MicroRNA與乳腺癌發(fā)生發(fā)展的研究進(jìn)展

譚 偉綜述，崔 明審校

TAN Wei，CUI Ming

(1.解放軍昆明總醫(yī)院普通外科，云南昆明 650032;2.昆明醫(yī)科大學(xué)研究生部，云南昆明 650032)

乳腺癌的發(fā)生、發(fā)展涉及諸多因素，其中涉及基因及蛋白質(zhì)等微觀水平的調(diào)控，而基因水平的表達(dá)變化則是最為重要的調(diào)控因素［1］，MicroRNA(miRNA)正是在這種微觀水平上調(diào)控著乳腺癌的發(fā)生進(jìn)展。miRNA通過與靶mRNA特異性結(jié)合最終調(diào)控蛋白質(zhì)的翻譯［2］，實(shí)現(xiàn)了對乳腺癌的調(diào)節(jié)的重要作用［3］。

1 miRNA及其調(diào)控作用

miRNA最初由RNA聚合酶II(polII)轉(zhuǎn)錄為最原始的狀態(tài)即pri-miRNA，具有帽子結(jié)構(gòu)(7 mgpppG)和ployA尾結(jié)構(gòu)，經(jīng)過核酸酶Drosha和輔助因子Pasha加工成pre-miRNA即miRNA前體，這種miRNA前體經(jīng)載體輸送進(jìn)入胞質(zhì)后進(jìn)一步被核酸酶剪切修飾成為雙鏈miRNA，后經(jīng)解鏈為最終的成熟體miRNA，另一條經(jīng)降解失去生物學(xué)作用。這種成熟體miRNA經(jīng)引物沉默復(fù)合物引導(dǎo)與mRNA互補(bǔ)位點(diǎn)通過堿基互補(bǔ)配對，影響mRNA的生物學(xué)功能，調(diào)控蛋白質(zhì)翻譯過程。miRNA與mRNA靶點(diǎn)并非一一對應(yīng)關(guān)系，通過這種精確的調(diào)節(jié)模式調(diào)節(jié)著基因的表達(dá)水平處于一種平衡狀態(tài)，一旦這種平衡被打破而出現(xiàn)無序性的表達(dá)，將會出現(xiàn)腫瘤及其他疾病的發(fā)生。

2 miRNA在乳腺癌中的特異性表達(dá)

多項(xiàng)研究表明在多種腫瘤細(xì)胞和組織中存在miRNA的異常表達(dá)，并和疾病的發(fā)生、發(fā)展、預(yù)后有著緊密的聯(lián)系，并將成為潛在的治療靶點(diǎn)［4，5］。Huang等［6］在實(shí)驗(yàn)中將癌組織及陰性正常對照組織分為兩組進(jìn)行對比分析miRNA的表達(dá)情況，結(jié)果兩組的miRNA表達(dá)水平出現(xiàn)顯著的差異，與正常組織相比癌組織中9種miRNA表達(dá)明顯上調(diào)，5種表達(dá)下調(diào)。差異性表達(dá)提示miRNA的表達(dá)水平與乳腺癌的發(fā)生有著潛在的聯(lián)系。

3 miRNA與乳腺癌的發(fā)生

miRNA參與調(diào)節(jié)細(xì)胞的增殖、分化以及凋亡，從而調(diào)節(jié)腫瘤的發(fā)生發(fā)展。Let-7家族miRNA在很多惡性腫瘤中低表達(dá)，而恢復(fù)其正常表達(dá)時發(fā)現(xiàn)miRNA作用于癌基因及抑制細(xì)胞有絲分裂路徑而使腫瘤細(xì)胞增殖受到抑制［7，8］。在小鼠乳腺癌模型實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)外源性的Let-7通過抑制癌基因HMGA2和H-ras使乳腺癌細(xì)胞增殖受到抑制［9］。Zhao等［10］在對比研究良性乳腺腫瘤、原位癌及浸潤性導(dǎo)管癌的miRNA表達(dá)情況時發(fā)現(xiàn)，Let-7在原位癌及浸潤性導(dǎo)管癌中的表達(dá)明顯低于在良性腫瘤中的表達(dá)，另在雌激素受體(ER-alpha)陽性的乳腺癌MCF7細(xì)胞系中發(fā)現(xiàn)，超表達(dá)的Let-7降低了ER-alpha的活性并抑制了MCF7細(xì)胞增殖，進(jìn)一步觸發(fā)MCF7細(xì)胞凋亡程序，促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞凋亡。吳愛國等［11］利用合成 miRNA-125b-1轉(zhuǎn)染 SKBR3細(xì)胞并檢測HER-2 mRNA和蛋白質(zhì)表達(dá)水平，結(jié)果發(fā)現(xiàn)miRNA-125b-1轉(zhuǎn)染后的 SKBR-3細(xì)胞中 HER-2 mRNA和蛋白質(zhì)水平顯著下降，且出現(xiàn)明顯的細(xì)胞增殖阻滯現(xiàn)象，相對于對照組細(xì)胞增殖明顯下降。此過程出現(xiàn)HER-2 mRNA和蛋白質(zhì)的表達(dá)下降提示miRNA-125b-1的負(fù)性調(diào)控抑制作用。乳腺癌的發(fā)生與另一些促癌miRNA的作用密不可分。miR-17-5p能調(diào)控抑癌基因AIB1(Amplified in breast cancer 1)的表達(dá)，抑制對應(yīng)mRNA的蛋白質(zhì)翻譯過程，進(jìn)而獲得癌細(xì)胞增殖能力，促進(jìn)了乳腺癌的發(fā)生［12］。Bufa等［13］發(fā)現(xiàn)低氧環(huán)境能誘導(dǎo)產(chǎn)生 miR-210，進(jìn)一步miR-210促進(jìn)乳腺癌的發(fā)生。與正常組織相比，miR-21在乳腺癌中出現(xiàn)超標(biāo)達(dá)現(xiàn)象，而敲除miR-21的MCF-7乳腺癌細(xì)胞系的細(xì)胞增殖能力下降，增值能力的下降與miR-21敲除量成依賴關(guān)系［14］。該實(shí)驗(yàn)說明miR-21能促進(jìn)細(xì)胞生長。實(shí)驗(yàn)證明miR-155在乳腺癌組織中表達(dá)水平較對比的正常組織明顯升高，與乳腺癌的轉(zhuǎn)移、癌細(xì)胞的增值能力及較晚的臨床分期相關(guān)，而降低miR-155的表達(dá)水平時腫瘤細(xì)胞的生存能力明顯下降進(jìn)而促進(jìn)了腫瘤細(xì)胞的凋亡［15］。

4 miRNA與乳腺癌的轉(zhuǎn)移侵襲能力

miRNA在乳腺癌轉(zhuǎn)移侵襲能力上的調(diào)控作用同樣不容忽視，miRNA在不同臨床分期、不同惡性程度的乳腺癌中表達(dá)情況不一，這種差異性表達(dá)與乳腺癌的轉(zhuǎn)移侵襲能力相關(guān)聯(lián)，Li等［16］通過檢測miR-17-5p及候選靶基因HBP1在乳腺癌MCF7和MDA-MB-231細(xì)胞株中的表達(dá)情況，發(fā)現(xiàn)miR-17-5p在高遷移能力的MDA-MB-231細(xì)胞株中的表達(dá)水平約為3.43(miR-17-5p/U6RNA)，明顯高于在低遷移MCF7中的1.00(miR-17-5p/U6RNA);而用miR-17-5p抑制劑處理MDA-MB-231細(xì)胞株后細(xì)胞的侵襲能力降低約4.74倍，轉(zhuǎn)移能力降低約2.50倍，證實(shí)了miR-17-5p促進(jìn)了乳腺癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移侵襲能力。而另一些miRNA則在乳腺癌的轉(zhuǎn)移侵襲上起到了相反的作用。王超群等［17］用脂質(zhì)體介導(dǎo)的轉(zhuǎn)染方法將miR-133a阻遏物(miR-133a inbibitors)轉(zhuǎn)染人乳腺癌細(xì)胞株MCF-7，以inhibitor negative control(inhibitor NC)作為陰性對照，通過測定和對比分析兩組細(xì)胞的增殖、侵襲及遷移能力，結(jié)果發(fā)現(xiàn)miR-133a inhibitors組與inhibitor NC組相比細(xì)胞增殖活性差異無顯著性(P＞0.05);但miR-133a inhibitors組細(xì)胞遷移能力比inhibitor NC組明顯增強(qiáng)(P＜0.05);且轉(zhuǎn)染 miR-133a inhibitors后，MCF-7細(xì)胞的侵襲及遷移能力均明顯增強(qiáng)(P＜0.01，P＜0.05);于是認(rèn)為MiR-133a在此過程中降低了癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移侵襲能力。Wu等［18］研究發(fā)現(xiàn)miR-133a在乳腺癌組織中的表達(dá)水平較正常組織下降，且轉(zhuǎn)染miR-133a的乳腺癌細(xì)胞系的轉(zhuǎn)移侵襲能力明顯下降，另外熒光素酶實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn) miR-133a抑制了FSCN1基因及蛋白質(zhì)的表達(dá)。因此認(rèn)為miR-133a的低水平表達(dá)與乳腺癌的轉(zhuǎn)移及短期復(fù)發(fā)相關(guān)，并確定FSCN1作為miR-133a的靶基因。Ma等［19］將兩種人乳腺癌細(xì)胞株分別移植到小鼠脂肪墊內(nèi)建立乳腺癌異種移植模型，一組表達(dá)miR-10b，另一組不表達(dá)作為對照組，結(jié)果miR-10b表達(dá)組發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移灶而另一組未發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示miR-10b的表達(dá)水平關(guān)系著癌細(xì)胞的侵襲轉(zhuǎn)移能力。也有相關(guān)報道原發(fā)性雙側(cè)乳腺癌患者組織中miR-10b、miR-155等表達(dá)水平明顯高于單側(cè)乳腺癌患者［20］，而雙側(cè)患者更易發(fā)生血行轉(zhuǎn)移和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，故提示以上miRNA能促進(jìn)乳腺癌轉(zhuǎn)移。但另有學(xué)者在對比研究miR-10b在發(fā)生與未發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的乳腺癌患者中的表達(dá)水平時發(fā)現(xiàn)，前者miR-10b的表達(dá)明顯降低［21］。這一結(jié)論與其他研究得出的miR-10b促進(jìn)乳腺癌轉(zhuǎn)移結(jié)論相反，有待進(jìn)一步研究確定miR-10b在乳腺癌轉(zhuǎn)移中的作用。近期Gravgaard等［22］對47例乳腺癌樣本研究發(fā)現(xiàn)，miR-9和miR-200b的表達(dá)在有遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的乳腺癌中明顯高于無轉(zhuǎn)移乳腺癌樣本，實(shí)驗(yàn)提示miR-9和miR-200b在一定程度上對乳腺癌的轉(zhuǎn)移起到促進(jìn)作用。

5 小結(jié)與展望

基因調(diào)控的平衡是正常生命活動的基礎(chǔ)，失衡則會導(dǎo)致疾病發(fā)生，miRNA通過調(diào)節(jié)基因表達(dá)從而實(shí)現(xiàn)對乳腺癌等疾病的調(diào)節(jié)。隨著對miRNA作用機(jī)理等認(rèn)識的逐步深入，學(xué)者們開始思考將miRNA應(yīng)用于臨床乳腺癌等疾病的診治，但作為乳腺癌研究的全新領(lǐng)域，miRNA調(diào)控基因表達(dá)的機(jī)制尚未完全闡明，靶基因的預(yù)測、檢測技術(shù)等問題還需解決，如何干擾miRNA的調(diào)控作用達(dá)到治療乳腺癌的目的，這些問題都是當(dāng)前面臨的新的挑戰(zhàn)。miRNA為乳腺癌的診治開拓了新的視野，將成為乳腺癌診治的有效手段。

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