microRNA與腫瘤關(guān)系的研究進(jìn)展△

趙銀龍，王洪冰，毛鐵鑄，鐘莉莉

吉林大學(xué)第二醫(yī)院1核醫(yī)學(xué)科，3放療科，4醫(yī)學(xué)研究中心，長春 130041

2延吉頤康老年病醫(yī)院綜合內(nèi)科，吉林 延吉130000

微小RNA（microRNA，miRNA）是一組由內(nèi)源基因編碼的長度為20～24個(gè)核苷酸的非編碼單鏈RNA分子[1]。它能夠與特定的mRNA相結(jié)合，降解對(duì)應(yīng)的靶mRNA，從而抑制其正常的翻譯過程，在轉(zhuǎn)錄后階段調(diào)控基因的表達(dá)，廣泛參與機(jī)體的生長、發(fā)育、分化、代謝和防御等生命過程[2-5]。腫瘤作為威脅人類健康的重要疾病，一直是醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域中的重點(diǎn)。隨著醫(yī)療水平的不斷提高，雖然對(duì)腫瘤的診斷方法和治療手段日趨進(jìn)步，但其發(fā)病率和病死率依然居高不下，嚴(yán)重威脅著患者的健康[6]。近年來，有研究發(fā)現(xiàn)，多種miRNA在正常細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞中的表達(dá)存在明顯的差異，這些差異表達(dá)的miRNA通過調(diào)控不同的靶基因發(fā)揮著類似原癌基因或抑癌基因的作用，與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、治療和預(yù)后等密切相關(guān)[7-9]。本文對(duì)近年來miRNA與腫瘤關(guān)系的研究進(jìn)展進(jìn)行總結(jié)與分析，旨在為腫瘤的早期診斷、早期治療和療效預(yù)測(cè)提供理論依據(jù)。

1 miRNA與腫瘤的關(guān)系

1.1 miRNA促進(jìn)腫瘤的發(fā)生與發(fā)展

某些miRNA可以促進(jìn)多種腫瘤的發(fā)生與發(fā)展，起到類似原癌基因的作用。據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，miRNA-135b在乳腺癌、非小細(xì)胞肺癌、骨肉瘤和胰腺癌等人類多種惡性腫瘤中異常高表達(dá)，加速了腫瘤的發(fā)展進(jìn)程[10-13]。Yang等[14]研究發(fā)現(xiàn)，miRNA-494在宮頸癌細(xì)胞和宮頸癌組織中的表達(dá)明顯上調(diào)；另外，體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，通過負(fù)性調(diào)控抑癌基因——磷酸酶及張力蛋白同源物（phosphatase and tensin homolog，PTEN）基因的表達(dá)可以促進(jìn)宮頸癌的發(fā)生與發(fā)展；該研究還發(fā)現(xiàn)，采用抑制劑抑制miRNA-494的表達(dá)可以將細(xì)胞阻滯于G1細(xì)胞周期，從而抑制宮頸癌細(xì)胞的增殖?？梢?，miRNA-494在宮頸癌的發(fā)生、發(fā)展中起著重要的作用。Qu等[15]研究發(fā)現(xiàn)，miRNA-155在胃癌細(xì)胞中呈過表達(dá)，并通過負(fù)向調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)化生長因子-β受體2（transforming growth factor-β receptor 2，TGF-βR2）的表達(dá)，促進(jìn)胃癌細(xì)胞的生長和遷移，從而促進(jìn)胃癌的發(fā)展。Fan等[16]研究發(fā)現(xiàn)，miRNA-26b在結(jié)直腸癌細(xì)胞系中的異常表達(dá)促進(jìn)了上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）過程，此外，miRNA-26b直接靶向抑制多種腫瘤抑制因子，包括PTEN和無翅型小鼠乳房腫瘤病毒整合位點(diǎn)家族成員5A（wingless-type mouse mammary tumor virus integration site family member 5A，WNT5A）。值得注意的是，miRNA-26b的表達(dá)水平在存在淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移結(jié)直腸癌患者的結(jié)直腸癌組織中明顯升高，表明miRNA-26b可通過下調(diào)PTEN和WNT5A的表達(dá)從而促進(jìn)結(jié)直腸癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移。

1.2 miRNA抑制腫瘤的發(fā)生與發(fā)展

部分miRNA可以促進(jìn)腫瘤的發(fā)生與發(fā)展，還有部分miRNA可以抑制腫瘤的發(fā)生與發(fā)展。據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，miRNA-375在胃癌、乳腺癌、宮頸癌、結(jié)直腸癌和腦膠質(zhì)瘤等人類惡性腫瘤中均呈低表達(dá)，且miRNA-375可通過負(fù)性調(diào)控星形膠質(zhì)細(xì)胞上調(diào)基因-1（astrocyte elevated gene 1，AEG-1）、Yes相關(guān)蛋白 1（Yes associated protein 1，YAP1）、胰島素樣生長因子1受體（insulin-like growth factor 1 receptor，IGF1R）、丙酮酸脫氫酶激酶1（pyruvate dehydrogenase kinase 1，PDK1）等原癌基因的表達(dá)從而抑制腫瘤的發(fā)生與發(fā)展[17-22]。Liang等[23]發(fā)現(xiàn)了包括 miRNA-300、miRNA-329、miRNA381和miRNA-655在內(nèi)的一系列miRNA，可通過負(fù)性調(diào)控垂體腫瘤轉(zhuǎn)化基因1（pituitary tumor-transforming gene 1，PTTG1）的表達(dá)，抑制垂體惡性腫瘤的發(fā)生。Zhang等[24]在miRNA-203的表達(dá)與肝癌關(guān)系的研究中，用miRNA-203模擬物或陰性對(duì)照RNA轉(zhuǎn)染肝癌細(xì)胞株HepG2和Hep3B，然后對(duì)細(xì)胞的存活率和增殖能力進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果顯示，miRNA-203過表達(dá)使HepG2和Hep3B細(xì)胞的存活率和增殖能力均明顯下降，抑制了肝癌的進(jìn)展。Qu等[25]研究發(fā)現(xiàn)，miRNA-374b在結(jié)腸癌組織和細(xì)胞中的表達(dá)水平明顯降低，上調(diào)miRNA-374b的表達(dá)，可以抑制結(jié)腸癌細(xì)胞的增殖和侵襲；相反，miRNA-374b抑制劑則可促進(jìn)結(jié)腸癌細(xì)胞的增殖和侵襲；另外，該研究還發(fā)現(xiàn)，肝受體同系物-1（liver receptor homolog-1，LRH-1）為結(jié)腸癌細(xì)胞中miRNA-34b的靶點(diǎn)，兩者存在負(fù)性調(diào)控的關(guān)系；上述結(jié)果均表明miRNA-34b可通過下調(diào)LRH-1的表達(dá)來抑制結(jié)腸癌細(xì)胞的增殖和侵襲。

2 腫瘤中miRNA的變化及臨床意義

2.1 miRNA與腫瘤診斷的關(guān)系

腫瘤致死率高的原因通常是腫瘤發(fā)病早期缺乏典型的臨床癥狀，當(dāng)患者確診時(shí)已發(fā)展為晚期，延誤了最佳的治療時(shí)機(jī)，因此，敏感且高效的早期診斷與治療的方法對(duì)于腫瘤的控制具有重要意義。隨著研究的深入，人們發(fā)現(xiàn)miRNA作為基因表達(dá)調(diào)控的一類小分子物質(zhì)，有可能作為潛在的腫瘤標(biāo)志物用于腫瘤的早期診斷[26-28]。Chung等[29]從健康者和卵巢癌患者的血清樣本中分離出總RNA，以鑒定腫瘤相關(guān)miRNA，結(jié)果顯示，卵巢癌患者血清中 miRNA-26a、miRNA-132、miRNA-145和let-7b的表達(dá)水平均與健康者存在明顯差異，這些異常表達(dá)的miRNA有可能作為潛在的腫瘤標(biāo)志物用于卵巢癌的早期診斷。Shirmohammadi等[30]選取了31例胃癌患者的胃癌組織及其相應(yīng)的癌旁正常組織，采用實(shí)時(shí)定量聚合酶鏈反應(yīng)（quantitative real time-polymerase chain reaction，qRT-PCR）方法檢測(cè)胃癌組織和癌旁正常組織中miRNA-9和miRNA-106a的表達(dá)情況，結(jié)果顯示，miRNA-9和miRNA-106a在胃癌組織中的表達(dá)水平均明顯高于癌旁正常組織（P＜0.05），可以被認(rèn)為是潛在的生物標(biāo)志物用于胃癌的早期診斷。Chen等[31]對(duì)66例腎透明細(xì)胞癌患者的腎透明細(xì)胞癌組織中miRNA-224和miRNA-141的表達(dá)水平進(jìn)行了分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，miRNA-224與miRNA-141的比值可用于鑒別診斷腎透明細(xì)胞癌組織與癌旁正常組織，靈敏度為97.06%，特異度為98.53%，表明miRNA-224與miRNA-141的比值可作為檢測(cè)腎透明細(xì)胞癌的潛在有利工具，miRNA-224和miRNA-141可能是診斷腎透明細(xì)胞癌的新的生物標(biāo)志物。

2.2 miRNA與腫瘤治療的關(guān)系

miRNA在大多數(shù)惡性腫瘤中表達(dá)異常，起類似原癌基因和抑癌基因的作用，對(duì)腫瘤的發(fā)生與發(fā)展起到至關(guān)重要的作用。利用這個(gè)特性，人們發(fā)現(xiàn)，miRNA可以作為靶向治療的特定靶點(diǎn)，指導(dǎo)臨床多種惡性腫瘤的治療[32-33]。Kleemann等[34]研究發(fā)現(xiàn)，miRNA-147b在卵巢癌SKOV3細(xì)胞中呈低表達(dá)，并且miRNA-147b被證實(shí)可以通過激活caspase依賴性信號(hào)通路、增強(qiáng)促細(xì)胞凋亡蛋白Bax的表達(dá)，抑制細(xì)胞凋亡蛋白B細(xì)胞淋巴瘤/白血病-2（B-cell lymphoma/leukemia-2，Bcl-2）和B細(xì)胞淋巴瘤/白血病-xL（B-cell lymphoma/leukemia xL，Bcl-xL）的表達(dá)從而誘導(dǎo)卵巢癌細(xì)胞發(fā)生凋亡。另外，該研究者在實(shí)驗(yàn)中采用細(xì)胞瞬時(shí)轉(zhuǎn)染法上調(diào)miRNA-147b在卵巢癌細(xì)胞中的表達(dá)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，卵巢癌細(xì)胞在miRNA-147b的作用下發(fā)生了凋亡；另外，miRNA-147b可以增加卵巢癌細(xì)胞對(duì)化療藥物卡鉑的敏感性，加速卵巢癌細(xì)胞的凋亡，表明miRNA-147b對(duì)卵巢癌的臨床治療具有重要意義。Zheng等[35]研究發(fā)現(xiàn)，miRNA-330-3p的過表達(dá)抑制了骨肉瘤MG-63和U2OS細(xì)胞的生長；雙熒光素酶報(bào)告基因系統(tǒng)檢測(cè)結(jié)果顯示，Bmi-1是miRNA-330-3p的直接靶基因，提示miRNA-330-3p可通過調(diào)節(jié)骨肉瘤中Bmi-1的表達(dá)從而抑制的骨肉瘤的生長，因此，miRNA-330-3p可能是治療骨肉瘤的新靶點(diǎn)。Lee等[36]研究發(fā)現(xiàn)，miRNA-708-3p可通過直接靶向EMT相關(guān)蛋白[包括轉(zhuǎn)錄因子E盒結(jié)合鋅指蛋 白1（zinc finger E-box binding homeobox 1，ZEB1）、N-鈣粘蛋白和波形蛋白]來抑制乳腺癌細(xì)胞的EMT過程，從而抑制乳腺癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移，增強(qiáng)乳腺癌細(xì)胞對(duì)體外化療和體內(nèi)化療的敏感性，可作為抑制乳腺癌轉(zhuǎn)移和克服乳腺癌細(xì)胞發(fā)生化療耐藥的新策略用于臨床治療。

2.3 miRNA與腫瘤預(yù)后和復(fù)發(fā)的關(guān)系

隨著對(duì)miRNA的不斷深入研究，人們發(fā)現(xiàn)miRNA不僅可以指導(dǎo)腫瘤的診斷和治療，還可以預(yù)測(cè)腫瘤的預(yù)后和復(fù)發(fā)[37-38]。Gao等[39]對(duì)126例結(jié)直腸癌患者的臨床資料進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，miRNA-888在結(jié)直腸癌組織中的表達(dá)水平較高，其表達(dá)可能與結(jié)直腸癌患者的腫瘤分期和組織分化程度有關(guān)；同時(shí)發(fā)現(xiàn)，miRNA-888表達(dá)水平高的結(jié)直腸癌患者的總生存率（overall survival，OS）和無病生存率（disease-free survival，DFS）均低于miRNA-888表達(dá)水平低的結(jié)直腸癌患者；多因素分析結(jié)果顯示，miRNA-888是結(jié)直腸癌患者預(yù)后不良的獨(dú)立影響因素。Zhong等[40]研究發(fā)現(xiàn)，miRNA-1270在人骨肉瘤細(xì)胞中的表達(dá)異常上調(diào)，miRNA-1270可能與骨肉瘤患者的預(yù)后差、總生存期短有關(guān)，可能是骨肉瘤患者預(yù)后不良的生物標(biāo)志物。Tsiakanikas等[41]研究發(fā)現(xiàn)，miRNA-28-5p是結(jié)直腸癌患者預(yù)后不良的重要預(yù)測(cè)指標(biāo)，miRNA-28-5p的過表達(dá)可能與大腸腺癌患者的腫瘤直徑、組織學(xué)分級(jí)、TNM分期、放療和化療均無關(guān)。Xie等[42]通過研究miRNA與肝癌患者預(yù)后的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，miRNA-33表達(dá)水平較低的肝癌患者的生存率較低，提示miRNA-33可以作為預(yù)測(cè)臨床中肝癌患者預(yù)后的潛在標(biāo)志物。

3 問題與展望

miRNA在腫瘤細(xì)胞中的異常表達(dá)為對(duì)腫瘤的研究開辟了新的思路，但是由于人們對(duì)miRNA的認(rèn)識(shí)時(shí)間還比較短，miRNA與腫瘤關(guān)系的研究還面臨著很多問題，例如：①能夠完全明確功能和靶基因的miRNA種類還不多；②對(duì)miRNA的研究手段和檢測(cè)方法還有待進(jìn)一步改進(jìn)；③miRNA與靶基因之間一對(duì)多和多對(duì)一的調(diào)控關(guān)系形成了一個(gè)復(fù)雜的通路網(wǎng)，因此，明確哪種miRNA通過哪條通路對(duì)某一種具體的腫瘤細(xì)胞起到相應(yīng)的作用，同樣也是一個(gè)非常復(fù)雜的研究過程。

雖然該領(lǐng)域的研究面臨著諸多困難，但是依然吸引著廣大學(xué)者進(jìn)行不斷的探索。本課題組成員針對(duì)miRNA-210與卵巢癌的關(guān)系進(jìn)行了一些相關(guān)的研究，結(jié)果證實(shí)，miRNA-210在卵巢癌組織中呈高表達(dá)，且其不僅能夠通過激活蛋白激酶B（protein kinase B，PKB，又稱 AKT）信號(hào)通路、調(diào)控EMT相關(guān)蛋白的表達(dá)，促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞的增殖、侵襲和遷移，還能夠抑制卵巢癌細(xì)胞的凋亡，降低卵巢癌細(xì)胞對(duì)放射治療的敏感性，因此，miRNA-210有望成為治療卵巢癌的潛在的新靶點(diǎn)。隨著醫(yī)療知識(shí)的不斷拓展和研究手段的不斷進(jìn)步，相信在廣大醫(yī)療同仁的共同努力下，一定會(huì)在該領(lǐng)域取得更多可喜的研究成果，科學(xué)有效地指導(dǎo)臨床腫瘤的早期診斷、早期治療及療效預(yù)測(cè)，為腫瘤患者帶來新的福音。