微RNA調(diào)控乳腺癌耐藥性研究進(jìn)展

梁文輝，朱會(huì)芳，王志慧，宋 穎，原志慶，陸漫漫，李思琦，李 娜

(1.新鄉(xiāng)市中心醫(yī)院健康管理部， 河南 新鄉(xiāng) 453000；2.新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院第四臨床學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453000；3.新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院病理學(xué)系，河南 新鄉(xiāng) 453003；4.新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院第三附屬醫(yī)院病理科，河南 新鄉(xiāng) 453003)

乳腺癌是目前嚴(yán)重威脅女性健康和生命的主要惡性腫瘤之一[1]。耐藥性是導(dǎo)致乳腺癌化學(xué)治療失敗的主要原因，也是腫瘤治療中最棘手的問題[2]。研究表明，多數(shù)乳腺癌患者在化學(xué)治療過程中對(duì)一線化學(xué)治療藥物如紫杉醇、順鉑等易產(chǎn)生耐藥，通常在1 a內(nèi)復(fù)發(fā)[3]。關(guān)于乳腺癌細(xì)胞的耐藥機(jī)制至今尚不完全明確[4]。微RNA(microRNA，miRNA)是一種內(nèi)源性非編碼小RNA，在腫瘤形成、發(fā)展、侵襲和轉(zhuǎn)移乃至耐藥性中發(fā)揮重要作用[5]。本文主要就miRNA在乳腺癌細(xì)胞中的作用及其調(diào)控耐藥的機(jī)制進(jìn)行綜述，以期為臨床乳腺癌的治療及研究提供新的思路。

1 miRNA在乳腺癌細(xì)胞中的作用

1.1 miRNA與乳腺癌細(xì)胞增殖miRNA在個(gè)體發(fā)育及細(xì)胞增殖、分化和凋亡等生理、病理過程中發(fā)揮重要調(diào)節(jié)功能。miRNA可與靶基因mRNA的3′非編碼區(qū)(untranslated regions，UTR)特異性結(jié)合，在轉(zhuǎn)錄后水平發(fā)揮調(diào)控基因表達(dá)作用。有研究表明，腫瘤的發(fā)生與腫瘤細(xì)胞無限增殖密切相關(guān)[6]。miRNA可作為致癌或抑癌基因促進(jìn)或抑制乳腺癌細(xì)胞增殖，從而調(diào)控乳腺癌進(jìn)展[7]。EI KILANY等[8]研究發(fā)現(xiàn)，miR-744-5p可提高乳腺癌細(xì)胞上清液中一氧化氮水平，從而促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞增殖。YANG等[9]研究發(fā)現(xiàn)，miR-17促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞增殖，可作為乳腺癌診斷的生物標(biāo)志物。LIN等[10]研究發(fā)現(xiàn)，miR-105-3p作為一種致癌基因，通過靶向人高爾基體膜蛋白促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移。

MANSOORI等[11]發(fā)現(xiàn)，miR-34a和miR-200c可誘導(dǎo)乳腺癌細(xì)胞凋亡和細(xì)胞周期阻滯，同時(shí)抑制增殖、侵襲、遷移、干細(xì)胞特性和上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)過程。

1.2 miRNA與乳腺癌細(xì)胞凋亡細(xì)胞凋亡的失衡在腫瘤的發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮關(guān)鍵作用。miRNA通過調(diào)控細(xì)胞凋亡在多種腫瘤的發(fā)生、發(fā)展過程中發(fā)揮作用，包括肺癌、肝癌、乳腺癌等[12-13]。LIN等[10]研究顯示，miR-105-3p在乳腺癌組織中的表達(dá)水平較高，且隨著腫瘤嚴(yán)重程度的加重而升高，下調(diào)miR-105-3p可抑制乳腺癌細(xì)胞MCF-7和ZR-75-30的增殖，抑制細(xì)胞遷移和侵襲，促進(jìn)細(xì)胞凋亡，提示miR-105-3p可能發(fā)揮抑制乳腺癌細(xì)胞凋亡的作用。HE等[15]研究發(fā)現(xiàn)，乳腺癌細(xì)胞中miR-646表達(dá)水平較高，miR-646通過調(diào)控TET1/IRX1/HIST2H2BE軸抑制細(xì)胞凋亡，促進(jìn)乳腺癌的發(fā)生。以上研究表明，miRNA可抑制乳腺癌細(xì)胞凋亡。miRNA也可促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞凋亡，LIN等[15]研究發(fā)現(xiàn)，乳腺癌HS578T細(xì)胞中轉(zhuǎn)染miR-181a-5p能夠抑制其增殖和遷移能力，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。

2 miRNA與乳腺癌細(xì)胞耐藥

近年來有研究顯示，多種miRNA與腫瘤的耐藥密切相關(guān)[16]。PAN等[17]研究發(fā)現(xiàn)，降低耐藥乳腺癌MCF-7細(xì)胞中miR-221-3p的表達(dá)，可降低耐藥乳腺癌MCF-7細(xì)胞的耐藥性；提示可通過調(diào)節(jié)miRNA水平來降低乳腺癌細(xì)胞耐藥性，研究調(diào)控乳腺癌耐藥的主要miRNA及其作用機(jī)制將有助于乳腺癌耐藥機(jī)制的研究，并為miRNA作為乳腺癌耐藥治療的靶點(diǎn)奠定基礎(chǔ)。

CLIMENT等[18]研究表明，乳腺癌患者對(duì)蒽環(huán)類化學(xué)治療藥物的敏感性增加可能與染色體11q的缺失有關(guān)，染色體11q是一個(gè)含有miR-125b基因的區(qū)域；這是第1個(gè)發(fā)現(xiàn)miRNA與乳腺癌耐藥性相關(guān)的研究。隨后，miRNA在乳腺癌細(xì)胞獲得耐藥性中的作用相繼被提出。XU等[19]研究發(fā)現(xiàn)，miR-125a-3p可作為腫瘤抑制因子直接靶向乳腺癌早發(fā)基因1的3′-非翻譯區(qū)，抑制其蛋白表達(dá)，從而增強(qiáng)乳腺癌細(xì)胞對(duì)多西紫杉醇的敏感性。WANG等[20]研究發(fā)現(xiàn)，miRNA-335通過Wnt/β-catenin信號(hào)通路顯著抑制甲基化轉(zhuǎn)移酶SETD8的表達(dá)，并抑制其下游基因cyclin D1和c-Myc的表達(dá)，提高乳腺癌細(xì)胞對(duì)紫杉醇的敏感性。RAZA等[21]報(bào)道，miR-644a/CTBP1/p53軸可通過抑制乳腺癌細(xì)胞存活和EMT來抑制其耐藥性。LUO等[22]報(bào)道，LINC00514通過靶向三陰性乳腺癌細(xì)胞中的miR-6504-5p/miR-3139/CCDC71L軸促進(jìn)細(xì)胞增殖、遷移和侵襲，從而增加了乳腺癌細(xì)胞的耐藥性。深入探究miRNA與乳腺癌患者耐藥的關(guān)系已成為當(dāng)今腫瘤耐藥性研究的熱點(diǎn)，miRNA可能通過靶向基因調(diào)控在乳腺癌患者耐藥性中發(fā)揮重要作用。

3 miRNA參與乳腺癌耐藥機(jī)制

3.1 調(diào)控耐藥相關(guān)蛋白表達(dá)ATP結(jié)合盒(ATP-binding cassette，ABC)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白表達(dá)和功能的異常是造成多藥耐藥(multiple drug resistance，MDR)的重要原因之一，其中P-糖蛋白、乳腺癌耐藥蛋白和MDR相關(guān)蛋白在MDR發(fā)生中發(fā)揮重要作用[23 ]。CHEN等[24]研究發(fā)現(xiàn)，上調(diào)乳腺癌患者腫瘤細(xì)胞中miRNA-200c水平可降低MDR1基因和P-糖蛋白的表達(dá)，從而增加乳腺癌患者對(duì)阿霉素的敏感性。ZHU等[25]研究表明，下調(diào)miR-128水平可以導(dǎo)致ABC家族成員Bmi-1和ABCC5蛋白的過表達(dá)，從而促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞對(duì)阿霉素的敏感性。以上研究表明，miRNA可能通過調(diào)控耐藥相關(guān)蛋白表達(dá)調(diào)控乳腺癌耐藥。

3.2 抑制細(xì)胞自噬UEDA等[26]研究發(fā)現(xiàn)，過表達(dá)hsa-miR-27a可通過破壞乳腺癌細(xì)胞中活性氧穩(wěn)態(tài)和下調(diào)自噬功能，使乳腺癌細(xì)胞對(duì)他莫昔芬敏感。另有研究發(fā)現(xiàn)，miR-142-3p過表達(dá)可能通過靶向下調(diào)HMGB1基因抑制乳腺癌細(xì)胞自噬，提高對(duì)阿霉素的藥物敏感性[27]。這些研究表明，miRNA可通過抑制細(xì)胞自噬減弱乳腺癌耐藥。

3.3 誘導(dǎo)細(xì)胞周期阻滯、凋亡阿霉素、紫杉醇、順鉑等化學(xué)治療藥物的作用機(jī)制是抑制DNA、RNA的復(fù)制合成，阻礙癌細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂，從而導(dǎo)致癌細(xì)胞分裂停止、DNA修復(fù)、凋亡等。化學(xué)治療藥物的作用機(jī)制與乳腺癌細(xì)胞的耐藥密切相關(guān)。BAO等[28]研究顯示，miR-93-5p在體內(nèi)外均能顯著抑制乳腺癌細(xì)胞增殖，誘導(dǎo)G1/S細(xì)胞周期阻滯，從而提高對(duì)紫杉醇的敏感性。YU等[29]研究發(fā)現(xiàn)，乳腺癌細(xì)胞中miR-148a-3p的過表達(dá)可通過抑制ATP7A基因的表達(dá)，增強(qiáng)DNA損傷和細(xì)胞凋亡，從而增加乳腺癌細(xì)胞對(duì)順鉑的敏感性。GUAN 等[30]研究發(fā)現(xiàn)，miR-145-5p在乳腺癌組織和細(xì)胞中表達(dá)下調(diào)，過表達(dá)miR-145-5p或敲低SOX2可誘導(dǎo)細(xì)胞周期阻滯和凋亡，減弱紫杉醇耐藥乳腺癌細(xì)胞的增殖、遷移、侵襲，并減弱其耐藥性。因此，miRNA可以通過誘導(dǎo)細(xì)胞周期阻滯、凋亡增強(qiáng)乳腺癌細(xì)胞耐藥性。

3.4 抑制有氧糖酵解ZHANG等[31]研究發(fā)現(xiàn)，miR-23b-3p通過靶向ZBTB1基因促進(jìn)人表皮生長因子受體-2的表達(dá)，從而降低乳腺癌細(xì)胞的乳酸生成和糖攝取，抑制有氧糖酵解，降低對(duì)他莫昔芬耐藥性。提示miRNA可通過抑制有氧糖酵解機(jī)制降低乳腺癌耐藥性。

3.5 DNA甲基化和組蛋白修飾DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶在腫瘤特異性DNA甲基化過程中起重要作用，參與DNA甲基化的酶主要有DNMT1、DNMT3a和DNMT3b。POGRIBNY等[32]研究發(fā)現(xiàn)，上調(diào)的一些miRNAs(miR-29a、miR-29b、miR-132和miR-194)能夠靶向DNA甲基轉(zhuǎn)移酶和甲基化CpG結(jié)合蛋白-2，從而影響乳腺癌細(xì)胞DNA甲基化模式，增加了乳腺癌細(xì)胞對(duì)順鉑的耐藥性。HU等[33]研究發(fā)現(xiàn)，低甲基化的miR-663過表達(dá)可下調(diào)硫酸乙酰肝素糖蛋白的表達(dá)，從而在乳腺癌細(xì)胞中誘導(dǎo)耐藥性。另有研究顯示，阻斷DNA甲基化和組蛋白去乙?；苫謴?fù)曲妥珠單抗耐藥細(xì)胞中miR-375的表達(dá)，過表達(dá)miR-375可恢復(fù)細(xì)胞對(duì)曲妥珠單抗的敏感性[34]。這些研究說明，miRNA可通過DNA甲基化和組蛋白修飾方式參與乳腺癌耐藥。

3.6 EMTEMT在多種腫瘤的化學(xué)治療耐藥中發(fā)揮重要作用，而化學(xué)治療藥物也能增強(qiáng)腫瘤的惡性程度，包括誘導(dǎo)EMT表型的產(chǎn)生。GAO等[35]研究發(fā)現(xiàn)，下調(diào)miRNA-200c可以通過其靶基因ZEB1和ZEB2抑制EMT相關(guān)蛋白E-鈣黏蛋白的表達(dá)，促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞EMT發(fā)生，提高乳腺癌細(xì)胞對(duì)紫杉醇的耐藥性。轉(zhuǎn)化生長因子-β和β連環(huán)蛋白也是腫瘤細(xì)胞發(fā)生EMT過程中的重要成員。RAO等[36]研究發(fā)現(xiàn)，上調(diào)miRNA221和miRNA222可增加轉(zhuǎn)化生長因子-β和β連環(huán)蛋白的表達(dá)，提高乳腺癌細(xì)胞對(duì)氟維司群的耐藥性。FORONI等[37]通過體外建立耐紫杉醇、阿霉素和多西他賽的人類乳腺癌細(xì)胞系，分析其基因表達(dá)譜變化發(fā)現(xiàn)，3種耐藥細(xì)胞系中EMT相關(guān)基因表達(dá)均上升，而E-黏附蛋白表達(dá)則下降。以上研究提示，miRNA可通過EMT途徑提高乳腺癌細(xì)胞耐藥性。

4 miRNA逆轉(zhuǎn)耐藥性的治療策略

miRNA在腫瘤細(xì)胞對(duì)化學(xué)治療藥物的耐藥性中起關(guān)鍵作用[38]。逆轉(zhuǎn)腫瘤耐藥的合理策略是調(diào)控miRNA表達(dá)。SMITH等[39]通過在人胚腎細(xì)胞中導(dǎo)入化學(xué)合成的小分子miR-7 mimics或拮抗miR-7的antagomir實(shí)現(xiàn)了miRNA過表達(dá)和抑制，提示miRNA可被靶向調(diào)控。可用多種方法合成miRNA類似物來調(diào)控miRNA的表達(dá)，包括鎖核酸(locked nucleic acid，LNA)和微RNA“海綿”(microRNA“sponge”)。LNA也稱為“難以接近的RNA”，是一種特殊的雙環(huán)狀核苷酸衍生物，其糖基通過連接2′-氧與4′-碳的“橋”進(jìn)行化學(xué)修飾，可降低核糖結(jié)構(gòu)的柔韌性，增加磷酸鹽骨架局部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。LNA寡核苷酸對(duì)互補(bǔ)的單鏈RNA顯示出前所未有的雜交親和力，因此可調(diào)控miRNA的表達(dá)。

MIRIHANA等[40]通過LNA靶向攜帶Pre-miRNA 92b的G-四鏈體增加了非小細(xì)胞肺癌中PTEN基因的表達(dá)，顯著降低了非小細(xì)胞肺癌對(duì)阿霉素的耐藥性。microRNA“sponge”在體外細(xì)胞培養(yǎng)和轉(zhuǎn)基因生物中可導(dǎo)致miRNA功能喪失。microRNA“sponge”3′ 非翻譯區(qū)包含若干個(gè)miRNA靶定位點(diǎn)，并且miRNA與靶點(diǎn)的相互作用依賴種子區(qū)域(seed region，miRNA的第2-8位)，因此，microRNA“sponge”對(duì)miRNA家族家族中親緣關(guān)系接近的所有miRNA都有效，可以阻斷整個(gè)miRNA家族的表達(dá)，從而抑制其受控基因的表達(dá)，這種轉(zhuǎn)基因方法已被證明是一種在各種實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中控制miRNA功能有前途的工具[41]。YANG等[42]研究發(fā)現(xiàn)，miR-7“sponge”可以下調(diào)一種新型的蛋白酶體激活因子REGγ，從而增強(qiáng)乳腺癌細(xì)胞對(duì)順鉑耐藥的敏感性。

5 結(jié)語和展望

通過對(duì)miRNA與乳腺腫瘤耐藥性關(guān)系的分析發(fā)現(xiàn)，miRNA的異常表達(dá)在腫瘤耐藥性研究中備受關(guān)注。miRNA通過影響乳腺癌細(xì)胞生物學(xué)特性及相關(guān)基因的表達(dá)或信號(hào)通路的活化等影響腫瘤細(xì)胞的耐藥性。因此，通過調(diào)控腫瘤細(xì)胞中miRNA的表達(dá)水平，降低或逆轉(zhuǎn)腫瘤細(xì)胞的耐藥性，可能成為腫瘤治療的新方向。關(guān)于miRNA在乳腺腫瘤細(xì)胞增殖、凋亡及耐藥等生物學(xué)過程中的詳細(xì)機(jī)制仍不十分清楚，但隨著對(duì)miRNA研究的不斷深入，相信在將來會(huì)發(fā)掘更多的miRNA，作為乳腺癌診斷和治療的標(biāo)志物。