微泡介導的miRNA在急性髓系白血病中的研究進展

劉小高 胡燕寧 陳珍惜 董敏

桂林醫(yī)學院附屬醫(yī)院血液內(nèi)科（廣西桂林541000）

急性髓系白血?。╝cute myeloid leukemia，AML）是一種常見的成人血液惡性腫瘤。近年來研究表明細胞釋放的微泡（microvesicles，MVs）可以將非編碼小 RNA（microRNA，miRNA）轉(zhuǎn)移到鄰近或遠處的細胞內(nèi)，通過與受體細胞內(nèi)特定的mRNA3′-UTR結(jié)合調(diào)控目標基因表達，影響細胞分化及凋亡。白血病MVs能將正常造血干細胞轉(zhuǎn)化為白血病造血干細胞，且與miRNA表達異常密切相關(guān)，因此進一步研究AML患者miRNA表達情況，有助于進一步理解該病發(fā)病機制及為今后臨床診治提供新思路。

1 MVs及miRNA與AML發(fā)生

急性髓系白血病以造血干/祖細胞異常分化增殖、凋亡抑制為主要特征。盡管目前治療緩解率逐年提高，但仍有60%～70%的患者在首次診斷后5年內(nèi)死亡，進一步研究其發(fā)病機制有助于早期診斷及治療［1］。近幾年研究顯示該病發(fā)生除與基因突變和染色體異常外，還與造血微環(huán)境、表觀遺傳學等改變密切相關(guān)。微泡作為造血微環(huán)境的重要組成部分，主要來源于細胞激活、損傷或凋亡后從母體細胞胞膜出芽形成直徑約為100～1 000 nm的膜包囊微粒，除共享母體細胞的表面標記外，MVs還能將膜內(nèi)攜帶的母體細胞脂質(zhì)、生長因子、細胞因子、蛋白、mRNA、miRNA、長鏈非編碼RNA以及DNA片段轉(zhuǎn)運至受體細胞，促進受體細胞表型變化，發(fā)揮著細胞間通訊的重要作用［2］，MVs中攜帶的miRNA作為最重要的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控元件，通過直接結(jié)合特定mRNA靶點的3′-非編碼表達區(qū)（3′-untranslation region，3′-UTR）來調(diào)控基因表達，抑制目標mRNA表達、翻譯或誘導mRNA降解以降低蛋白質(zhì)合成［3-4］，最終誘導白血病干細胞形成、促進腫瘤細胞增殖、血管形成、浸潤、轉(zhuǎn)移、免疫逃逸等多個病理生理過程來調(diào)控白血病發(fā)生發(fā)展［3］，本文主要通過研究MVs與白血病細胞融合后受體細胞miRNAs表達水平，以進一步探討miRNA、MVs與急性髓系白血病之間的關(guān)系。

2 AML與miRNA

越來越多的研究表明miRNA通過微泡在細胞之間轉(zhuǎn)移，在白血病早期能將健康造血干細胞（hematopoietic stem cells，HSC）轉(zhuǎn)化為白血病干細胞（leukemic stem cells，LSC），可能與 miRNA通過MVs實現(xiàn)細胞間通信有關(guān)［5-6］。白血病微泡處理后的造血干細胞組較對照（無微泡處理）和正常（正常微泡處理）組microRNA-21、miRNA-125b、microRNA-126等基因表達均明顯增加［6-7］，表明白血病細胞微泡內(nèi)攜帶的miRNA能將HSC誘導為LSCs，可能與AML發(fā)病密切相關(guān)。進一步研究AML患者白血病細胞內(nèi)miRNA表達情況，有助于對AML早期診斷、治療及預后評估提供新方法。

2.1 miRNA?21miRNA-21被證實是多種腫瘤早期惡性病變中異常表達的miRNAs，如乳腺癌、肺癌、胃癌、前列腺癌和結(jié)腸癌等上皮細胞來源的MVS中高表達，近年來研究表明其在血液系統(tǒng)惡性腫瘤如白血病，淋巴瘤和多發(fā)性骨髓瘤中表達［6，8-11］。與HSC相比，LSC中miRNA-21表達顯著升高，表明miRNA-21的上調(diào)與AML的侵襲性進展和不良預后有關(guān)［12］。LEIGHTON 等［13］研究表明，抑制miRNA-21表達可降低集落形成細胞和集落刺激因子活性，通過消除體內(nèi)具有活性的白細胞，使AML模型小鼠無白血病存活；在另一項體內(nèi)實驗中也發(fā)現(xiàn)通過抑制miRNA-21表達，可進一步通過抑制PI3K/Akt/mTORsh信號通路的激活，增強細胞免疫以清除白血病細胞［14］。以上研究表明應用miR-21特異性拮抗劑可以調(diào)節(jié)原代髓樣細胞生長發(fā)育過程，進一步研究miRNA-21拮抗劑，可為臨床治療AML提供新思路。

2.2 miRNA?125bmiRNA-125b被認為具有通過促進BCR-ABL1基因重排誘發(fā)白血病的致癌能力，在多種白血病的進展中具有重要的調(diào)控作用。既往研究發(fā)現(xiàn)白血病K562細胞分泌的MVs中miRNA-125b表達異常增高，且將以上MVs與臍帶血共培養(yǎng)后，發(fā)現(xiàn)受體細胞miRNA-125b上調(diào)顯著［7］，因此猜想miRNA-125b可能通過MVs在細胞間傳遞調(diào)控受體細胞基因表達，誘導正常造血干細胞向慢性粒細胞白血病轉(zhuǎn)變，參與AML發(fā)病機制。miRNA-125b還可降低粒細胞分化標志物如CD11、CD18和CD64的mRNA表達，通過miRNA-125b抑制PU.1和巨噬細胞集落刺激因子受體的mRNA表達，誘導U937和HL60細胞S期細胞周期停滯；而在單核細胞中，miRNA-125b的直接靶點Fes通過上調(diào)PU.1抑制單核細胞分化，促進白血病細胞增殖［15］。因此應用miRNA-125b抑制劑可減少miRNA-125b對細胞分化的阻斷作用，抑制白血病細胞產(chǎn)生。然而并非所有研究均表明miRNA-125b在白血病發(fā)生發(fā)展中起促進作用，WANG等［16］研究發(fā)現(xiàn)miRNA-125b可通過NF-kappaB信號通路誘導AML細胞G2/M周期阻滯，以顯著抑制人類AML細胞的侵襲、增殖，促進細胞凋亡，被認為是AML的一個有前景的治療靶點。由于在不同實驗中觀察miRNA-125b對AML作用效果不同，因此暫時還不能判斷其是否為AML的不利基因信息，仍需進行大量基礎實驗研究。

2.3 miRNA?126miRNA-126被稱為內(nèi)皮細胞特異性miRNA，外源性的miRNA-126可通過MVs轉(zhuǎn)運至靶細胞抑制細胞凋亡調(diào)節(jié)血管發(fā)育和血管生成，具有調(diào)控HSCs的激活及生長的功能［17-18］。然而近年來研究發(fā)現(xiàn)miRNA-126在所有AML細胞系中均有較高表達，其高表達與患者生存率低、復發(fā)率高以及LSC/HSC信號中存在的基因表達有關(guān)［19-20］。DING 等［21］研究發(fā)現(xiàn)高表達的 miRNA-126抑制AML細胞凋亡可能與miRNA-126通過降解腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子7基因表達，并進一步阻斷C-FLIP通路及激活caps-3和caps-8通路有關(guān)。降低AML細胞中miR-126的表達不僅可誘導LSCs細胞凋亡，還能增強HSCs的增殖能力，因此miRNA-126抑制劑也可能成為AML的潛在治療靶點。

2.4 miRNA?181amiRNA譜中除上述AML危險因子外，也發(fā)現(xiàn)多個AML的保護性因子如miRNA-181a、miRNA let-7、miRNA-29b。ZHANG等［22］研究發(fā)現(xiàn)AML正常核型患者中miRNA-181a高表達組和低表達組的總體生存率分別為25.0個月和15.0個月，無復發(fā)生存率分別為21.4個月和11.2個月表明miRNA-181a是AML的保護性因子；另一項研究也發(fā)現(xiàn)miRNA-181a與兒童和青少年細胞遺傳學正常AML患者的總體生存率呈顯著相關(guān)，表明miRNA-181a的表達水平可以作為AML患者正常核型的重要預后指標［23］，miRNA-181a對AML具有保護性作用，通過上調(diào)miRNA-181a可能減少AML白血病細胞增殖及浸潤。

2.5 miRNAlet?7c Let-7c屬于miRNA let-7家族中的一員，在各種細胞分化增殖過程中發(fā)揮重要作用。研究表明t（8；21）和inv（16）的AML患者的APL細胞中l(wèi)et-7c表達減少，而經(jīng)全反式維A酸治療后，隨著APL細胞分化成熟let-7c表達也明顯升高［24］。PELOSI等［25］發(fā)現(xiàn) PBX2是一種著名的同源域蛋白，其異常表達增強了Hoxa9依賴性的白血病發(fā)生，是一種可能導致AML表型變化的新型let-7c靶點。let-7c的異位表達具有促進AML細胞系和原代細胞的粒細胞分化的能力，上調(diào)miRNA let-7c表達可能對臨床AML的治療提供新的方案。

2.6 miRNA?29amiRNA-29a通過對細胞周期性蛋白和細胞周期性蛋白依賴性激酶基因的負性調(diào)控，以調(diào)節(jié)正常髓系分化，是AML的又一重要的保護性miRNA。既往研究表明與過度表達miRNA-29a/miRNA-29b的MVs共培養(yǎng)，可有效減少K562細胞生長并誘導其凋亡［26］；向AML模型小鼠靜脈注射miRNA-29a、-29b和-29c可顯著緩解白血病癥狀，揭示miRNA-29可能通過抑制AKT2和CCND2 mRNA表達在白血病發(fā)生中起腫瘤抑制因子的作用［27］。因此進一步研究MVs中miRNA-29表達水平，有助于判斷AML發(fā)展趨勢。

除以上幾種MVs源性miRNA外，還存在許多與AML發(fā)病相關(guān)miRNA，如LSC源性微泡miRNA-34a可通過抑制TIM-3表達進一步促進AML細胞凋亡、抑制AML復發(fā)，是AML又一保護性因子［28］。隨著研究的深入，將發(fā)現(xiàn)更多與AML發(fā)病密切相關(guān)的MVs源性miRNA，通過研究或調(diào)控特異性miRNA表達水平，可為臨床上AML的診治提供重要的指導。

3 結(jié)語與展望

綜上所述，miRNA通過微泡在細胞之間轉(zhuǎn)移，誘導HSC與LSCs相互轉(zhuǎn)化，并調(diào)控AML細胞的增殖、侵襲和促進細胞凋亡；microRNA在AML的發(fā)病中具有一定特異性，因此研究AML白血病細胞某些特殊的miRNA表達水平變化，可為AML的診斷、治療及預后評估提供臨床思路及參考價值。