RNA结合蛋白HuR与前列腺癌的关系

张 发， 蔡忠林，梁梦天，李文娟，魏绪磐，周逢海

(1.兰州军区兰州总医院泌尿外科，甘肃兰州 730050；2.兰州大学第二临床医学院泌尿外科，甘肃兰州 730000；3.兰州大学护理学院，甘肃兰州 730000)

前列腺癌是严重威胁男性健康的泌尿系恶性肿瘤之一。在全球范围内，其发病率在男性恶性肿瘤中位居第二[1]。在美国，其发病率和死亡率分别位居男性恶性肿瘤的第1位和第2位。随着人口老龄化的加剧及生活环境、方式的改变，我国前列腺癌的发病率呈逐年上升的趋势[2]，其发病率和死亡率分别居男性恶性肿瘤的第6位和第9位，在男性泌尿系肿瘤中位居第1位[3]。目前，前列腺癌的主要治疗方式包括：根治性手术治疗、放化疗、药物或去势术、内分泌治疗及姑息治疗等，但大多数患者在去势后2年内将进展为去势抵抗性前列腺癌(castrate-resistant prostate cancer,CRPC)，治疗效果并不理想。

1 人抗原R(human antigen R，HuR)概述

HuR是最初在果蝇中发现的胚胎致死异常视觉(embryonic lethal abnormal visual,ELAV)家族中的RNA结合蛋白(RNA-binding proteins,RBP)，为神经发育所必需[4]。其不仅在神经组织中表达，在其他细胞类型中也广泛表达，包括脂肪、肠、脾和睾丸。在过去的十几年中，HuR因其转录后调控机制调节癌症相关靶mRNA的稳定性和蛋白质的翻译，从而影响肿瘤的生物学特性[5]，在肿瘤的发生发展、血管生成、侵袭、转移以及肿瘤细胞对化疗药物的敏感性及耐药性等方面得到了广泛的研究[6]。与正常组织相比，HuR在癌组织中的表达显著增高，HuR过表达与癌症患者的特异性临床病理特征、淋巴结阳性、生存率差以及预后不良等相关[7]。因此，HuR是转录后基因表达的关键调节因子，在癌症中具有重要的作用[8]。

2 HuR对前列腺癌生物学特性的影响

2.1HuR在前列腺癌中的表达NIESPOREK等[9]分别对104例前列腺癌组织和104例正常前列腺组织进行HuR的表达水平检测，结果显示，在正常组织中，细胞质中HuR常常不表达[免疫反应性评分(immunoreactivity score，IRS)=0，84.6%]。在癌组织中，细胞质HuR的IRS显著增高。因此，在前列腺癌中，HuR的细胞质表达显著增加(P<0.000 1)。而在大多数癌症72.1%(75/104)和正常组织病例83.7%(87/104)中发现核HuR表达阳性，仅部分癌细胞核HuR表达减少(P=0.065)。因此，与正常组织相比，HuR在前列腺癌组织中呈过表达状态，并且其细胞质的表达增高较细胞核的减少更具有意义。另外，MITSUNARI等[10]对前列腺癌细胞系前列腺淋巴结癌(lymph node carcinoma of prostate，LNCaP)和PC-3细胞中HuR的表达进行分析，结果显示二者均高于对照组细胞，且PC-3的表达水平高于LNCaP细胞，可能主要与在PC-3细胞中HuR细胞质(cytoplasmic HuR，C-HuR)表达更高有关。此外，他们分别对80例非肿瘤组织、182例激素未分化PCa组织、23例CRPC组织中C-HuR表达与细胞核(nuclear HUR，N-HuR)表达进行检测分析，结果表明，在非肿瘤和激素未分化PCa组织中分别有91.3%(73/80)和84.1%(153/182)的高N-HuR表达，但差异无统计学意义(P=0.120)。相比之下，18例(78.3%)CRPC中、19例(23.4%)非肿瘤组织中和96例(52.7%)激素未分化PCa组织中显示出C-HuR的高表达。因此，C-HuR表达在CRPC>激素未分化PCa>非肿瘤细胞，差异有统计学意义(P<0.020)。在另一项研究中，40例萎缩、高级别前列腺上皮内瘤变(prostatic intraepithelial neoplasia，PIN)和前列腺癌组织与正常上皮组织比较，细胞质HuR的表达亦增加[11]。

因此，与正常组织相比，前列腺癌中HuR的表达增加，且其细胞质的积累更加显著。这提示HuR的过表达以及其细胞质的积累与前列腺癌的发生发展有着密切的联系。HuR功能的发挥是其从细胞核移位至细胞质从而调节癌症相关靶mRNA的稳定性和蛋白质的翻译，介导前列腺癌的发生发展。

2.2HuR的表达与前列腺癌临床病理特征之间的关系GRAMMATIKAKIS等[10]分别对182例前列腺癌穿刺活检标本和115例根治性前列腺癌切除术(radical prostatectomies，RP)标本中HuR的表达与临床病理特征之间的关系进行了分析，结果显示，C-HuR表达与Gleason评分(P=0.015)、临床分期(P=0.001)和诊断时转移有否(P=0.040)显著相关，但与年龄(P=0.810)和血清前列腺特异抗原(prostate-specific antigen，PSA)水平(P=0.110)无关。此外，RP标本中N-HuR表达与临床病理特征之间无显著相关性。因此，C-HuR表达被认为是根治性前列腺切除术后生化复发的有用预测指标。但WANG等[9]对104例PCa标本的研究报道，C-HuR的表达与 Gleason评分或T分期(分别为P=0.017 7和P=0.675)无关。我们推测这些相互矛盾的结果可归因于所用抗体和评估方法的差异以及研究人群的病理特征的不同。

2.3HuR对前列腺癌细胞增殖和扩散的影响HuR通过调节血管内皮生长因子-A(vascula endothelial growth factor A,VEGF-A)、白细胞介素-8(interleukin-8，IL-8)、缺氧诱导因子-a(hypoxia inducible factor-a，HIF-a)、环氧合酶-2(cyclooxygenase-2,Cox-2)的表达[12]，促进血管生成、生长，进一步促进肿瘤的生长并有助于癌细胞进入外周循环。此外，HuR被发现与血液微血管密度增加有关[13-14]。GRAMMATIKAKIS等[10]对稳定转染HuR 小干扰RNA(small interfering RNA；siRNA)的LNCaP和PC-3细胞的研究发现，HuR敲减(HuR knockdown,HuR-KD)导致LNCaP和PC-3细胞中的细胞增殖减少。类似地，在两种细胞系中，HuR-KD细胞的集落计数显著低于对照组(P<0.001)。同样的，两种细胞系中，在72 h后对照组细胞中的划痕闭合率显著低于HuR-KD细胞(P<0.001)。因此，HuR的过表达可促进前列腺癌细胞的增殖和扩散，而其沉默表达可抑制癌细胞的增殖和扩散。

2.4HuR对前列腺癌患者生存及预后的影响研究发现，细胞质HuR的积累可促进肿瘤中微管蛋白β-3链(tubulin beta-3 chain,TUBB3)的高表达[15]，TUBB3的高表达与胃癌、胰腺导管腺癌、非小细胞肺癌的化疗反应差和不良预后有关[16-18]。RONKAINEN等[17]的研究结果表明，细胞质HuR的表达与肾癌患者特异性存活率降低有关。同样，在膀胱癌中，MIYATA等[18]的研究结果表明，细胞质HuR表达与恶性侵袭性和膀胱癌患者预后显著相关，而和HuR的表达并无相关性。此外，胞质HuR表达与血管生成、淋巴管生成以及相关分子包括VEGF-A、VEGF-C和环氧合酶-2(Cox-2)有关。同时，研究还表明细胞质HuR的表达可作为膀胱癌患者经尿道切除术(transurethral resection，TUR)后转移的预测指标。

在前列腺癌中，为了评价HuR表达在前列腺癌中的预后意义，WANG等[9]进行了确定PSA无复发存活时间的单变量生存分析，结果显示，核HuR染色阳性的患者与缺乏核HuR表达的患者相比具有更长的平均无疾病存活时间(P=0.04)，因此，核HuR表达是前列腺癌患者无病生存时间的有利预后因素，而细胞质HuR染色阴性或阳性患者的生存时间并无差异。

3 HuR在前列腺癌治疗中的作用

以多西紫杉醇(docctaxel,DTX)为基础的化疗是去势抵抗性前列腺癌患者的一线治疗方案。但是，DTX耐药性的发展仍然是前列腺癌治疗中的挑战。LIU等[19]的研究表明，在前列腺癌细胞中，HuR过表达通过促进腺嘌呤核苷三磷酸(adenosine triphosphate，ATP) 结合盒(ATP-binding cassette,ABC)亚家族G成员2(ABCG2)的表达而减轻DTX的细胞毒性。众所周知，ABCG2属于ABC转运蛋白家族成员，通过依赖ATP将化疗药物泵出细胞外而减轻胞内药物毒性，其过表达是肿瘤多药耐药潜在机制之一[20]。反之，HuR沉默可促进前列腺癌细胞对DTX的敏感性。同样的， KOJIMA等[21]的研究也表明，HuR过表达可促进前列腺癌细胞对紫杉醇的耐药性，而其沉默表达可增加化疗敏感性。此外，在胰腺癌、乳腺癌、非小细胞肺癌、膀胱癌、神经胶质瘤等肿瘤中，均表明HuR沉默表达可促进化疗敏感性[22-23]。因此，HuR在前列腺癌及其他多种肿瘤的化疗耐药性中起到调节因子的作用，有望成为逆转肿瘤多药耐药的重要靶点。

4 HuR与前列腺癌相关分子表达之间的关系

HuR通过其转录后调控机制调节许多与癌症相关蛋白的表达，从而影响肿瘤的生物学特性。这些癌症相关蛋白包括表皮生长因子(epidermal growth factor,EGF)、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(granulocyte-macrophage colony-stimulating factor,GM-CSF)、雌激素受体(estrogen receptor,ER)、Cox-2、VEGF；血小板反应蛋白1(thrombospondin 1,TSP1)、基质金属蛋白酶-9(matrix metalloproteinase-9,MMP-9)、白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)；肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白细胞介素-13(IL-13)、转化生长因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)等等。在前列腺癌中，HuR功能的发挥与VEGF、Cox-2、HO-1的表达密切相关。

Cox-2是影响恶性侵袭性和恶化PCa预后的一个众所周知的因素[24]。在前列腺癌中，Cox-2呈过表达状态，其通过产生15(R)-15-甲基前列腺素E2(microsomal prostaglandin E2,mPGE2)介导致癌作用、抑制凋亡、促进细胞增殖、调节血管生成、降低免疫反应[25]。有研究报道，HuR的表达与PCa细胞中Cox-2的表达呈正相关。Cox-2抑制剂可抑制CRPC患者的疾病进展，因此，Cox-2在PCa的恶性行为中起重要作用。在HuR沉默表达后，前列腺癌细胞系LNCaP和PC-3细胞中Cox-2的表达也被抑制，同时细胞增殖和迁移亦被抑制。 MITSUNARI等[10]的研究结果显示，CRPC组织中Cox-2的表达显著高于激素未分化PCa，而HuR的沉默导致在雄激素非依赖性而不是雄激素敏感性PCa细胞中抑制Cox-2的表达。因此，我们推测HuR的表达在雄激素非依赖性PCa细胞中对Cox-2表达的调节与对雄激素敏感性PCa细胞不同，其可能在雄激素敏感性前列腺癌如何发展成雄激素非依赖性前列腺癌的过程中发挥重要的作用。

HuR在肿瘤内皮细胞血管生成活化中起关键作用[26]，并与肿瘤内皮细胞中VEGF-A的上调有关。HuR的表达与雄激素依赖性PCa细胞中VEGF-A的表达呈正相关，而与LNCaP细胞或激素未分化PCa组织中的VEGF-A表达无显著相关性。 另一方面，PC-3细胞和CRPC组织中都观察到正相关。先前的研究也表明，使用雄激素依赖性PCa细胞系(DU145)进行的VEGFR-A表达的增加受到HuR活化的调节。因此，我们推测，由HuR调节VEGF-A表达的机制在转换成雄激素非依赖性PCa期间被诱导并变得显著。与VEGF-A相反，尽管已经进行了一些研究，但是关于VEGF-B和-D在PCa中的病理作用和临床意义的数据却很少[27]。

另外，HuR与前列腺癌中酪氨酸激酶受体2(V-erb-b2 avian erythroblastic leukemia viral oncogene homolog 2,ERBB2)的表达有关。ERBB-2的过表达与癌症的发生发展相关，并介导肿瘤多药耐药的产生。研究证明ERBB-2 mRNA的3′非翻译区(3′-untranslated region，3′-UTR)含有两个特异性靶点，用于结合miR-331-3p，miR-331-3p抑制PCa细胞中的ERBB-2表达和信号传导[22]。而HuR可与位于ERBB-2 3′-UTR中的远端miR-331-3p靶位点附近的富含U的元件特异性结合，促进了PCa细胞中ERBB-2的表达。因此，HuR拮抗miR-331-3p对其远端ERBB-2 3′-UTR靶位点的抑制作用。增加细胞质HuR和降低miR-331-3p的联合作用可能导致在某些PCa基因扩增情况下ERBB-2的表达增加。抵消这些综合效应以减少ERBB-2表达代表了治疗激素难治性PCa的可能方法。

总之，HuR通过其转录后调控机制调节上述前列腺癌相关蛋白的表达，从而影响前列腺癌的生物学特性。然而，不同类型前列腺癌各相关蛋白的表达不尽相同。我们推测，HuR介导的转录后调控机制在激素敏感性前列腺癌发展为激素非依赖性前列腺癌过程中发挥重要作用。然而，详细的作用机制仍需进一步的研究。

5 小结与展望

前列腺癌是严重影响男性健康及生活质量的恶性肿瘤之一。化疗依然在前列腺癌治疗中有着不可替代的作用，然而，肿瘤多药耐药的产生是影响化疗疗效的重要因素之一。人类RNA结合蛋白HuR不仅在前列腺癌中过表达，而且可促进多种前列腺癌相关蛋白的表达，从而影响肿瘤的生物学特性。最重要的是，HuR沉默表达可促进前列腺癌细胞对化疗药物的敏感性，有望成为逆转肿瘤多药耐药的靶点，为临床靶向药物的研究带来新希望。然而，相关分子机制还需进一步深入研究。