miRNAs與乳腺癌關(guān)系的研究進(jìn)展

王洪江 綜述，陳永昕 審校

(1.大連醫(yī)科大學(xué) 附屬第一醫(yī)院 普外科，遼寧 大連 116011；2.The Surgery of the University of Texas Health Science Center,San Antonio 78229,USA)

microRNAs(miRNAs)是近年來(lái)發(fā)現(xiàn)于真核細(xì)胞中的一類長(zhǎng)度約為18～24個(gè)核苷酸的內(nèi)源性非編碼小分子單鏈RNA，在基因轉(zhuǎn)錄后水平上通過(guò)與靶標(biāo)基因3’UTR的完全或不完全的堿基配對(duì)，引起靶mRNA的降解或翻譯抑制，從而對(duì)基因進(jìn)行轉(zhuǎn)錄后的表達(dá)調(diào)控。目前研究表明miRNAs對(duì)約30%人類蛋白的表達(dá)有調(diào)節(jié)作用，它參與調(diào)控細(xì)胞分化、生長(zhǎng)、凋亡、代謝等功能。自2005年首次發(fā)現(xiàn)miRNAs和乳腺癌的關(guān)聯(lián)以來(lái)，包括細(xì)胞系、體內(nèi)模型、臨床標(biāo)本的研究揭示miRNAs在乳腺癌中的幾個(gè)功能，包括促進(jìn)或抑制腫瘤形成、轉(zhuǎn)移、增加對(duì)化療和靶點(diǎn)的敏感性或抵抗性。本文對(duì)miRNAs在乳腺癌的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 miRNAs在乳腺癌中的表達(dá)

miRNAs在乳腺癌中表達(dá)上調(diào)，表現(xiàn)為癌基因的作用，可促進(jìn)乳腺癌發(fā)生、發(fā)展。Wickramasinghe等[1]研究發(fā)現(xiàn)miR-21在男性和女性乳腺癌中的表達(dá)均高于正常乳腺組織，而且和乳腺癌進(jìn)展、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移以及生存時(shí)間縮短有關(guān)。同樣，Smeets等[2]檢測(cè)96例乳腺癌的腫瘤組織，發(fā)現(xiàn)在淋巴結(jié)陰性和陽(yáng)性患者間的基因和miRNAs表達(dá)存在差異。Lehmann等[3]進(jìn)一步檢測(cè)9例男性原發(fā)性乳腺癌患者組織中的319種miRNAs表達(dá)，發(fā)現(xiàn)miR-21、miR-519d、miR-183、miR-197和miR-493-5p表達(dá)上調(diào)，其中以miR-21表達(dá)上調(diào)最為顯著。隨后體外實(shí)驗(yàn)證實(shí),抑制MCF-7細(xì)胞中miR-21的表達(dá)能夠減少細(xì)胞的體內(nèi)、體外生長(zhǎng)，其作用機(jī)制是通過(guò)下調(diào)抗凋亡蛋白Bcl-2實(shí)現(xiàn)的[4]。此外，尚有多個(gè)研究證實(shí)miR-21能夠影響乳腺癌的其它基因，如PDCD4、TPM1、PTEN、TIMP3和ANKRD46等。同樣作為癌基因的miRNAs還有miR-155、miR-27a等。

miRNAs在也可乳腺癌中表達(dá)下調(diào)，表現(xiàn)為抑癌基因而發(fā)揮作用，其表達(dá)減少與腫瘤發(fā)展和生長(zhǎng)有關(guān)。Zhao等[5]對(duì)福爾馬林固定、石蠟包埋的乳腺組織標(biāo)本44例，其中良性13例、導(dǎo)管內(nèi)原位癌16例、浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌15例，進(jìn)行了25種miRNAs差異性表達(dá)的檢測(cè)發(fā)現(xiàn)let-7家族miRNAs在導(dǎo)管內(nèi)原位癌和浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌組織中的表達(dá)下調(diào)，且與ER-alpha的表達(dá)負(fù)相關(guān)；在ER陽(yáng)性乳腺癌細(xì)胞系MCF-7中過(guò)表達(dá)let-7可以下調(diào)ER-alpha的活性，let-7 對(duì)ER-alpha信號(hào)的阻滯可以抑制MCF7細(xì)胞增殖，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)乳腺癌的let-7a-3甲基化和IGF表達(dá)呈負(fù)相關(guān)，并與進(jìn)展期腫瘤及ER或PR陰性腫瘤相關(guān)[6]。Mattie等[7]檢測(cè)20例原發(fā)性乳腺癌標(biāo)本，發(fā)現(xiàn)miR-125a、miR-125b在HER2高表達(dá)腫瘤中表達(dá)下調(diào)；且在HER2/HER3表達(dá)的SKBR3細(xì)胞中具有腫瘤抑制作用。在SKBR3細(xì)胞中轉(zhuǎn)入包含miR-125a或miR-125b的逆轉(zhuǎn)錄病毒載體，可以抑制HER2和HER3的表達(dá)，減少細(xì)胞錨定依賴性生長(zhǎng)、細(xì)胞運(yùn)動(dòng)和侵襲。同樣，Guo等[8]在MCF-7細(xì)胞中miR-125a高表達(dá)同時(shí)，RNA結(jié)合蛋白HuR濃度降低，細(xì)胞增殖和遷徙減少，凋亡增加。由此可見(jiàn)miR-125a在乳腺癌中功能是作為抑癌基因存在的，HuR是其直接的功能性靶點(diǎn)。此外，miR-205、miR-17-5P、miR-206和miR-145也被證實(shí)是乳腺癌的抑癌基因。

2 miRNAs與乳腺癌轉(zhuǎn)移

第一個(gè)被證實(shí)與乳腺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)的miRNAs是miR-10b。Ma等[9]發(fā)現(xiàn)miR-10b在轉(zhuǎn)移性乳腺癌細(xì)胞MDA-MB-231中高表達(dá)，阻斷miR-10b能夠使MDA-MB-231細(xì)胞的侵襲能力下降90%以上，將miR-10b轉(zhuǎn)入不具備轉(zhuǎn)移能力的SUM149細(xì)胞，可以增加移植到非聯(lián)合免疫缺陷小鼠形成的腫瘤的大小及侵襲力，并最終導(dǎo)致80%的實(shí)驗(yàn)組小鼠發(fā)生惡性肺部轉(zhuǎn)移。研究者還對(duì)23例原發(fā)性乳腺腫瘤的臨床研究發(fā)現(xiàn)原發(fā)性乳腺癌中miR-10b的表達(dá)與臨床分級(jí)相關(guān)。miR-10b在非轉(zhuǎn)移性乳腺癌患者中低表達(dá)，在50%的轉(zhuǎn)移性乳腺癌患者中高表達(dá)。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)錄因子Twist調(diào)控miR-10b的轉(zhuǎn)錄，miR-10b則通過(guò)調(diào)控HOXD10提高轉(zhuǎn)移相關(guān)基因RHOC的表達(dá)水平。但是也有研究得出不同的結(jié)論，該研究顯示miR-10b在沒(méi)有發(fā)生轉(zhuǎn)移的乳腺癌患者的組織中低表達(dá)；在遠(yuǎn)處復(fù)發(fā)、區(qū)域復(fù)發(fā)、局部復(fù)發(fā)的患者中低表達(dá)，提示miR-10b與遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移及預(yù)后不良無(wú)關(guān)[10]，有待于將進(jìn)一步研究以及長(zhǎng)期隨訪的數(shù)量充分的病人來(lái)闡明miR-10b與乳腺癌的關(guān)系。

多項(xiàng)研究證實(shí)miR-21表達(dá)也和乳腺癌的侵襲與轉(zhuǎn)移有關(guān)。Yan等[11]檢測(cè)原發(fā)性乳腺癌中的435種miRNAs，發(fā)現(xiàn)miR-21，miR-29b，miR-29c，miR-98，miR-181b，miR-181d，miR-155，let-7f，miR-365表達(dá)上調(diào)，miR-30a-3p，miR-31，miR-127，miR-140，miR-320，miR-355，miR-497表達(dá)下調(diào)，其中以miR-21上調(diào)最為顯著，與腫瘤進(jìn)展期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、生存時(shí)間縮短有關(guān)。有研究顯示，在轉(zhuǎn)移性乳腺癌細(xì)胞MDA-MB-231中抑制miR-21的表達(dá)，可以減少細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移；Huang等[12]發(fā)現(xiàn)在MDA-MB-435細(xì)胞中過(guò)度表達(dá)HER2可以上調(diào)miR-21水平而增強(qiáng)侵襲，可能與近期發(fā)現(xiàn)的miR-21的靶基因PDCD4和maspin基因有關(guān)。

此外，Huang等[13]發(fā)現(xiàn)miR-373和miR-520c也與乳腺癌的轉(zhuǎn)移有關(guān)，并在MCF-7細(xì)胞的體內(nèi)及體外研究都證實(shí)miR-373和miR-520c的表達(dá)與遷移和侵襲相關(guān)，而且和CD44的表達(dá)相反。

最近的研究主要集中在miRNAs對(duì)轉(zhuǎn)移是否具有直接的功能性影響。Gregory等[14]對(duì)miR-200家族成員，包括miR-200a，miR-200b，miR-200c，miR-141和miR-429以及miR-205進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，上述miRNAs在經(jīng)歷上皮-間質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)變(EMT)的細(xì)胞中表達(dá)下調(diào)，而EMT是調(diào)控腫瘤轉(zhuǎn)移的重要機(jī)制之一，說(shuō)明miR-200家族成員和miR-205可能在乳腺癌的轉(zhuǎn)移過(guò)程中起著重要的作用。同樣，在具有間質(zhì)表型的乳腺癌細(xì)胞MDA-MB-231和BT-549中，miR-200b和miR-200c表達(dá)下調(diào)與上皮型鈣粘附蛋白E-cadherin表達(dá)減少相關(guān)；上調(diào)miR-200b或miR-200c能促使E-cadherin表達(dá)增加，從而抑制EMT，可以恢復(fù)乳腺癌細(xì)胞的低侵襲表型[15]。

在轉(zhuǎn)移性乳腺癌細(xì)胞系MDA-MB-231的骨轉(zhuǎn)移衍生株BoM1細(xì)胞和肺轉(zhuǎn)移衍生株LM2細(xì)胞中，Tavazoie等[16]檢測(cè)出6種miRNAs(miR-122a、miR-126、miR-199a、miR-206、miR-335、miR-489)的表達(dá)明顯下調(diào)。其中，LM2細(xì)胞中miR-335、miR-126、miR-206表達(dá)的修復(fù)可以減少肺轉(zhuǎn)移和骨轉(zhuǎn)移。該研究還發(fā)現(xiàn)miR-126表達(dá)可以防止細(xì)胞增殖和腫瘤形成，但miR-335和miR-206表達(dá)不改變?cè)鲋陈?，卻顯著降低體外遷移和侵襲能力。對(duì)MDA-MB-231和SUM-159細(xì)胞的體內(nèi)及體外實(shí)驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)miR-31異常表達(dá)，干擾局部侵襲、早期進(jìn)入血管和轉(zhuǎn)移性種植，這一結(jié)果也被臨床研究所證實(shí)。Valastyan等[17]分析56例乳腺癌患者的標(biāo)本的miR-31表達(dá)與轉(zhuǎn)移負(fù)相關(guān)，證實(shí)了miR-31對(duì)乳腺癌侵襲、轉(zhuǎn)移具有抑制作用。

3 血清中miRNAs的檢測(cè)與乳腺癌的診斷

最近研究發(fā)現(xiàn)miRNAs存在于人類和其它動(dòng)物的循環(huán)中，miRNAs的濃度在羊水、乳汁、支氣管灌洗液、腦脊液、初乳、腹水、血漿、胸水、唾液、精液、淚液、尿液有所不同，通常在尿液、腦脊液、胸水中miRNAs的濃度低于其它體液。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)循環(huán)中特定miRNAs的表達(dá)和疾病發(fā)生相關(guān)。例如，miR-210、miR-200a和miR-200b在胰腺癌患者的循環(huán)中表達(dá)高于對(duì)照組，提示檢測(cè)這些miRNAs可檢測(cè)胰腺癌[18,19]；Brase等[20]檢測(cè)72例前列腺疾病患者(腫瘤36例，良性36例)血清樣本中的667種miRNAs，結(jié)果表明miR-375、miR-9、miR-141、miR-200b和miR-516a-3p表達(dá)上調(diào)，循環(huán)miR-375和miR-141在腫瘤中顯著上調(diào)可以作為高危腫瘤的最顯著的生物學(xué)標(biāo)志；同樣，在老年性前列腺癌中，血清miR-375和miR-141水平增高。與良性前列腺增生、局限性前列腺癌、雄激素依賴性前列腺癌相比，miR-21在激素非依賴性前列腺癌中表達(dá)增加；在結(jié)直腸癌中，miR-92和miR-17-3p的血漿濃度與對(duì)照組相比增高[21]。特別的是，miR-92在激惹性腸疾病中表達(dá)不增高，在腺瘤和結(jié)直腸癌中表達(dá)增高，而且在晚期結(jié)腸癌中明顯增高[22]。還有研究發(fā)現(xiàn)特定的循環(huán)中miRNAs檢測(cè)在鑒別診斷中可發(fā)揮重要作用，如miR-205區(qū)分肺鱗癌及非鱗癌的敏感性就達(dá)96%，特異性達(dá)90%。Helen等[23]采集術(shù)前患者的血樣(乳腺癌、前列腺癌、結(jié)腸癌、腎癌、黑色素瘤共163例)及健康對(duì)照63例，檢測(cè)7種miRNAs，發(fā)現(xiàn)循環(huán)miR-195在乳腺癌中顯著增高，可以作為乳腺癌區(qū)分其他腫瘤及健康個(gè)體的特異性標(biāo)志。目前，循環(huán)miRNAs與乳腺癌關(guān)系的研究已有部分報(bào)道。Roth等[24]檢測(cè)59例原發(fā)性乳腺癌、30例轉(zhuǎn)移性乳腺癌、29例健康女性的血清中miR-10b、miR-34a、miR-141和miR-155相對(duì)濃度，發(fā)現(xiàn)上述miRNAs在乳腺癌患者血清中增高，并和腫瘤級(jí)別相關(guān)。與淋巴結(jié)陰性乳腺癌相比，循環(huán)let-7a水平在淋巴結(jié)陽(yáng)性乳腺癌女性降低，而與ER陽(yáng)性乳腺癌對(duì)比，循環(huán)miR-10b和miR-21水平在ER陰性乳腺癌中增高[25]。進(jìn)展期乳腺癌患者循環(huán)miR-21水平高于早期乳腺癌患者[26]。以上結(jié)果均表明循環(huán)miRNAs在不同的腫瘤有特定的表達(dá)譜，可能成為診斷乳腺癌的無(wú)創(chuàng)的、有前途的生物標(biāo)志物。

4 miRNAs與乳腺癌治療

近年來(lái)已有多篇文獻(xiàn)報(bào)道m(xù)iRNAs與某些抗腫瘤藥物療效密切相關(guān)，預(yù)示其作為指導(dǎo)個(gè)體化藥物選擇的生物標(biāo)志物具有一定的臨床應(yīng)用潛力，并參與腫瘤對(duì)藥物敏感性的調(diào)控，如miR-21通過(guò)下調(diào)Bax/Bcl-2比率和caspase-3活性，阻滯化療藥替莫唑胺誘導(dǎo)人膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞U87MG凋亡[27,28]。高表達(dá)miR-21還可以降低人膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞對(duì)抗腫瘤藥物VM-26的敏感性[29]。在卵巢癌和乳腺癌患者中，Yang等[30]發(fā)現(xiàn)，let-7i的表達(dá)與患者對(duì)順鉑的敏感性密切相關(guān)，let-7i表達(dá)減少會(huì)顯著增加患者對(duì)順鉑的耐藥性。Eitan等[28]檢測(cè)57例以鉑類藥物作為化療一線用藥的卵巢癌術(shù)后患者，發(fā)現(xiàn)7種miRNAs與鉑類藥物敏感性相關(guān)，其中在鉑類耐藥的患者中高表達(dá)的miRNAs有miR-27a、miR-23a、miR-30c、miR-7g、miR-199a，在鉑類敏感的患者中高表達(dá)的miRNAs是miR-378和miR-625。上述結(jié)果均提示miRNAs可能成為抗藥性的生物標(biāo)志物及具有潛力的治療靶點(diǎn)。

5 展 望

不同miRNAs在不同腫瘤組織中的表達(dá)水平不同，無(wú)論其表達(dá)程度是上調(diào)還是下調(diào)，都揭示了腫瘤發(fā)生與miRNAs表達(dá)之間存在密切的關(guān)聯(lián)性。對(duì)基因表達(dá)進(jìn)行轉(zhuǎn)錄后調(diào)控可能對(duì)疾病的發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移或治療產(chǎn)生潛在的影響，為腫瘤的基因診斷和靶向治療提供可能。但是，miRNAs的加工過(guò)程復(fù)雜有序并且受多種因素調(diào)控，而且，不同腫瘤或者同一類型腫瘤的不同階段miRNAs表達(dá)也存在著高度的特異性，所以miRNAs與腫瘤的關(guān)系還有待進(jìn)一步研究。

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