MiR-1在腫瘤中的研究進(jìn)展

蔣森，趙亞萍，杜云翔

(1.蚌埠醫(yī)學(xué)院，安徽 蚌埠 233000;2.解放軍第八二醫(yī)院腫瘤中心，江蘇淮安 223001;3.解放軍第八二醫(yī)院檢驗科，江蘇 淮安 223001)

微小RNA(microRNA，miRNA)是一類高度保守的、具有調(diào)控功能的非編碼小分子RNA［1］。目前發(fā)現(xiàn)的miRNA有15 000多種，其中人類有2 000多種［2］。據(jù)研究，miRNA參與調(diào)節(jié)人類大約30%蛋白質(zhì)的翻譯［3］，幾乎與細(xì)胞分化、代謝、生長、增殖和凋亡等所有分子過程的調(diào)節(jié)有關(guān)。越來越多的研究表明，miRNA多定位于腫瘤相關(guān)的脆性位點，與腫瘤的發(fā)生密切相關(guān)［4］。近年來，miRNA-1(miR-1)在腫瘤發(fā)生、發(fā)展過程中的作用受到關(guān)注，本文就此作一綜述。

1 miR-1的基本特征

miR-1 家族包括 miR-1-1、miR-1-2 和 miR206［5］。Hsa-miR-1家族由2個miRNAs組成:hsa-miR-1-1和hsa-miR-1-2。miR-1-1位于人的第20號染色體上C20orf166基因初級轉(zhuǎn)錄本的第2個內(nèi)含子區(qū)，miR-1-2位于人的18號染色體上蛋白質(zhì)編碼基因MIB1的第12個內(nèi)含子區(qū)。miR-1的生物合成與其他miRNA一樣，首先由細(xì)胞核內(nèi)編碼miRNA的基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生初始miRNA(primary miRNA，pri-miRNA)［6］，pri-miRNA 被RNaseⅢ內(nèi)切酶進(jìn)一步切割成前體miRNA(precursor miRNA，pre-miRNA)［7-9］。該前體在 Exprotin-5 的作用下轉(zhuǎn)運到細(xì)胞質(zhì)內(nèi)［10］。在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，被RNA內(nèi)切酶ⅢDicer酶剪切成成熟 miRNA［7，11］。在基因沉默復(fù)合物(RISC)的引導(dǎo)下，成熟的miRNA與特定靶基因mRNA的3'端非翻譯區(qū)完全或不完全堿基互補配對引導(dǎo)RISC與目的mRNA結(jié)合，從而降解靶基因mRNA或阻遏其翻譯［2］，在轉(zhuǎn)錄后水平沉默基因的表達(dá)。通過在線數(shù)據(jù)庫miRanda(http://www.microrna.org/)分析發(fā)現(xiàn)miR-1在心臟、甲狀腺、子宮、前列腺、卵巢等組織中均有表達(dá)，參與細(xì)胞生長、分化、凋亡以及心臟、內(nèi)耳發(fā)育等生理過程，與腫瘤、代謝類疾病、精神類疾病有關(guān)［12］。

2 miR-1在腫瘤中的表達(dá)

已有研究表明，miR-1在多種腫瘤細(xì)胞中表達(dá)異常，并參與了腫瘤的增殖、侵襲、遷移和凋亡(表1)。miR-1在絕大部分腫瘤中表達(dá)下調(diào)，發(fā)揮了抑癌基因的角色，然而，Liu等［13］分析胃癌患者和正常人血清標(biāo)本miRNA表達(dá)譜，發(fā)現(xiàn)miR-1在胃癌患者血清中含量明顯上調(diào)，具體機制尚不十分清楚。

表1 miR-1在腫瘤中的表達(dá)情況

3 miR-1的靶基因

分析與鑒定miR-1的靶基因?qū)τ谘芯縨iR-1的功能具有重要意義。然而，由于miR-1與靶mRNA3'端非翻譯區(qū)并非完全匹配，導(dǎo)致鑒定其靶基因有一定的困難，但是，目前對其靶基因的研究也取得了一定的進(jìn)展，首先通過Targetscan、miRbase、Pictar等在線軟件進(jìn)行靶標(biāo)預(yù)測，進(jìn)一步采用熒光素酶報告實驗、蛋白質(zhì)印跡實驗、實時熒光定量PCR技術(shù)進(jìn)行驗證，發(fā)現(xiàn)miR-1作用靶標(biāo)基因多參與細(xì)胞增殖、侵襲、凋亡等(表2)，提示miR-1可能通過下調(diào)這些基因表達(dá)參與腫瘤的發(fā)生發(fā)展的機制。

表2 miR-1的靶基因

4 miR-1與腫瘤的形成與發(fā)展

4.1 miR-1與腫瘤增殖和凋亡

腫瘤的發(fā)生是一個復(fù)雜的過程，與細(xì)胞的異常增殖和凋亡密切相關(guān)［36-37］。miR-1可通過抑制腫瘤細(xì)胞增殖和促進(jìn)細(xì)胞凋亡而抑制腫瘤的發(fā)生。Taulli等［38］證實了miR-1在人類橫紋肌肉瘤中的作用。過表達(dá)miR-1可以促進(jìn)橫紋肌肉瘤細(xì)胞的肌源性分化，同時抑制細(xì)胞的增殖。Wu等［14］研究發(fā)現(xiàn)miR-1轉(zhuǎn)染的鼻咽癌細(xì)胞呈現(xiàn)出典型的凋亡代謝過程，其機制可能與下調(diào)PTMA(靶基因胸腺素a)表達(dá)有關(guān)。另外，Nohata等［19-20］利用 qRT-PCR技術(shù)發(fā)現(xiàn)，與正常組織相比，miR-1在上頜竇鱗狀細(xì)胞癌組織中表達(dá)明顯減少，而TAGLN2和PNP mRNA表達(dá)明顯上升。過表達(dá)miR-1可以抑制癌細(xì)胞增殖、誘導(dǎo)其凋亡，生物信息學(xué)分析提示TAGLN2和PNP是受miR-1調(diào)節(jié)的靶基因。進(jìn)一步研究證明這兩種靶基因沉默后都能抑制腫瘤細(xì)胞增殖，從而間接提示miR-1可以通過抑制TAGLN2和PNP表達(dá)產(chǎn)生抑制腫瘤增殖的作用。

4.2 miR-1與腫瘤侵襲和遷移

miR-1不僅參與了腫瘤的增殖和凋亡，而且也同時參與了腫瘤細(xì)胞的侵襲和遷移。miR-1表達(dá)失調(diào)在腫瘤侵襲遷移過程中起著關(guān)鍵作用。Leone等［16］研究提示miR-1在甲狀腺癌中表達(dá)下調(diào)，并參與了甲狀腺腫瘤細(xì)胞的遷移。有趣的是，miR-1表達(dá)下調(diào)也出現(xiàn)在甲狀腺非腫瘤性病變例如甲狀腺腫。利用生物信息學(xué)方法找到趨化因子CXCR4和基質(zhì)細(xì)胞衍生因子SDF-1a為miR-1的靶基因。在乳突狀和未分化甲狀腺癌中，miR-1表達(dá)水平和CXCR4、SDF-1a蛋白表達(dá)水平呈負(fù)相關(guān)。miR-1可能通過調(diào)控CXCR4和SDF-1a基因表達(dá)對甲狀腺癌細(xì)胞侵襲和遷移產(chǎn)生影響。Yip等［39］也發(fā)現(xiàn)與非侵襲性乳頭狀甲狀腺癌相比，侵襲性甲狀腺癌miR-1表達(dá)明顯下調(diào)，提示miR-1與腫瘤侵襲性行為密切相關(guān)。另外，Kojima等［15］檢測了miR-1在前列腺癌細(xì)胞中的功能和意義，發(fā)現(xiàn)與正常前列腺組織相比，前列腺癌組織中miR-1表達(dá)明顯下調(diào)。miR-1可以抑制前列腺癌細(xì)胞PC3和DU145侵襲和遷移。進(jìn)一步采用全基因組基因表達(dá)分析和熒光素酶報告試驗提示，前列腺癌組織標(biāo)本表達(dá)顯著增高的基因PNP受miR-1直接調(diào)節(jié)，miR-1通過沉默PNP基因抑制了PC3和DU145遷移和侵襲。該發(fā)現(xiàn)為揭示前列腺癌腫瘤形成機制提供了新的思路。Nasser等［32］將穩(wěn)定轉(zhuǎn)染miR-1的肺癌細(xì)胞A549和H1299細(xì)胞接種裸鼠，發(fā)現(xiàn)A549和H1299細(xì)胞的成瘤性、腫瘤生長和轉(zhuǎn)移性均受到了明顯的抑制。另有研究表明miR-1與腎細(xì)胞癌、膀胱癌、頭頸部鱗狀細(xì)胞癌等腫瘤的侵襲和遷移能力也密切相關(guān)［18，24-25］。

4.3 DNA甲基化對miR-1表達(dá)的調(diào)節(jié)

表觀遺傳學(xué)改變對miR-1的表達(dá)具有調(diào)控作用。miR-1編碼啟動子序列的CpG島可以發(fā)生DNA的甲基化，從而調(diào)節(jié)miR-1的表達(dá)。而miR-1可通過調(diào)節(jié)甲基化的相關(guān)酶，改變腫瘤細(xì)胞的DNA甲基化狀態(tài)，從而調(diào)控腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移。Datta等［34］利用DNA去甲基化試劑和組蛋白去乙?；敢种苿┨幚砀伟┘?xì)胞，使肝癌細(xì)胞發(fā)生表觀遺傳學(xué)改變，檢測發(fā)現(xiàn)miR-1表達(dá)水平升高。肝癌細(xì)胞系和組織中甲基化是普遍存在的，DNA去甲基化試劑作用于肝癌細(xì)胞可以重新激活miR-1的表達(dá)，從而抑制下游靶蛋白MET和FOXP1的表達(dá)，抑制了肝癌細(xì)胞的生長、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。Suzuki等［40］以結(jié)腸癌細(xì)胞為研究對象，同樣發(fā)現(xiàn)miR-1的表達(dá)受DNA甲基化的調(diào)節(jié)。

5 展 望

miR-1在絕大部分腫瘤中表達(dá)下調(diào)，且與腫瘤細(xì)胞增殖、侵襲、遷移和凋亡密切相關(guān)，提示這是一條在腫瘤診斷、病情監(jiān)測以及預(yù)后判斷中具有重要價值的miRNA。然而，目前有關(guān)miR-1的研究還處于初步階段，對其作用靶基因需要進(jìn)一步證實，許多靶基因尚有待進(jìn)一步研究，有關(guān)其在腫瘤發(fā)生、發(fā)展機制中的研究多停留在體外實驗，體內(nèi)研究報道很少。由于組織特異性miR-1具有調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的能力，過表達(dá)miR-1可以抑制癌基因表達(dá)、阻止腫瘤生長，比起單個靶基因藥物治療腫瘤，作為一種無毒分化因子，miR-1可能具有更好的治療潛能，在腫瘤診治中發(fā)揮重要作用。

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