MiR-26a在肺癌中的研究進(jìn)展

王靜西 董曉平 張 雪 賀宇彤

GLOBOCAN最新估計(jì)的全球185個(gè)國家36個(gè)癌癥發(fā)病與死亡的數(shù)據(jù)顯示[1]，2018年全球肺癌新發(fā)病例約209.39萬(11.6%)，死亡病例約176.10萬(18.4%)，居全部惡性腫瘤的第一位。在過去的30多年，中國肺癌死亡率呈逐年上升的趨勢(shì)[2-3]。研究表明早期肺癌經(jīng)治療其五年生存率可達(dá)90%以上，而晚期肺癌治療后的五年生存率低于5%[4-5]，因此找到高特異性和敏感性的生物標(biāo)志物對(duì)肺癌的早期診斷和預(yù)后具有重要的臨床意義。

MicroRNA(miRNA)是一類由約22個(gè)核苷酸(nt)組成的非蛋白編碼的小分子RNA，通過與靶基因mRNA的3′-非翻譯區(qū)(3-UTR)特異性地堿基互補(bǔ)配對(duì)，導(dǎo)致mRNA的翻譯抑制或降解，進(jìn)而廣泛地調(diào)控多種致癌途徑[6]。MiR-26a是miRNA家族中的一份子，其在肺癌中的研究已多有報(bào)道，然而其靶向調(diào)控相關(guān)蛋白或mRNAs的機(jī)制尚未被歸納總結(jié)，本文將對(duì)miR-26a在肺癌中針對(duì)靶基因的調(diào)控機(jī)制、臨床治療與耐藥等方面進(jìn)行綜述。

1 MiR-26a的生物學(xué)特征與調(diào)節(jié)機(jī)制

1.1 MiR-26a的生物學(xué)特征

MiR-26a屬于has-miR-26a家族的成員，有miR-26a-1和miR-26a-2兩個(gè)亞型，分別位于第3號(hào)和第12號(hào)染色體。成熟的miR-26a有22個(gè)核苷酸，其中約7個(gè)核苷酸的種子區(qū)域可以通過結(jié)合mRNAs誘導(dǎo)相關(guān)目的基因編碼蛋白質(zhì)[7]。MiR-26a可在多種癌組織中發(fā)揮抑癌或促癌作用，如Zeste基因增強(qiáng)子同源物2(Enhancer of zeste homolog 2，EZH2)是前列腺癌的促癌基因，Erdmann等[8]發(fā)現(xiàn)miR-26a可以在前列腺癌中以不依賴EZH2的方式阻斷PC-3(前列腺癌細(xì)胞的一種)細(xì)胞G1期到S期的轉(zhuǎn)化，進(jìn)而抑制癌細(xì)胞增殖，發(fā)揮抑癌作用；Shao等[9]發(fā)現(xiàn)miR-26a在食管癌癌組織中的表達(dá)低于癌旁正常組織，細(xì)胞功能試驗(yàn)顯示miR-26a在食管癌細(xì)胞系中高表達(dá)可以顯著抑制癌細(xì)胞增殖、遷移和侵襲，發(fā)揮抑癌作用；Li等[10]在神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞內(nèi)發(fā)現(xiàn)了TUG1/miR-26a/PTEN的調(diào)控機(jī)制，?；撬嵘险{(diào)基因1(Taurine upregulated gene 1，TUG1)和同源性磷酸酶-張力蛋白(Phosphatase and tensin homolog，PTEN)在神經(jīng)膠質(zhì)瘤的癌組織中表達(dá)上調(diào)，而miR-26a表達(dá)下降，TUG1通過結(jié)合miR-26a的3′UTR進(jìn)而抑制miR-26a對(duì)PTEN的負(fù)調(diào)控，減少癌細(xì)胞增殖，促進(jìn)凋亡。

1.2 MiR-26a與肺癌的靶向調(diào)節(jié)機(jī)制

MiR-26a在肺癌中通過靶向調(diào)節(jié)相關(guān)蛋白和(或)mRNAs發(fā)揮抑癌或促癌的作用。Sekimoto等[11]研究了26例肺腺癌的組織標(biāo)本，發(fā)現(xiàn)miR-26a通過調(diào)控高遷移率族蛋白A1(High mobility group protein，HMGA1)的表達(dá)水平而發(fā)揮抑癌作用，HMGA1的mRNA是miR-26a的直接靶點(diǎn)并與其表達(dá)水平呈負(fù)相關(guān)。功能實(shí)驗(yàn)表明，miR-26在癌組織中過表達(dá)可以抑制癌細(xì)胞增殖、遷移和侵襲，發(fā)揮抑癌作用。EZH2是多聚梳群基因家族成員之一，有基因轉(zhuǎn)錄抑制的作用，在肺癌中充當(dāng)促癌基因[12]。Dang等[13]發(fā)現(xiàn)在肺癌中EZH2是miR-26a的潛在靶標(biāo)，在癌細(xì)胞系(SK-MES-1)中miR-26a抑制EZH2增強(qiáng)子的表達(dá)并反式激活其下游靶基因，進(jìn)而抑制癌細(xì)胞的增殖和侵襲，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，阻斷G1/S期的轉(zhuǎn)換，發(fā)揮抑癌作用。這與高陽等[14]的研究結(jié)果一致，高陽等檢測(cè)了21例肺癌患者的癌組織與癌旁正常組織中miR-26a表達(dá)情況，結(jié)果表明其在癌組織中的表達(dá)水平低于癌旁正常組織，同時(shí)miR-26a過表達(dá)抑制肺癌細(xì)胞增殖，促進(jìn)凋亡；研究用雙熒光素酶實(shí)驗(yàn)檢測(cè)到miR-26a與EZH2的3′UTR特異性結(jié)合，并抑制了EZH2蛋白的表達(dá)活性。在miR-26a過表達(dá)組EZH2蛋白的表達(dá)量低于對(duì)照組，而在低表達(dá)組EZH2蛋白表達(dá)量明顯高于對(duì)照組，由此miR-26a在肺腺癌中的作用機(jī)制是通過調(diào)控EZH2蛋白水平而影響肺癌細(xì)胞的增殖與凋亡。細(xì)胞分裂周期蛋白6(Cell division cycle protein6，CDC6)與miR-26a關(guān)系密切，Zhang等[15]通過熒光素酶報(bào)告基因檢測(cè)到在CDC6的3′UTR端有miR-26a和miR-26b的靶序列。功能試驗(yàn)表明，通過抑制CDC6基因表達(dá)水平，miR-26a和miR-26b在肺癌細(xì)胞系中表達(dá)增高，進(jìn)而抑制癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲，發(fā)揮抑癌作用。

膜聯(lián)蛋白A1(Annexin A1，ANXA1)屬于鈣磷脂結(jié)合蛋白的Annexin超家族，研究表明其參與細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)、細(xì)胞生長和分化等生物學(xué)功能，同時(shí)在多種癌組織中表達(dá)異常[16]。DAL-1屬于膜相關(guān)細(xì)胞骨架蛋白4.1家族的一員，在肺癌中表達(dá)異常，可以有效抑制肺癌上皮-間質(zhì)(Epithelial-to mesenchymal，EMT)間的轉(zhuǎn)化[17]。Cai等[18]對(duì)9例非小細(xì)胞肺癌(Non-small cell lung cancer，NSCLC)的癌組織和癌旁正常組織進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)ANXA1作為DAL-1相關(guān)蛋白在肺癌細(xì)胞中接受miR-26a調(diào)控。在肺癌H460細(xì)胞系中，DAL-1基因沉默可以增加ANXA1蛋白的表達(dá)，功能試驗(yàn)表明抑制miR-26a在癌組織中的表達(dá)可促進(jìn)肺癌細(xì)胞的遷移、侵襲和增殖，因此miR-26a在NSCLC中發(fā)揮抑癌作用。磷酸肌苷3激酶與蛋白激酶B的磷酸化(Phosphoinositide 3 kinase and phosphorylation of protein kinase B，PI3K-Akt)信號(hào)通路可以調(diào)控多種癌細(xì)胞增殖和遷移等生物學(xué)功能[19]，其中包括肺癌[20]。研究表明Toll樣受體9(Toll-like receptor 9，TLR9)在多種癌癥中廣泛表達(dá)，包括乳腺癌、結(jié)直腸癌和肺癌等[21-22]，其可以作為腫瘤診斷或預(yù)后的生物標(biāo)志物。Jiang等[23]發(fā)現(xiàn)TLR9和miR-26a在肺癌的癌組織中表達(dá)水平較高，TLR9的配體CpG-寡脫氧核苷酸(CpG-oligodeoxynucleotides，CpG-ODN)可以誘導(dǎo)人肺癌細(xì)胞增殖與轉(zhuǎn)移。對(duì)6～7周的雌性裸鼠進(jìn)行動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)CpG-ODN同樣可以引起裸鼠腫瘤重量和體積的增大。在肺癌細(xì)胞中miR-26a通過調(diào)控PI3K-Akt信號(hào)通路，參與TLR9介導(dǎo)的肺癌細(xì)胞的增殖與轉(zhuǎn)移。Lin等[24]通過雙熒光素酶報(bào)告基因檢測(cè)到糖原合成酶激酶-3β(Glycogen synthase kinase-3β，GSK3β)是miR-26a的直接靶標(biāo)，miR-26a可以通過靶向GSK3β調(diào)控肺癌細(xì)胞的遷移和侵襲，發(fā)揮促癌作用。

2 MiR-26a對(duì)肺癌的治療與耐藥情況

2.1 MiR-26a與肺癌的治療

已有研究表明目前發(fā)現(xiàn)了多種miRNA與肺癌的預(yù)后和生存有密切關(guān)系[25-26]，其中miR-26a在肺癌中通過調(diào)控相關(guān)靶基因和蛋白影響癌細(xì)胞的生物學(xué)特征，可以為臨床肺癌患者的治療提供潛在治療靶點(diǎn)與治療方案。

Liu等[27]利用Target Scan生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫得到PTEN是miR-26a的直接靶標(biāo)，實(shí)驗(yàn)表明與未發(fā)生淋巴轉(zhuǎn)移組相比，miR-26a在淋巴轉(zhuǎn)移組的癌組織中表達(dá)水平更高；進(jìn)一步的機(jī)制研究發(fā)現(xiàn)miR-26a通過調(diào)控相關(guān)轉(zhuǎn)移基因(MMP-2、VEGF、Twist和β-catenin)的表達(dá)，同時(shí)抑制PTEN而激活A(yù)KT/NFκB途徑，進(jìn)而增強(qiáng)肺癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移能力。臨床可通過調(diào)控肺癌患者中miR-26a的表達(dá)水平，為轉(zhuǎn)移性肺癌患者找到潛在治療基因。Tong等[28]用50例小細(xì)胞肺癌(Small cell lung cancer，SCLC)患者的癌組織標(biāo)本和10例正常組織標(biāo)本進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，免疫組化發(fā)現(xiàn)KH型剪接調(diào)節(jié)蛋白(KH-Type splicing regulatory protein，KHSRP)是一種多功能RNA結(jié)合蛋白，對(duì)SCLC的發(fā)生發(fā)展有重要作用。KHSRP的蛋白水平在癌組織中較正常組織高，同時(shí)通過參與miR-26a的成熟并抑制PTEN的表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)癌細(xì)胞增殖和腫瘤的生長，發(fā)揮促癌作用。研究提示KHSRP結(jié)合miR-26a有望成為SCLC的潛在治療靶點(diǎn)。

2.2 MiR-26a與肺癌的耐藥

肺癌是造成全球癌癥死亡的主要原因，而NSCLC約占全部肺癌的85%，其5年生存率僅為18%[29]。由于NSCLC對(duì)化療的耐藥情況越來越嚴(yán)峻，迫切需要確定其耐藥機(jī)制，并制定新戰(zhàn)略以克服耐藥。Yang等[30]結(jié)合他們之前發(fā)表的研究和GEO數(shù)據(jù)庫發(fā)現(xiàn)HMGA2表達(dá)水平高的肺腺癌患者存活概率低。熒光素酶報(bào)告基因?qū)嶒?yàn)發(fā)現(xiàn)HMGA2是miR-26a的功能性靶標(biāo)，并參與miR-26a介導(dǎo)的肺癌順鉑耐藥。其作用機(jī)制為miR-26a通過靶向調(diào)控HMGA2介導(dǎo)的E2F1-Akt途徑，增加在肺癌細(xì)胞中的表達(dá)水平，抑制癌癥進(jìn)展，降低順鉑耐藥并提高患者的預(yù)后。表皮生長因子受體酪氨酸激酶抑制劑(Epidermal growth factor receptor-tyrosine kinase inhibitors，EGFR-TKIs)可以選擇性結(jié)合EGFR細(xì)胞內(nèi)酪氨酸激酶域的ATP結(jié)合位點(diǎn)，通過調(diào)控AKT和MAPK的途徑，阻斷EGFR分子內(nèi)酪氨酸自身磷化及活化，進(jìn)而促使肺癌細(xì)胞凋亡。盡管EGFR-TKIs對(duì)NSCLC患者的治療發(fā)揮重要作用，但具有EGFR基因突變的患者對(duì)EGFR-TKIs治療有耐藥性，因此獲得性耐藥普遍存在[31-32]。為確定其耐藥新機(jī)制，Lee等[33]對(duì)腫瘤樣本進(jìn)行下一代測(cè)序發(fā)現(xiàn)EGFR T790M是獲得性耐藥最常見的機(jī)制。Xu等[34]檢測(cè)了5例EGFR-TKIs耐藥的肺腺癌患者的癌組織標(biāo)本，發(fā)現(xiàn)miR-26a在癌組織中表達(dá)上調(diào)，并可以增加NSCLC中EGFR-TKIs的敏感性。熒光素酶報(bào)告基因?qū)嶒?yàn)發(fā)現(xiàn)酪氨酸蛋白磷酸酶非受體型13(Tyrosine-protein phosphatase non-receptor type 13，PTPN13)是miR-26a的候選靶標(biāo)；IHC實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)抑制miR-26a的表達(dá)，PTPN13的表達(dá)水平顯著增加。在4～6周的BALB/c裸鼠皮下接種1×107的SPCA1肺癌細(xì)胞培養(yǎng)其發(fā)展為腫瘤，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)吉非替尼(第一代EGFR-TKIs藥物)和miR-26a抑制劑結(jié)合可以顯著抑制腫瘤生長。MiR-26a位于EGFR信號(hào)傳導(dǎo)的下游，可以使PTPN13沉默進(jìn)而維持Src(PTPN13的去磷酸化底物)的活化，增強(qiáng)調(diào)節(jié)回路中EGFR途徑，揭示了NSCLC對(duì)TKIs治療耐藥的新機(jī)制。多西紫杉醇介導(dǎo)的化療已被用于改善晚期肺腺癌患者的生存和預(yù)后，然而其耐藥性問題依然是該藥物臨床應(yīng)用的主要障礙。已有研究表明miR-26a在癌組織中低表達(dá)可以導(dǎo)致順鉑耐藥并促進(jìn)癌細(xì)胞的生長和轉(zhuǎn)移。Chen等[35]發(fā)現(xiàn)相對(duì)于非耐藥組(18例樣本)，多西紫杉醇耐藥組(19例樣本)中miR-26a表達(dá)顯著下調(diào)。細(xì)胞功能試驗(yàn)結(jié)果顯示miR-26a在癌組織中高表達(dá)可以降低其增殖和轉(zhuǎn)移，提高凋亡率，抑制EMT過程。MiR-26a在耐藥組可通過靶向EZH2發(fā)揮作用，MiR-26a/EZH2信號(hào)通路有助于多西紫杉醇耐藥的肺腺癌細(xì)胞惡性表型的表達(dá)，表明miR-26a在化療耐藥的肺腺癌分子病因?qū)W中發(fā)揮關(guān)鍵作用。通過對(duì)吉非替尼和多西紫杉醇耐藥機(jī)制的研究，找到其相關(guān)信號(hào)通路，可用于解決臨床上肺癌藥物耐藥的問題。

3 小結(jié)與展望

在肺癌與miR-26a的相關(guān)研究中，已被證實(shí)miR-26a與肺癌的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，是肺癌潛在的生物標(biāo)志物。miR-26a通過調(diào)控HMGA1、EZH2、CDC6和ANXA1可以抑制肺癌細(xì)胞的遷移和侵襲，而靶向TLR9[23]和GSK3β[24]則促進(jìn)癌細(xì)胞的遷移和侵襲。對(duì)miR-26a的臨床機(jī)制進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，其表達(dá)水平和靶向基因與肺癌患者的預(yù)后和生存有關(guān)：靶向基因PTEN[27]和KHSRP[28]有助于肺癌患者的治療，而調(diào)控靶基因HMGA2[30]、PTPN13[34]和EZH2[35]則與臨床耐藥有關(guān)，對(duì)肺癌患者的治療造成了巨大阻礙，也是我們需要解決的問題。MiR-26a通過調(diào)控相關(guān)基因或信號(hào)通路來調(diào)控肺癌細(xì)胞的增殖、侵襲和耐藥情況。因此miR-26a不僅可以作為基因靶向治療的靶點(diǎn)，同時(shí)也可以減輕臨床肺癌耐藥情況。相信隨著對(duì)miR-26a機(jī)制研究的進(jìn)一步深入，其必將在肺癌的治療和耐藥中有著廣闊的應(yīng)用前景。

表1 MiR-26a在肺癌中調(diào)控的靶基因及作用機(jī)制

Note：↑：Increased expression in cancer tissues；↓：Decreased expression in cancer tissues；↓*：Inhibition of miR-26a maturation.