miR-27a在乳腺癌耐藥中的相關(guān)研究進(jìn)展

朱蓓,秦錫虎

(1.南京醫(yī)科大學(xué),南京 210029; 2.南京醫(yī)科大學(xué)附屬常州第二人民醫(yī)院肝膽外科,江蘇 常州 213000)

乳腺癌是女性最常見(jiàn)的惡性腫瘤。在發(fā)展中國(guó)家，乳腺癌的發(fā)病率和病死率居女性惡性腫瘤前列[1]。目前，化療、內(nèi)分泌治療等在乳腺癌的治療中占據(jù)重要地位，但耐藥現(xiàn)象較多，高耐藥率極大地降低了乳腺癌的治療效果[2]。

微RNA(microRNA，miRNA/miR)是一類高度保守的細(xì)胞內(nèi)源性非編碼小RNA，主要通過(guò)互補(bǔ)結(jié)合靶向信使RNA的3′非翻譯區(qū)，促使信使RNA降解或抑制信使RNA的翻譯過(guò)程，從而影響下游靶基因的表達(dá)[3]。2002年Mourelatos等[4]從HeLa細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了miR-27。目前已知的miR-27家族成員包括miR-27a和miR-27b。miR-27a位于第19號(hào)染色體p13.12，區(qū)域編號(hào)13836440～13836517；miR-27b位于第9號(hào)染色體q22.32，區(qū)域編號(hào)95085445～95085541。兩種亞型結(jié)構(gòu)相近，提示具有類似的代謝和調(diào)控機(jī)制。此外，miR-27a呈miR-23a～27a～24-2基因簇排列，基因成員協(xié)同表達(dá)，共同作用[5]。研究發(fā)現(xiàn)，miR-27a作為致癌基因在胃癌、結(jié)腸癌等惡性腫瘤中的表達(dá)上調(diào)，主要在腫瘤易感性、增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移等方面發(fā)揮作用，與患者的不良預(yù)后顯著相關(guān)[6-7]。研究顯示，miR-27a參與調(diào)節(jié)前列腺癌、肝癌、乳腺癌等的耐藥過(guò)程，靶向調(diào)控miR-27a的表達(dá)或干擾其上下游信號(hào)通路有望逆轉(zhuǎn)腫瘤耐藥[8-10]?，F(xiàn)對(duì)miR-27a在乳腺癌耐藥中的作用及潛在機(jī)制予以綜述。

1 miR-27a與乳腺癌耐藥

miR-27a在乳腺癌患者血清中高表達(dá)，并與整體生存率顯著相關(guān)，通過(guò)介導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞分化、促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)血管生成，從而發(fā)揮促癌作用[11]。此外，miR-27a表達(dá)上調(diào)還具有促進(jìn)癌細(xì)胞增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移以及分化等作用[12]。miR-27a在乳腺癌耐藥中發(fā)揮著獨(dú)特的生物學(xué)作用，包括化療耐藥和內(nèi)分泌耐藥等。

1.1化療耐藥

1.1.1阿霉素 三陰性乳腺癌的一線臨床用藥阿霉素是抑制RNA和DNA合成的蒽環(huán)類抗腫瘤藥物，其廣泛用于Luminal A型和三陰性乳腺癌的治療，并具有較高的疾病緩解率，但在實(shí)際臨床工作中存在對(duì)阿霉素耐藥的乳腺癌患者[2]。楊海松等[13]發(fā)現(xiàn)，調(diào)控miR-27a的表達(dá)可以影響三陰性乳腺癌中多藥耐藥蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)體P-糖蛋白的表達(dá)。P-糖蛋白是一種ATP性依賴細(xì)胞膜蛋白，主要作用是泵出細(xì)胞內(nèi)的藥物。該蛋白的高表達(dá)導(dǎo)致細(xì)胞外排藥物的能力增強(qiáng)，藥物作用濃度降低，最終降低藥物對(duì)細(xì)胞的殺傷作用[14]。研究發(fā)現(xiàn)，上調(diào)三陰性乳腺癌細(xì)胞中miR-27a的表達(dá)后P-糖蛋白的表達(dá)降低，表明miR-27a對(duì)阿霉素耐藥存在抑制作用，可實(shí)現(xiàn)阿霉素耐藥的逆轉(zhuǎn)[13]。該研究還發(fā)現(xiàn)，miR-27a的表達(dá)與預(yù)后顯著相關(guān)[13]。但Yang等[15]的研究顯示，miR-27a通過(guò)激活下游磷脂酶C/Ras/促分裂原活化的蛋白激酶信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，上調(diào)多藥耐藥基因1的轉(zhuǎn)錄以及P-糖蛋白的表達(dá)，最終實(shí)現(xiàn)包括阿霉素在內(nèi)的多藥耐藥。

李倩[16]對(duì)接受紫杉聯(lián)合蒽環(huán)方案治療且病理證實(shí)為L(zhǎng)uminal A型的乳腺癌患者進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，耐藥患者中miR-27a的表達(dá)水平顯著高于敏感患者，認(rèn)為miR-27a作用的靶基因與誘導(dǎo)紫杉醇聯(lián)合蒽環(huán)類耐藥有關(guān)。不同的乳腺癌細(xì)胞系中，miR-27a的表達(dá)存在差異，這種差異可能會(huì)影響不同細(xì)胞系的耐藥。此外，miR-27a可能存在多個(gè)下游靶點(diǎn)，在不同乳腺癌細(xì)胞株、不同藥物作用、不同外界環(huán)境的影響下，通過(guò)多種途徑調(diào)控乳腺癌耐藥。完善多細(xì)胞系對(duì)比實(shí)驗(yàn)、完善多平臺(tái)聯(lián)合驗(yàn)證、完善標(biāo)準(zhǔn)化分析的多次重復(fù)對(duì)進(jìn)一步證實(shí)當(dāng)前結(jié)論具有重要意義。

1.1.25-氟尿嘧啶 5-氟尿嘧啶是乳腺癌輔助化療方案中重要的組成成分，屬于抗代謝抗腫瘤藥，主要作用于二氫嘧啶脫氫酶。廖煥云[17]發(fā)現(xiàn)，miR-27a模擬物處理后的MCF-7-M細(xì)胞對(duì)5-氟尿嘧啶的敏感性降低，而加用miR-27a抑制劑后對(duì)5-氟尿嘧啶的敏感性升高，表明miR-27a的過(guò)表達(dá)與乳腺癌細(xì)胞5-氟尿嘧啶耐藥存在一定相關(guān)性，miR-27a可能促進(jìn)了乳腺癌5-氟尿嘧啶耐藥的發(fā)生。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，miR-27a是通過(guò)激活腺瘤性結(jié)腸息肉/β聯(lián)蛋白信號(hào)通路，降低MCF-7-M細(xì)胞對(duì)5-氟尿嘧啶的敏感性[17]。Zhou等[18]研究miR-27a對(duì)化療的協(xié)同作用時(shí)發(fā)現(xiàn)，敲低miR-27a的表達(dá)時(shí)，乳腺癌T-47D細(xì)胞對(duì)5-氟尿嘧啶、多柔比星等的敏感性增加。綜上，miR-27a正向調(diào)控乳腺癌5-氟尿嘧啶的化療耐藥，甚至是多藥耐藥。但以上研究局限于基礎(chǔ)層面，組織層面、動(dòng)物層面上的研究尚少，即使是目前已有的研究，樣本量也非常有限[13,16]。臨床耐藥研究存在標(biāo)本收集儲(chǔ)存、耐藥情況不明確、基因表達(dá)標(biāo)準(zhǔn)界定等難題，這使得臨床相關(guān)研究難于開(kāi)展。但相較于細(xì)胞研究，臨床研究對(duì)明確miR-27a與乳腺癌耐藥的相關(guān)性更具可靠性，對(duì)乳腺癌的臨床治療也更有指導(dǎo)意義。

1.1.3順鉑 順鉑作為非特異性細(xì)胞周期藥物和細(xì)胞毒性藥物是三陰性乳腺癌及一線化療方案耐藥后乳腺癌患者的治療方法[19]。目前關(guān)于中晚期腫瘤細(xì)胞耐藥的情況并不鮮見(jiàn)。研究順鉑的耐藥機(jī)制對(duì)延長(zhǎng)乳腺癌患者的生存時(shí)間，拯救晚期腫瘤患者的生命非常重要。將順鉑處理后的T-47D細(xì)胞中的miR-27a特異性沉默，順鉑的抗腫瘤作用顯著增強(qiáng)，提示miR-27a具有增強(qiáng)乳腺癌順鉑耐藥的作用[18]。該研究還發(fā)現(xiàn)，敲低miR-27a后，T-47D細(xì)胞中的BAK表達(dá)增強(qiáng)，miR-27a與BAK基因呈負(fù)相關(guān)[18]。BAK作為促凋亡因子，激活后協(xié)同其自身效應(yīng)子由線粒體途徑誘導(dǎo)胱天蛋白酶活化和凋亡[20-21]，與耐藥相關(guān)[22-23]。因此推測(cè)，miR-27a-BAK途徑可能在調(diào)節(jié)乳腺癌細(xì)胞順鉑耐藥中起重要作用[18]。為明確miR-27a在乳腺癌細(xì)胞順鉑耐藥中的作用，Zhou等[18]從敲低miR-27a和順鉑聯(lián)合處理的T-47D中分離出線粒體，研究發(fā)現(xiàn)，下游的線粒體促凋亡蛋白第2個(gè)線粒體源胱天酶激活劑/低等電點(diǎn)IAP直接結(jié)合蛋白明顯釋放到與X連鎖凋亡抑制蛋白相互作用的細(xì)胞質(zhì)中，胱天蛋白酶-3和胱天蛋白酶-9被顯著激活，最終誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。這一系列研究證明，miR-27a可能是通過(guò)BAK-第2個(gè)線粒體源胱天酶激活劑/低等電點(diǎn)IAP直接結(jié)合蛋白-X連鎖凋亡抑制蛋白途徑抑制順鉑誘導(dǎo)的凋亡，延緩細(xì)胞進(jìn)入程序性死亡，調(diào)控乳腺癌對(duì)順鉑的敏感性，這一發(fā)現(xiàn)可能為晚期乳腺癌患者提供新的早期預(yù)后指標(biāo)及逆轉(zhuǎn)耐藥靶點(diǎn)。以上研究從細(xì)胞株水平證明miR-27a與順鉑耐藥存在關(guān)聯(lián)，還需要進(jìn)一步行動(dòng)物研究和臨床研究以闡述miR-27a的具體機(jī)制。

1.2內(nèi)分泌治療耐藥 目前對(duì)于雌激素受體敏感的乳腺癌患者，內(nèi)分泌治療為一線首選方案[24]。三苯氧胺(他莫昔芬)屬于雌激素受體拮抗劑，能夠競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合靶器官上的雌激素受體，阻滯腫瘤的增殖分化，其在降低乳腺癌患者同側(cè)術(shù)后復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移及對(duì)側(cè)新發(fā)方面有作用[24]。長(zhǎng)期他莫昔芬治療患者可能出現(xiàn)耐藥現(xiàn)象，這是導(dǎo)致乳腺癌內(nèi)分泌治療失敗的主要原因之一，耐藥現(xiàn)象的存在限制了他莫昔芬的臨床應(yīng)用[25]。

Nam等[26]通過(guò)生物信息學(xué)方法構(gòu)建了乳腺癌耐藥(他莫昔芬和氟維司群)細(xì)胞和敏感細(xì)胞的基因網(wǎng)絡(luò)，發(fā)現(xiàn)了新的抗雌激素miRNA簇，包括miR-15a、miR-21、miR-27a、miR-125b、miR-145、miR-146a、miR-155和let-7s，由此認(rèn)為miR-27a參與了抗雌激素藥物耐藥的機(jī)制。廖煥云[17]發(fā)現(xiàn)，MCF-7細(xì)胞對(duì)他莫昔芬的敏感性與miR-27a的表達(dá)有關(guān)。該研究首先通過(guò)比較不同濃度他莫昔芬作用后miR-27a抑制組、模擬組以及空白對(duì)照組乳腺癌細(xì)胞的存活情況，證明miR-27a參與誘導(dǎo)了MCF-7細(xì)胞對(duì)他莫昔芬的耐藥[17]。隨后通過(guò)生物信息學(xué)、Western blot、實(shí)時(shí)熒光定量聚合酶鏈反應(yīng)等方法分析miR-27a的下游靶基因發(fā)現(xiàn)，miR-27a可通過(guò)誘導(dǎo)腺瘤結(jié)腸息肉基因/β聯(lián)蛋白信號(hào)通路活化，完成對(duì)乳腺癌他莫昔芬耐藥的調(diào)控[17]。Ye等[27]對(duì)他莫昔芬耐藥與敏感的MCF-7細(xì)胞系中miRNAs的表達(dá)進(jìn)行了測(cè)序與對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，MCF-7耐藥細(xì)胞系中miR-27a的表達(dá)較敏感株下降，表明miR-27a的低表達(dá)與乳腺癌細(xì)胞獲得性耐藥相關(guān)。目前并沒(méi)有更多關(guān)于miR-27a逆轉(zhuǎn)他莫昔芬耐藥的相關(guān)研究。通過(guò)生物信息學(xué)、基因芯片等預(yù)測(cè)并驗(yàn)證靶基因及信號(hào)通路的研究思路忽略了其他相關(guān)因子在耐藥中的作用。癌細(xì)胞產(chǎn)生耐藥不是單一點(diǎn)到點(diǎn)的過(guò)程，除了預(yù)測(cè)的靶點(diǎn)與已知的miR-27a外，可能有其他更復(fù)雜的因素參與，甚至可能某些未知的因素才是導(dǎo)致耐藥的主要原因，miR-27a僅發(fā)揮輔助調(diào)節(jié)作用。重視miR-27a表達(dá)的微小差異，單一調(diào)控其他因素對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果，逐一驗(yàn)證預(yù)測(cè)結(jié)果中其他因素的作用，排除相關(guān)因子的可能影響，對(duì)明確miR-27a的作用機(jī)制極為重要。

1.3其他治療耐藥 除上述藥物外，目前尚未發(fā)現(xiàn)miR-27a在其他藥物(如奧拉帕尼、卡培他濱、哌泊塞克雷、坦西莫司)的耐藥中發(fā)揮作用。

2 miR-27a參與化療耐藥的機(jī)制

目前關(guān)于乳腺癌耐藥的大部分研究止步于完成相關(guān)性驗(yàn)證，對(duì)于其具體的作用通路、靶基因、相關(guān)調(diào)節(jié)因子并不明確?，F(xiàn)有的關(guān)于化療耐藥的機(jī)制主要有以下幾種學(xué)說(shuō):①外排學(xué)說(shuō)。乳腺癌細(xì)胞通過(guò)調(diào)節(jié)某些因子(如藥泵蛋白)的表達(dá)，干擾藥物的轉(zhuǎn)運(yùn)代謝過(guò)程，使胞內(nèi)抗腫瘤藥物的濃度下降，從而影響化療藥物的有效性。藥泵蛋白是一類依賴于ATP供能的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)泵，通過(guò)水解ATP獲得能量將胞內(nèi)化療藥物轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞外，從而降低胞內(nèi)有效藥物濃度，減弱藥物殺傷作用[28]。常見(jiàn)的藥泵蛋白有P-糖蛋白、多藥耐藥相關(guān)蛋白和乳腺癌耐藥蛋白等。楊海松等[13]通過(guò)檢測(cè)三陰性乳腺癌及非三陰性乳腺癌細(xì)胞株中miR-27a的水平以及三陰性乳腺癌敏感及耐藥患者的血液發(fā)現(xiàn)，miR-27a可能通過(guò)調(diào)節(jié)P-糖蛋白的表達(dá)，改變癌細(xì)胞對(duì)阿霉素、表阿霉素、環(huán)磷酰胺等藥物的敏感性。②非外排學(xué)說(shuō)。耐藥癌細(xì)胞往往伴有凋亡基因的異常表達(dá)，激活抗凋亡程序，腫瘤細(xì)胞獲得凋亡抵抗，產(chǎn)生耐藥。Bcl-2蛋白是經(jīng)典的抗凋亡蛋白之一，其異常表達(dá)與化療耐藥密切相關(guān)[29]。研究表明，上調(diào)Bcl-2蛋白的表達(dá)能顯著抑制化療藥物介導(dǎo)的癌細(xì)胞程序性死亡，提高細(xì)胞存活能力，抑制化療藥效[30-31]。張悅等[32]研究發(fā)現(xiàn)，用miR-27a模擬物處理的胃癌細(xì)胞，Bcl-2的表達(dá)明顯上調(diào)，細(xì)胞凋亡下降，認(rèn)為miR-27a靶向作用于叉頭框轉(zhuǎn)錄因子O亞族l激活下游通路，抑制胃癌細(xì)胞凋亡。③DNA修復(fù)增強(qiáng)學(xué)說(shuō)。乳腺癌化療藥物大多通過(guò)破壞細(xì)胞DNA的復(fù)制合成，發(fā)揮細(xì)胞毒性殺傷作用，而腫瘤細(xì)胞對(duì)DNA損傷有適應(yīng)修復(fù)功能，反復(fù)多次損傷下，細(xì)胞DNA的修復(fù)能力增強(qiáng)，從而產(chǎn)生耐藥。乳腺癌易感基因1在DNA損傷反應(yīng)及修復(fù)中發(fā)揮關(guān)鍵作用[33]。Jurkovicova等[34]的研究證明，攜帶乳腺癌易感基因1突變的患者，外周血中miR-27a的表達(dá)顯著增強(qiáng)，癌細(xì)胞的耐藥風(fēng)險(xiǎn)也增加。④藥物失活學(xué)說(shuō)。谷胱甘肽在關(guān)鍵酶谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶的作用下與化療藥物結(jié)合為共軛復(fù)合物，導(dǎo)致藥物活性降低，且大分子復(fù)合物更易被細(xì)胞代謝而最終失活，介導(dǎo)耐藥發(fā)生[35]。⑤其他學(xué)說(shuō)還包括DNA甲基化和組蛋白修飾學(xué)說(shuō)、磷酸化學(xué)說(shuō)、上皮-間葉轉(zhuǎn)換學(xué)說(shuō)等。目前關(guān)于miR-27a在乳腺癌化療耐藥中的具體機(jī)制尚不清楚，需要深入探索具體環(huán)節(jié)，明確作用靶點(diǎn)、通路及其他可能的影響因子，以期為逆轉(zhuǎn)臨床耐藥提供支持。

3 小 結(jié)

目前耐藥是乳腺癌治療過(guò)程中非常棘手的問(wèn)題，極大地影響了患者的遠(yuǎn)期生存率。近年來(lái)，miR-27a在乳腺癌耐藥中所發(fā)揮的作用逐漸引起重視，其有可能為乳腺癌耐藥診斷提供新思路，尤其是侵襲性乳腺癌，有望成為預(yù)測(cè)耐藥發(fā)生、診斷耐藥的新靶點(diǎn)。miR-27a參與調(diào)節(jié)乳腺癌的多藥耐藥，在早期指導(dǎo)用藥、監(jiān)測(cè)耐藥，甚至是逆轉(zhuǎn)耐藥方面有著廣闊前景。

現(xiàn)階段miR-27a與乳腺癌耐藥的研究尚存在許多不足。首先，miRNA調(diào)節(jié)并非是一對(duì)一的過(guò)程。miR-27a可能存在其他的潛在靶基因，現(xiàn)已知的靶基因也可能受到其他miRNA的調(diào)控，miR-27a上游也可能受到多個(gè)因子影響。此外，miR-27的基因簇內(nèi)成員可能有特殊的協(xié)同作用，彼此之間也可能互相影響。其次，現(xiàn)有研究主要著眼于細(xì)胞水平，動(dòng)物水平、臨床水平等層面的驗(yàn)證尚不多見(jiàn)，對(duì)miR-27a的功能研究并不全面?？傊?，miR-27a的功能及作用的分子機(jī)制還有待深入研究。早日明確乳腺癌的耐藥機(jī)制，可能為乳腺癌的診治提供新的思路。