MicroRNA在結(jié)腸癌診斷及中醫(yī)藥防治的研究進(jìn)展*

彭 俊 呂慧婕 丁星星 趙 峻 馬 翅

1 湘西土家族苗族自治州人民醫(yī)院，湖南省吉首市 416000； 2 吉首大學(xué)醫(yī)學(xué)院； 3 吉首大學(xué)體育科學(xué)學(xué)院；4 南華大學(xué)衡陽(yáng)醫(yī)學(xué)院； 5 南華大學(xué)船山學(xué)院

結(jié)腸癌是常見的消化系統(tǒng)惡性腫瘤,是世界范圍內(nèi)威脅人類健康的問題。通常，結(jié)腸癌的首選治療方式是手術(shù)切除輔以放療、化療，其中放療、化療具有嚴(yán)重的不良反應(yīng)，而中藥作為我國(guó)的傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)，在防治大腸癌中具有自己的優(yōu)勢(shì)，西醫(yī)配合中醫(yī)能夠起到減緩不良反應(yīng)，增強(qiáng)化療敏感性的作用[1]。但是，即便是近幾年來對(duì)于結(jié)腸癌的療效已有改善，預(yù)后仍不樂觀，結(jié)腸癌晚期患者手術(shù)后可能發(fā)生復(fù)發(fā)或轉(zhuǎn)移。miRNA是最豐富的短鏈非編碼RNA，可降解信使RNA(mRNA)或者調(diào)節(jié)靶基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯，導(dǎo)致細(xì)胞過程的改變，因而對(duì)增殖，分化，應(yīng)激反應(yīng)和致癌的具有調(diào)節(jié)作用。越來越多的證據(jù)證實(shí)miRNA可用于結(jié)腸癌的診斷、治療和預(yù)后評(píng)估[2]。因此，在miRNA水平探討其對(duì)結(jié)腸癌的診斷意義及中藥對(duì)結(jié)腸癌的防治作用機(jī)制具有極大的意義。

1 miRNA與結(jié)腸癌

1.1 miRNA-203 研究報(bào)道m(xù)iR-203不僅可以在宮頸癌和前列腺癌中發(fā)揮抑癌作用，在胰腺癌、基底細(xì)胞癌、乳腺癌、鼻咽癌和膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中同樣具有抑癌作用。研究發(fā)現(xiàn)CRCⅢ～Ⅳ期患者的血漿miR-203水平顯著高于Ⅰ～Ⅱ期患者的血漿[3]。并且miR-203血清水平的升高促進(jìn)CRC肝臟，淋巴結(jié)，腹膜和遠(yuǎn)處器官轉(zhuǎn)移惡化[4]。最近的一項(xiàng)研究表明，結(jié)直腸癌肝轉(zhuǎn)移切除術(shù)后，短期存活者的miR-203水平顯著高于長(zhǎng)期存活者[5]。Liu 等的研究發(fā)現(xiàn)miR-203的水平與腫瘤的大小、TNM分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和生存期呈正比[6]。因此，miR-203的水平波動(dòng)對(duì)于CRC具有重要意義。

1.2 miRNA-204-3p 已在多種癌癥中證實(shí)了miR-204-3p在包括透明細(xì)胞腎細(xì)胞癌、肝細(xì)胞癌、乳腺癌以及神經(jīng)膠質(zhì)瘤中具有抑癌作用。當(dāng)前有研究發(fā)現(xiàn)，miR-204-3p的過表達(dá)降低了Caco-2細(xì)胞的活力，增強(qiáng)了細(xì)胞凋亡。在miR-204-3p模擬轉(zhuǎn)染的Caco-2細(xì)胞中也觀察到了受抑制的細(xì)胞遷移，侵襲以及MMP-9和波形蛋白的表達(dá)。以上證明，miR-204-3p可能是結(jié)腸癌致癌作用中的腫瘤抑制因子[7]。高機(jī)動(dòng)性小組AT-hook 2(HMGA2)在現(xiàn)有研究中被公認(rèn)為是新的致癌基因，已被證實(shí)在結(jié)腸癌中上調(diào)，并且其水平的增加與結(jié)腸癌的發(fā)生，發(fā)展和轉(zhuǎn)移密切相關(guān)[8]。根據(jù)先前的研究工作，Xi等[7]認(rèn)為HMGA2可能是miR-204-3p的直接產(chǎn)物。其研究中，雙熒光素酶活性實(shí)驗(yàn)證實(shí)了HMGA2是miR-204-3p的新靶標(biāo)基因。同時(shí)也證明HMGA2在Caco-2細(xì)胞中被miR-204-3p抑制。證實(shí)HMGA2可能是結(jié)腸癌發(fā)展中的關(guān)鍵調(diào)節(jié)劑以及miR-204-3p對(duì)其抑制的作用，miR-204-3p可作為結(jié)腸癌的新型生物標(biāo)志物。

1.3 miR-34a Notch信號(hào)通路對(duì)于干細(xì)胞具有重要的調(diào)控作用包括癌癥干細(xì)胞。當(dāng)Notch配體[例如Delta-Like 1(DLL1)]與Notch受體(Notch 1-4)結(jié)合時(shí)，Notch信號(hào)被激活，Notch細(xì)胞外結(jié)構(gòu)域被切割，隨后釋放Notch細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域(NICD)。Meng等[9]進(jìn)行的研究指出，Notch1和NICD的上調(diào)增強(qiáng)結(jié)腸癌對(duì)諸如5-氟尿嘧啶(5-FU)等化學(xué)治療藥物的耐藥性。

miR-34a在大腸癌、神經(jīng)母細(xì)胞瘤、前列腺癌和胰腺癌等癌組織中頻繁失活，因此被選擇作為候選的抑癌miRNA[10]。然而，很少報(bào)道m(xù)iR-34a對(duì)于結(jié)腸癌細(xì)胞SP細(xì)胞的作用。

在相關(guān)學(xué)者的研究中，比較了從人結(jié)腸癌細(xì)胞系(SW480和LoVo)分離的SP和非SP細(xì)胞中miR-552、miR-611、miR-34a和miR-5000-3p的不同表達(dá)[11]。發(fā)現(xiàn)miR-34a在SP細(xì)胞中顯著下調(diào)，而過表達(dá)miR-34a減少了對(duì)5-FU的耐藥性。熒光素酶報(bào)告基因檢測(cè)表明，miR-34a通過與mRNA的3’-UTR結(jié)合而對(duì)Notch信號(hào)通路的配體DLL1產(chǎn)生負(fù)調(diào)控。另外，過表達(dá)的miR-34a在體外通過DLL1/Notch途徑克服了結(jié)腸癌對(duì)5-FU的抗性，并在體內(nèi)5-FU處理下抑制了腫瘤的生長(zhǎng)。

總之，以上證實(shí)miR-34a通過增強(qiáng)SP細(xì)胞對(duì)5-FU的化學(xué)敏感性而充當(dāng)腫瘤抑制因子，為結(jié)腸癌提供了新的診斷標(biāo)志。

1.4 miR-193b 近年來的研究表明miR-193b是一種典型的多功能基因，與各種生理和病理過程相關(guān)，包括炎癥，免疫缺陷以及腫瘤的發(fā)生發(fā)展。 miR-193b基因位于人類16p13.12染色體上，在前列腺癌、肝細(xì)胞癌和乳腺癌中異常表達(dá)。Xu等[12]證明miR-193b表達(dá)增加抑制細(xì)胞周期蛋白D1(CCND1)，阻斷細(xì)胞周期并抑制肝癌細(xì)胞的遷移和侵襲。Chen等[13]也提出miR-193b水平上調(diào)能抑制惡性黑色素瘤細(xì)胞的增殖和CCND1(CCND1是一種編碼蛋白質(zhì)的致癌基因，是G1增殖階段的關(guān)鍵因素，已被確定在惡性腫瘤的發(fā)展中具有重要作用，因此與腫瘤的發(fā)生，轉(zhuǎn)移和預(yù)后相關(guān)[14])的表達(dá)。這些發(fā)現(xiàn)表明，miR-193b在結(jié)腸癌的診斷和治療中具有潛在的應(yīng)用，并且可能在結(jié)腸癌的發(fā)展中具有重要作用。

為了探索與miR-193b相關(guān)的影響和機(jī)制，F(xiàn)ang學(xué)者合成了成熟的miR-193b序列(模擬物)并將其轉(zhuǎn)染到SW480結(jié)腸癌細(xì)胞中[15]。RAB22A作為RAS癌基因家族的成員，在特定的腫瘤中擴(kuò)增或表達(dá)，包括肺癌，黑色素瘤和骨肉瘤[16]。Fang等的研究表明[15]，miR-193b通過Ras信號(hào)通路靶向RAB22A，導(dǎo)致ERK1/ 2的去磷酸化，進(jìn)一步抑制下游因子以及細(xì)胞增殖、遷移，最終阻止腫瘤的進(jìn)一步發(fā)展。

總之，這些發(fā)現(xiàn)為miR-193b診斷和治療結(jié)腸癌提供了理論基礎(chǔ)。但還是需要進(jìn)一步研究miR-193b在結(jié)腸癌發(fā)生和發(fā)展中的功能，并進(jìn)一步闡明其潛在的分子機(jī)制。

1.5 miR-101 先前的研究表明，miR-101可能是一種有前途的腫瘤抑制劑，在多種類型的癌癥中，miR-101的表達(dá)水平降低[17]。然而，就我們所知，miR-101在結(jié)腸癌進(jìn)展中的作用尚不清楚，并且尚未確定miR-101在結(jié)腸癌中的潛在靶標(biāo)。 Yang等的研究調(diào)查了miR-101在結(jié)腸癌中的作用[18]。結(jié)果表明miR-101表達(dá)水平在三種類型的結(jié)直腸癌細(xì)胞系中顯著降低。此外，miR-101的過表達(dá)抑制了HT29細(xì)胞中的細(xì)胞增殖和遷移。使用熒光素酶報(bào)告基因分析，逆轉(zhuǎn)錄定量聚合酶鏈反應(yīng)分析和蛋白質(zhì)印跡分析，轉(zhuǎn)錄因子cAMP響應(yīng)元件結(jié)合蛋白1(CREB1)被確定為miR-101的直接靶標(biāo)。 miR-101在體內(nèi)腫瘤異種移植物中的過表達(dá)降低了增殖細(xì)胞核抗原和CREB1的表達(dá)水平，并抑制了腫瘤的生長(zhǎng)。目前的結(jié)果表明，miR-101可通過直接靶向CREB1在結(jié)腸癌中發(fā)揮作用。

總體而言，研究表明miR-101可能是結(jié)腸癌的診斷和治療靶標(biāo)，而對(duì)miR-101/CREB1途徑的研究可能有助于開發(fā)治療結(jié)腸癌的新型治療策略。

2 miRNA與結(jié)腸癌的中醫(yī)防治

漢黃芩苷是從傳統(tǒng)中藥黃芩中提取到的一個(gè)黃酮類有效成分，具有抗癌、抗菌、抗氧化、抗血栓形成等多方面藥理作用。其中以抗癌作用的研究報(bào)道較多。陶以理學(xué)者的研究發(fā)現(xiàn)黃芩苷在體內(nèi)外具有抗結(jié)腸癌的作用,其機(jī)制為通過抑制轉(zhuǎn)錄因子c-myc的表達(dá),上調(diào)抑癌基因miR-204表達(dá),從而誘導(dǎo)結(jié)腸癌細(xì)胞凋亡[19]。常金榮等[20]研究發(fā)現(xiàn)鹽酸小檗堿和吳茱萸堿能通過靶向miR-17-92抑制E2F1蛋白的表達(dá),將細(xì)胞阻滯在S期,進(jìn)而抑制大腸癌HT29細(xì)胞的增殖。黃連素屬于異喹啉生物堿，具有抗腫瘤作用。研究發(fā)現(xiàn)：黃連素可能通過促進(jìn)miRNA-29b-3p表達(dá)來抑制結(jié)直腸癌HCT-116細(xì)胞增殖并誘導(dǎo)其凋亡[21]。常環(huán)環(huán)等[22]的研究發(fā)現(xiàn)聯(lián)合應(yīng)用奧沙利鉑和白藜蘆醇具有協(xié)同抑制結(jié)直腸癌細(xì)胞增殖的作用,其可能機(jī)制與白藜蘆醇促進(jìn)結(jié)直腸癌細(xì)胞抑癌基因miR--34c表達(dá)有關(guān)。

綜上所述，在我國(guó)，隨著飲食習(xí)慣、生活方式及環(huán)境因素等的變化，結(jié)腸癌發(fā)病率呈明顯上升趨勢(shì)[1]。同時(shí)由于缺乏精確的診斷指標(biāo)，結(jié)腸癌的死亡率也呈現(xiàn)出逐年增加的趨勢(shì)。因此，結(jié)腸癌診斷指標(biāo)具有重大意義。

同時(shí)，中藥作為我國(guó)的一種特殊治療手段，已經(jīng)成為腫瘤綜合治療中不可缺少的一部分，與化療藥聯(lián)合應(yīng)用可能降低化療藥物劑量，提高治療的有效性。但其機(jī)制尚未完全闡述清楚。中藥能調(diào)節(jié)miRNA從而發(fā)揮抗癌作用，提示所調(diào)控的miRNA可能成為藥物作用的靶點(diǎn)，為現(xiàn)代中醫(yī)藥理論發(fā)展提供新的突破口。