MicroRNA-21與胃癌關(guān)系的研究進(jìn)展

韓曉娜(綜述)，唐 勇(審校)

(新疆醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院消化內(nèi)科，烏魯木齊 830011)

胃癌是全球第四個(gè)最常見的惡性腫瘤，在癌癥死亡原因中居第二位，>70%的新發(fā)和死亡病例發(fā)生在發(fā)展中國家[1]。大多數(shù)胃癌患者確診時(shí)已是中晚期，如何能早期診斷胃癌或遏制其發(fā)展一直是人們探究的問題。盡管在治療上有了些進(jìn)步，胃癌患者的預(yù)后仍然未能如愿。胃癌是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的疾病，其發(fā)生、發(fā)展與多種因素有關(guān)，其中表觀遺傳學(xué)起著關(guān)鍵的作用，越來越多的證據(jù)表明非編碼微RNA(microRNA，miRNA)是胃癌的原因之一。近年研究發(fā)現(xiàn)，多種miRNA在胃癌中異常表達(dá)，在胃癌發(fā)生、發(fā)展過程中起致癌或抑癌的作用。miR-21已被記載在多種人類實(shí)體器官及血液系統(tǒng)的惡性腫瘤中高表達(dá)，miR-21不僅在胃癌組織及胃癌細(xì)胞株中呈高表達(dá)，而且與胃癌關(guān)系的密切性[2]不容忽視。

1 miR-21在胃癌中的高表達(dá)

miR-21同其他miRNA一樣，通過與靶基因信使RNA的3′非翻譯區(qū)(untranslated regions，UTR)特異性結(jié)合，導(dǎo)致信使RNA降解，在轉(zhuǎn)錄后其水平發(fā)揮調(diào)控基因的表達(dá)作用，也有不同于部分miRNA的表達(dá)調(diào)控，miR-21含有獨(dú)立的啟動(dòng)子，其表達(dá)不受其重疊的蛋白編碼基因啟動(dòng)子調(diào)控[3]。近些年來，miR-21已經(jīng)被證實(shí)在多種腫瘤細(xì)胞中呈高表達(dá)，胃癌也包括在內(nèi)。雖說這預(yù)示著miR-21在組織中的表達(dá)或可作為一種診斷方法，但仍是一種侵入性診斷不方便獲取，如今檢測(cè)腫瘤患者外周血中特定miRNA的表達(dá)水平也是近年來的一個(gè)研究熱點(diǎn)，可能成為診斷胃癌最有前途的手段之一[4-5]。已有研究確定了GC相關(guān)的四個(gè)上調(diào)的miR(miR-17的miR-5P、miR-21、miR-106a和miR-106B)，也顯示了在胃癌血清較高的表達(dá)水平[6]。miRNA在GC循環(huán)中和組織中的異常表達(dá)是否一致，一些研究報(bào)道循環(huán)中的miRNA不僅來自腫瘤細(xì)胞裂解，也來自主動(dòng)分泌miRNA的蛋白復(fù)合物和(或)細(xì)胞來源的微泡的形式，這可能預(yù)示著不同于腫瘤細(xì)胞株和腫瘤組織的表達(dá)水平[7-8]。有研究調(diào)查了大量的胃癌患者血漿樣本中循環(huán)miRNA手術(shù)前后控制的關(guān)系，結(jié)果顯示，血漿樣本中的miR-21手術(shù)后的濃度顯著比胃大部切除術(shù)前降低，表明血漿miR-21的水平可能反映腫瘤的miR-21表達(dá)水平[6]。目前來看，對(duì)于血漿miRNA的分析存在一些潛在的臨床用途，即可檢查GC患者在胃切除術(shù)后隨訪期間的高風(fēng)險(xiǎn)和監(jiān)測(cè)疾病復(fù)發(fā)。由于血漿miRNA的來源和釋放機(jī)制目前仍不明確，組織與外周血中表達(dá)的miRNA是否存在顯著差異，仍需大量的研究進(jìn)一步證實(shí)。雖然GC循環(huán)miRNA生物標(biāo)志物的敏感性和特異性都遠(yuǎn)高于目前使用的血清標(biāo)志物(CA19-9和癌胚抗原等)，同時(shí)也因?yàn)檠h(huán)miRNA的水平可能在許多疾病中都會(huì)明顯高或低,血漿miRNA作為臨床診斷用來檢測(cè)GC，或許仍有很長的路要走。

2 miR-21與胃癌的關(guān)系

2.1miR-21與胃癌的發(fā)生 幽門螺桿菌感染是誘發(fā)胃癌最重要的危險(xiǎn)因素之一，可參與萎縮性胃炎、腸上皮化生、不典型增生到胃癌的發(fā)生，但致病機(jī)制仍不明確。研究發(fā)現(xiàn)，miR-21在幽門螺桿菌感染的胃黏膜中高表達(dá)，提示miR-21在胃癌中的過表達(dá)與幽門螺桿菌有關(guān)，可能是通過抑制reversion-inducing-cysteine-rich protein with kazal motifs(RECK)蛋白而誘導(dǎo)胃癌的發(fā)生，也證明了RECK基因是miR-21的一個(gè)靶標(biāo)；程序性細(xì)胞死亡基因是一種調(diào)控細(xì)胞凋亡的基因，被證實(shí)在胃癌組織中下調(diào)，該研究發(fā)現(xiàn)，miR-21通過特異性識(shí)別3′UTR，下調(diào)程序性細(xì)胞死亡基因，也就是間接性地加快胃黏膜上皮細(xì)胞的增殖速度，使miR-21作為一種致癌基因，促進(jìn)細(xì)胞轉(zhuǎn)化，進(jìn)而導(dǎo)致胃癌的發(fā)生[9-10]。除此之外，還有部分研究證實(shí)，miR-21通過降低其確認(rèn)的其他靶基因，如gene of phosphate and tension homology deleted on chromsome ten(PTEN基因)、原肌球蛋白1、重組蛋白Serpini1和重組人絲氨酸蛋白酶抑制劑抑制因子B10的表達(dá)水平來發(fā)揮其癌基因的作用，miR-21的高表達(dá)導(dǎo)致這些抑癌基因表達(dá)下調(diào)，從而促進(jìn)細(xì)胞增殖、抑制細(xì)胞凋亡，導(dǎo)致胃癌發(fā)生的概率增加[2,11-12]。以上研究使miR-21對(duì)這些靶向基因的調(diào)控作用為胃癌的靶向治療增加了可能性。張岱等[13]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)miR-21的功能被抑制后，AGS細(xì)胞(胃腺癌細(xì)胞，胃癌的一種細(xì)胞)的細(xì)胞生長活性受到明顯的抑制(降低約25%)，提示miR-21可能在AGS細(xì)胞中過度表達(dá)，并起著促進(jìn)細(xì)胞增殖的作用。

香煙是胃癌危險(xiǎn)因素之一，據(jù)報(bào)道，尼古丁也會(huì)促進(jìn)腫瘤的生長，Shin等[14]證實(shí)了尼古丁通過前列腺素E2受體亞型EP2和EP4受體介導(dǎo)的核因子κB激活，上調(diào)胃癌細(xì)胞中的miR-16和miR-21，促進(jìn)細(xì)胞增殖，此研究可能為吸煙者人群患者的治療策略開辟了新的道路。總之，miR-21可以作為胃癌診斷的有效標(biāo)志物。

2.2miR-21與胃癌的發(fā)展 重組人原肌球蛋白1為一種抑癌基因，與細(xì)胞浸潤有關(guān)，它的異位表達(dá)能夠減少癌細(xì)胞浸潤，miR-21通過對(duì)重組人原肌球蛋白1的部分調(diào)節(jié)，發(fā)揮其原癌基因的作用，說明miR-21不僅與腫瘤生長有關(guān)，并能通過和靶點(diǎn)結(jié)合調(diào)節(jié)腫瘤的浸潤與轉(zhuǎn)移[15]。抑制轉(zhuǎn)移作用的抑癌基因PTEN也是miR-21的靶基因之一[2]。Zhang等[9]證實(shí)了miR-21能促進(jìn)入胃癌細(xì)胞系A(chǔ)GS的增殖和侵襲，并通過敲除miR-21基因，達(dá)到降低胃癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移能力。Hahm等[16]研究發(fā)現(xiàn)，幽門螺桿菌感染會(huì)激活核因子κB，從而增加環(huán)加氧酶2(具有重要的胃腸道腫瘤的致癌作用)和白細(xì)胞介素8的表達(dá)。核因子κB能使miR-21升高，也促進(jìn)胃癌細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移，可以看出幽門螺桿菌感染導(dǎo)致胃癌發(fā)生、發(fā)展的因素是多樣的[14]。

Xu等[17]使用定量反轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈反應(yīng)，證實(shí)了有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的胃癌患者miR-21表達(dá)相比無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移者高度上調(diào)(56例無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和30例有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移)，表明miR-21的表達(dá)水平可能被用來預(yù)測(cè)胃癌患者的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的潛力生物標(biāo)志物。另有研究同時(shí)得出T3～T4期miR-21高表達(dá)的發(fā)生率越高顯著大于T1～T2期，高表達(dá)水平的miR-21與組織學(xué)類型、T分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、pTNM分期以及胃癌患者的總生存率顯著相關(guān)，而與年齡、性別、腫瘤大小與分化程度無關(guān)[18]。說明miR-21可能是胃癌診斷及治療的分子靶標(biāo)，同時(shí)也預(yù)示著部分miR-21的高表達(dá)是在腫瘤進(jìn)展的過程中形成，對(duì)于轉(zhuǎn)移性高者，miR-21可作為胃癌患者預(yù)后的一個(gè)指標(biāo)。Chan等[19]報(bào)道，沒有顯示高表達(dá)miR-21影響臨床胃癌患者預(yù)后，可能原因的是患者隊(duì)列太小，無法找到統(tǒng)計(jì)學(xué)上的顯著差異，在研究的37例胃癌患者中，miR-21高表達(dá)者僅有13例，無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移者和有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移者分別為2例和35例。因此，還需要進(jìn)一步前瞻性研究，以確認(rèn)miR-21對(duì)胃癌患者的預(yù)后意義。

2.3miR-21與胃癌的治療 miRNA在腫瘤發(fā)展過程中作為一個(gè)控制中心基因表達(dá)的調(diào)控因子，可調(diào)節(jié)蛋白表達(dá)并影響多個(gè)信息途徑，miRNA作為生物治療腫瘤的靶分子將比編碼基因更有效[20-22]。目前治療是以miRNA為基礎(chǔ)，通過基因剔除抑制或下調(diào)癌基因的miRNA的表達(dá)水平，對(duì)于抑癌基因，增加miRNA表達(dá)水平，以達(dá)到腫瘤治療的目的。有研究通過構(gòu)建重組表達(dá)質(zhì)粒pPG-miR-21-增強(qiáng)綠色熒光蛋白，使miR-21在胃癌SGC-7901細(xì)胞中的表達(dá)顯著降低，并在一定程度上抑制胃癌細(xì)胞的增殖，促進(jìn)其凋亡，使更多的細(xì)胞停留在G1期，S期細(xì)胞減少，其作用機(jī)制可能是通過下調(diào)細(xì)胞周期蛋白D1、增殖細(xì)胞核抗原的表達(dá)，上調(diào)程序性凋亡基因、PTEN蛋白的表達(dá)而實(shí)現(xiàn)[23]。Zhang等[9]通過AMOS(anti-miRNA oligonucle-otides)，降低原來高表達(dá)的miR-21，造成胃癌細(xì)胞增殖減慢，細(xì)胞凋亡明顯增加。

從胃癌中miRNA的數(shù)據(jù)庫可以看出，一個(gè)miRNA可以調(diào)節(jié)許多基因，而很多miRNA可以把一個(gè)基因作為共同的靶標(biāo)，也就是說，miRNA和靶標(biāo)之間的關(guān)系可能并不是一對(duì)一的。許多報(bào)道已經(jīng)描述的miRNA及其靶基因在人類癌癥中有一對(duì)一、一對(duì)多個(gè)或多個(gè)對(duì)一的關(guān)系[24]。有必要確定是否一些miRNA的組合調(diào)節(jié)多個(gè)目標(biāo)，并在腫瘤發(fā)生中涉及。也有研究指出，一個(gè)基因可同時(shí)是多個(gè)miRNA的靶基因，把多個(gè)反義核苷酸序列整合到同一條核苷酸片序列中，即多靶點(diǎn)抗miRNA反義核苷酸抑制劑(MT-AMO),如miR-21、miR-155、miR-17-5p均可促進(jìn)腫瘤的發(fā)生,如把他們的反義核苷酸整合為一個(gè)MT-AMO，比應(yīng)用同劑量的單個(gè)miRNA的反義核苷酸更能有效地發(fā)揮抗腫瘤作用[25]。對(duì)于miRNA在胃癌治療方面的研究，已取得良好的成果。特別是中國、日本和韓國的研究人員已經(jīng)嘗試了這一點(diǎn)?；熀头暖熆剐允且粋€(gè)重大的障礙，miR-21已證明在許多癌癥的化療中耐藥，但其在胃癌耐藥的作用仍然未開發(fā)。Yang等[26]研究發(fā)現(xiàn)，與SGC7901相比，miR-21的表達(dá)在順鉑耐藥細(xì)胞株SGC7901/DDP中上調(diào)。此外，miR-21的過度表達(dá)顯著降低抗增殖作用，順鉑誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，而降低miR-21顯著增加順鉑的抗增殖作用和誘導(dǎo)凋亡。miR-21是通過下調(diào)表達(dá)的磷酸酶和PTEN以及激活A(yù)kt通路來誘導(dǎo)細(xì)胞的存活與順鉑耐藥，磷脂酰肌醇3-羥激酶抑制劑LY294002抑制Akt的使用，可以廢除miR-21誘導(dǎo)的細(xì)胞生存，表明miR-21可能為胃癌通過調(diào)節(jié)PTEN/磷脂酰肌醇3-羥激酶/Akt途徑了解順鉑耐藥提供一種新的機(jī)制。還有學(xué)者指出，miR-21的依賴性下調(diào)錯(cuò)配修復(fù)蛋白2、錯(cuò)配修復(fù)蛋白6，可能同時(shí)導(dǎo)致對(duì)5-氟尿嘧啶原發(fā)性和繼發(fā)性耐藥[27]。都為miRNA在胃癌的治療,尤其是耐藥方面提供了依據(jù)，使得人們?cè)谘邪l(fā)藥物時(shí)擁有新的思路。

另有研究比較進(jìn)展期胃癌中兩種治療方案，即S-1/Oxaliplatin的有效率是33.3%(完全緩解+部分緩解)，而去氧氟尿苷/奧沙利鉑為17.6%(完全緩解+部分緩解)，同時(shí)運(yùn)用定量反轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈反應(yīng)技術(shù)證實(shí)了miR-181B和miR-21在治療后的低表達(dá)與兩種方案的有效性密切相關(guān)，miR-181B和miR-21的表達(dá)水平可構(gòu)成強(qiáng)大的預(yù)后因素[28]。miR-181B和miR-21在胃癌的發(fā)展中有潛在的重要性，可能成為新的治療靶點(diǎn)。miR-2是在一個(gè)非編碼RNA水平的致瘤性的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的核心，miR-21的抑制可能是用于治療胃癌的一種新的方法。

3 展 望

就目前來看，miRNA已成為生物醫(yī)學(xué)研究的焦點(diǎn)，它參與胃癌發(fā)生的幾乎所有階段，已發(fā)現(xiàn)新的miRNA和研究技術(shù)的不斷更新。miR-21在胃癌的過度表達(dá)，可以改變?nèi)祟愇赴┘?xì)胞增殖、凋亡、遷移和侵襲等多種生物過程，將可能應(yīng)用于胃癌的早期診斷、預(yù)后，檢測(cè)放療和化療的療效，是一個(gè)新的治療目標(biāo)。然而，大型多中心研究中基于miRNA在胃癌的臨床應(yīng)用仍然缺乏可靠和準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，對(duì)于整合新的數(shù)據(jù)將面臨巨大的挑戰(zhàn)，尤其對(duì)于胃癌高發(fā)的東亞地區(qū)，胃癌中miRNA的應(yīng)用應(yīng)該進(jìn)行更多的研究。包括miR-21在內(nèi)的miRNA在胃癌中的效應(yīng)及其應(yīng)用仍需要深入廣泛的實(shí)驗(yàn)研究及臨床試驗(yàn)來確定，隨著研究技術(shù)的不斷更新，相信并期待著這一難題的解決。

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