MicroRNA let-7與腫瘤關(guān)系的研究進展

陳方園(綜述)，陳清勇(審校)

(1.浙江中醫(yī)藥大學，杭州310004;2.中國人民解放軍第117醫(yī)院呼吸內(nèi)科，杭州310004)

已有研究證明［1］，microRNA(miRNA)與多種腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)，它的作用靶點可以是抑癌基因(miR-15a、miR-16-1、let-7等)，定位于擴增區(qū)，使其表達上調(diào)，則發(fā)揮抑癌基因樣作用;也可為癌基因(miR-155，miR-17-5p 和 miR-21等)，mRNA表達水平升高時，則阻止細胞的惡性轉(zhuǎn)化。miRNA的多種作用將來可能用于腫瘤的診治［2］。miRNA的種類較多，其中較為引人注目的是miRNA let-7家族，最近被發(fā)現(xiàn)與人類多種腫瘤密切相關(guān)?，F(xiàn)就miRNA let-7與肺癌、乳腺癌、肝癌之間關(guān)系的研究進展進行綜述。

1 miRNA let-7家族的概述

1.1 miRNA let-7的生物學特征 let-7最早是在秀麗隱桿線蟲(C.elegans)中發(fā)現(xiàn)的miRNA之一。在C.elegans里，let-7 家族由 let-7、mir-48、mir-84 和mir-241組成，編碼了 4個發(fā)育調(diào)控 miRNA［3］。let-7長約21 nt，它是從一個具有莖環(huán)折疊結(jié)構(gòu)、70個核苷酸前體分子發(fā)展而來的。在C.elegans發(fā)育后期，let-7決定線蟲從幼蟲到成蟲的形態(tài)轉(zhuǎn)變。因此，抑制let-7的活性會造成成蟲期發(fā)育遲滯。反之，let-7在幼蟲期表達上調(diào)將會導致發(fā)育早熟。

let-7具有高度保守性、時序性、組織細胞特異性，受到發(fā)育和空間的調(diào)控，并參與細胞的分化、增殖、死亡［4，5］。let-7 是由具有保守性前體分子發(fā)展而來［6］，Pasquinelli等［7］在所有兩面對稱結(jié)構(gòu)的動物實驗中(包括人類、老鼠、小雞、多毛環(huán)蠕蟲和蒼蠅，刺胞動物和海綿動物除外)發(fā)現(xiàn)let-7幾乎是100%的保守，而且作為含有21個核苷酸的小RNA分子表達出來。同樣，人們也發(fā)現(xiàn)let-7具有組織特異性，已經(jīng)被證實和發(fā)現(xiàn)let-7在其他不運動的有機體也表達，如軟體動物、環(huán)節(jié)動物、斑馬魚，但是在珊瑚蟲、水螅刺胞動物、海綿動物、植物、單細胞有機體中則不表達［8，9］。

1.2 miRNA let-7的作用機制 miRNA let-7具有兩種作用模式:①當與靶基因完全互補結(jié)合時，直接靶向切割mRNA，如果蠅和子宮頸癌細胞中l(wèi)et-7直接介導RNA誘導的基因沉默復合物分裂切割靶mRNA。②當與靶基因不完全互補結(jié)合時，miRNA let-7起調(diào)節(jié)基因表達的作用，如線蟲中Let-7與靶mRNA 3'端非翻譯區(qū)不完全配對結(jié)合后，將抑制調(diào)節(jié)基因的翻譯。

2 miRNA Let-7與肺癌的關(guān)系

let-7與人類多種癌癥的發(fā)生、發(fā)展有關(guān)，其中與肺癌的關(guān)系最為密切。Lagos-Quintana等［10］在人類基因組中鑒定了與C.elegans let-7同源的has-let-7家族，包含9 個成員:hsa-let-7a-1/2/3、hsa-let-7b/c/d/e、hsa-let-7f1/2，它們分別位于多個染色體上和腫瘤發(fā)生相關(guān)的區(qū)域或脆性位點、雜合型丟失區(qū)［11］。let-7的靶基因包括Ras家族、高遷移率組A蛋白、c-Myc和細胞周期調(diào)節(jié)因子(細胞分裂周期基因25A、細胞周期蛋白依賴性激酶6、細胞周期蛋白D2)。其中最典型的兩個是促進細胞增殖的Ras家族和參與細胞增殖分化的高遷移率組 A 蛋白［12，13］。

let-7 miRNA家族的過表達能夠抑制肺癌細胞的增殖、分化和細胞的侵襲轉(zhuǎn)移。2004年，Takamizawa等［14］通過Northern印跡雜交(一種將RNA從瓊脂糖凝膠中轉(zhuǎn)印到硝酸纖維素膜上的方法)分析，首次發(fā)現(xiàn)＞60%的肺癌組織和肺癌細胞株中hsa-let-7表達顯著降低(＞80%)，并且hsa-let-7表達水平低的患者手術(shù)治療后的預后較差。同樣在人類原發(fā)性肺癌組織標本中也發(fā)現(xiàn)let-7表達下調(diào)，其中表達水平下降＞80%的病例占44%，說明let-7在肺癌體內(nèi)和體外的表達均下調(diào)［15，16］。

let-7表達是相對早期癌癥的標識。Inamura等［17］針對15例早期支氣管肺泡癌(通常認為是原位腺癌)、26例高分化侵襲性腺癌、25例侵襲性腺癌的研究發(fā)現(xiàn)相對于正常肺組織，支氣管肺泡癌的let-7低表達發(fā)生率達87%(13/15)，而全部病例的發(fā)生率為79%(52/66)，表明let-7低表達在肺癌早期即發(fā)生。let-7家族表達減低在非小細胞肺癌(non-small cell lung cancer，NSCLC)中尤為多見。Kumar等［12］的實驗證實，let-7可顯著抑制NSCLC細胞的生長，表達K-rasG12D的鼠肺癌細胞系中引入易位表達的let-7g，可導致細胞周期停止和細胞死亡。Esquela-Kerscher等［18］經(jīng)免疫缺陷鼠移植實驗和培養(yǎng)多細胞系肺癌細胞實驗證實，miRNA let-7直接抑制肺癌生長，也證實表達G12D活化K-ras變異對這一效應(yīng)更敏感。Chin等［19］研究了74個NSCLC病例，從K-ras 3'非編碼區(qū)中獲得let-7互補位點序列，以觀察變異和單堿基多態(tài)性與NSCLC的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)let-7互補位點6這一多態(tài)位點變異型是NSCLC易感性的一重要因素，并且這一位點的變異可降低let-7的癌癥抑制因子的作用，從而使發(fā)病率升高。

臨床研究顯示［12，20］，let-7 下調(diào)的 NSCLC 患者預后差且手術(shù)后存活縮短。但Inamura等［17］將66個肺腺癌病例(支氣管肺泡癌15，高分化26，低分化25)依let-7表達情況分為兩類，未發(fā)現(xiàn)其預后的顯著差異性，但發(fā)現(xiàn)let-7表達情況對肺癌的細胞學分型有一定影響。這表明let-7表達水平降低可能與腫瘤預后不良有關(guān)。但是，Let-7的表達水平能否作為肺癌預后指標，仍需進一步研究證實。

3 miRNA let-7與乳腺癌的關(guān)系

乳腺癌是人類最常見的惡性腫瘤之一，居女性惡性腫瘤的第2位。miRNA不僅能夠調(diào)控基因協(xié)調(diào)生物發(fā)育，而且也能促進乳腺癌細胞的擴散和轉(zhuǎn)移。Iorio等［21］使用miRNA芯片檢測發(fā)現(xiàn)在乳腺癌let-7中明顯呈低表達。這使let-7a應(yīng)用于乳腺癌靶向治療成為可能。同時發(fā)現(xiàn)，乳腺癌患者中有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移或高增殖指數(shù)的病例中l(wèi)et-7的表達水平較低，這也提示let-7的低水平和預后較差存在某種關(guān)聯(lián)。

吳凱等［22］應(yīng)用RNA干擾技術(shù)，成功設(shè)計并合成let-7a雙鏈，采用脂質(zhì)體介導將其轉(zhuǎn)染乳腺癌人乳腺癌細胞株，證明let-7a可以抑制人乳腺癌人乳腺癌細胞株的體外增殖，并對其具有凋亡誘導作用，其機制可能與降低腫瘤細胞c-Myc基因及蛋白表達有關(guān)。此實驗為let-7a用于乳腺癌基因治療提供了理論依據(jù)，也為let-7a用于乳腺癌治療提供了實驗依據(jù)。但let-7a對體內(nèi)乳腺癌細胞作用尚有待動物實驗和臨床實驗證實。另外，目前研究表明let-7a與乳腺癌多種癌基因存在互補配對關(guān)系，其中包括調(diào)控Ras基因、c-Myc、高遷移率組A蛋白、NIRF(新發(fā)現(xiàn)的一種核蛋白)及細胞周期相關(guān)癌基因［23，24］。但其對這些癌基因的作用仍有待進一步研究證明。

4 miRNA let-7與肝癌的關(guān)系

肝癌是一個復雜的多基因疾病，其發(fā)生發(fā)展是多因素、多步驟綜合作用的結(jié)果［25］。目前，發(fā)現(xiàn)miRNA在早期肝癌中呈異常表達。在動物模型中發(fā)現(xiàn)早期肝癌中 miR-34a、miR-127、miR-200b和miR-16a低表達，這些miRNA的調(diào)控涉及到細胞凋亡、細胞增殖、細胞連接等。檢測相應(yīng)的受調(diào)控的E2F3(E2F轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)家族，是一種重要的細胞周期調(diào)控因子)、Notch1、Bcl-6、ZFHX1B(又稱為 Sip1，Smad相互作用蛋白1，為一種轉(zhuǎn)錄輔阻遏物)和Bcl-2蛋白也發(fā)生了改變。因此，認為早期肝癌失調(diào)的miRNA表達可能是肝癌發(fā)展的一個重要因素。

let家庭中不同的mRNA作用不同。let-7c是具有抑癌活性的mRNA，可下調(diào)與肝癌發(fā)生直接相關(guān)的癌基因c-Myc的表達。過氧化物酶體增殖物激活受體(peroxisome proliferator activated receptor，PPAR)的激活能夠促進肝細胞增生和肝癌形成，其中可能有miRNA的效應(yīng)。Shah等［26］發(fā)現(xiàn)PPARα表達小鼠模型能夠抑制肝細胞增生和腫瘤形成，let-7c在肝腫瘤形成中起著關(guān)鍵性的作用，應(yīng)用PPARα激動劑可導致let-7表達減少。let-7c與c-Myc基因的3'-UTR結(jié)合而直接作用于c-Myc。經(jīng)由let-7c途徑PPARα介導的c-Myc表達致原癌基因miR-1792簇高表達，而PPAR α缺陷的裸鼠無此變化。let-7的高表達使得c-Myc和miR-1792簇表達減少，從而抑制肝癌細胞生長。但是，已有研究證實異位表達的let-7a可降低caspase-3的表達，增加肝癌細胞的耐藥性［27］。Gramantieri等［28］在比較肝癌組織和肝硬化肝組織的研究中發(fā)現(xiàn)miR-221在83%肝細胞癌中上調(diào)，let-7a-1和miR-122a在70%肝細胞癌中下調(diào)。Shimizu等［29］研究發(fā)現(xiàn)，肝細胞組織let-7c的低表達有助于Bcl-xL的超表達。miRNA let-7在肝癌細胞中低表達可誘導細胞凋亡，與Mcl-1維持抗癌藥物的靶向性有一定聯(lián)系。但具體相關(guān)性仍有待于進一步研究。

5 結(jié)語

雖然let-7 miRNA表達譜在腫瘤細胞與正常細胞中存在明顯差異，但是let-7 miRNA的下游靶基因多數(shù)還不明確。如一種let-7 miRNA可以調(diào)節(jié)多個靶基因，而一個靶基因又可以受多種let-7 miRNA調(diào)節(jié)，兩者關(guān)系錯綜復雜。另外，let-7 miRNA究竟在腫瘤發(fā)生、發(fā)展過程中如何發(fā)揮調(diào)節(jié)作用，還需進一步深入研究。相信隨著后基因組時代的來臨，基因組學研究的深入、高通量微陣列和生物信息學的廣泛應(yīng)用，let-7 miRNA將成為潛在的分子診斷標記和分子靶向治療，以及判斷腫瘤預后的良好指標。

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