小干擾RNA與口腔癌研究進(jìn)展綜述

吳國(guó)聰

天津市紅橋區(qū)口腔醫(yī)院 天津300091

小干擾RNA又稱為microRNA，是新近發(fā)現(xiàn)的一類由內(nèi)源基因編碼的長(zhǎng)度約為21～25個(gè)核苷酸的非編碼單鏈RNA分子，它參與人體多種生理病理功能。近年來的研究發(fā)現(xiàn)microRNA與腫瘤的產(chǎn)生、發(fā)展、侵襲和轉(zhuǎn)移以及腫瘤耐藥等過程均密切相關(guān)，有望為腫瘤的診斷、治療以及預(yù)后評(píng)估提供新的策略。

1 MicroRNA的發(fā)現(xiàn)

Lee Feinbaum和Ambros等人于1993年首次在線蟲體內(nèi)發(fā)現(xiàn)一種RNA。該RNA雖然在體內(nèi)不編碼任何蛋白質(zhì)，但卻可以形成一對(duì)RNA轉(zhuǎn)錄本，單獨(dú)的一個(gè)轉(zhuǎn)錄本能通過抑制lin-14核蛋白的表達(dá)從而調(diào)節(jié)了線蟲的自身生長(zhǎng)發(fā)育。對(duì)于上述現(xiàn)象，研究者們認(rèn)為是由于mRNA的3'非編碼區(qū)獨(dú)特的重復(fù)序列和lin-4之間有部分的序列互補(bǔ)造成的，從而致使lin-4表達(dá)峰度下調(diào)或降解。這類小的非編碼RNA的發(fā)現(xiàn)及其作用機(jī)制的闡明揭開了非編碼RNA研究的序幕［1-4］。

2 microRNA產(chǎn)生機(jī)制

microRNAs起源為內(nèi)源性表達(dá)轉(zhuǎn)錄本，總長(zhǎng)度約為21-25nt的雙鏈RNA分子，具有典型的發(fā)卡或短發(fā)卡結(jié)構(gòu)［5，6］。microRNA產(chǎn)生途徑始于pri-microRNA(PrimarymicroRNA)轉(zhuǎn)錄本。首先，1個(gè)70～100nt的發(fā)卡狀RNAs在細(xì)胞核內(nèi)被核Drosha酶切割成為pre-microRNA;之后pre-microRNA被帶有核輸出信號(hào)蛋白exportin5載體轉(zhuǎn)運(yùn)出細(xì)胞核，進(jìn)入細(xì)胞質(zhì);接著被Dicer酶切割為21～25nt的microRNA或Dicer酶的同族物加工為成熟的20～24nt microRNA;此時(shí)段的microRNA可以與RISC復(fù)合體(RNA-Induced Silencing Complex)結(jié)合，并與靶mRNA互補(bǔ)，從而使互補(bǔ)序列降解或下調(diào)［7-9］。

3 microRNA與腫瘤的發(fā)生

大量研究顯示microRNA與多種腫瘤的發(fā)生、發(fā)展存在著密切的相關(guān)性。大量的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床研究顯示microRNAs可能是一種新的癌腫的發(fā)生、發(fā)展、侵襲及轉(zhuǎn)移調(diào)控因子，在惡性腫瘤的生物學(xué)行為方面起重要作用。目前研究顯示，microRNAs在一定的條件下既能充當(dāng)抑癌基因作用，下調(diào)癌基因的轉(zhuǎn)錄與表達(dá);同樣可在一定條件下發(fā)揮癌基因作用，下調(diào)抑癌基因的轉(zhuǎn)錄與表達(dá)表達(dá)。一般情況認(rèn)為，如果某個(gè)microRNAs在惡性腫瘤的峰度及拷貝數(shù)顯著高于正常組織，則該microRAN則應(yīng)屬于致癌基因的范疇。推測(cè)其在腫瘤發(fā)生中的作用可能與它通過負(fù)性調(diào)節(jié)腫瘤抑癌基因和/或控制細(xì)胞的分化或調(diào)亡途徑來促進(jìn)腫瘤的發(fā)展［10-12］。這樣的microRNA很多，例如mir-17-92，目前研究顯示，該microRNA在人體內(nèi)起癌基因的作用。編碼該microRNA的基因位于13號(hào)染色長(zhǎng)臂3帶1的一個(gè)多順反子。大量研究顯示，在多種惡性腫瘤如口腔鱗癌、非小細(xì)胞肺癌和淋巴瘤患者的體內(nèi)可以檢測(cè)該microRNA拷貝數(shù)的顯著增高，提示mir-17-92在口腔鱗癌、非小細(xì)胞肺癌等惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展中起重要作用［13，14］。另一個(gè)具有代表性的癌基因?yàn)閏-Myc，該基因的表達(dá)產(chǎn)物為一個(gè)螺旋—環(huán)—螺旋的亮氨酸拉鏈結(jié)構(gòu)的帶有核定位信號(hào)的蛋白組，該蛋白可進(jìn)入細(xì)胞核，并與相應(yīng)的基因結(jié)合發(fā)揮反式作用原件-轉(zhuǎn)錄因子的作用。該轉(zhuǎn)錄因子大約可以調(diào)節(jié)10%～15%的基因并影響細(xì)胞的增殖、生長(zhǎng)和調(diào)亡等過程。近期的大量研究表明c-Myc的異常表達(dá)常常與人類惡性腫瘤的發(fā)生有關(guān)。Donnell［15］研究認(rèn)為c-Myc表達(dá)產(chǎn)物作為細(xì)胞轉(zhuǎn)錄因子可同時(shí)激活E2F1和miR-17-92的表達(dá)，然而miR-17-92家簇中的miR-20a和miR-17-5p可抑制E2F1表達(dá)。因此，c-Myc可通過調(diào)節(jié)miR-17-92和E2F1的表達(dá)，進(jìn)而影響ARE-p53通路介導(dǎo)的細(xì)胞調(diào)亡。從而達(dá)到促進(jìn)細(xì)胞增殖、永生化并最終發(fā)展為惡性表型。另一種情況，在某些腫瘤細(xì)胞內(nèi)，某些microRNAs的表達(dá)峰度和拷貝數(shù)是下調(diào)的，此類microRNA被稱為腫瘤的抑癌基因。如最早在秀麗干線蟲中發(fā)現(xiàn)的let-7即為腫瘤抑制基因編碼的microRNA。同時(shí)，新近的研究顯示let-7可以直接靶定RAS基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，并于RAS轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物進(jìn)行互補(bǔ)配對(duì)，通過其3'UTR負(fù)性調(diào)節(jié)RAS的翻譯表達(dá)，進(jìn)而起到了抑制細(xì)胞增殖，起到抑癌基因的作用。因而推測(cè)microRNA let-7同樣可以通過下調(diào)癌基因RAS的表達(dá)產(chǎn)物來影響口腔鱗癌的發(fā)生。因而，microRNA let-7可能在口腔鱗癌的發(fā)生發(fā)展中起到了抑制作用，但其具體調(diào)節(jié)機(jī)制有待進(jìn)一步深入研究。同時(shí)Takamizawa等人［16］對(duì)肺癌細(xì)胞中的microRNA let-7的表達(dá)水平進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)microRNA let-7在體內(nèi)外均的表達(dá)峰度和拷貝數(shù)都明顯降低，因而推測(cè)microRNA let-7與肺癌的也存在明顯的相關(guān)性。

4 microRNA與口腔癌前病變

口腔癌前病變(oral premalignant lesion，OPL)，主要表現(xiàn)為口腔紅斑、口腔黏膜白斑和口腔黏膜下纖維化等病理?yè)p害?？谇话装咴贠PL中最為常見，有研究顯示16%～62%的口腔鱗癌由口腔白斑發(fā)展而來。而口腔鱗癌在所有口腔癌中最為常見，且危害最大，位列全身腫瘤的的第6位。目前，大量研究顯示，口腔白斑中存在著多種micrRAN的表達(dá)上調(diào)或下調(diào)，提示micro-RAN與口腔白斑的發(fā)生存在明顯的相關(guān)性。Clague及其同事通過對(duì)136例正常人群和136例口腔白斑患者的對(duì)照研究顯示，編碼miRNA-26A-1，pri-miRNA的基因rs7372209和rs3742330位點(diǎn)多態(tài)性與口腔白斑存在明顯的相關(guān)性。另有研究顯示，反式調(diào)節(jié)應(yīng)答原件RNA結(jié)合蛋白(anti-regulate binding protein，ABP)中rs784567位點(diǎn)的突變也參與了口腔癌前病變過程。Cervigne及其同事對(duì)12例口腔白斑患者的43例標(biāo)本進(jìn)行了microRNA分析，研究結(jié)果顯示，43例標(biāo)本中共有109個(gè)micorRNA在惡性轉(zhuǎn)化的口腔白斑患者中出現(xiàn)表達(dá)上調(diào)和拷貝數(shù)曾高。且miRNA-21，miRNA-181b及miRNA-345與口腔癌的惡性程度存在顯著相關(guān)性。

5 microRNA與口腔癌

近年來的研究發(fā)現(xiàn)，在口腔癌患者中存在多種microRNAs的表達(dá)上調(diào)或下調(diào)，并與口腔癌的發(fā)生發(fā)展及預(yù)后有密切聯(lián)系。WongTS及其同事［17］采用q-PCR的方法，對(duì)口腔鱗癌進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在鱗癌患者癌細(xì)胞中有13中成熟的microRNA拷貝數(shù)出現(xiàn)了降低，有24中microRNA的表達(dá)出現(xiàn)了上調(diào)。進(jìn)一步體外細(xì)胞系的研究中顯示，24種表達(dá)上調(diào)的microRNA中，通過抑制miR-184可以增加鱗癌細(xì)胞的凋亡比例，因而推測(cè)，miRNA-184在口腔鱗癌抗凋亡機(jī)制中起到了重要的作用。HensonBJ等人［18］通過將外源性的miR-125和miR-100轉(zhuǎn)染至口腔鱗癌細(xì)胞后，其細(xì)胞增殖能力顯著降低，說明上述兩種microRNA在口腔鱗癌的發(fā)生和發(fā)展增殖中起到了關(guān)鍵作用。

6 展望

盡管microRNA在癌癥和口腔癌中的重要性越來越受到關(guān)注，并且陸續(xù)發(fā)現(xiàn)一些可以作為口腔癌發(fā)生、發(fā)展的監(jiān)測(cè)指標(biāo)，但由于microRNA用在腫瘤治療中存在的諸如脫靶效應(yīng)，不能穩(wěn)定體內(nèi)持續(xù)表達(dá)等問題，其在腫瘤治療方面的應(yīng)用仍處在研究的初期階段。到目前為止，microRNA的表達(dá)模式及生物學(xué)功能已部分得到闡明，但許多機(jī)制仍不確切，相信隨著研究的不斷深入，microRNA在口腔癌的診斷、監(jiān)測(cè)、治療與預(yù)防中的地位日益凸顯。

［1］van KM，Kedde M，Agami R.MicroRNA regulation by RNA-binding proteins and its implications for cancer［J］.Nat Rev Cancer，2011，11(9):644-656.

［2］Lu YC，Chen YJ，Wang HM，et al.Oncogenic function and early detection potential of miRNA-10b in oral cancer asidentified by microRNA profiling［J］.Cancer Prev Res(Phila).2012.5(4):665-74.

［3］Shi Z，Johnson JJ，Stack MS.Fluorescence In Situ Hybridization for MicroRNA Detection in Archived Oral CancerTissues［J］.J Oncol，2012，20(12):e903581.

［4］Yan B，F(xiàn)u Q，Lai L，et al.Downregulation of microRNA 99a in oral squamous cell carcinomas contributes tothe growth and survival of oral cancer cells［J］.Mol Med Report.2012.6(3):675-681.

［5］Chu YH，Tzeng SL，Lin CW，et al.Impacts of microRNA gene polymorphisms on the susceptibility of environmentalfactors leading to carcinogenesis in oral cancer［J］.PLOS ONE.2012，7(6):e39777.

［6］Rather MI，Nagashri MN，Swamy SS，et al.Oncogenic microRNA-155 downregulates tumor suppressor CDC73 and promotes oralsquamous cell carcinoma cell proliferation:Implications for cancer therapeutics［J］.J Biol Chem，2012，8(2):312-317.

［7］Jakymiw A，Patel RS，Deming N，et al.Overexpression of dicer as a result of reduced let-7 MicroRNA levels contributes to increased cell proliferation of oral cancer cells［J］.Genes Chromosomes Cancer，2010，49(6):549-559.

［8］Uesugi A，Kozaki K，Tsuruta T，et al.The tumor suppressive microRNA miR-218 targets the mTOR component Rictor andinhibits AKT phosphorylation in oral cancer［J］.Cancer Res，2011，71(17):5 765-578.

［9］Kim JS，Yu SK，Lee MH，et al.MicroRNA-205 directly regulates the tumor suppressor，interleukin-24，in human KBoral cancer cells［J］.Mol Cells，2012，12(3):414-419.

［10］Catto JW，Alcaraz A，Bjartell AS，et al.MicroRNA in prostate，bladder，and kidney cancer:a systematic review［J］.Eur Urol，2011，59(5):671-681.

［11］Liu C，Tang DG.MicroRNA regulation of cancer stem cells［J］.Cancer Res，2011，71(18):5 950-5 954.

［12］Wang L，Wang J.MicroRNA-mediated breast cancer metastasis:from primary site to distant organs［J］.Oncogene，2012，31(20):2 499-2 511.

［13］Li Y，Vecchiarelli-Federico LM，Li YJ，et al.The miR-17-92 cluster expands multipotent hematopoietic progenitors whereasimbalanced expression of its individual oncogenic miRNAs promotes leukemia inmice［J］.Blood，2012，119(19):4 486-4 498.

［14］Fassina A，Marino F，Siri M，et al.The miR-17-92 microRNA cluster:a novel diagnostic tool in large B-cellmalignancies［J］.Lab Invest，2012，92(11):1 574-1 582.

［15］O'Donnell KA，Wentzel EA，Zeller KI，Dang CV，Mendell JT.c-Myc-regulated microRNAs modulate E2F1 expression［J］.Nature，2005，435(7043):839-843.

［16］Takamizawa J，Konishi H，Yanagisawa K.Reduced expression of the let-7 microRNAs in human lung cancers in association with shortened postoperative survival［J］.Cancer Res，2004，64(11):3 753-3 756.

［17］Wong TS，Liu XB，Wong BY，et a1.Mature miR-184 as potential oncogenic microRNA of squamous cell carcinoma of tongue［J］.Clin Cancer Res，2008，14(9):2 588-2 592.

［18］Henson BJ，Bhattacharjee S，O，Dee DM，et a1.Decreased expression of miR-125b and miR-100 in oral cancer cells contributes to malignancy［J］.Genes Chromosomes Cancer，2009，48(7):569-582.