miRNA在肺腺癌中的作用及機制研究進展

李 芳，韓采利，王 麗，徐向榮

（延安大學(xué)醫(yī)學(xué)院，陜西 延安 716000）

世界衛(wèi)生組織國際癌癥研究機構(gòu)（IARC）發(fā)布的全球癌癥報告顯示，2020 年全球肺癌新發(fā)病例約220 萬例，死亡病例約180 萬例，居全球癌癥死亡人數(shù)第一［1］。根據(jù)細胞的病理學(xué)形態(tài)特征和分化程度，可將肺癌分為小細胞肺癌（small cell lung cancer，SCLC）和非小細胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）。肺腺癌作為NSCLC 的主要類型，近年來其發(fā)病率持續(xù)上升，現(xiàn)已成為全球范圍內(nèi)最常見的肺癌類型。肺腺癌沒有典型的臨床表現(xiàn)，且在肺部病灶較小時便已出現(xiàn)血道轉(zhuǎn)移、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移等，多數(shù)患者在就診時已是中晚期，難以得到有效治療［2］。因此，尋找肺腺癌的生物標志物對于其早期診斷與靶向治療具有重要意義。

MicroRNA（miRNA）是真核生物中一類由19～25 個核苷酸組成的短鏈非編碼RNA。繼1993 年Lee 等［3］首次在秀麗新小桿線蟲（c. elegans）中發(fā)現(xiàn)miRNA 家族第一個成員lin-4 后，目前在人體中已發(fā) 現(xiàn)2 654 個 成 熟miRNA［4］。成 熟miRNA 的5'-UTR（非翻譯區(qū)）可通過完全互補配對或不完全互補配對的方式與靶mRNA 的3'-UTR 結(jié)合，進而參與調(diào)控腫瘤細胞增殖、凋亡、侵襲轉(zhuǎn)移等多個過程，與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。本文就miRNA 在肺腺癌發(fā)生、發(fā)展中的調(diào)控機制及其在臨床診療中的作用等作一綜述。

1 miRNA 在肺腺癌發(fā)生、發(fā)展中的調(diào)控機制

1.1 miRNA調(diào)控肺腺癌細胞增殖

細胞增殖是生物體生長、發(fā)育和繁殖的基礎(chǔ)。腫瘤通常以不受控制的細胞生長與異常的細胞增殖為特征，抑制腫瘤細胞惡性增殖可顯著降低腫瘤發(fā)病率和死亡率。研究［5］表明，過表達miR-365 可使AKT/mTOR 信號通路失活，進而抑制肺腺癌細胞增殖。miR-191-5p 在肺腺癌患者中的表達水平顯著降低，且其在Ⅲ～Ⅳ期肺腺癌患者中的表達水平顯著低于Ⅰ～Ⅱ期肺腺癌患者；而過表達miR-191-5p可顯著抑制肺腺癌細胞增殖，小鼠異種移植瘤模型也證實了miR-191-5p的抗腫瘤作用［6］。相反，一些miRNA 可促進肺腺癌細胞增殖，如miR-938在肺腺癌組織及細胞系中均呈顯著高表達，其可能通過靶向RNA 結(jié)合序列蛋白5（RNA binding motif protein 5，RBM5）促進肺腺癌細胞增殖與集落形成，從而發(fā)揮致癌作用［7］。研究［8］發(fā)現(xiàn)，肺表面活性蛋白C（surfactant protein C，SFTPC）可抑制肺腺癌細胞增殖并使小鼠腫瘤體積減小，而miR-629-3p 可通過靶向SFTPC 來降低其表達水平，從而最終發(fā)揮促進肺腺癌進展的作用。

1.2 miRNA調(diào)控肺腺癌細胞凋亡

細胞凋亡是細胞在基因控制下的有序死亡，凋亡狀態(tài)及其調(diào)控基因異?？煞从衬[瘤的內(nèi)在生物學(xué)特征，誘導(dǎo)腫瘤細胞凋亡已成為腫瘤研究領(lǐng)域的一個熱點。miR-363-3p 在肺腺癌中呈現(xiàn)低表達，過表達miR-363-3p 可能通過調(diào)控凋亡相關(guān)蛋白（如BAX、BAK）表達進而誘導(dǎo)肺腺癌細胞發(fā)生凋亡［9］。Let-7a 在肺腺癌中呈現(xiàn)低表達，過表達Let-7a 可下調(diào)抑凋亡蛋白Bcl-2 表達、上調(diào)促凋亡蛋白Bax 表達水平，并活化caspase 3、caspase 8、caspase 9，從而誘導(dǎo)肺腺癌細胞凋亡［10］。Liang 等［11］發(fā)現(xiàn)miR-198 介導(dǎo)的Livin 沉默能夠顯著增加肺腺癌A549 細胞凋亡并上調(diào)caspase-3，研究者由此提出miR-198/Livin/caspase-3 軸可能成為肺腺癌治療的一種策略。另一方面，有研究［12］表明，miR-361-5p在肺腺癌中起致癌作用，抑制miR-361-5p 的表達可使肺腺癌細胞中凋亡蛋白caspase-3/7 的活性顯著增加，在斑馬魚胚胎動物模型中也證實抑制miR-361-5p 表達可使caspase-3 表達水平顯著升高，故下調(diào)miR-361-5p 可在體內(nèi)外誘導(dǎo)肺腺癌細胞凋亡。miR-505-5p 在肺腺癌患者的細胞外囊泡和腫瘤組織中均表達上調(diào)，其可通過靶向P53 調(diào)節(jié)凋亡誘導(dǎo)蛋白1（tumor protein p53 regulated apoptosis inducing protein 1，TP53AIP1）抑制肺腺癌細胞凋亡，從而促進肺腺癌的發(fā)生發(fā)展［13］。

1.3 miRNA調(diào)控肺腺癌細胞周期

細胞周期是由3個主要周期檢查點控制的復(fù)雜過程，并受到細胞周期蛋白家族成員與細胞周期蛋白依賴性激酶（cyclin-dependent kinase，CDK）的精密調(diào)控。研究［9］發(fā)現(xiàn)，miRNA 可通過調(diào)控細胞周期參與肺腺癌的發(fā)生、發(fā)展過程，如miR-363-3p 可通過下調(diào)細胞周期蛋白D1（cyclin D1，CCND1）和上調(diào)細胞周期蛋白依賴性激酶2（cyclin dependent kinase 2，CDK2）誘導(dǎo)肺腺癌細胞阻滯于S/G2期，從而降低肺腺癌細胞的增殖能力。Let-7a 可下調(diào)CCND1 并上調(diào)Rb，進而誘導(dǎo)肺腺癌細胞A549 和H1299 細胞周期阻滯于G0/G1 期，從而抑制腫瘤細胞增殖［10］。此外，miR-335-5p 可通過靶向細胞周期蛋白B2（cyclin B2，CCNB2）使肺腺癌細胞周期阻滯于G0/G1 期［14］。由此可見，miRNA 在肺腺癌細胞周期調(diào)控中扮演重要角色。

1.4 miRNA調(diào)控肺腺癌細胞侵襲遷移

肺腺癌早期通常無明顯癥狀，發(fā)現(xiàn)時已有腫瘤浸潤甚至轉(zhuǎn)移，因此，治療肺腺癌的一大難點就是如何防止肺腺癌細胞侵襲和遷移。有研究［5］表明，miR-365在肺腺癌組織中的表達顯著下調(diào)，其與肺腺癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和TNM 分期密切相關(guān)；miR-365 可通過下調(diào)E26轉(zhuǎn)錄因子1（ETS proto-oncogene 1，ETS1）和抑制上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial-mesenchymal transformation，EMT）進程來扼制肺腺癌細胞的侵襲遷移。王淼等［15］發(fā)現(xiàn)，miR-142-5p 可下調(diào)細胞周期蛋白依賴性蛋白激酶5（cyclin dependent kinase 5，CDK5），進而影響肺腺癌細胞的EMT 進程，降低腫瘤細胞的侵襲遷移能力。此外，miR-191-5p可通過下調(diào)特異性核基質(zhì)結(jié)合區(qū)結(jié)合蛋白1（SATB homeobox 1，SATB1）抑制Wnt/β-catenin 通路激活，進而發(fā)揮抑制肺腺癌細胞遷移的作用［6］。

外泌體來源的miRNA 也會影響肺腺癌細胞的侵襲遷移能力。研究［16］發(fā)現(xiàn)，外泌體介導(dǎo)的腫瘤細胞之間的“細胞通訊”將外泌體miR-1260b 轉(zhuǎn)運到周圍的腫瘤細胞，下調(diào)分泌型卷曲相關(guān)蛋白1（secreted frizzled related protein 1，SFRP1）和SMAD家族成員4（SMAD family member 4，SMAD4）的表達來激活Wnt/β-catenin 信號通路，最終促進肺腺癌細胞的侵襲和轉(zhuǎn)移。此外，miR-629-5p 可通過影響腫瘤細胞侵襲和內(nèi)皮細胞通透性雙重作用調(diào)控肺腺癌侵襲。一方面，miR-629-5p 可直接靶向肽基脯氨酸異構(gòu)酶結(jié)構(gòu)域和WD 重復(fù)序列1（peptidylprolyl isomerase domain and WD repeat containing 1，PPWD1）來增強腫瘤細胞的運動能力和侵襲性；另一方面，肺腺癌細胞來源的外泌體miR-629-5p 可通過抑制非典型鈣黏蛋白1（cadherin EGF LAG seven-pass G-type receptor 1，CELSR1）表達增加內(nèi)皮細胞通透性，從而發(fā)揮促進肺腺癌細胞血管侵襲的作用［17］。這些研究表明，miRNA 在肺腺癌細胞的遷移侵襲過程中發(fā)揮重要調(diào)控作用。

2 miRNA在臨床診斷、治療及預(yù)后中的應(yīng)用前景

2.1 miRNA在肺腺癌診斷中的作用

肺癌起病隱匿，大多數(shù)肺癌患者在確診時已發(fā)生遠端轉(zhuǎn)移，基本失去根治的機會，因此，早發(fā)現(xiàn)、早診斷和早治療仍是肺癌治療的關(guān)鍵［18］。miRNA在不同腫瘤中具有特定的表達模式（即miRNA 在不同組織中的表達水平不同，且在同一種組織的不同病理狀態(tài)下其表達水平也不同），這也為肺腺癌的早期診斷提供了可能?；艏t日等［19］研究發(fā)現(xiàn)，miR-193a 在肺腺癌患者組織和血清中的含量均顯著降低，且其診斷性優(yōu)于癌胚抗原（carcinoembryonic antigen，CEA），提示miR-193a可能作為肺腺癌診斷的重要指標之一。Wang 等［20］使用TaqMan 低密度陣列（TaqMan low density array，TLDA）篩選差異表達的血漿miRNA 結(jié)合qRT-PCR 驗證發(fā)現(xiàn)，miR-532、miR-628-3p 和miR-425-3p 這3 種miRNA 的 血 漿水平在早期肺腺癌與健康對照組中存在顯著性差異，并且這3 種miRNA 還可將肺腺癌與肺良性疾病和其他亞型肺癌區(qū)分開來。將這3 個miRNA 聯(lián)合起來其ROC 曲線下面積（area under the curve，AUC）值為0.974，靈敏度為91.5%，特異度為97.8%，表明這3 種血漿標志物有較好的診斷價值，為早期肺腺癌提供了一種新的無創(chuàng)性診斷方法。

外泌體miRNA 也可作為肺腺癌診斷的良好生物標志物，外泌體結(jié)構(gòu)能夠保護miRNA 免受核糖核酸酶活性的影響，可以更準確地反映分泌腫瘤的主要特征，且相比于組織活檢，痛苦較輕、風(fēng)險較小、易于操作，更適合腫瘤的早期篩查與診斷［21］。馬云帆等［22］發(fā)現(xiàn)，血漿外泌體miR-17-5p 和miR-100-3p 聯(lián)合診斷肺腺癌的AUC 值為0.905，靈敏度為83.3%，特異度為88.9%，二者聯(lián)合診斷效果好，提示這兩種miRNA 可作為肺腺癌早期篩查的生物標志物。除血液miRNA 外，痰液中的miRNA 也可用于肺腺癌診斷，如對肺腺癌患者與正常對照組痰液中的miRNA 進行表達譜分析及驗證，發(fā)現(xiàn)miR-21、miR-486、miR-375、miR-200b 這4 種miRNA 可以很好地區(qū)分肺腺癌患者與正常人，敏感性達到80.6%，特異性達到91.7%［23］。

2.2 miRNA在肺腺癌治療中的作用

2.2.1 miRNA 與化療 目前，臨床上主要以鉑類為基礎(chǔ)的雙藥聯(lián)合化療來治療肺腺癌，因此，逆轉(zhuǎn)肺腺癌細胞對化療藥物的耐藥性是增強化療效果的重要手段。miRNA 與肺腺癌細胞的化療敏感性密切相關(guān)，其作為肺腺癌個性化治療的新靶標，具有很好的臨床應(yīng)用前景。俞萬鈞等［24］研究發(fā)現(xiàn)，miR-134 在人肺腺癌耐順鉑細胞系中下調(diào)最為顯著；而在人肺腺癌耐順鉑細胞系中過表達miR-134可顯著提高肺腺癌細胞對順鉑（diamminedichloroplatinum，DDP）的敏感性，其可能的機制為miR-134通過下調(diào)叉頭框蛋白M1（forkhead box M1，F(xiàn)OXM1）和多藥耐藥相關(guān)蛋白1（multidrug resistance associated protein 1，MRP1）表達水平，從而發(fā)揮逆轉(zhuǎn)DDP耐藥性的作用。miRNA-181a能夠抑制人肺腺癌DDP 耐藥株A549/DDP 的細胞活力和侵襲能力，同時提高DDP 作用條件下A549/DDP 細胞的生長抑制率和細胞凋亡率，其作用機制可能與miR-181a 抑制BCL-2 蛋白的表達而促進P53 蛋白的表達相關(guān)［25］。miR-224 在DDP 耐藥的肺腺癌細胞中顯著上調(diào)；下調(diào)miR-224可通過靶向p21WAF1/CIP1逆轉(zhuǎn)肺腺癌細胞對DDP 的耐藥性，誘導(dǎo)肺腺癌細胞凋亡并使其阻滯于G0/G1 期。miR-224/p21WAF1/CIP1可預(yù)測肺腺癌患者對以DDP 為基礎(chǔ)的化療藥物的反應(yīng)，為肺腺癌DDP 耐藥性研究提供了新的視角［26］。此外，Cui 等［27］發(fā) 現(xiàn)，let-7c 在 多 西 他 賽（docetaxel，DTX）耐藥肺腺癌細胞系中表達下調(diào)，let-7c 可通過促進細胞凋亡、逆轉(zhuǎn)上皮-間充質(zhì)表型、抑制AKT 磷酸化，從而提高耐DTX肺腺癌細胞的化療敏感性。

2.2.2 miRNA 與放療 放射治療是治療肺腺癌的主要策略之一，尤其對肺腺癌中晚期患者來說接受放射治療可能是唯一的治療選擇。然而在放射治療過程中，一些腫瘤細胞對放射具有耐受性，降低了放射治療的療效。因此，尋找提高腫瘤放射敏感性的途徑對于改善腫瘤患者治療效果具有重要意義。miRNA 可作為肺腺癌放射耐受的有效治療靶點，在肺腺癌耐放射細胞CL1-0中過表達miR-449a能夠有效促進放射誘導(dǎo)的DNA 損傷和細胞凋亡，并使細胞周期阻滯于G2/M 期，提高肺腺癌細胞的放射敏感性［28］。有研究［29］發(fā)現(xiàn)，miR-451 通過促進細胞凋亡和DNA 雙鏈斷裂來逆轉(zhuǎn)DTX 耐藥肺腺癌細胞的輻射抗性；miR-451/c-Myc-survivin/rad-51 信號通路失調(diào)是導(dǎo)致DTX 耐藥肺腺癌細胞產(chǎn)生放射抗性的重要原因，靶向該通路有望成為逆轉(zhuǎn)肺腺癌患者放化療交叉耐藥的潛在策略之一。miR-198可通過抑制肝細胞生長因子/間質(zhì)-上皮轉(zhuǎn)換受體（hepatocyte growth factor/mesenchymal epithelial transition factor，HGF/c-met）信號通路來增強肺腺癌細胞的放射敏感性，且miR-198 還可減輕腫瘤體積和重量，為改善肺腺癌的放射治療抵抗提供新的靶點［30］。此外，肺腺癌A549 細胞來源的外泌體miR-26b-5p 被發(fā)現(xiàn)能夠轉(zhuǎn)運到放射耐受的肺腺癌細胞中，并抑制激活轉(zhuǎn)錄因子2（activating transcription factor 2，ATF2）表達，從而促進肺腺癌細胞DNA 損傷、凋亡及放射增敏［31］。然而，miR-183 被證實可促進肺腺癌細胞EMT 進程，并使其對X 射線的敏感性降低，靶向miR-183-ZEB1 信號通路可能是克服肺腺癌放射耐受的一種有效途徑［32］。綜上，miRNA為逆轉(zhuǎn)肺腺癌細胞放療耐受性提供了新的研究方向，并為提高肺腺癌放療效果帶來可能。

2.3 miRNA在肺腺癌預(yù)后中的作用

準確判斷患者的預(yù)后情況對于臨床治療具有重要的指導(dǎo)價值，因此，尋找肺腺癌預(yù)后的生物標志物至關(guān)重要。肺腺癌患者的預(yù)后受到多種因素共同影響，其中miRNA 與肺腺癌患者的預(yù)后密切相關(guān)，可作為判斷肺腺癌預(yù)后的有效指標。

張皓旻等［33］對肺腺癌miRNA 進行差異分析，并利用Cox 生存分析篩選出6 個與預(yù)后相關(guān)的miRNA，其中miR-21、miR-378e 為高風(fēng)險miRNA，與肺腺癌患者的不良預(yù)后相關(guān)，二者表達升高患者生存期顯著縮短。此外，有研究者利用5 個miRNA（miR-375、miR-582-3p、miR-326、miR-181c-5p、miR-99a-5p）的表達水平及患者的疾病分期和年齡，開發(fā)了一種預(yù)測肺腺癌患者總生存率的預(yù)后指標，用于識別高風(fēng)險和低風(fēng)險患者的生存情況［34］。有研究［35］表明，miR-148b-3p 表達量與肺腺癌的腫瘤分化程度、腫瘤大小顯著相關(guān)，是影響患者總生存率的獨立預(yù)測因子，miR-148b-3p 高表達組患者的總生存顯著優(yōu)于miR-148b-3p 低表達組，提示其可作為新的肺腺癌預(yù)后生物標志物。此外，外泌體miR-151a-5p、miR-10b-5p、miR-192-5p、miR-106b-3p 及miR-484 表達水平較高的患者生存率較低，并且研究者還發(fā)現(xiàn)肺腺癌患者血漿中的miR-484 表達水平顯著高于正常對照組，而手術(shù)切除后miR-484 的表達水平顯著降低，提示miR-484 不僅參與肺腺癌的發(fā)生，還可作為肺腺癌預(yù)后分析的一個有前景的生物標志物［36］。

3 結(jié)語

綜上所述，miRNA 不僅參與調(diào)控肺腺癌細胞的增殖、凋亡、周期、侵襲遷移等多個生物學(xué)過程，還在肺腺癌的診斷、治療及預(yù)后中發(fā)揮重要作用。但miRNA 對肺腺癌的調(diào)控過程較為復(fù)雜，其在臨床上作為肺腺癌早期診斷和預(yù)后判斷的分子標志物仍需大量樣本驗證及多種miRNA 協(xié)同分析。此外，miRNA 為未來腫瘤治療提供新思路，miRNA 除用于提高肺腺癌放化療敏感性外，在腫瘤免疫治療中也發(fā)揮了重要作用?？傊?，miRNA 在肺腺癌進展機制研究與臨床應(yīng)用中具有廣闊前景，相信隨著研究的不斷深入，miRNA 將會為肺腺癌患者的早期診斷和個體化治療帶來福音。