前列腺癌中非編碼RNA與雄激素受體信號間調控的研究進展

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前列腺癌是男性泌尿生殖系統中普遍存在的惡性腫瘤之一，我國的前列腺癌發病率雖低于西方國家，但近年來也呈明顯上升趨勢[1-2]。前列腺癌的發生發展依賴雄激素，而雄激素受體(androgen receptor，AR)作為核轉錄因子調控著雄激素敏感基因的表達。AR信號通路的異常激活，在前列腺癌的進程中發揮著關鍵性的作用，因此通過減弱或阻斷AR信號的雄激素剝奪療法(androgen deprivation therapy，ADT)是目前標準的治療方法。但大多數前列腺癌中的AR信號不可避免地得到恢復并持續發揮作用[3]，逐漸發展成去勢抵抗性前列腺癌(castration-resistant prostate cancer，CRPC)[4]。

非編碼RNA是一類內源性不編碼蛋白質的RNA，主要包括微小RNA(microRNA，miRNA)和長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA，lncRNA)等。研究發現，miRNA和lncRNA可通過多種方式參與AR信號的調控網絡，這將有助于發現新的促使前列腺癌發生發展的分子機制，為解決前列腺癌的雄激素閹割抗性提供更多方案。作者主要綜述近年來前列腺癌中miRNA、lncRNA與AR信號間調控網絡的研究進展。

1 AR信號

AR是一種配體依賴型轉錄因子受體，屬于核受體超家族中的類固醇激素受體亞族。AR通過羧基末端配體結合域結合雄激素雙氫睪酮(dihydrotestosterone，DHT)，使得熱休克蛋白脫離AR，隨后輸入蛋白α將激活的AR順利轉移至核內。入核后的AR產生同源二聚化，并通過DNA結合域與處在靶基因啟動子或增強子區域的雄激素反應元件結合，隨后募集基礎的轉錄機器和協同轉錄因子形成轉錄復合物來激活或抑制靶基因的轉錄。這些受AR調控的基因可調節前列腺癌細胞的增殖、分化、細胞周期以及雄激素依賴型細胞內的穩態。

2 MiRNA與AR信號的調控

MiRNA是長度為18～22個核苷酸的單鏈非編碼小RNA，常與mRNA的3′非翻譯區(untranslated regions,UTR)特異性結合進而在轉錄后水平調控基因的表達。AR的3′ UTR相對較長且富集AU，提示它可能受到許多miRNA的靶向調控；另外，AR作為轉錄因子可參與miRNA的轉錄過程；基于AR信號在前列腺癌中重要調控作用，許多研究發現AR信號和miRNA之間還存在反饋調節(表1)。

表1 AR信號相關的miRNA

2.1 MiRNA靶向AR信號 MiR-320a在前列腺癌組織和細胞中顯著下調，與AR的表達呈負相關。組蛋白脫乙酰基酶抑制劑OBP-80可顯著上調miR-320a啟動子區域H3K9的乙酰化水平，使得miR-320a高表達來靶向AR，進而抑制前列腺癌的細胞增殖，這提示OBP-80可作為間接靶向AR的藥物，為AR陽性的前列腺癌提供新的治療方案[5]。

MiR-124在惡性前列腺癌細胞中顯著下調，呈現出腫瘤抑制因子的功能。Shi等[6]發現過表達的miR-124直接靶向AR，并抑制前列腺癌的細胞增殖，上調p53來誘導細胞凋亡。此外，miR-124也可靶向AR的拼接變異體(AR-V4、AR-V7)，恢復前列腺癌對恩雜魯胺的敏感性[7]。

MiR-185在前列腺癌臨床的組織樣本中下調，過表達的miR-185既直接靶向AR，抑制前列腺癌細胞增殖、遷移和侵襲，阻滯細胞周期進程[8]，又靶向AR的轉錄共激活因子BRD8 ISO2來間接減弱AR在前列腺癌中的功能[9]。

由PVT1基因簇編碼的miR-1207-3p在前列腺癌細胞中顯著低表達，上調miR-1207-3p可直接靶向抑制FNDC1/FN1，進而間接調節AR信號通路來抑制前列腺癌細胞的遷移、增殖、促進凋亡[10]。

Yang等[11]發現，前列腺癌中高表達剪接因子hnRNPH1可增強雄激素依賴或非依賴性AR的轉錄活性，促進細胞增殖和腫瘤生長，并與AR的表達呈正相關；而過表達的miR-212可靶向hnRNPH1來間接抑制AR和AR-V7的表達，以減弱前列腺癌的去勢抵抗性，增強前列腺癌細胞對比卡魯胺的敏感性。此外，高表達的miR-212還可抑制轉化生長因子-β誘導的上皮間質轉換[12]。

2.2 AR信號調控miRNA的表達 Yao等[13]通過對65例前列腺癌患者組織樣本進行RNA測序分析，發現miR-182-5p顯著上調；體外實驗證明miR-182-5p受AR的轉錄激活，高表達的miR-182-5p通過靶向ARRDC3及其下游的細胞表面粘附分子ITGB4，來促進前列腺癌細胞的增殖、侵襲和遷移，抑制細胞凋亡；同時，體內實驗顯示miR-182-5p可促進前列腺癌的生長和進程。

相比雄激素依懶性的LNCaP細胞，miR-193a-3p在CRPC細胞系C4-2B中顯著上調，受AR的轉錄激活；高表達的miR-193a-3p靶向抑制AJUBA以減弱鈣粘蛋白介導的細胞間粘附的形成和穩定性，促進前列腺癌的細胞遷移，提示miR-193a-3p可成為轉移性前列腺癌的潛在治療靶點[14]。

MiR-135a為雄激素敏感的miRNA，受AR的轉錄激活，在前列腺癌中低表達；過表達miR-135a靶向ROCK1/2，抑制細胞的遷移和侵襲[15]；也可靶向表皮生長因子受體來抑制細胞增殖[16]；靶向RBAK來誘導細胞凋亡并阻滯細胞周期[17]。

MiR-101作為一個腫瘤抑制因子在前列腺癌中低表達，受AR的轉錄激活，過表達miR-101靶向Ezh2來抑制細胞的侵襲能力[18]；靶向轉錄誘導因子SUB1來調控多種致癌基因的表達，促進細胞增殖和遷移[19]，或抑制PI3K/Akt的磷酸化來促進Bcl-2誘導的細胞調亡[20]。南蛇藤醇可破壞AR的穩定性而成為有效的抗前列腺癌藥物，Guo等[21]發現激活的AR信號可上調miR-101來抑制南蛇藤醇誘導的細胞自噬，增強Celastrol對前列腺癌的細胞毒性作用。

MiR-27a在LNCaP細胞中受雄激素誘導，受AR的轉錄激活，但在前列腺癌中下調，提示miR-27a為腫瘤抑制因子；過表達miR-27a可抑制前列腺癌的細胞遷移，并靶向抑制MAP2K4來抑制細胞增殖、促進細胞凋亡，將細胞周期阻滯于G1/S期[22]。

AR作為管腔上皮細胞分化的關鍵因子，在前列腺癌中顯示出腫瘤抑制因子的功能。AR可結合pri-miR-1-2的啟動子區域來促進miR-1的轉錄，但ADT對AR信號的抑制使得miR-1在CRPC和轉移性前列腺癌中顯著下調[23]。低表達的miR-1減弱了對靶基因轉錄因子7與β-連環蛋白相互作用的干擾，間接激活Wnt信號通路，進而對ADT產生抵抗性[24]。Chen等[25]發現過表達靶基因ZBTB46后不僅恢復了AR/miR-1信號的抑制作用，還促進AR非依賴性的細胞增殖，并激活上皮間質轉換來促進轉移性CRPC的進程。

AR也可在轉錄水平上抑制miRNA的表達。Meng等[26]發現AR靶向miR-421的ARE，并抑制其轉錄，使得miR-421在前列腺癌組織中下調，過表達miR-421可抑制前列腺癌的細胞增殖、遷移、影響細胞周期。

2.3 MiRNA與AR信號間的反饋調節 miR-2909由凋亡拮抗轉錄因子基因編碼，而凋亡拮抗轉錄因子為AR的協同激活因子，這提示miR-2909可能參與AR信號的調控。Ayub等[27]發現miR-2909受雄激素誘導，在LNCaP細胞中上調。過表達的miR-2909減弱轉化生長因子-β信號通路來促進前列腺癌細胞的增殖并抑制細胞凋亡，亦可增強AR的轉錄激活能力，形成AR/miR-2909的正反饋調控。

MiR-204可減低AR啟動子的甲基化水平來激活AR的表達[28]。Ding等[29]發現miR-204受到AR的負向調節，從而在前列腺癌樣本中呈現出低表達的趨勢。雄激素通過抑制miR-204來上調靶基因XRN1的表達。然而，XRN1可選擇性地減弱miR-34a對AR的靶向抑制，形成一個AR/miR-204/XRN1/miR-34a的正反饋調節機制。

MiR-190a在前列腺癌組織樣本中顯著下調，并與AR的表達呈負相關。Xu等[30]發現miR-190a的轉錄受到AR靶向抑制；同時，miR-190a靶向AR轉錄的激活因子YB-1來間接抑制AR的表達，進而抑制前列腺癌細胞增殖和腫瘤生長，形成AR/miR-190a/YB-1負反饋調節網絡。

3 LncRNA與AR信號的調控

LncRNA已經和腫瘤的發生發展聯系起來，然而我們對前列腺癌中lncRNA表達調控機制的理解仍受限制。但多數在前列腺癌中已被認定的lncRNA對雄激素敏感，受到AR的轉錄調控，這些異常表達的lncRNA反過來又通過不同機制來驅使腫瘤的形成(表2)。

表2 AR信號相關的lncRNA

3.1 AR信號調控lncRNA的表達 Misawa等[31]利用定向RNA序列分析識別出雄激素誘導的lncRNA——POTEF-AS1。POTEF-AS1受AR的轉錄激活，在CRPC細胞中高表達，可促進前列腺癌細胞增殖，抑制Toll樣受體信號和細胞凋亡相關基因的表達。此外，在前列腺癌中顯著上調的前列腺癌T18，被AR轉錄激活，沉默前列腺癌T18可顯著抑制前列腺癌細胞的增殖、侵襲和遷移[32]。

DANCR在前列腺癌細胞和組織中高表達，受AR的轉錄抑制；DANCR可誘導EZH2結合到TIMP2/3的啟動子區域來沉默其表達，進而促進前列腺癌的細胞遷移和侵襲[33]。致癌基因MYC在多種癌癥中的表達與DANCR正相關，Lu等[34]發現MYC可直接靶向DANCR來限制p21的表達，進而影響前列腺癌的細胞增殖。

HOTAIR為雄激素抑制的lncRNA，在CRPC中顯著上調。HOTAIR可與AR結合使得AR免于泛素化降解；HOTAIR還可在雄激素缺乏的情況下增強AR與染色體結合以激活AR的轉錄調控，進而驅使CRPC的進程[35]。

由同一個腫瘤抑制性lncRNA基因簇表達的DRAIC(LOC145837)和前列腺癌T29，可抑制前列腺癌的細胞遷移和侵襲，并在雄激素依賴型前列腺癌到CRPC的發展中不斷下調；DRAIC/前列腺癌T29在雄激素依賴型前列腺癌細胞中，受到高表達的FOXA1和NKX3-1的轉錄激活；而在CRPC中，DRAIC/前列腺癌T29基因簇的轉錄又被異常激活的AR所抑制，低水平的DRAIC/前列腺癌T29有利于細胞侵襲和轉移，與前列腺癌的不良預后有關[36]。AI Aameri等[37]發現IL-6/STAT3信號可上調miR-21的表達來靶向抑制前列腺癌T29，而白黎蘆醇可抑制IL-6信號來間接誘導前列腺癌T29的表達，以達到抑癌的效果。

PCGEM1的表達在體內受到AR激活，并與早期前列腺癌有臨床的相關性[38]。ADT使得PCGEM1在CRPC中上調，高表達的PCGEM1可通過與拼接因子相互作用來調控AR拼接變異體的表達，使得AR-V7上調，這有利于CRPC的進程[39]。

3.2 LncRNA調控AR信號 LncRNA常作為轉錄水平重要的調控因子，結合表觀調控或協同轉錄因子來調控雄激素敏感基因的表達，參與調控前列腺癌的發生進程。

轉錄組測序識別出前列腺癌T-1在轉移性前列腺癌中顯著高表達，可作為前列腺癌患者分型的特異因子[40]。前列腺癌T-1基因(rs7463708)遠端的增強子區域可與AR和ONECUT2結合，使得前列腺癌T-1在雄激素誘導下高表達，此外，前列腺癌T-1又能將AR和LSD1募集到雄激素敏感基因的增強子區域，以影響前列腺癌的發展進程[41]。Prensner等[42]發現前列腺癌T-1誘導的前列腺癌細胞增殖依賴于cMyc蛋白，過表達前列腺癌T-1可在轉錄后水平激活MYC基因3′ UTR的活性，上調cMyc蛋白表達，同時也可抵消miR-34a對cMyc的靶向抑制。

CTBP1是AR轉錄調控的協同抑制因子，而由CTBP1基因反義鏈轉錄的CTBP1-AS受AR的轉錄激活，定位于細胞核中，在前列腺癌中普遍上調，并與CTBP1的表達呈負相關。CTBP1-AS可結合RNA的轉錄抑制因子PSF和組蛋白去乙酰化酶HDAC/Sin3A復合物來抑制CTBP1或雄激素抑制基因(如p53和SMAD3)的表達來促進前列腺癌的細胞周期進程；此外，低水平的CTBP1使得ARE的H3K9去甲基化，從而激活雄激素誘導基因的轉錄，促進前列腺癌的生長[43]。

Misawa等[44]利用定向RNA測序技術識別出雄激素誘導的SOCS2-AS1在CRPC細胞和組織中高表達，并促進細胞的增殖與遷移，抑制細胞凋亡；進一步研究顯示，SOCS2-AS1在核內與AR相互作用，并通過募集協同因子參與AR結合位點的表觀遺傳學調控來激活或抑制雄激素反應基因的表達。

4 LncRNA、miRNA與AR信號相互作用

研究發現某些lncRNA可識別基因轉錄本中miRNA反應元件，發揮“海綿吸附”的功能來作為競爭性內源RNA干擾miRNA對AR信號的靶向抑制。

在前列腺癌細胞和組織中高表達的PlncRNA-1(又稱CBR3-AS1)，可促進前列腺癌細胞增殖、抑制細胞凋亡[45]；Fang等[46]發現高表達的PlncRNA-1可結合miR-34c和miR-297，使得AR免于miRNA介導的下調，此外，PlncRNA-1的表達受到AR直接地轉錄激活，這形成PlncRNA-1/AR之間的正反饋的調控網絡。

5 總結與展望

前列腺癌是常見的男性泌尿生殖系統腫瘤，其發生以及向CRPC轉變的過程依賴于AR信號。隨著全基因組測序技術的發展以及非編碼RNA的不斷更新，與前列腺癌相關的非編碼RNA陸續被發現。

作為研究最熱的兩類非編碼RNA，miRNA和lncRNA在前列腺癌的不同階段通過多種方式參與AR信號的調控網絡。本研究未涉及環狀RNA(circular RNA，circRNA)及tRNA來源的小片段RNA(tRNA-derived RNA fragment，tRF)等新發現的非編碼RNA，近年來逐漸進入人們的視野。CircRNA通過與miRNA發生“海綿吸附”作用調控靶基因的表達，參與多種腫瘤的發展進程。Kong等[47]發現circSMARCA5在雄激素的作用下高表達，并呈現出促癌基因的功能。雖然在前列腺癌中的研究很少，但是高度保守性、結構穩定性、組織特異性的特點，使得circRNA具有成為前列腺癌新的分子診斷標志物及治療靶點的潛力。越來越多的證據表明，由tRNA特異性剪切產生的tRF，參與多種細胞進程，影響癌癥的發生發展[48]。目前對tRF作用方式的理解尚未清晰，但隨著研究的深入，它在疾病中的潛在作用將會進一步被豐富。

探究非編碼RNA與AR信號間的調控網絡，將有助于發現新的促進前列腺癌和CRPC發展的分子機制，為前列腺癌的臨床診斷、預后以及進一步的研究提供科學依據。此外，靶向與AR信號相關的lncRNA聯合ADT治療前列腺癌的策略，具有良好的臨床轉化應用前景，這對尋找新的藥物靶點，調整前列腺癌的治療策略、解決雄激素閹割抗性提供新思路。