microRNA在胃癌中的生物學(xué)作用*

唐云云 唐海林 蘇 琦

胃癌是世界上最常見(jiàn)的惡性腫瘤之一。由于缺乏早期檢測(cè)和診斷的生物標(biāo)志物以及傳統(tǒng)胃癌治療的局限性，導(dǎo)致胃癌的高死亡率。因此，尋找胃癌早期診斷的生物標(biāo)志物以及開(kāi)發(fā)高效低毒藥物成為當(dāng)務(wù)之急。近年來(lái)，miRNA成為分子生物學(xué)研究的焦點(diǎn)。miRNA是一類(lèi)含量豐富且高度保守的非編碼內(nèi)源性小RNA分子，通過(guò)與靶基因mRNA的3'非編碼區(qū)（UTR）完全或不完全結(jié)合，抑制蛋白的合成或者誘導(dǎo)靶基因的降解，從而在轉(zhuǎn)錄后水平對(duì)靶基因的表達(dá)進(jìn)行負(fù)性調(diào)控［1］。miRNA調(diào)控細(xì)胞分裂、分化與調(diào)亡等重要生物學(xué)過(guò)程，并且參與胃癌的發(fā)生發(fā)展，起著癌基因或抑癌基因樣作用，與胃癌診斷、預(yù)后和療效評(píng)估相關(guān)。

1 miRNA與胃癌的發(fā)生發(fā)展

1.1 miRNA與胃癌的發(fā)生

特定編碼蛋白基因的單核苷多態(tài)性（SNPs）已經(jīng)證實(shí)能影響腫瘤的易感性，miRNA或其結(jié)合位點(diǎn)的SNPs與癌癥的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)。SNPs通?？捎绊憁iRNA的成熟、結(jié)合以及表達(dá)水平?；?'UTR miRNA結(jié)合位點(diǎn)的SNPs可以導(dǎo)致該基因的蛋白產(chǎn)物下降，miRNA結(jié)合位點(diǎn)或miRNA前體的SNPs均有助于胃癌的發(fā)生。研究報(bào)道，Kras基因3'UTR的let-7結(jié)合位點(diǎn)rs712多態(tài)性與TNFAIP2基因3'UTR的miR-184結(jié)合位點(diǎn)rs8126 T＞C多態(tài)性均可明顯增加胃癌的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)［2-3］。相反，IL-1A基因3'UTR的miR-122結(jié)合位點(diǎn)rs3783553多態(tài)性以及miR-27a基因的rs11671784多態(tài)性可降低胃癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)［4-5］。此外，在中國(guó)人群中研究發(fā)現(xiàn)miR-146a rs2910164（G＞C）基因多態(tài)性與miR-30c rs928508 A/G基因多態(tài)性，可以增加胃癌發(fā)病的風(fēng)險(xiǎn)［6-7］。Zhou等［8］在中國(guó)漢族人群的病例對(duì)照研究中研究了與miRNA相關(guān)基因的19個(gè)SNPs，發(fā)現(xiàn)POLR2A基因外顯子中的rs2071504基因多態(tài)性不僅能降低胃癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)，而且也與胃癌的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和TNM分期相關(guān)。

1.2 miRNA在胃癌中起癌基因或抑癌基因樣作用

miRNA往往在腫瘤中表達(dá)失調(diào)，并且通過(guò)調(diào)控癌基因或抑癌基因的表達(dá)而表現(xiàn)類(lèi)似癌基因或抑癌基因樣作用。miR-148a、miR-200b/c、miR-22在胃癌中低表達(dá)［9-11］，而miR-17-5p/20a、miR-375、miR-544在胃癌中卻高表達(dá)［12-14］。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn)，miR-22和miR-200b/c在胃癌組織和細(xì)胞中的表達(dá)相對(duì)正常胃黏膜及胃黏膜上皮細(xì)胞降低，而高表達(dá)miR-22與miR-200b在體內(nèi)外能明顯抑制胃癌細(xì)胞增殖與誘導(dǎo)調(diào)亡，而且，高表達(dá)miR-200b/c不僅能明顯抑制胃癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲能力，并可通過(guò)調(diào)控DNMT1與DNMT3A/3B的表達(dá)，降低全基因組甲基化水平，從而恢復(fù)體內(nèi)高甲基化基因p16、RASS1A1和E-cadherin表達(dá)［10-11］。Zheng等［9］研究顯示，miR-148a在胃癌中表達(dá)明顯下調(diào)，且通過(guò)靶向ROCK1在體內(nèi)外抑制胃癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移。miR-17-5p/20a在胃癌組織中表達(dá)增高，高表達(dá)miR-17-5p/20a通過(guò)轉(zhuǎn)錄后調(diào)控p21和腫瘤蛋白p53誘導(dǎo)的核蛋白1（TP53INP1）的表達(dá)促進(jìn)胃癌細(xì)胞的增殖并且抑制細(xì)胞的調(diào)亡。相反，沉默miR-17-5p/20a后能阻滯細(xì)胞的周期并誘導(dǎo)細(xì)胞調(diào)亡［12］。miR-375在胃癌細(xì)胞中高表達(dá)，上調(diào)miR-375能促進(jìn)胃癌細(xì)胞的增殖能力，并且能下調(diào)抑癌基因p53的表達(dá)，另外還能使人體對(duì)電離輻射和依托泊苷脫敏［13］。miR-544在胃癌中作為一個(gè)癌基因，高表達(dá)miR-544能促進(jìn)胃癌細(xì)胞的增殖和細(xì)胞周期的進(jìn)程，表明miR-544是細(xì)胞周期開(kāi)關(guān)的重要調(diào)控因子［14］。

2 miRNA與胃癌的診斷和預(yù)后

2.1 miRNA與胃癌的診斷

miRNA不僅存在于細(xì)胞內(nèi)，而且也存在血清和其他體液中，在腫瘤患者中miRNA特異性表達(dá)。近年來(lái)，檢測(cè)患者外周血中特異性miRNA的表達(dá)已成為研究熱點(diǎn)，并可能成為胃癌診斷的新方法。

90%的血漿miRNA是以蛋白質(zhì)-miRNA復(fù)合物的形式存在，故不受內(nèi)生核糖核酸酶活性的影響。胃癌患者血清中miR-106b、miR-20a和miR-221的水平明顯高于健康對(duì)照者，測(cè)定miR-106b、miR-20a和miR-221的ROC曲線(xiàn)下面積值（AUC）分別為0.7733、0.8593、0.7960，表明血清miR-106b、miR-20a和miR-221可作為診斷胃癌的生物標(biāo)志［15］。miRNA-199a-3p在早期胃癌患者中的表達(dá)水平明顯高于正常對(duì)照組以及癌前病變組，而且在胃癌患者術(shù)后明顯降低，miRNA-199a-3p在早期胃癌患者血清中表達(dá)的AUC值為0.818，診斷早期胃癌的敏感性和特異性以及準(zhǔn)確性分別為76%，74%，75%［16］。Tsujiura 等［17］發(fā)現(xiàn)，miR-17-5p、miR-21、miR-106a與miR-106b在胃癌患者中的表達(dá)水平較健康對(duì)照者明顯增高，而let-7a卻降低，上調(diào)的miRNA在胃癌患者術(shù)后均明顯下調(diào)，表明這些miRNA可能是理想的胃癌標(biāo)志物。

不僅血清中的miRNA表達(dá)水平可用于胃癌的早期檢測(cè)，胃液中miRNA表達(dá)狀態(tài)也可作為一個(gè)潛在的生物標(biāo)志物。在胃癌患者中，胃液miR-129-1-3p和miR-129-2-3p的表達(dá)水平明顯低于胃良性病變，miR-129-1-3p和miR-129-2-3p的AUC值分別為0.639 和 0.651，兩者聯(lián)合檢測(cè)則上升至0.656［18］。胃液miR-21和miR-106a在胃癌患者中的表達(dá)水平與胃良性病變也明顯不同［19］。這些結(jié)果表明，特定miRNA在胃液中的表達(dá)狀態(tài)可用于胃癌的篩查，而且檢測(cè)胃液中miRNA的表達(dá)水平用于胃癌的診斷是一種非常便捷的檢測(cè)方法。

2.2 miRNA與胃癌的預(yù)后

miRNA的表達(dá)水平與胃癌患者的臨床預(yù)后相關(guān)，主要包括疾病的進(jìn)展、分期、侵襲、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、復(fù)發(fā)以及總生存期。Li等［20］在分析100例胃癌患者miRNA的表達(dá)譜顯示，let-7a、miR-10b、miR-21、miR-30a-5p、miR-126、miR-223以及miR-338可作為一個(gè)獨(dú)立的預(yù)測(cè)因子，預(yù)測(cè)胃癌患者的總生存期（HR=3.046，P=0.015）和無(wú)復(fù)發(fā)生存期（HR=3.337，P=0.012）。胃癌中存在大量的miRNA，且每個(gè)miRNA的表達(dá)狀態(tài)與患者的預(yù)后各異，是胃癌患者預(yù)后的重要預(yù)測(cè)因子。如胃癌中高表達(dá)miR-375和低表達(dá)miR-142-5p與胃癌術(shù)后的復(fù)發(fā)率相關(guān)［21］。miR-200b/c在胃癌中低表達(dá)與腫瘤的侵襲深度、臨床分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移呈負(fù)相關(guān)，Kaplan-Meier生存分析顯示miR-200b/c低表達(dá)與胃癌患者的總存期和無(wú)病生存期明顯相關(guān)［10］。miR-148a在胃癌中低表達(dá)與腫瘤的侵襲及轉(zhuǎn)移相關(guān)［9］。這些miRNA不僅是有意義的預(yù)測(cè)因子，而且也是靶向治療的靶分子。

3 miRNA與放化療的評(píng)估

多藥耐藥通常與胃癌的不良預(yù)后相關(guān)，也是提高胃癌患者生存的主要障礙。研究表明，miR-508-5p通過(guò)靶向調(diào)控ABCB1與ZNRD1可逆轉(zhuǎn)胃癌細(xì)胞對(duì)化療的多藥耐藥［22］。miR-19a/b在多藥耐藥的胃癌細(xì)胞中高表達(dá)，且高表達(dá)的miR-19a/b通過(guò)靶向調(diào)控PTEN，從而降低胃癌細(xì)胞對(duì)抗腫瘤藥物的敏感性［23］。胃癌細(xì)胞中miR-34c-5p低表達(dá)而MAPT高表達(dá)與紫杉醇耐藥相關(guān)。相反，上調(diào)miR-34c-5p的表達(dá)能明顯下調(diào)MAPT，并且可增強(qiáng)胃癌細(xì)胞對(duì)紫衫醇的敏感性，此外，鄰近CpG島的miR-34c-5p啟動(dòng)子的差異甲基化能調(diào)節(jié)miR-34c-5p在胃癌細(xì)胞株中的表達(dá)，表明DNA甲基化、miR-34c-5p和MAPT表達(dá)異常均是紫杉醇耐藥的重要因素［24］。miRNA-15b和miRNA-16在對(duì)長(zhǎng)春新堿耐藥的胃癌細(xì)胞系SGC7901/VCR中表達(dá)下調(diào)，上調(diào)細(xì)胞中miRNA-15b和miRNA-16表達(dá)通過(guò)靶向Bcl-2能增強(qiáng)胃癌細(xì)胞對(duì)長(zhǎng)春新堿的敏感性［25］。在胃癌細(xì)胞中上調(diào)miR-451的表達(dá)能下調(diào)遷移抑制因子（MIF），從而增強(qiáng)對(duì)放化療的敏感性［26］。

4 結(jié)語(yǔ)

miRNA具有對(duì)胃癌早期診斷、預(yù)后與療效評(píng)估的潛能，miRNA和其靶基因位點(diǎn)多態(tài)性可作為胃癌易感性的標(biāo)志物。但是，目前miRNA在胃癌臨床應(yīng)用中的研究仍缺乏可靠和準(zhǔn)確的研究數(shù)據(jù)。近年來(lái)，新的miRNA被不斷發(fā)現(xiàn)，研究技術(shù)不斷更新，整合新數(shù)據(jù)以及建立新標(biāo)準(zhǔn)程序?qū)⒊蔀橐淮筇魬?zhàn)。對(duì)于診斷需要統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)平臺(tái)，治療需要在藥物載體基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)更加精確無(wú)毒的小分子藥物。期待進(jìn)一步研究以提高miRNA在胃癌診斷、預(yù)測(cè)以及治療中的臨床應(yīng)用。

1 Bartel DP.MicroRNAs:genomics,biogenesis,mechanism,and function[J].Cell,2004,116(2):281-297.

2 Li ZH,Pan XM,Han BW,et al.A let-7 binding site polymorphism rs712 in the KRAS 3'UTR is associated with an increased risk of gastric cancer[J].Tumour Biol,2013,34(5):3159-3163.

3 Xu Y,Ma H,Yu H,et al.The miR-184 binding-site rs8126 T＞C polymorphism in TNFAIP2 is associated with risk of gastric cancer[J].PLoS One,2013,8(5):e64973.

4 Zeng XF,Li J,Li SB.A functional polymorphism in IL-1A gene is associated with a reduced risk of gastric cancer[J].Tumour Biol,2013[Epub ahead of print].

5 Yang Q,Jie Z,Ye S,et al.Genetic variations in miR-27a gene decrease mature miR-27a level and reduce gastric cancer susceptibility[J].Oncogene,2012,doi:10.1038/onc.2012.569.

6 Zhou F,Zhu H,Luo D,et al.A functional polymorphism in Pre-miR-146a is associated with susceptibility to gastric cancer in a Chinese population[J].DNA Cell Biol,2012,31(7):1290-1295.

7 Mu YP,Su XL.Polymorphism in pre-miR-30c contributes to gastric cancer risk in a Chinese population[J].Med Oncol,2012,29(3):1723-1732.

8 Zhou Y,Du WD,Chen G,et al.Association analysis of genetic variantsin microRNA networks and gastric cancer risk in a Chinese Han population[J].J Cancer Res Clin Oncol,2012,138(6):939-945.

9 Zheng B,Liang L,Wang C,et al.MicroRNA-148a suppresses tumor cell invasion and metastasis by downregulating ROCK1 in gastric cancer[J].Cin Cancer Res,2011,17(24):7574-7583.

10 Tang H,Deng M,Tang Y,et al.miR-200b and miR-200c as prognostic factors and mediators of gastric cancer cell progression[J].Clin Cancer Res,2013,19(20):5602-5612.

11 Tang H,Kong Y,Guo J,et al.Diallyl disulfide suppresses proliferation and induces apoptosis in human gastric cancer through Wnt-1 signaling pathway by up-regulation of miR-200b and miR-22[J].Cancer Lett,2013,340(1):72-81.

12 Wang M,Gu H,Qian H,et al.miR-17-5p/20a are important markers for gastric cancer and murine double minute 2 participates in their functional regulation[J].Eur J Cancer,2013,49(8):2010-2021.

13 Liu Y,Xing R,Zhang X,et al.miR-375 targets the p53 gene to regulate cellular response to ionizing radiation and etoposide in gastric cancer cells[J].DNA Repair(Amst),2013,12(9):741-750.

14 Zhi Q,Guo X,Guo L,et al.Oncogenic miR-544 is an important molecular target in gastric cancer[J].Anticancer Agents Med Chem,2013,13(2):270-275.

15 Cai H,Yuan Y,Hao YF,et al.Plasma microRNAs serve as novel potential biomarkers for early detection of gastric cancer[J].Med Oncol,2013,30(1):452.

16 Li C,Li JF,Cai Q,et al.MiRNA-199a-3p:A potential circulating diagnostic biomarker for early gastric cancer[J].J Surg Oncol,2013,108(2):89-92.

17 Tsujiura M,Ichikawa D,Komatsu S,et al.Circulating microRNAs in plasma of patients with gastric cancers[J].Br J Cancer,2010,102(7):1174-1179.

18 Yu X,Luo L,Wu Y,et al.Gastric juice miR-129 as a potential biomarker for screening gastric cancer[J].Med Oncol,2013,30(1):365.

19 Cui L,Zhang X,Ye G,et al.Gastric juice microRNAs as potential biomarkers for the screening of gastric cancer[J].Cancer,2013,119(9):1618-1626.

20 Li X,Zhang Y,Zhang Y,et al.Survival prediction of gastric cancer by a seven-microRNA signature[J].Gut,2010,59(5):579-585.

21 Zhang X,Yan Z,Zhang J,et al.Combination of hsa-miR-375 and has-miR-142-5p as a predictor for recurrence risk in gastric cancer patients following surgical resection[J].Ann Oncol,2011,22(10):2257-2266.

22 Shang Y,Zhang Z,Liu Z,et al.miR-508-5p regulates multidrug resistance of gastric cancer by targeting ABCB1 and ZNRD1[J].Oncogene,2013,doi:10.1038/onc.2013.297.

23 Wang F,Li T,Zhang B,et al.MicroRNA-19a/b regulates multidrug resistance in human gastric cancer cells by targeting PTEN[J].Biochem Biophys Res Commun,2013,434(3):688-694.

24 Wu H,Huang M,Lu M,et al.Regulation of microtubule-associated protein tau(MAPT)by miR-34c-5p determines the chemosensitivity of gastric cancer to paclitaxel[J].Cancer Chemother Pharmacol,2013,71(5):1159-1171.

25 Xia L,Zhang D,Du R,et al.miR-15b and miR-16 modulate multidrug resistance by targeting BCL2 in human gastric cancer cells[J].Int J Cancer,2008,123(2):372-379.

26 Bandres E,Bitarte N,Arias F,et al.microRNA-451 regulates macrophage migration inhibitory factorproduction and proliferation of gastrointestinal cancer cells[J].Clin Cancer Res,2009,15(7):2281-2290.