Dicer與腫瘤的關(guān)系研究進(jìn)展

王 熙 綜述 韓 慶 審校

(宜昌市第二人民醫(yī)院，湖北 宜昌 443000)

Dicer與腫瘤的關(guān)系研究進(jìn)展

王 熙 綜述 韓 慶 審校

(宜昌市第二人民醫(yī)院，湖北 宜昌 443000)

Dicer酶是RNaseⅢ家族成員，是miRNA成熟的關(guān)鍵酶，Dicer表達(dá)水平直接影響著miRNA的表達(dá)及其靶基因的調(diào)控能力，進(jìn)而調(diào)節(jié)生物體的生命活動(dòng)。大量研究表明，Dicer表達(dá)水平及其活性變化與腫瘤的發(fā)生發(fā)展、侵襲轉(zhuǎn)移及預(yù)后明顯相關(guān)，但其在不同腫瘤中的表達(dá)差異并不完全一致，說(shuō)明Dicer的表達(dá)具有腫瘤的特異性。本文探討了近幾年來(lái)對(duì)Dicer在腫瘤中的研究進(jìn)展，以期帶來(lái)腫瘤分子治療的新方法。

Dicer；腫瘤；侵襲轉(zhuǎn)移；耐藥；治療；進(jìn)展

人類(lèi)Dicer基因于2001年被克隆出來(lái)，是一個(gè)相對(duì)分子量約為200 000的多結(jié)構(gòu)域蛋白，Dicer酶是RNaseⅢ家族成員，是miRNA成熟的關(guān)鍵酶[1]。miRNA是一類(lèi)在進(jìn)化上非常保守的分子，參與生命過(guò)程中的一系列重要進(jìn)程，是具有調(diào)控功能的小分子非編碼RNA，由細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的核酸酶Dicer切割單鏈RNA前體后生成。因此Dicer在個(gè)體的發(fā)生及發(fā)展中發(fā)揮不可缺少的作用[2]。大量研究證明，在腫瘤組織中miRNA的表達(dá)異常[3-4]，作為調(diào)控miRNA成熟的關(guān)鍵酶，Dicer可能與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移、預(yù)后和治療的關(guān)系密切[5]，近年對(duì)這方面的研究有很大的進(jìn)展，本文就Dicer的生物合成、功能及與腫瘤的關(guān)系做一綜述。

1 Dicer的結(jié)構(gòu)及功能

Dicer酶普遍存在于包括人類(lèi)在內(nèi)的多種高等動(dòng)物中，它在進(jìn)化上高度保守，不同物種中Dicer的結(jié)構(gòu)具有相似性。通常Dicer含有6個(gè)結(jié)構(gòu)域：1)RNA解旋酶；2)含結(jié)合dsRNA折疊的DUF283域；3)結(jié)合dsRNA末端的折疊DUF283域；4)PAZ結(jié)構(gòu)域；5)RNaseIII結(jié)構(gòu)域；6)dsRNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域。RNA解旋酶結(jié)構(gòu)域N末端有與ATP結(jié)合及水解相關(guān)的結(jié)合亞基，C末端有與RNA結(jié)合的相關(guān)亞基，通過(guò)這些亞基利用ATP提供的能量完成解旋功能。PAZ結(jié)構(gòu)域能夠識(shí)別RNA。RNaseⅢ結(jié)構(gòu)域能夠準(zhǔn)確地將雙鏈RNA(dsRNA)切割成21～25 nt的siRNA，是Dicer酶的活性中心[6]。細(xì)胞核內(nèi)編碼的miRNA基因在RANpolⅡ的作用下轉(zhuǎn)錄成miRNA的初始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，即pri-miRAN，后者在Drosha-DGCR8復(fù)合體的作用下，剪切成長(zhǎng)約70個(gè)核苷酸、具有莖環(huán)結(jié)構(gòu)miRNA前體，即pre-miRNA，pre-miRNA在Ran2GTP依賴的核質(zhì)/細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白Exportin5的作用下，從核內(nèi)運(yùn)輸?shù)桨|(zhì)中，在Dicer-TRBP復(fù)合體的作用下，剪切成長(zhǎng)約20個(gè)核苷酸長(zhǎng)度的成熟miRNA，而后，成熟miRNA中的一條單鏈并入RISC復(fù)合體，隨之發(fā)揮序列特異性轉(zhuǎn)錄后調(diào)控作用[7]。因此，Dicer表達(dá)水平直接影響著miRNA的表達(dá)及其靶基因的調(diào)控能力。

2 Dicer與腫瘤的發(fā)生

人類(lèi)Dicer基因是一種單倍體不足的抑癌基因，當(dāng)其單等位基因缺失時(shí)可以導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生，而雙等位基因缺失反而抑制腫瘤的發(fā)生[8]。Lambertz等[9]對(duì)成視網(wǎng)膜細(xì)胞瘤小鼠模型的研究發(fā)現(xiàn)，敲除視網(wǎng)膜祖細(xì)胞中的Dicer的單等位基因后，不影響正常視網(wǎng)膜的發(fā)育，但是將小鼠置于成視網(wǎng)膜細(xì)胞瘤敏感的環(huán)境后，Dicer的單等位基因缺失的小鼠腫瘤形成的速度大大加快。Kumar等[8]分析了幾種小鼠腫瘤模型中條件敲除Dicer基因的后果，顯示Dicer的單等位基因缺失的小鼠加速了腫瘤的發(fā)生，其生存期明顯縮短，而雙等位基因缺失的小鼠卻抑制了腫瘤的發(fā)生。Hill等[10]研究家族性胸膜肺母細(xì)胞瘤時(shí)發(fā)現(xiàn)其遺傳易感性基因位于染色體14q，對(duì)其經(jīng)過(guò)基因分析發(fā)現(xiàn)Dicer基因是重要的易感基因。對(duì)11個(gè)家系進(jìn)行直接測(cè)序后發(fā)現(xiàn)所有家系均存在Dicer基因的雜合的胚系突變。在人類(lèi)腫瘤基因庫(kù)中，頻繁的出現(xiàn)Dicer基因的半合子缺失，而未見(jiàn)純合子缺失的報(bào)道。在《The Cancer Genome Project at the Sanger Institute》中對(duì)人類(lèi) Dicer基因拷貝數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，結(jié)果顯示在多個(gè)不同的腫瘤類(lèi)型中頻繁的出現(xiàn)Dicer單等位基因的缺失[11]。在《The Cancer Genome Atlas》中對(duì)惡性膠質(zhì)瘤及卵巢癌的Dicer基因拷貝數(shù)據(jù)的分析也得到同樣的結(jié)果[12]。

在人類(lèi)腫瘤中存在著大量的miRNA的缺失，其中存在著miRNA加工過(guò)程的部分功能缺失，腫瘤中頻繁的Dicer基因單拷貝缺失對(duì)miRNA生物功能的損害密切相關(guān)[13]。事實(shí)上，Dicer及Drosha的表達(dá)改變已經(jīng)在一些卵巢癌細(xì)胞系中得到證實(shí)[14]。從分析腫瘤中miRNA加工過(guò)程的突變中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了多種基因型的改變，暗示Dicer作為抑癌基因有著顯著的作用。過(guò)去傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為抑癌基因的雙等位基因突變或缺失促進(jìn)腫瘤進(jìn)展，而近幾年的研究明確表明一些基因的單等位基因缺失可能導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生?，F(xiàn)在抑癌基因通過(guò)單倍劑量不足對(duì)腫瘤的影響越來(lái)越得到重視，其局部的缺失有利于腫瘤的發(fā)生，而完全缺失反而不利于腫瘤的生長(zhǎng)[15]。對(duì)全組基因的研究開(kāi)始探索人類(lèi)腫瘤中染色體缺失的功能作用，這必將揭露Dicer作為單倍體不足抑癌基因的重要作用。

3 Dicer與腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移

Chiosea等[16]使用免疫組化檢測(cè)發(fā)現(xiàn)在肺非典型腺瘤增生和細(xì)支氣管肺泡癌中Dicer高表達(dá)，而在轉(zhuǎn)移區(qū)域和進(jìn)展期腺癌中Dicer低表達(dá)，一小部分甚至出現(xiàn)Dicer的缺失。肺鱗狀細(xì)胞癌中Dicer的表達(dá)高于腺癌。Jafarnejad等[17]研究黑素瘤患者活組織檢查中的Dicer的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)在黑素瘤的不同時(shí)期Dicer的表達(dá)有著明顯的不同，轉(zhuǎn)移性黑素瘤的Dicer表達(dá)明顯低于其他黑素細(xì)胞損傷的階段。此外，他們還發(fā)現(xiàn)在原發(fā)性黑素瘤病例中淋巴細(xì)胞反應(yīng)與Dicer表達(dá)存在相關(guān)性。Han等[18]通過(guò)沉默腫瘤細(xì)胞中Dicer的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞的增殖和侵襲的能力增強(qiáng)，細(xì)胞周期相關(guān)蛋白及細(xì)胞侵襲相關(guān)蛋白的表達(dá)增高，其皮下移植瘤的增長(zhǎng)能力也明顯強(qiáng)于未處理組細(xì)胞。Grelier等[19]發(fā)現(xiàn)在乳腺癌中，Dicer的表達(dá)水平是有著臨床相關(guān)性的，Dicer低表達(dá)的患者更易發(fā)生轉(zhuǎn)移復(fù)發(fā)及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，還發(fā)現(xiàn)在一種乳腺癌細(xì)胞系的兩種獨(dú)立的轉(zhuǎn)移性骨衍生克隆中Dicer的表達(dá)是被抑制的。shu等[20]通過(guò)免疫組化的方法檢測(cè)出Dicer的陽(yáng)性率在低分化的膽囊腺癌伴淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、侵襲性、不能手術(shù)切除的病例降低，顯著低于分化良好的膽囊腺癌不伴淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及侵襲，可以徹底手術(shù)切除的病例。Chiosea等[21]通過(guò)基因組織芯片研究發(fā)現(xiàn)，在正常前列腺組織中Dicer僅存在于基底細(xì)胞中，而在腫瘤上皮細(xì)胞中Dicer高表達(dá)，當(dāng)前列腺癌發(fā)生進(jìn)展和轉(zhuǎn)移到淋巴結(jié)或其他內(nèi)臟器官時(shí)，Dicer表達(dá)持續(xù)升高。Dicer在轉(zhuǎn)移性前列腺癌中的表達(dá)量高于原發(fā)性前列腺癌。提示Dicer在不同腫瘤發(fā)展的過(guò)程中的作用是不一樣的，其具體機(jī)制尚不明確。

4 Dicer與腫瘤的耐藥及治療

隨著近代多種抗腫瘤藥物的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用于臨床，一部分腫瘤治療效果得到明顯改善，甚至有些腫瘤可以治愈，但存在部分腫瘤對(duì)抗腫瘤藥物不敏感，或者在治療過(guò)程中逐漸出現(xiàn)對(duì)抗腫瘤藥物的耐藥，成為限制抗腫瘤藥物臨床治療的重要因素?，F(xiàn)在對(duì)抗腫瘤藥物作用及耐藥的分子機(jī)制研究很多，大量研究證明miRNA影響了藥物的吸收、代謝及分布，其表達(dá)差異與腫瘤耐藥明顯相關(guān)[22]。可見(jiàn)，Dicer作為miRNA成熟的關(guān)鍵酶可起到調(diào)控miRNA的表達(dá)，從而影響抗腫瘤藥物療效。目前Dicer對(duì)腫瘤治療的作用研究不多。RNA干擾是一種基因轉(zhuǎn)錄后沉默機(jī)制，它由雙鏈RNA啟動(dòng)，在Dicer酶的參與下，把RNA分子切割為小分子干擾RNA(smallinterfering RNA/shortinterfering RNA，si RNA)，并特異性地與m RNA的同源序列結(jié)合，從而產(chǎn)生相應(yīng)的功能表型缺失的現(xiàn)象[23]。Grelier等[19]在人乳腺癌細(xì)胞系MCF-7中用siRNA干擾Dicer的表達(dá)后，可以阻滯細(xì)胞生長(zhǎng)，還可以增加細(xì)胞對(duì)順鉑的敏感性。Merritt等[14]的研究結(jié)論證明卵巢癌中低Dicer的表達(dá)，對(duì)化療亦低敏感。這些都提示Dicer可能成為腫瘤分子治療的新靶點(diǎn)，為逆轉(zhuǎn)腫瘤耐藥提供新的思路。

5 Dicer與腫瘤的預(yù)后

Jafarnejad等[17]評(píng)估了Dicer的表達(dá)與原發(fā)性和轉(zhuǎn)移性黑素瘤患者的5年生存率的相關(guān)性發(fā)現(xiàn)，Dicer高表達(dá)患者的總生存率高于Dicer低表達(dá)患者，Dicer的表達(dá)與黑素瘤患者生存率之間存在著顯著的正相關(guān)。此外，結(jié)果也顯示Dicer的表達(dá)能夠預(yù)測(cè)總體及特定疾病型患者的生存率，并且與性別和年齡無(wú)關(guān)。Karube等[24]報(bào)道，在非小細(xì)胞肺癌肺癌中，Dicer表達(dá)的降低與肺癌手術(shù)后的預(yù)后有明顯的相關(guān)性，使用多元COX回歸分析顯示Dicer的預(yù)后相關(guān)性與腫瘤的分期無(wú)關(guān)，邏輯回歸分析發(fā)現(xiàn)在分化不良的腫瘤中Dicer低表達(dá)的發(fā)生率更高，表明了Dicer表達(dá)的降低與肺癌的發(fā)展預(yù)后相關(guān)。Merritt等[14]檢測(cè)了111例上皮性卵巢癌患者標(biāo)本中的Dicer表達(dá)水平發(fā)現(xiàn)，在高級(jí)別卵巢癌中Dicer的表達(dá)越低，Dicer的高表達(dá)與臨床生存率的增加相關(guān)。他們通過(guò)多變量分析發(fā)現(xiàn)減少疾病相關(guān)存活率的三個(gè)獨(dú)立預(yù)后因素：低Dicer的表達(dá)、高級(jí)別的組織學(xué)形態(tài)、對(duì)化療的低敏感，并確認(rèn)了Dicer的表達(dá)越低則患者的預(yù)后越差。Lin等[25]研究成神經(jīng)細(xì)胞瘤臨床分期與Dicer的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，在4期腫瘤中Dicer的表達(dá)明顯低于其他期別(特別是1期)，Dicer低表達(dá)與腫瘤高風(fēng)險(xiǎn)表型密切相關(guān)，并且Dicer表達(dá)越低，患者存活期越短。He等[26]分析Dicer的表達(dá)與宮頸癌患者臨床特征的關(guān)系發(fā)現(xiàn)Dicer表達(dá)低的患者中，其5年無(wú)病生存率及5年總存活率越低，而且，Dicer低表達(dá)與宮頸癌臨床分期是腫瘤不良結(jié)局的重要獨(dú)立的預(yù)測(cè)因素。Chiosea等[21]發(fā)現(xiàn)在前列腺癌中臨床分期越晚，存在淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的，Gleason評(píng)分越高的Dicer表達(dá)越高，且預(yù)后越差。Faber[27]對(duì)結(jié)腸癌的研究也得出相似的結(jié)論，Dicer的高表達(dá)與低生存率有著高度的相關(guān)性，Dicer表達(dá)越高其存活率越低，同樣，無(wú)進(jìn)展生存率也越低。復(fù)發(fā)組中有著最強(qiáng)的Dicer表達(dá)，而無(wú)復(fù)發(fā)組中則沒(méi)有Dicer的表達(dá)。可見(jiàn)Dicer的表達(dá)水平在不同腫瘤中的預(yù)后也是不同的。

6 結(jié)論

綜上所述，Dicer是一種獨(dú)特的抑癌基因，在大部分腫瘤中低表達(dá)，其低表達(dá)能促進(jìn)腫瘤的進(jìn)展及侵襲轉(zhuǎn)移，而且表現(xiàn)出預(yù)后越差的特點(diǎn)。然而在部分腫瘤中卻得出相反的結(jié)論，如前列腺癌及結(jié)腸癌。雖然Dicer與各種腫瘤的關(guān)系存在不一致性，需要對(duì)不同腫瘤進(jìn)行單獨(dú)的研究，但是這些發(fā)現(xiàn)提示改變Dicer的表達(dá)對(duì)致瘤作用及腫瘤的進(jìn)展有重要意義，對(duì)腫瘤耐藥及預(yù)后有指導(dǎo)意義，其具體機(jī)制有待更多更深入的研究以明確。

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韓慶。E-mail：1205472677@qq.com

2016-09-27)