中位居第九，是癌癥引起死亡的第十三位主要死因，且男性發(fā)病率始終高于女性[1-2]。在中國，膀胱癌的發(fā)病率和死亡率在泌尿系統(tǒng)腫瘤中排名第一，且隨著人民生活水平的提高，生活方式、飲食習慣及醫(yī)療水平的改變，我國膀胱癌的發(fā)病率和檢出率都呈逐年增加且年輕化的趨勢[3]。

1.2 膀胱癌的常用診斷及治療方法目前，臨床上針對膀胱癌的篩查方法較多,主要包括臨床表現(xiàn)、尿脫落細胞學檢查、光學成像、腫瘤標志物檢測、影像學檢查、膀胱鏡檢查、活檢、診斷性電切術后行病理學檢查等[4]。其中，膀胱鏡檢查是膀胱癌診斷的金標準，尤其是膀胱腫瘤切除術術前行膀胱鏡檢查，對于術中膀胱腫瘤的徹底切除至關重要。但是，標準白光膀胱鏡檢查可能漏診多達20%的膀胱腫瘤[5]。膀胱癌常用的治療方法多為手術切除，主要包括經尿道膀胱腫瘤電切術、膀胱全切術、膀胱灌注療法、膀胱灌注免疫治療、根治性膀胱切除術等，其中經尿道膀胱腫瘤電切術為低分化及部分高分化膀胱尿路上皮癌的首選。但是，高危膀胱癌患者術后1年內復發(fā)率為50%,術后5年內復發(fā)率高達90%[6]。因此，手術療法存在治療時間長,術后復發(fā)率高的問題。因此，尋找便捷、快速、準確的膀胱癌篩查和確診方式是近些年的研究熱點。其中，circRNA的異常表達可能在膀胱癌的發(fā)生發(fā)展過程中起著重要作用，在膀胱癌的診斷和治療中具有一定的應用前景。

2 CircRNA簡介

2.1 CircRNA的概念Sanger團隊于1976年在類病毒中發(fā)現(xiàn)一種新型RNA分子，命名為circRNA。CircRNA是一類單鏈共價閉合且無5′-帽和3′-polyA尾的環(huán)狀RNA，由外顯子和/或內含子組成，不被RNA外切酶降解，廣泛存在于各種生物體的細胞、血清外泌體以及唾液中，屬于非編碼RNA中的一種，具有巨大的調控潛力[7-8]。近些年研究發(fā)現(xiàn)，circRNA以其普遍性、高穩(wěn)定性和進化保守性的特征參與了癌癥的發(fā)生和發(fā)展[9]。

2.2 CircRNA的生物發(fā)生及作用機制CircRNA的生物發(fā)生主要包括外顯子套索剪接環(huán)化、內含子配對環(huán)化、內環(huán)子套索剪接環(huán)化、RNA結合蛋白或反式因子驅動的環(huán)化四種模型[10]。CircRNA在不同的生物學過程中可發(fā)揮不同的生物學功能，主要包括五個方面[11]：(1)CircRNA可作為“分子海綿”,競爭性地結合某些miRNA(microRNA),一定程度上逆轉miRNA對mRNA的抑制作用，間接促進靶mRNA的表達；(2)CircRNA與小核糖核蛋白粒子(small nuclear ribonucleoprotein particles，snRNP)結合,其復合物可進一步與RNA聚合酶相互作用，調控基因轉錄；(3)CircRNA能夠與某些蛋白相互作用，從而影響其功能；(4)部分circRNA可翻譯成蛋白質，行使宿主基因的部分功能或其他功能。(5)CircRNA為單鏈環(huán)狀結構，可與某些mRNA形成雙鏈結構，從而調節(jié)mRNA的表達；其中，circRNA作為“分子海綿”競爭性地結合某些miRNA促進靶mRNA表達的作用方式，在提出早期被稱為競爭性內源RNA(competing endogenous RNAs，ceRNA)假說，即ceRNA機制[12]。在ceRNA機制中，與同一個miRNA同時具有結合位點的circRNA和mRNA具有正向調節(jié)關系，即可通過circRNA的表達趨勢間接預測靶mRNA的表達趨勢，反之亦可。

3 CircRNA通過ceRNA機制在膀胱癌中發(fā)揮作用

隨著對ceRNA機制研究的深入，發(fā)現(xiàn)多種circRNA能夠通過ceRNA機制在膀胱癌中發(fā)揮作用，這里列舉了部分能夠通過ceRNA機制在膀胱癌中發(fā)揮作用的circRNA。

3.1 部分抑癌circRNA在膀胱癌中的研究

3.1.1 CircHIPK3 CircBCRC-2(bladder cancer-related circular RNA-2，circBCRC-2)又名circHIPK3，是由HIPK3基因的外顯子剪接形成的一種主要存在于細胞質中的環(huán)狀RNA，在膀胱癌組織和細胞系中表達均下調，體外誘導其過表達可有效抑制膀胱癌細胞的遷移、侵襲和血管生成，且其低表達水平與膀胱癌的不良分級、淋巴轉移呈正相關。circHIPK3主要通過作為miR-558的“分子海綿”抑制HPSE(Heparanase，HPSE)的表達，在膀胱癌中發(fā)揮抑癌基因的作用[13]。

3.1.2 CircBCRC-3 CircBCRC-3(bladder cancer-related circular RNA-3,CircBCRC-3)是源自PSMD1基因的一種環(huán)狀RNA,主要定位于細胞系中，在膀胱癌組織和細胞系中顯著下調，體外誘導其過表達可抑制膀胱癌細胞的增殖。CircBCRC-3主要通過作為miR-182-5p的“分子海綿”，促進p27的表達，起到抑癌基因的作用[15]。

3.1.3 CircUBXN7 CircUBXN7(hsa_circ_0001380)是在膀胱癌組織和細胞系中表達顯著下調的環(huán)狀RNA，且其下調水平與膀胱癌的不良病理分期、分級、預后呈正相關；體外誘導其過表達能夠顯著抑制膀胱癌細胞的增殖、遷移和侵襲，體內過表達能抑制腫瘤生長。CircUBXN7主要通過作為miR-1247-3p的“分子海綿”來提高B4GALT3(Recombinant Human beta-1,4-galactosyltransferase3，B4GALT3)的表達，從而起到抑癌基因的作用[15]。

3.1.4 CircSLC8A1 CircSLC8A1是一種在膀胱癌組織中顯著下調的環(huán)狀RNA，能夠抑制膀胱癌細胞增殖、遷移和侵襲，且其低表達與膀胱癌的不良病理分期和組織學分級呈正相關；主要通過作為miR-494的“分子海綿”調節(jié)PTEN的表達，在膀胱癌中發(fā)揮抑癌基因的作用[16]。

3.1.5 CircITCH CircITCH是由ITCH(itchy E3 ubiquitin protein ligase，ITCH)基因的外顯子剪切而成的著名的環(huán)狀RNA，在膀胱癌組織和細胞系中表達均下調，體外誘導其過表達可抑制膀胱癌細胞的增殖、遷移、侵襲以及腫瘤生長和轉移，且其表達水平與膀胱癌患者愈后生存時間成正比。CircITCH主要通過作為miR-17和miR-224的“分子海綿”調節(jié)p21和PTEN(p21 and phosphatase and tensin homologue，PTEN)的表達在膀胱癌中發(fā)揮抑癌基因的作用[17]。

3.1.6 CircACVR2A CircACVR2A(hsa_circ_0001073)是一種主要定位于細胞質中的環(huán)狀RNA，在膀胱癌組織和細胞系中表達下調，體外誘導其過表達能夠顯著抑制膀胱癌細胞的增殖、遷移和侵襲，體內過表達能抑制腫瘤生長和淋巴轉移，且其低表達與不良的愈后具有一定的相關性。CircACVR2A主要通過作為miR-626的“分子海綿”靶向EYA4(eyes absent 4,EYA4)，從而起到抑癌基因的作用[18]。

3.1.7 CircPICALM CircPICALM是主要來自PICALM(Recombinant Phosphatidylinositol Binding Clathrin Assembly Protein，PICALM)基因外顯子9至12的細胞質轉錄物，在膀胱癌組織和細胞系中表達下調，體外誘導其過表達能夠顯著抑制膀胱癌細胞的遷移和侵襲；且其低表達與膀胱癌的病理分期、分級、淋巴結轉移呈正相關，還與膀胱癌患者生存狀況具有一定的相關性，有望成為膀胱癌切除術術前預測性生物標志物。CircPICALM主要通過作為miR-1265的“分子海綿”調節(jié)STEAP4(Six transmembrane epithelial antigen of the prostate 4，STEAP4)的表達，在膀胱癌中發(fā)揮抑癌基因的作用[19]。

3.1.8 CircZKSCAN1 CircZKSCAN1是一種主要位于細胞質中的環(huán)狀RNA，在膀胱癌組織和細胞系中表達均下調，體外誘導其過表達能夠抑制膀胱癌細胞的增殖、遷移和侵襲；其低表達與無瘤生存率差、復發(fā)率高和腫瘤轉移陽性顯著相關。CircZKSCAN1主要通過作為miR-1178-3p的“分子海綿”調節(jié)p21的表達，在膀胱癌中發(fā)揮抑癌基因的作用[20]。

3.2 部分促癌circRNA在膀胱癌中的研究

3.2.1 CircVANGL1 CircVANGL1(hsa_circ_0002623)是一種在膀胱癌組織和細胞系中表達均上調的環(huán)狀RNA,體外沉默VANVANGL1的表達可抑制膀胱癌細胞的增殖、遷移、侵襲。從機制上講,circVANGL1主要通過作為miR-1184“分子海綿”促進IGFBP2(Insulin like growth factor binding protein 2，IGFBP2)的表達，發(fā)揮促癌基因的作用[21]。

3.2.2 CircUVRAG CircUVRAG是通過高通量測序發(fā)現(xiàn)的一種主要位于細胞質中的環(huán)狀RNA，在膀胱癌細胞系中的表達明顯上調。通過對膀胱癌細胞系和裸鼠異種移植發(fā)現(xiàn)，沉默CircUVRAG可抑制膀胱癌細胞的生長、轉移和腫瘤生長。CircUVRAG主要通過作為miR-223的“分子海綿”調節(jié)FGFR2(Fibroblast growth factor receptor 2,FGFR2)的表達來發(fā)揮促癌基因的做用，但是其在人體膀胱癌組織中的功能是否類似，尚待研究[22]。

3.2.3 CircTFRC CircTFRC是一種在膀胱癌組織和細胞系中均高表達的環(huán)狀RNA，其高表達可促進膀胱癌細胞的增殖、侵襲和誘導上皮細胞間質化(EMT)；且其高表達與膀胱癌患者的腫瘤分級、T分期和淋巴轉移呈正相關。CircTFRC主要通過作為miR-107的“分子海綿”調節(jié)TFRC(transferrin receptor,TFRC)的表達，在膀胱癌中發(fā)揮促癌基因的作用[23]。

3.2.4 CircBPTF CircBPTF(hsa_circ_0000799)是由前體基因BPTF(Bromodomain PHD finger transcription factor,BPTF)反向剪接而成的環(huán)狀RNA，主要位于細胞質中，在膀胱癌組織和細胞系中的表達均上調，且在膀胱癌組織中上調更明顯。CircBPTF高表達可顯著促進膀胱癌細胞的遷移和侵襲；CircBPTF的表達上調和膀胱癌患者不良的生存、較高的腫瘤分級和高腫瘤復發(fā)率具有一定的相關性。CircBPTF主要通過作為miR-31-5p的“分子海綿”調節(jié)RAB27A(Ras-Related protein Rab-27A,RAB27A)的表達，在膀胱癌中發(fā)揮促癌基因的作用[24]。

3.2.5 CircPRMT5 CircPRMT5是在膀胱尿路上皮癌(UCB)患者的癌組織、血清、尿液外泌體中表達均上調的環(huán)狀RNA。其上調與患者晚期臨床階段和/或存活率降低等較差的生存呈正相關，可預測UCB的淋巴轉移。CircPRMT5主要通過作為miR-30c的“分子海綿”間接調節(jié)SNAIL1(Recombinant Snail homolog 1，SNAIL1)的表達發(fā)揮促癌作用。且研究發(fā)現(xiàn)，CircPRMT5在其他人類癌癥中的表達沒有明顯上調，該結果提示UCB中circPRMT5表達上調可能是腫瘤特異性事件。因此，circPRMT5可能成為預測人類UCB淋巴轉移的特異性生物標志物[25]。

表1 癌中相關circRNA總結

4 討論

由上述膀胱癌相關circRNA的研究發(fā)現(xiàn)，circRNA的表達水平可能與膀胱癌細胞的生物學行為(增殖、遷移、侵襲)、病理分期或分型(分化水平、病理分期和淋巴結轉移)、預后生存狀況等具有一定的相關性，是潛在的膀胱癌相關生物標志物。在以上多種膀胱癌相關circRNA中，CircITCH、CircACVR2A、CircPICALM、CircZKSCAN1四種circRNA的表達水平越高，膀胱癌患者的預后生存狀況越好；CircBPTF、CircPRMT5兩種circRNA的表達水平越高，膀胱癌患者的預后生存狀況越差。該結果提示，膀胱癌的篩檢、診斷、預后分析可同時納入多個相關circRNA，從而提高結果的準確性。其中，CircPRMT5的致癌作用可能是膀胱癌中的特異性事件，有望成為膀胱癌相關的特異性生物標志物。

通過對circRNA在膀胱癌中作用機制的研究發(fā)現(xiàn)，circRNA可通過作為相關miRNA的“分子海綿”間接調控下游靶mRNA，即circRNA-miRNA-mRNA型的ceRNA機制通路。該機制通路從多基因協(xié)同作用的角度探索膀胱癌發(fā)生發(fā)展的病因，為膀胱癌的診斷和治療提供了新的思路。但如何通過對具體circRNA表達水平的檢測來實現(xiàn)膀胱癌診斷的個體化，仍需進一步研究。