Micro RNA與乳腺癌的相關(guān)研究進(jìn)展

姚永山，陳愛軍

（宜昌市三峽大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院普外三科，湖北宜昌443003）

·綜述·

Micro RNA與乳腺癌的相關(guān)研究進(jìn)展

姚永山，陳愛軍

（宜昌市三峽大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院普外三科，湖北宜昌443003）

miRNA是天然反義寡核苷酸鏈，具有調(diào)節(jié)真核生物基因表達(dá)和細(xì)胞增殖的功能，其能通過與靶信使RNA(mRNA)特異的堿基配對(duì)，導(dǎo)致細(xì)胞信號(hào)調(diào)節(jié)因子的降解或翻譯抑制，從而在轉(zhuǎn)錄后水平上調(diào)節(jié)細(xì)胞的蛋白表達(dá)。本文通過研究國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，并結(jié)合筆者實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，就miRNA與乳腺癌的研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)做一綜述。

MicroRNA；乳腺癌；早期診斷與預(yù)后。

MicroRNA（miRNA）分子是近些年來發(fā)現(xiàn)的一種具有調(diào)控蛋白翻譯轉(zhuǎn)錄功能的、細(xì)胞內(nèi)源性非編碼的RNA分子，長(zhǎng)度大約為22個(gè)核苷酸。對(duì)miRNA的研究主要關(guān)注于其在細(xì)胞轉(zhuǎn)錄后的修飾作用[1]。miRNA一直被認(rèn)為是基因研究中最基本的單元，參與到細(xì)胞分化、生長(zhǎng)、凋亡及代謝等過程，并在其中發(fā)揮調(diào)節(jié)作用[2]。對(duì)于miRNA在腫瘤中的作用，亦有大量研究，關(guān)注點(diǎn)在其促癌與抑癌的作用上[3]。另外，現(xiàn)階段對(duì)腫瘤的靶向治療與個(gè)性化治療，都將miRNA作為突破口，并已取得一定成果。本文就乳腺癌領(lǐng)域內(nèi)miRNA的研究做一綜述。

1 miRNA的發(fā)現(xiàn)及與腫瘤的關(guān)系

miRNA是一種內(nèi)源性的非編碼RNA，其在腫瘤發(fā)生與發(fā)展的過程中起到調(diào)控轉(zhuǎn)錄后基因表達(dá)水平的作用，具體過程是：首先，基因會(huì)轉(zhuǎn)錄成數(shù)百至數(shù)千個(gè)Pri-miRNA，而Pri-miRNA在核內(nèi)會(huì)被Drosha酶（系屬RNaseⅢ內(nèi)切酶家族）切割成70 nt左右的發(fā)夾狀前體，并在RanZGTp和轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白Exportin25的共同作用下被轉(zhuǎn)運(yùn)出核，再經(jīng)Dicer酶作用形成大約為22nt的成熟miRNA[4]。之后，成熟的miRNA可以與mRNA相應(yīng)的區(qū)域結(jié)合[5]，進(jìn)而起到抑制蛋白質(zhì)翻譯的作用。有文獻(xiàn)報(bào)道稱，人類基因組中編碼的miRNA可以調(diào)節(jié)超過1/3的人類基因，這證明miRNA在人體健康及疾病的領(lǐng)域有廣闊的研究前景。在對(duì)腫瘤組織中miRNA的相關(guān)研究中，已經(jīng)證實(shí)了多種miRNAs特異的與腫瘤的發(fā)生機(jī)制相關(guān)。如低表達(dá)的let-7與RAS基因，miR-1sa、與BCL-2基因等，都提示miRNA的異常表達(dá)可能與腫瘤細(xì)胞的增殖分化狀態(tài)有關(guān)?，F(xiàn)階段，對(duì)miRNAs與腫瘤關(guān)系的研究主要集中在兩方面，一方面是通過研究miRNAs在腫瘤中的特異表達(dá)來早期診斷疾病，以及預(yù)測(cè)腫瘤患者預(yù)后情況，并根據(jù)具體表達(dá)量選擇個(gè)性化的治療方案。另一方面是通過熒光定量PCR技術(shù)，檢測(cè)腫瘤細(xì)胞或組織中miRNAs的表達(dá)水平[6]。隨著基因芯片技術(shù)的發(fā)展，高通量、大規(guī)模的篩選與檢測(cè)已經(jīng)大范圍應(yīng)用到腫瘤特異miRNAs表達(dá)譜的研究中。雖然對(duì)于這些miRNA分子的具體功能與作用我們尚知之甚少，但通過對(duì)miRNA的不同組織與疾病表達(dá)譜分析我們依舊體會(huì)到了其具有明顯的特種，尤其是在腫瘤領(lǐng)域，miRNA在正常組織與腫瘤組織間，在不同腫瘤組織間都被發(fā)現(xiàn)具有其特定的表達(dá)模式，且這種特異的表達(dá)模式在諸如肝癌、腸癌、肺癌及白血病等惡性腫瘤中均已得到證實(shí)。這些將作為我們進(jìn)一步研究miRNA功能與作用機(jī)制的基礎(chǔ)，并可能成為腫瘤診斷與預(yù)后預(yù)測(cè)的新型生物學(xué)標(biāo)志及治療靶點(diǎn)提供依據(jù)。

2 乳腺癌特異的miRNA表達(dá)譜

根據(jù)miRNA在正常組織與腫瘤組織間及在不同腫瘤組織間都具有其特定的表達(dá)模式這一證據(jù)[7]，研究人員利用186個(gè)miRNA作為潛在靶點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)有超過50%的miRNA集中在基因組的脆性位點(diǎn)區(qū)域[8]，并且有15個(gè)miRNA因其位于人類乳腺癌發(fā)生的相關(guān)的10個(gè)斷裂點(diǎn)區(qū)而成為關(guān)注的重點(diǎn)。利用RT-PCR技術(shù)分析了30余個(gè)細(xì)胞系（其中包括T47D、SKBR3、MCF7、MDA231及MDA361等5個(gè)乳腺癌細(xì)胞系）中的222個(gè)pre-miRNA表達(dá)譜，結(jié)果表明let-7f-1在乳腺癌、上皮源型的肺癌及結(jié)直腸癌等癌細(xì)胞中的表達(dá)量比常規(guī)增加了7倍。而Iorio等[9]分析了76例乳腺癌組織的miRNA表達(dá)譜，并以10例正常乳腺組織作為對(duì)照，發(fā)現(xiàn)了29種miRNA表達(dá)量的顯著改變，諸如miR-145、miR-10b、miR-125b等為高表達(dá)，而miR-21為低表達(dá)，并推斷這些miRNA表達(dá)譜的改變可能與乳腺癌的一些特異的生物學(xué)指標(biāo)有關(guān)，如激素受體水平、腫瘤分型等。Si等[10]的研究發(fā)現(xiàn)，miR-145與miR-21表達(dá)譜的差異，可以直接用來區(qū)分癌組織與正常組織，具有較高的特異性與靈敏性。

3 乳腺癌促癌與抑癌相關(guān)miRNA

3.1 作為癌基因的miRNA最早被發(fā)現(xiàn)有促癌作用的miRNA是Bic/miR-155，研究證明，其在如B細(xì)胞淋巴癌、結(jié)腸癌及甲狀腺癌等多種腫瘤中都有較高的表達(dá)水平[11]，而在乳腺癌中，miR-155表達(dá)上調(diào)。Bic/miR-155的作用機(jī)制尚未見報(bào)道，但就現(xiàn)有證據(jù)表明，其可能是通過直接下調(diào)MXI1、ROX/MNT等myc基因相關(guān)抑制因子的表達(dá)水平而達(dá)到增強(qiáng)myc基因活性目的的。myc基因活性的提高又促進(jìn)細(xì)胞增殖，使細(xì)胞癌變[12]。另有研究發(fā)現(xiàn)，pre-miR-1792在結(jié)腸癌等多種癌癥中表達(dá)水平是上調(diào)的，也包括乳腺癌，其在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中行使著癌基因的功能，而作用機(jī)制可能是c-myc的過度表達(dá)導(dǎo)致了靶基因激活凋亡因子及相關(guān)因子，導(dǎo)致了信號(hào)通路的啟動(dòng)。與此同時(shí)，有人發(fā)現(xiàn)miR-21在乳腺癌中高表達(dá)，Zhu[13]解釋為miR-21是作用于TPM1（Tumor suppressor tropomyosin 1，腫瘤抑制激酶1）的，證據(jù)是V1及V5這兩個(gè)TPM1的變異體均被發(fā)現(xiàn)在UTR區(qū)內(nèi)有miR-21特異的結(jié)合位點(diǎn)。

3.2 作為抑癌基因的miRNA miRNA存在抑制腫瘤發(fā)生發(fā)展的證據(jù)來源與Michael等[14]對(duì)miR-143和miR-145所做的工作證明了miR-143和miR-145的表達(dá)量在正常組織與結(jié)腸癌組織中是存在差異的，而miR-145在乳腺癌中也有這樣的差異表達(dá)。朱益民等[15]利用miRNA芯片技術(shù)證明了let-7在乳腺癌中是低表達(dá)的，而上調(diào)let-7的表達(dá)水平會(huì)導(dǎo)致ras表達(dá)下降，反之ras蛋白明顯增多，這說明人乳腺癌中l(wèi)et-7可以負(fù)向調(diào)控ras蛋白。后來又發(fā)現(xiàn)了hmga-2這個(gè)let-7的新靶點(diǎn)，其在多種腫瘤中均有過量表達(dá)，具有癌基因的特征，且異常表達(dá)的huma-2mRNA會(huì)抑制HMGA2在胞質(zhì)中的表達(dá)[16]。在抑制hmga-2 mRNA與let-7結(jié)合活性的實(shí)驗(yàn)中，HMGA2過量表達(dá)，導(dǎo)致腫瘤發(fā)生[17]。

4 miRNA調(diào)控乳腺癌細(xì)胞生物程序

4.1 miRNA調(diào)控細(xì)胞增殖在2005年的一項(xiàng)研究中，有19可以促進(jìn)細(xì)胞增殖的miRNA被篩選出來，從而揭示了miRNA與細(xì)胞增殖的關(guān)系。Yu[18]用小鼠乳腺癌細(xì)胞SKBR3構(gòu)建穩(wěn)定細(xì)胞系，當(dāng)傳代3次后，SKBR3第3代細(xì)胞（SK-3rd）表達(dá)出了比原代細(xì)胞更強(qiáng)的成球能力，而SKBR3的表達(dá)也同時(shí)上升了幾十倍。這種劑量化療方法直接證明了SK-3rd具有更強(qiáng)的生長(zhǎng)能力，是促癌的。在之后進(jìn)行的miRNA表達(dá)譜分析中又發(fā)現(xiàn)，SK-3rd的促癌中庸很可能來自于let-7家族表達(dá)的缺失，為進(jìn)一步證明let-7的作用，使用let-7前體病毒感染SK-3rd，發(fā)現(xiàn)其成球率是明顯下降的，這說明了let-7與腫瘤的生長(zhǎng)是有負(fù)向相關(guān)關(guān)系的。

4.2 miRNA在調(diào)控細(xì)胞凋亡中的作用Frankel等[19]的研究證明，經(jīng)抗miR-21的寡核苷酸轉(zhuǎn)染后的MCF-7細(xì)胞生長(zhǎng)會(huì)被抑制，增殖能力下降而凋亡速率增加。通過篩選，Bcl-2 mRN表達(dá)量的降低被認(rèn)為是此現(xiàn)象最合理的解釋，之后bcl-2被確定為miR-21參與調(diào)控腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)與凋亡的靶點(diǎn)。不久后又有研究證明，miR-21存在另外一個(gè)靶點(diǎn)，即PDCD4（程序性細(xì)胞死亡因子4），已證明PDCD4在乳腺癌細(xì)胞凋亡中發(fā)揮著重要作用，但其機(jī)制尚有待進(jìn)一步研究。

4.3 miRNA調(diào)控細(xì)胞粘附與TPM1的發(fā)現(xiàn)過程相似，E-cadherin和β-catenin兩種基因中也發(fā)現(xiàn)了位于URT區(qū)的miRNA特異性結(jié)合位點(diǎn)，而腫瘤的轉(zhuǎn)移與細(xì)胞間粘附相關(guān)的分子E-cadherin的表達(dá)與功能有密切關(guān)系。E-cadherin中miRNA的結(jié)合位點(diǎn)是miR-9，而在乳腺癌中miR-9恰恰高表達(dá)。另外有研究發(fā)現(xiàn)，多種整合素直接或間接受到miRNA的調(diào)控，其作用可能在于參與并調(diào)控腫瘤的轉(zhuǎn)移與擴(kuò)散行為。

5 miRNA與乳腺癌干細(xì)胞

近年來，對(duì)腫瘤的研究主要集中在干細(xì)胞、靶向治療機(jī)個(gè)體化治療方面，其中腫瘤干細(xì)胞（Tumor stem cells，TSC）及誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（Induced pluripotent stem cells，iPS）在腫瘤的基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究中占有極大比重。前者雖所占比例小，但成瘤能力強(qiáng)，被認(rèn)為是惡性腫瘤的根源，而后者被認(rèn)為是將腫瘤細(xì)胞“改邪歸正”的希望。陳軍瑩[21]將我們之前提到的let-7與乳腺癌的關(guān)系移植到腫瘤干細(xì)胞研究中，發(fā)現(xiàn)let-7在乳腺癌干細(xì)胞中依舊有調(diào)控作用，并證明了是通過RAS及HMGA2的相關(guān)通路完成調(diào)控的。現(xiàn)在對(duì)于miRNA與腫瘤干細(xì)胞的研究主要在于miRNA的功能與調(diào)節(jié)機(jī)制方面。

6 miRNA在乳腺癌臨床中的應(yīng)用

6.1 miRNA在乳腺癌的早期診斷及判斷預(yù)后中的作用前文我們已經(jīng)提到，經(jīng)過篩選，有29種miRNA在乳腺癌與正常組織中存在差異表達(dá)，其中15種因具有特異結(jié)合位點(diǎn)，被認(rèn)為是具有預(yù)測(cè)意義的。另外，后續(xù)研究證明，miRNA不僅可以鑒別診斷乳腺癌，對(duì)乳腺癌組織的豐度、分期及血供情況等形態(tài)及生理學(xué)狀況也是有檢測(cè)意義的，如let-7a的表達(dá)與淋巴轉(zhuǎn)移的研究就證明，其表達(dá)低，就意味著患者有更大的風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生淋巴轉(zhuǎn)移。

6.2 miRNA在乳腺癌治療中作用的展望在體外實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)證明，可以通過對(duì)一些特異性的miRNA進(jìn)行修飾，以增加腫瘤細(xì)胞對(duì)化療藥物的敏感性，從而提高化療的效果。同時(shí)，對(duì)于促癌基因，可以通過RNA干擾技術(shù)，降低其在腫瘤細(xì)胞中的表達(dá)，使其失去促癌作用。但對(duì)于miRNA參與腫瘤治療的研究尚處在摸索階段，且從實(shí)驗(yàn)室到臨床的過渡尚無一定周期，在提高穩(wěn)定性及準(zhǔn)確度方面尚需做進(jìn)一步研究。且如何大規(guī)模的生產(chǎn)價(jià)格低廉的生物制劑，讓更大范圍的人群受益，也是miRNA藥物應(yīng)用于臨床治療惡性腫瘤的過程中仍需解決的問題[20]。

7 展望

現(xiàn)階段，對(duì)惡性腫瘤的研究熱點(diǎn)在于靶向治療、個(gè)性化治療和腫瘤干細(xì)胞中，我們有理由認(rèn)為miRNA將會(huì)成為研究腫瘤的重要領(lǐng)域，無論是靶向治療、個(gè)性化治療或者腫瘤干細(xì)胞，miRNA均表現(xiàn)出了極大的研究?jī)r(jià)值與前景。事實(shí)上，我們對(duì)miRNA已經(jīng)有了一定的初步了解，并已經(jīng)取得了一些極有意義的成果，如miRNA表達(dá)譜的差異，miRNA調(diào)控腫瘤細(xì)胞的增殖、凋亡等細(xì)胞周期程序等。隨著研究的深入，已經(jīng)有實(shí)驗(yàn)室開始試圖將miRNA作為一種分子生物學(xué)藥品用于對(duì)乳腺癌的靶向治療中，或許，這將為人類攻克乳腺癌，甚至是攻克癌癥，提供一種新的思路與手段。

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1003—6350（2013）03—0443—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2013.03.0193

2012-07-22)

陳愛軍。E-mail：chemaijun@163.com