喉癌相關(guān)miRNA的研究進(jìn)展

吳一波，沈志森，余 星，劉 洋，于雪林，趙曉彥，郭俊明*

(寧波大學(xué)醫(yī)學(xué)院1.生化室;2.附屬李惠利醫(yī)院耳鼻喉科，浙江寧波315211)

微小RNA(microRNA，miRNA)是近年來發(fā)現(xiàn)的約22個(gè)核苷酸的非編碼RNA，在生物體內(nèi)具有廣泛的基因表達(dá)調(diào)控作用。miRNA與腫瘤發(fā)生和發(fā)展的關(guān)系非常密切［1］。miRNA在腫瘤的早期診斷、轉(zhuǎn)移監(jiān)測(cè)、靶向治療和預(yù)后判斷等方面越來越受到關(guān)注。

1 喉癌相關(guān)miRNA

喉癌是耳鼻咽喉頭頸外科常見的腫瘤之一。在喉癌的發(fā)生與發(fā)展過程中也出現(xiàn)了明顯異常表達(dá)的miRNA(表1)［2－13］。目前的研究結(jié)果顯示，喉癌組織中有多種 miRNA的表達(dá)異常，而且低表達(dá)的miRNA多于高表達(dá)的miRNA。如:采用微陣列芯片技術(shù)在喉癌組織中發(fā)現(xiàn)47種miRNA表達(dá)異常，其中高表達(dá)和低表達(dá)分別為23種和24種［2］;miR-106b-25的過表達(dá)和miR-375的低表達(dá)與喉癌的發(fā)生有關(guān)［4］。

表1 喉癌中異常表達(dá)的miRNATable 1 The abnormal expressed miRNAs in laryngeal carcinoma

2 miRNA與喉癌的發(fā)生

喉癌的發(fā)生與多種因素有關(guān)，如煙草、酒精、病毒感染和放射線輻射等，而其分子生物學(xué)機(jī)制還不太清楚。關(guān)于miRNA與喉癌發(fā)病機(jī)制的研究近年來引起了人們的重視。許多上調(diào)的miRNA具有癌基因的功能，而另一些下調(diào)的miRNA則可能具有抑癌基因的功能。這些miRNA的異常表達(dá)參與了喉癌的發(fā)生。

在具有癌基因活性的miRNA中最典型的是miR-21。通過細(xì)胞培養(yǎng)研究發(fā)現(xiàn)，miR-21的上調(diào)使喉癌細(xì)胞增殖能力增強(qiáng)，而它的下調(diào)則導(dǎo)致細(xì)胞數(shù)量的減少［3］。這種影響的具體機(jī)制是miR-21使細(xì)胞失去細(xì)胞周期G1-S期轉(zhuǎn)換的控制力。B細(xì)胞轉(zhuǎn)座基因2(B-cell translocation gene 2，BTG2)是 miR-21的靶基因之一［3］。BTG2是細(xì)胞周期的調(diào)節(jié)者，能抑制腫瘤細(xì)胞的增殖。在喉癌細(xì)胞中，因miR-21的上調(diào)導(dǎo)致了BTG2的表達(dá)受到抑制，結(jié)果使細(xì)胞的增殖能力增強(qiáng)。

喉癌的發(fā)生還與miRNA調(diào)控癌基因的表達(dá)有關(guān)。喉鱗狀細(xì)胞癌組織中RAS癌蛋白的表達(dá)明顯高于正常組織，而動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，通過在喉鱗狀細(xì)胞癌異種移植瘤體中注射miR-21反義核苷酸慢病毒載體后能使RAS癌蛋白的表達(dá)下降從而抑制喉癌細(xì)胞的生長［14］。這提示，miR-21的致癌活性與RAS蛋白有密切的關(guān)系。

let-7a是具有抑癌基因活性的miRNA的常見代表之一。與中等分化和分化良好的喉癌組織相比，let-7a在低分化的喉癌組織中顯著減少［9］。在Hep-2喉癌細(xì)胞中，提高let-7a的水平能抑制細(xì)胞的增殖并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。其機(jī)制是，let-7a在翻譯水平抑制RAS和C-MYC癌蛋白的表達(dá)。在喉癌組織中，let-7a往往是低表達(dá)的，而這種低表達(dá)可使其靶基因RAS和C-MYC的表達(dá)水平上調(diào)。

值得一提的是，不少miRNA具有誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的能力。miR-375能抑制喉癌細(xì)胞的增殖和集落的形成，這與它誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡有關(guān)［4］。miR-375發(fā)揮腫瘤抑制作用是通過其靶蛋白之一磷酸肌醇依賴的蛋白激酶1(phosphoinositide-dependent protein kinase-1，PDPK1)。PDPK1是抗凋亡蛋白——蛋白激酶 B(protein kinase B，PKB)的重要激活物［15］。在喉癌組織中，miR-375的表達(dá)往往是下降的，而PDPK1的表達(dá)則上升，這種變化參與了喉癌的發(fā)生。

除此之外，還有些miRNA通過其啟動(dòng)子區(qū)的甲基化修飾來促進(jìn)喉癌的發(fā)展［16］。更有學(xué)者提出，喉癌的發(fā)生與miRNA基因的多態(tài)性有關(guān)，相關(guān)基因型的突變可導(dǎo)致患喉癌的風(fēng)險(xiǎn)增加［17］。

3 miRNA與喉癌的診斷

顯而易見，早期發(fā)現(xiàn)并早期治療喉癌能顯著提高患者的5年生存率和喉癌的治愈率，而尋找具有較高診斷價(jià)值的腫瘤標(biāo)志物在這方面顯得非常重要。喉癌相關(guān)miRNA的研究成果為喉癌新標(biāo)志物的選擇提供了有力支撐。在喉癌組織中miR-21、miR-155、let-7i和 miR-142-3p高表達(dá)，而 miR-125b和miR-375低表達(dá)［4］。另外，miR-34c和 let-7a在喉癌組織中也被發(fā)現(xiàn)是低表達(dá)的［5，9］。隨著研究的推進(jìn)，在喉癌組織中越來越多的顯著異常表達(dá)的miRNA被發(fā)現(xiàn)，如miR-375的表達(dá)水平在頭頸鱗癌(head and neck squamous cell carcinoma，HNSCC)組織標(biāo)本中被發(fā)現(xiàn)比正常組織低了超過32倍［4］。所以，通過檢測(cè)喉癌相關(guān)miRNA的表達(dá)水平有望早期診斷喉癌。

分析miRNA的表達(dá)水平還有可能用于判斷喉癌的轉(zhuǎn)移情況。miR-23a*、miR-28-5p、miR-15a、miR-16和miR-425在喉癌組織中的異常表達(dá)與喉癌的淋巴轉(zhuǎn)移有關(guān)［10］。miR-16在喉癌組織中高表達(dá)［11］;而在使用Hep-2喉癌細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，抑制miR-16的水平能顯著抑制喉癌細(xì)胞的遷移和提高細(xì)胞間的黏著力。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，miR-16負(fù)向調(diào)控斑聯(lián)蛋白(zyxin)的表達(dá)，而斑聯(lián)蛋白的過表達(dá)能抑制細(xì)胞的遷移，并增強(qiáng)細(xì)胞間的黏著力。因此，miR-16表達(dá)水平的高低提示喉癌轉(zhuǎn)移能力的高低，而檢測(cè)組織中miR-16的水平有利于了解患者的轉(zhuǎn)移情況。另有研究發(fā)現(xiàn)，具有腫瘤抑制功能的miR-34c通過增加C-MET蛋白的表達(dá)而增加喉癌的惡性程度［5］。可以說，miR-34c下調(diào)程度越大，喉癌惡性程度越大。此外，miR-196A2的基因型與喉癌的易感性有關(guān)［17］。這些結(jié)果提示，相關(guān)miRNA能夠作為喉癌的標(biāo)志物，將在喉癌的診斷中發(fā)揮較大的輔助診斷作用。

4 miRNA與喉癌的治療

現(xiàn)有的研究顯示，通過分析喉癌組織中miRNA的表達(dá)情況能夠提示腫瘤的發(fā)展和預(yù)后，這將為預(yù)測(cè)喉癌的發(fā)展情況、提前制定針對(duì)性治療方案和藥物選擇提供幫助。如:miR-451在區(qū)分喉癌患者有無復(fù)發(fā)方面中有顯著意義，miR-451在有復(fù)發(fā)患者的喉癌組織中的表達(dá)高于無復(fù)發(fā)4.7倍［4］。miR-21和miR-137的高表達(dá)與喉癌患者5年生存率下降有關(guān)［18］。

關(guān)于喉癌相關(guān)miRNA的基礎(chǔ)研究結(jié)果顯示出它們作為喉癌治療靶點(diǎn)的良好應(yīng)用前景。一方面，體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)有些miRNA能抑制喉癌細(xì)胞的增殖，如:提高miR-34c的表達(dá)水平能有效抑制喉癌細(xì)胞的增殖和擴(kuò)散［5］，提示miR-34c有希望成為喉癌治療的一個(gè)潛在靶點(diǎn)。另一方面，體內(nèi)實(shí)驗(yàn)證實(shí)在喉鱗狀細(xì)胞癌異種移植瘤體中注射miR-21反義核苷酸鏈慢病毒載體能有效抑制喉癌細(xì)胞的生長［15］。另外，miR-375和let-7a均能抑制喉癌細(xì)胞的增殖和誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡［9，15］。也有學(xué)者通過抑制血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)和端粒酶等的表達(dá)抑制喉癌細(xì)胞生長，從而提出多靶向miRNA的干擾可能成為治療喉癌的新方法［19］。隨著研究的進(jìn)展，利用相關(guān)miRNA治療喉癌將為治療喉癌提供新方法。

5 展望

miRNA在機(jī)體生長發(fā)育、神經(jīng)分化、細(xì)胞分化、細(xì)胞凋亡和腫瘤發(fā)生等方面展現(xiàn)其越來越廣泛的調(diào)控能力。miRNA作為喉癌細(xì)胞中的一類基因表達(dá)調(diào)控因子也展現(xiàn)了其在喉癌發(fā)生、發(fā)展方面發(fā)揮著重要的作用。但是，miRNA導(dǎo)致喉癌發(fā)生的具體分子發(fā)生機(jī)制還未完全明確，而喉癌的發(fā)生是多因素、多步驟造成的，其發(fā)生機(jī)制是復(fù)雜的，受到許多調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的相互影響和制約，因而進(jìn)一步研究miRNA與喉癌發(fā)生的關(guān)系顯得特別重要。

miRNA的相關(guān)研究提示，與喉癌的其他分子標(biāo)志物一樣，它們將為診斷喉癌提供新型分子標(biāo)志物，為喉癌的早期診斷、預(yù)測(cè)預(yù)后和復(fù)發(fā)、隨訪跟蹤等提供幫助［20］。它們也有希望成為喉癌治療的潛在靶點(diǎn)，在設(shè)計(jì)靶向治療喉癌藥物方面展現(xiàn)新的應(yīng)用前景，將為喉癌患者帶來福音。

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