microRNA在卵巢和卵巢癌中的表達及功能

朱 清，許 波 綜述 劉雨生 審校

microRNA在卵巢和卵巢癌中的表達及功能

朱 清，許 波 綜述 劉雨生 審校

微小RNA（miRNA）是一種內源性的非編碼小RNA（18～25個核苷酸），通過降解靶mRNA或抑制其翻譯，對基因進行轉錄后水平的調控。miRNA參與調控多個生物學過程，有望成為治療相關疾病的重要靶點。miRNA在卵巢生理病理過程中發(fā)揮著重要的調控作用，其表達的缺失或過表達會顯著影響卵巢的生理功能，部分miRNA還作為促癌或抑癌因子參與調控卵巢癌的發(fā)生發(fā)展過程?，F(xiàn)對近年來miRNA在女性卵巢生理過程和卵巢癌中的表達情況及生物功能進行綜述。

微RNAs;卵巢;卵巢腫瘤

劉雨生，男，教授，主任醫(yī)師，碩士生導師，責任作者，E－mail:shengzhizhongxin@126.com

微小RNA（microRNA，miRNA）是一類內源性的非編碼小RNA，長度為18～25個核苷酸。miRNA能與靶mRNA 3'非翻譯區(qū)部分互補或者完全互補結合，引起靶mRNA降解或抑制其翻譯，從而對基因進行轉錄后水平的調控。據(jù)miRBase的最新數(shù)據(jù)顯示，人類有1 527種miRNA被鑒定出來，至少1/3的人類基因受到miRNA的調控。miRNA在調控細胞增殖、分化及凋亡，參與胚胎發(fā)育、腫瘤發(fā)生及壓力應答等過程中發(fā)揮著重要作用。

卵巢是一個十分獨特的組織，其內周而復始的上演著卵泡的募集、閉鎖、排卵、黃體形成和退化等生物學過程。在卵巢組織內特異性的敲除或減效Dicer 1（miRNA合成的關鍵酶）會顯著影響卵巢的生理功能。在小鼠卵母細胞內特異性的敲除Dicer 1會導致卵母細胞無法完成減數(shù)分裂，紡錘體組裝與染色體凝集異常［1］。在顆粒細胞內特異性的敲除Dicer 1會導致原始卵泡形成增多、早期卵泡激活加速、閉鎖卵泡增多、排卵率下降、卵母細胞與胚胎受損 等［2］。Dicerd/d（Dicer1 mRNA 表 達 量 下 降75%）雌性小鼠出現(xiàn)黃體功能受損，無法維持妊娠而流產［3］。可見，miRNA在促進卵母細胞成熟、排卵、維持黃體功能等方面發(fā)揮著不可替代的作用，該課題將進一步闡述特定miRNA在卵巢生理過程和卵巢癌中的表達及功能。

1 miRNA與卵巢的生理過程

1.1 miRNA與卵泡閉鎖 通過比較豬的正常排卵前卵泡、早期閉鎖卵泡及進行性閉鎖卵泡，發(fā)現(xiàn)有23條miRNA的表達在卵泡閉鎖過程中發(fā)生了顯著變化。其中，miR－26b的表達顯著上調，其通過抑制毛細血管擴張性共濟失調突變基因（ATM）的表達，減弱其對DNA的修復作用，促進顆粒細胞凋亡進而促發(fā)卵泡閉鎖［4］。

1.2 miRNA與黃體功能 體內外誘導母羊卵泡黃素化的研究［5］顯示，miR－199a－3p、miR－125b、miR－145和miR－31在卵泡－黃體過渡期表達下調，miR－503、miR－21 和 miR－142－3p 在黃體期顯著上調。通過比較牛的黃體退化前后miRNA的表達差異，發(fā)現(xiàn)miR－147、miR－148b 和 miR－378 在退化的黃體組織中表達下調，miR－26a和 miR－320表達上調，且 miR－378通過抑制干擾素γ受體1基因（IFNGP1）的翻譯進而抑制黃體細胞的凋亡［6］。miR－17－5p 和 Let－7b在Dicerd/d雌性小鼠體內表達減少，以致對基質金屬蛋白酶組織抑制因子1（TIMP1）蛋白表達的抑制作用減弱，進而導致新生血管不足，黃體功能受阻，妊娠無法維持而流產［3］。

1.3 miRNA與激素生物合成過程 miR－378通過抑制芳香化酶的轉錄和翻譯，抑制顆粒細胞合成雌激素［7］。miR－224 和 miR－383 分別受轉化生長因子β1（TGF－β1）和類固醇生長因子（SF－1）的正性調節(jié)，促進顆粒細胞分泌雌激素［8－9］。miR－125a 和miR－455通過抑制B類Ⅰ型清道夫受體（SR－BI）的轉錄及翻譯，減少高密度脂蛋白對膽固醇脂的攝取及相關類固醇激素的合成［10］。

1.4 miRNA與激素調控過程 在卵巢組織中，黃體生成素（LH）和卵泡刺激素（FSH）參與幾乎所有生殖相關的過程，起著不可替代的調控作用。Fie－dler et al［11］檢測了經 LH誘導前0 h及后4 h的小鼠顆粒細胞中miRNA的表達水平，發(fā)現(xiàn)有13條miRNA的表達在處理前后發(fā)生了變化，其中miR－132、miR－212和 miR－21 的表達顯著高于誘導前水平。進一步研究［12］顯示，miR－21的表達在LH注射后6 h升至最高峰，且miR－21缺失的小鼠顆粒細胞凋亡增加，排卵率下降。經FSH處理后12 h的小鼠顆粒細胞miR－29a和miR－30d表達顯著下調，并于48 h后回升;經生物信息分析預測的靶基因如Ⅳ型膠原蛋白基因 α 1（COL4A1）、骨形態(tài)發(fā)生蛋白（BMF）和環(huán)指蛋白2（RNF2）等的蛋白表達也發(fā)生了相應的改變［13］。

2 miRNA與卵巢癌

卵巢癌是女性生殖系統(tǒng)三大惡性腫瘤之一，其5年存活率不到30%，病死率居婦科惡性腫瘤首位。卵巢癌復發(fā)率高、耐藥性強以及缺乏個體化治療的有效預測因子是其治療的瓶頸。miRNA性質穩(wěn)定、功能廣泛，與腫瘤關系密切，在協(xié)助診斷、分型、治療、判斷預后等方面都有著重要意義，有望成為解決耐藥這一難題的突破點，為卵巢癌的研究帶來新的前景。

2.1 卵巢癌干細胞相關miRNA “腫瘤干細胞”假說認為:腫瘤中存在含量極少、具有無限增殖潛能的腫瘤干細胞，這些高致瘤性的細胞亞群是腫瘤發(fā)生、復發(fā)、轉移、耐藥和治療失敗的根源。近年來，越來越多的卵巢癌干細胞亞群及表面標記分子被發(fā)現(xiàn)，如 CD133、ALDH1、CD44 和 CD117 分 子。CD44+/CD117+干細胞亞群被認為是癌癥起始細胞，具有高度增殖、低度分化和多重耐藥的特性［14］，但其與CD133+亞群或者ALDH1+亞群是否是同一種細胞，尚無定論，需要進一步研究。

與卵巢上皮細胞CD44－亞群比較，CD44+亞群低表達 miR－199a和 miR－214，且其分別參與 IKKβ/NF－κB和PTEN/AKT通路，調節(jié)卵巢干細胞分化。進一步研究［14］顯示，miR－199a通過抑制 CD44的轉錄和翻譯，進而抑制CD44+/CD117+亞群細胞的增殖和侵襲，提高其對順鉑、紫杉醇、阿霉素等化療藥物的敏感性，并降低多重耐藥基因 ABCG2的轉錄［14］。在 p53－野生型 A2780 細胞系和 p53－突變型OV8細胞系內敲除 miR－214，發(fā)現(xiàn) ALDH1+干細胞亞群在A2780細胞群內減少，而非OV8細胞群內;進一步研究［15］顯示，miR－214通過抑制 p53蛋白表達來促進Nanog（一種干細胞自我更新維持因子）的表達，進而促進卵巢癌干細胞群自我更新。故通過抑制miR－214恢復p53的表達有望成為卵巢癌治療的新方法。

2.2 促癌miRNA和抑癌miRNA 與正常卵巢組織比較，miR－16、miR－21、miR－25 和 miR－148 作為促癌因子在卵巢癌中表達顯著升高［16－18］，miR－9、miR－125a/b、miR－140、miR－145、miR－199a、miR－101、miR－22、miR－183和 miR－31作為抑癌因子在卵巢癌的表達顯著下降［19－23］。miR－21 通過抑制 PTEN 的蛋白表達調節(jié)癌癥的發(fā)生發(fā)展［16］;miR－25通過抑制Bim轉錄和翻譯調節(jié)細胞凋亡和增殖［17］;miR－148b可能參與癌癥早期發(fā)生，有望成為早期診斷癌癥的標志物［18］。miR－9 通過抑制轉錄激活因子 NF－κB 的轉錄和翻譯調節(jié)細胞增殖［19］;miR－125b通過抑制BCL3翻譯誘導細胞周期停滯，抑制癌細胞增殖、克隆和腫瘤形成［20］;miR－101通過抑制 EzH2轉錄和翻譯以及EzH2與p21waf1/cip1啟動子的互動作用誘導細胞凋亡，抑制細胞增殖、侵襲及腫瘤生長［21］;miR－22、miR－183和miR－31通過抑制Tiam1的蛋白表達，進而抑制細胞遷移、侵襲和生長，但不影響細胞凋亡［22］。miR－132、miR－26a、let－7b 和 miR－145 在卵巢癌患者的血漿中表達水平顯著下降，被認為是預測黏液性卵巢癌的有效便利的標志物［23］。

然而，miR－200 家族（miR－200a/b/c、miR－141 和miR－429）在卵巢癌發(fā)生、發(fā)展過程中的作用是存在爭議的，是促癌miRNA或是抑癌miRNA，報道并非一致。Bendoraite et al［24］通過比較非永生性早期原代HOSE細胞與70例卵巢癌上皮組織及15種卵巢癌細胞系中 miR－200家族的表達差異，發(fā)現(xiàn) miR－200家族在正常卵巢的上皮細胞內低表達，而在卵巢癌細胞內表達顯著升高，這與Nam et al［25］的研究相符。核轉錄因子ZEB1/2能與上皮細胞中的基因啟動子E－Box序列結合，抑制E－鈣黏蛋白在上皮細胞中的表達，促進上皮細胞向間質細胞轉化。miR－200家族與ZEB1/2構成了相互抑制的雙向反饋環(huán)，使癌組織發(fā)生由間質型向上皮型（Meso－To－E）的轉變，而啟動 Meso－To－E轉變的起始信號尚不明確［24］。miR－141 和miR－200a可通過抑制p38α 的表達調節(jié)氧化應激反應，促進腫瘤生長的同時又提高了對抗氧化類藥物的反應性［26］。

相反的是，Hu et al［27］通過分析 55 例晚期（Ⅲ級和Ⅳ級）卵巢癌樣本中miRNA的表達，發(fā)現(xiàn)miR－200a/b和miR－429能抑制卵巢腫瘤細胞遷移，低水平表達預示著生存率低 。Cochrane et al［28］研究發(fā)現(xiàn)miR－200c在卵巢癌細胞系和Ⅲ級卵巢癌組織內的表達水平顯著下降，且低水平的miR－200c與預后差相關。紫杉醇作為治療卵巢癌一線藥物，通過促進微管蛋白聚合，抑制解聚，保持微管蛋白穩(wěn)定，抑制細胞有絲分裂。人體內至少存在8種不同亞型的β－微管。在卵巢癌組織中，Ⅰ和Ⅳ類β－微管蛋白高度表達，Ⅲ類β－微管蛋白中度表達，Ⅱ類β－微管蛋白低度表達。非小細胞肺癌、乳腺癌、頭頸癌和卵巢癌中高表達的Ⅲ類β－微管蛋白與不良的生存結局和藥物反應相關。miR－200c可與Ⅲ類β－微管mRNA的3'非翻譯區(qū)直接結合，抑制其蛋白的表達，恢復癌細胞對紫杉醇藥物的反應性［29］。miR－200c還可以通過抑制酪氨酸蛋白激酶B（TrkB）的表達恢復癌細胞失巢凋亡的敏感性，抑制腫瘤轉移和浸潤，且與紫杉醇聯(lián)合應用能顯著抑制腫瘤生長［30］。若于化療前，聯(lián)合使用miR－200c有望增加化療藥物敏感性及減少藥物用量。

3 結語

miRNA在女性生殖系統(tǒng)中的研究正在迅速的展開，其性質穩(wěn)定、功能重要，有望成為診斷和治療生殖相關疾病的重要靶點。目前，通過研究miRNA及其下游調控網絡，探索其在女性生殖系統(tǒng)生理病理狀況下的調控作用，可為研究女性生殖提供新思路、新角度、新方法。不過，應當明確的是，對同種疾病同類組織細胞中miRNA表達水平的研究，其結果可能是不同甚至是相反的。即使是同一種疾病狀態(tài)，研究樣本、細胞系，甚至對照組及檢測手段的不同，都有可能造成研究結果的不一致，這就要求以辯證的思維去看待研究結果。

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R 342.2;R 339.221;R 737.31

A

1000－1492（2014）05－0694－04

2013－11－25接收

安徽省自然科學基金（編號:1308085Qh131）

安徽醫(yī)科大學附屬省立醫(yī)院生殖中心，合肥 230001

朱 清，女，碩士研究生;