miR-93在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用機(jī)制

張 兵，祝永月，林 濤，陳 磊，李翠香，李秦瑞，沈體靜，蔣自文，何 喬，李東旭，趙 斌，殷德福，李高峰，梅加林

miRNAs是長(zhǎng)度為20～25個(gè)核苷酸的非編碼RNA，通過(guò)抑制mRNA翻譯和誘導(dǎo)mRNA降解而調(diào)節(jié)靶基因的表達(dá)，人類大約30%的基因受miRNAs調(diào)節(jié)。研究發(fā)現(xiàn)，大量miRNAs在腫瘤中表達(dá)失調(diào)，發(fā)揮癌基因或抑癌基因的作用，參與調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移等過(guò)程。miR-93是miR-106b-93-25簇的成員，定位于7q22.1微小染色體維持復(fù)合蛋白(Minichromosome Maintenance Complex Component 7，MCM7)基因的第13號(hào)內(nèi)含子中，其在多種腫瘤中表達(dá)升高，發(fā)揮癌基因作用。本文將綜述miR-93在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用機(jī)制以及臨床應(yīng)用方面的研究進(jìn)展。

1 miR-93參與調(diào)控腫瘤細(xì)胞增殖和凋亡

miR-93通過(guò)調(diào)節(jié)特定靶基因調(diào)控腫瘤細(xì)胞增殖、分化和凋亡，廣泛參與腫瘤發(fā)生、發(fā)展等多種生物學(xué)過(guò)程。miR-93在胃癌組織中的表達(dá)量顯著升高，發(fā)揮促進(jìn)增殖和抑制凋亡的作用。Guan等[1]使用熒光素酶報(bào)告基因和蛋白免疫印跡分析驗(yàn)證了miR-93在胃癌中表達(dá)上調(diào)，發(fā)現(xiàn)miR-93通過(guò)靶向TIMP2促進(jìn)胃癌的增殖和轉(zhuǎn)移并誘導(dǎo)胃癌細(xì)胞上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(Epithelial-Mesenchymal Transition,EMT)。miR-106b-93-25簇在50%以上胃癌中表達(dá)增高，其中miR-93和miR-106b與轉(zhuǎn)錄因子E2F1存在反饋調(diào)節(jié)。高表達(dá)的miR-106b-93-25簇通過(guò)抑制靶基因周期素依賴性蛋白激酶抑制因子1A(Cyclin-Dependent Kinase Inhibitor 1A，CDKN1A/p21)和BCL2樣蛋白11(BCL2-like 11，BCL2L11/BIM)，阻斷轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子(Transforming Growth Factor，TGF)信號(hào)通路，最終促進(jìn)胃癌的發(fā)生。反之，降低miR-106b-93-25簇的表達(dá)，則可以抑制胃癌細(xì)胞的增殖和細(xì)胞貼壁能力[2]。PI3K/AKT信號(hào)傳導(dǎo)途徑的改變?cè)谡{(diào)控細(xì)胞增殖、凋亡以及遷移等過(guò)程中發(fā)揮重要作用[3]。研究發(fā)現(xiàn)miR-93過(guò)表達(dá)與PI3K/AKT信號(hào)通路激活相關(guān)。PTEN、CDKN1A是miR-93的靶基因。Yuan等[4]發(fā)現(xiàn)miR-93高表達(dá)與腫瘤大小、TNM分期及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)，體外功能學(xué)實(shí)驗(yàn)表明高表達(dá)miR-93可通過(guò)靶向調(diào)控p21、PTEN表達(dá)顯著促進(jìn)胃癌細(xì)胞增殖、侵襲及遷移能力。Katsuya等[5]通過(guò)PCR檢測(cè)，證實(shí)了晚期肝細(xì)胞癌(Hepatocellular Carcinoma,HCC)患者中miR-93表達(dá)水平升高與預(yù)后不良有顯著相關(guān)性。通過(guò)生物信息學(xué)分析揭示了miR-93通過(guò)靶向抑制PTEN和CDKN1A表達(dá)，進(jìn)而激活c-Met/PI3K/AKT信號(hào)通路刺激細(xì)胞增殖、遷移和侵襲、抑制細(xì)胞凋亡。此外，在肺癌細(xì)胞中，Li[6]等發(fā)現(xiàn)抑癌基因LKB1也是miR-93的靶基因。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)miR-93通過(guò)靶向抑制LKB1、PTEN、CDKN1A表達(dá)進(jìn)而激活PI3K/AKT信號(hào)通路促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖、轉(zhuǎn)移和侵襲。Li等[7]發(fā)現(xiàn)在乳腺癌中miR-106b和miR-93通過(guò)PTEN/PI3K/AKT信號(hào)通路的調(diào)控促進(jìn)體內(nèi)細(xì)胞的遷移和增殖。在神經(jīng)膠質(zhì)瘤中，miR-93通過(guò)靶向結(jié)合PTEN、PHLPP2和FOXO3的3′-UTR從而抑制其表達(dá)，進(jìn)而激活PI3K/AKT信號(hào)通路，最終增強(qiáng)細(xì)胞克隆增殖以及遷移等能力[8-9]。高遷移率蛋白A2(High Mobility Group A2,HMGA2)是一類DNA非組蛋白，在細(xì)胞的增殖、分化、凋亡中扮演重要角色，研究發(fā)現(xiàn)HMGA2在多種腫瘤中表達(dá)異常，發(fā)揮癌基因作用。miR-93在胰腺癌中通過(guò)靶向調(diào)節(jié)致癌基因HMGA2發(fā)揮抑癌作用。研究發(fā)現(xiàn)RUNX1通過(guò)直接與miR-93啟動(dòng)子中的DNA結(jié)合位點(diǎn)相互作用而對(duì)miR-93進(jìn)行負(fù)調(diào)控，最終導(dǎo)致miR-93在胰腺癌組織中表達(dá)下調(diào)，miR-93過(guò)表達(dá)或敲除HMGA2均可降低胰腺癌的侵襲性[10]。在腎細(xì)胞癌中，miR-93通過(guò)靶向抑制RUNX3的表達(dá)，進(jìn)而激活依賴Smad的TGF信號(hào)通路，最終抑制細(xì)胞凋亡,促進(jìn)細(xì)胞增殖、入侵和遷移[11]。Yeung等[12]通過(guò)比較人T細(xì)胞白血病病毒1(Human T-Lymphotropic Virus 1，HTLV-1)轉(zhuǎn)化的T細(xì)胞和外周血單核細(xì)胞的miRNA表達(dá)譜，發(fā)現(xiàn)miR-93表達(dá)上調(diào)。功能實(shí)驗(yàn)揭示miR-93通過(guò)抑制靶基因腫瘤蛋白53誘導(dǎo)的核蛋白1(Tumor Protein p53 Inducible Nuclear Protein 1，TP53INP1)，而最終抑制細(xì)胞的凋亡。Singh等[13]通過(guò)用17-雌二醇處理的大鼠乳腺組織和人乳腺癌細(xì)胞系中發(fā)現(xiàn)miR-93表達(dá)升高，核因子E2相關(guān)因子2(Nuclear Factor Erythroid 2-Related Factor 2，NRF2)表達(dá)降低，而維生素C可以逆轉(zhuǎn)17-雌二醇對(duì)miR-93的誘導(dǎo)作用，以及miR-93對(duì)NRF2的抑制作用。

此外，研究發(fā)現(xiàn)miR-93是抑癌基因失活的重要機(jī)制。定位于3p21的抑癌基因融合肉瘤蛋白(Fused in Sarcoma，F(xiàn)US1)在肺癌中表達(dá)降低。研究發(fā)現(xiàn)FUS1的低表達(dá)受miR-93的調(diào)控，同時(shí)在非小細(xì)胞肺癌組織標(biāo)本中，miR-93的表達(dá)與FUS1的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)[14]。肝細(xì)胞癌中miR-93通過(guò)直接抑制靶基因PTEN和CDKN1A表達(dá)，激活c-Met/PI3K/AKT通路，發(fā)揮促進(jìn)增殖和抑制凋亡作用。鼻咽癌中，miR-93可以直接抑制靶基因TGF-R2的表達(dá)，進(jìn)而激活依賴Smad的TGF信號(hào)通路和PI3K/AKT信號(hào)通路，最終促進(jìn)鼻咽癌細(xì)胞增殖、浸潤(rùn)和轉(zhuǎn)移等惡性表型。DAB2是近年來(lái)鑒定的腫瘤抑制基因，在多種腫瘤中表達(dá)下調(diào)。Du等[15]發(fā)現(xiàn)在肺癌中，DAB2的低表達(dá)與患者的不良預(yù)后相關(guān)，而細(xì)胞中過(guò)表達(dá)DAB2可以有效抑制肺癌細(xì)胞增殖。研究發(fā)現(xiàn)miR-93通過(guò)直接結(jié)合DAB2 mRNA的3′-UTR進(jìn)而抑制DAB2的表達(dá)，是DAB2失活的重要機(jī)制。

綜上所述，miR-93在大多數(shù)腫瘤中表達(dá)升高并通過(guò)調(diào)節(jié)CDKN1A、BIM、LKB1、TGFBR2、ITGB8、TP53INP1、TGF-R2和DAB2等靶基因的表達(dá)發(fā)揮促增殖和抗凋亡的功能。高表達(dá)miR-93可以抑制結(jié)腸癌干細(xì)胞的增殖和克隆形成能力[16]，發(fā)揮類似抑癌基因的功能，因此揭示miR-93在不同腫瘤背景中的不同作用機(jī)制將是未來(lái)研究的重點(diǎn)。

2 miR-93促進(jìn)腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移

miR-93除了可增加腫瘤細(xì)胞的生存能力外，也發(fā)揮促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移和血管生成的作用。高表達(dá)miR-93的腦膠質(zhì)瘤細(xì)胞(U87細(xì)胞系)與內(nèi)皮細(xì)胞共培養(yǎng)，可以促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞的遷徙、生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移和血管形成。研究發(fā)現(xiàn)，miR-93促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)和刺激血管形成的作用與其抑制integrin-8的表達(dá)有關(guān)[17]。Fabbri等[18]報(bào)道，miR-93通過(guò)抑制靶基因IL-8和VEGF的表達(dá)，進(jìn)而調(diào)節(jié)參與神經(jīng)膠質(zhì)瘤的血管生成細(xì)胞因子、趨化因子和生長(zhǎng)因子的分泌。

miR-93在乳腺癌細(xì)胞系中高表達(dá)，其通過(guò)抑制靶基因巨大腫瘤抑制基因同源物2(The Large Tumor Suppressor,Homology 2，LATS2)，發(fā)揮促進(jìn)血管的生成和腫瘤細(xì)胞肺轉(zhuǎn)移的作用[19]。在肺癌細(xì)胞系H1299中，過(guò)表達(dá)miR-93可以抑制靶基因F-box和WD重復(fù)結(jié)構(gòu)域蛋白11(F-Box and WD Repeat Domain Containing 11，F(xiàn)BXW11)的表達(dá)，進(jìn)而上調(diào)Snail家族鋅指蛋白1(Snail Family Zinc Finger 1，SZF1)，最終誘導(dǎo)上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化的發(fā)生，并促進(jìn)肺癌細(xì)胞的遷移和血管生成[20]。TGF在腫瘤發(fā)生發(fā)展過(guò)程中具有促進(jìn)和抑制兩方面的功能，而轉(zhuǎn)移調(diào)節(jié)因子SIX同源異型盒1(SIX homeobox 1，SIX1)基因在TGF功能決定中起到分子開(kāi)關(guān)的作用。研究發(fā)現(xiàn)SIX1通過(guò)增加miR-106b-93-25簇的表達(dá)，可誘導(dǎo)上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化和腫瘤發(fā)生。而miR-106b-93-25簇不僅可以通過(guò)調(diào)控靶基因p21和Bim，降低TGF介導(dǎo)的生長(zhǎng)抑制作用，而且還可通過(guò)調(diào)節(jié)靶基因SMAD家族成員7(SMAD Family Member 7，Smad7)，增加TGF受體的表達(dá)量，最終激活TGF通路。雖然截至目前，我們對(duì)miR-93促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移的分子機(jī)制有了一定的認(rèn)識(shí)，但考慮到不同腫瘤間組織和細(xì)胞類型具有較大的差異，因此闡釋miR-93在腫瘤轉(zhuǎn)移中的作用機(jī)制仍是未來(lái)研究的重點(diǎn)。此外，由于miR-93的促增殖和促轉(zhuǎn)移作用，以miR-93為靶點(diǎn)的抗腫瘤治療研究也將是未來(lái)研究的趨勢(shì)。

3 miR-93在腫瘤臨床治療中的應(yīng)用

miR-93在彌漫大B細(xì)胞淋巴瘤、食管癌、喉鱗癌、宮頸癌和腎細(xì)胞癌等多種腫瘤中表達(dá)升高[21-24]。Pineau等[25]發(fā)現(xiàn)肝臟經(jīng)肝硬化發(fā)展為肝癌的過(guò)程中，miR-93表達(dá)逐漸升高。在宮頸癌中，miR-93的表達(dá)與宮頸癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和腫瘤浸潤(rùn)程度顯著相關(guān)[26]。在胃癌組織中，miR-93的高表達(dá)與臨床分期、浸潤(rùn)程度和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)，同時(shí)高表達(dá)miR-93的患者，其術(shù)后總生存期和無(wú)疾病生存期較低表達(dá)者短[27-28]。同時(shí)，研究發(fā)現(xiàn)miR-93也是非小細(xì)胞肺癌早期診斷的生物標(biāo)志物[29]。然而，與大多數(shù)腫瘤中的miR-93表達(dá)不同，其在結(jié)腸癌中低表達(dá)，并且其低表達(dá)與腫瘤分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移和不良預(yù)后相關(guān)。多因素分析進(jìn)一步顯示，結(jié)腸癌中miR-93的低表達(dá)是臨床分期、陽(yáng)性淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子[30]。Xu等[12]通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，肝癌組織中miR-93呈高表達(dá)，在對(duì)其表達(dá)進(jìn)行抑制后，HepG2細(xì)胞的增殖能力明顯下降，而且克隆增殖以及遷移等能力也受到較大影響，從而判斷抑制miR-93的藥物可用于肝癌治療。miR-93的表達(dá)水平可作為預(yù)測(cè)經(jīng)化療后的食管癌3年生存率的有效生物標(biāo)志物[9]。

此外，研究發(fā)現(xiàn)根據(jù)血漿中miR-93、miR-409-3p和miR-7的表達(dá)水平，可區(qū)分正常人與結(jié)直腸癌患者；根據(jù)血漿中包括miR-93在內(nèi)的6個(gè)miRNAs的表達(dá)情況，可以區(qū)分急性髓樣白血病患者與正常人，提示其有可能成為結(jié)直腸癌和急性髓樣白血病的診斷標(biāo)志物[31-33]。同時(shí)研究發(fā)現(xiàn)在卵巢癌患者血清中miR-93的表達(dá)顯著升高，而miR-93在高表達(dá)CA125的患者血清中的表達(dá)水平要顯著低于CA125低表達(dá)的患者[34]。Espinosa-Parrilla等[35]研究發(fā)現(xiàn)miR-106b-93-25簇的兩個(gè)SNP與賁門(mén)胃癌的發(fā)病相關(guān)。綜上所述，miR-93無(wú)論在預(yù)后判斷還是早期診斷方面都有較大的應(yīng)用前景，但尚缺乏大樣本和多中心的系統(tǒng)研究。

4 miR-93與腫瘤耐藥性的關(guān)系

大量研究發(fā)現(xiàn)在腫瘤藥物耐受的細(xì)胞中，miR-93表達(dá)升高，而體外過(guò)表達(dá)miR-93也可誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生耐藥性；同時(shí)抗腫瘤藥物可以降低腫瘤細(xì)胞中miR-93的表達(dá)量，進(jìn)而抑制細(xì)胞的增殖或誘導(dǎo)其凋亡，這些均表明miR-93在腫瘤產(chǎn)生耐藥性的過(guò)程中發(fā)揮重要作用。

表沒(méi)食子兒茶素(Epigallocatechin，EGC)和表沒(méi)食子兒茶素-3-沒(méi)食子酸酯(Epigallocatechin Gallate，EGCG)是兩種具有抗腫瘤活性的化合物，體外研究發(fā)現(xiàn)兩種化合物均可以下調(diào)miR-93的表達(dá)并誘導(dǎo)神經(jīng)母細(xì)胞瘤細(xì)胞系SH-SY5Y和SK-N-DZ發(fā)生凋亡。而過(guò)表達(dá)miR-93則會(huì)降低兩種化合物的抗腫瘤活性[36]。抗腫瘤活性化合物4-羥苯基維甲酰胺(4-Hydroxy(Phenyl)Retinamide，4-HPR)和EGCG聯(lián)合使用，可以降低神經(jīng)母細(xì)胞瘤細(xì)胞系SK-N-BE2和IMR-32中miR-93的表達(dá)量，過(guò)表達(dá)miR-93則增加腫瘤細(xì)胞的耐藥性[37]。在順鉑耐藥的卵巢癌細(xì)胞中，miR-93高表達(dá)，miR-93通過(guò)直接調(diào)節(jié)靶基因同源性磷酸酶張力蛋白(Phosphatase and Tensin Homolog，PTEN)，進(jìn)而調(diào)節(jié)蛋白激酶B(Protein Kinase B，PKB)/AKT信號(hào)通路來(lái)調(diào)節(jié)耐藥性的產(chǎn)生[38]。此外，順鉑通過(guò)下調(diào)miR-93來(lái)降低CDKN2A的表達(dá)進(jìn)一步有效抑制肺腺癌細(xì)胞的增殖[39]。Katsuya等[5]通過(guò)抑制miR-93的表達(dá)，可以顯著改善肝癌細(xì)胞對(duì)5-Fu、CDDP、索拉非尼和Tivantinib的藥物敏感性。Zhou等[40]發(fā)現(xiàn)用5-Fu和奧沙利鉑處理結(jié)腸癌細(xì)胞系HCT-8和HCT-116后，miR-93的表達(dá)下降。Jing等[41]發(fā)現(xiàn)，在膀胱癌中降低miR-93表達(dá)能增強(qiáng)膀胱癌化療的敏感性，其作用機(jī)制可能是抑制miR-93的生物學(xué)作用上調(diào)抗腫瘤基因LASS2表達(dá)，進(jìn)而增強(qiáng)化療敏感性，推測(cè)miR-93可以作為治療膀胱癌的新的治療靶點(diǎn)。替莫唑胺(Temozolomide,TMZ)是一種常用的治療膠質(zhì)瘤的化療藥物。Chen等[42]研究發(fā)現(xiàn)下調(diào)miR-93的表達(dá)能增強(qiáng)U87細(xì)胞對(duì)TMZ的化學(xué)敏感性。但是潛在的分子機(jī)制尚未明確，推測(cè)miR-93可能直接作用于靶基因P21從而介導(dǎo)膠質(zhì)瘤細(xì)胞對(duì)TMZ的化學(xué)耐藥作用。如上所述，miR-93與抗腫瘤藥物的耐藥性產(chǎn)生密切相關(guān)。

5 小結(jié)與展望

綜上所述，我們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到miR-93在多數(shù)腫瘤中表達(dá)升高，并通過(guò)調(diào)節(jié)靶基因參與腫瘤的增殖、轉(zhuǎn)移、凋亡、預(yù)后及耐藥性等諸多生物學(xué)過(guò)程(圖1)，但是miR-93參與腫瘤發(fā)生發(fā)展各階段的分子機(jī)制尚未完全揭示，尤其針對(duì)miR-93的抗腫瘤治療研究尚處于初級(jí)階段，因此未來(lái)仍需要更加深入的研究以致力于揭示其分子機(jī)制和推動(dòng)其臨床應(yīng)用。

圖1 miR-93參與調(diào)控腫瘤發(fā)生發(fā)展的信號(hào)通路