幽門螺桿菌相關(guān)microRNA在胃癌中的作用*

師 瑞 王 鈞

解放軍第451醫(yī)院消化內(nèi)科(710054)

微小RNA(microRNA, miRNA)是近年分子生物學(xué)和遺傳學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。已有研究提示miRNA可能通過(guò)與腫瘤相關(guān)蛋白之間的相互作用來(lái)發(fā)揮其促進(jìn)或抑制腫瘤的生物學(xué)功能。miRNA參與腫瘤進(jìn)展的機(jī)制包括參與調(diào)節(jié)細(xì)胞周期、影響細(xì)胞增殖、參與腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移等[1]。

我國(guó)胃癌的發(fā)病率較高，死亡率位居惡性腫瘤死亡原因的前列，但其病因和發(fā)病機(jī)制尚未完全闡明，研究表明胃癌是多因素綜合作用的結(jié)果，包括環(huán)境因素、感染因素、遺傳因素等[2]。細(xì)菌和病毒是導(dǎo)致胃癌發(fā)生的重要因素，其中幽門螺桿菌(Helicobacterpylori, Hp)感染與胃癌的發(fā)生、發(fā)展關(guān)系密切，WHO將其列為Ⅰ類致癌原。Hp感染與腸型胃癌進(jìn)展過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)(慢性非萎縮性胃炎-慢性萎縮性胃炎-異型增生-胃癌)的發(fā)生均密切相關(guān)。Hp感染亦與黏膜相關(guān)淋巴樣組織(mucosa-associated lymphoid tissue, MALT)淋巴瘤發(fā)生密切相關(guān)。多項(xiàng)研究[3-4]發(fā)現(xiàn)，根除Hp可顯著減少慢性萎縮性胃炎、腸化生、異型增生和胃癌的發(fā)生，提示Hp參與胃癌的發(fā)生、發(fā)展，但目前Hp致癌機(jī)制仍不完全清楚。已有研究發(fā)現(xiàn)miRNA與胃癌關(guān)系密切，慢性胃炎組織中可見特異性miRNA表達(dá)譜[5]。Hp感染促進(jìn)胃黏膜細(xì)胞炎癥反應(yīng)時(shí)，會(huì)刺激或抑制部分miRNA分子表達(dá)，這些分子表達(dá)改變的綜合作用可能會(huì)促進(jìn)胃癌的發(fā)生、發(fā)展。說(shuō)明Hp可能通過(guò)調(diào)控miRNA分子，影響其靶分子從而發(fā)揮促胃癌作用。本文就胃癌相關(guān)miRNA，尤其是Hp感染相關(guān)miRNA分子及其作用機(jī)制作一綜述。

一、胃癌相關(guān)miRNA及其靶分子

胃癌細(xì)胞和組織miRNA表達(dá)譜的研究發(fā)現(xiàn)miRNA分子存在差異表達(dá)，表現(xiàn)為具有促癌作用的miRNA高表達(dá)，而具有抑癌作用的miRNA表達(dá)降低。Ueda等[6]對(duì)160例配對(duì)的胃癌組織和非癌組織中miRNA表達(dá)的研究發(fā)現(xiàn)，與非癌組織相比胃癌組織中22個(gè)miRNA表達(dá)上調(diào)，13個(gè)表達(dá)下調(diào)；通過(guò)分析組織中miRNA分子的表達(dá)譜可準(zhǔn)確診斷83%的胃癌患者。對(duì)多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的胃癌組織標(biāo)本行miRNA芯片檢測(cè)結(jié)果顯示，miR-21[7]、miR-27a[8]、miR-196a[9]等在胃癌中的表達(dá)明顯增高，而let-7[10]、miR-101[11]、miR-29a[12]等表達(dá)明顯降低，說(shuō)明miRNA差異表達(dá)譜可作為診斷胃癌的依據(jù)。

目前已發(fā)現(xiàn)miRNA通過(guò)多種下游靶分子包括HMGA2、p27、RUNX3、Bcl-2、環(huán)氧合酶(COX)-2等[13]，促進(jìn)胃癌的發(fā)生。Sun等[9]的研究結(jié)果顯示，miR-196a在胃癌組織中高表達(dá)，且與腫瘤大小和臨床分期相關(guān)；進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)其可能系通過(guò)在轉(zhuǎn)錄和翻譯水平下調(diào)p27表達(dá)，促進(jìn)胃癌細(xì)胞增殖，從而促進(jìn)胃癌生長(zhǎng)。He 等[11]發(fā)現(xiàn)，胃癌組織中miR-101表達(dá)較正常胃組織顯著降低，且與COX-2表達(dá)呈顯著負(fù)相關(guān)，提示miR-101可能通過(guò)負(fù)性調(diào)控COX-2從而發(fā)揮胃癌抑癌基因的作用。

二、Hp感染可影響的miRNA及其作用機(jī)制

1. 慢性炎癥：胃癌的發(fā)生多由包括Hp在內(nèi)的致病原致慢性炎癥所引起，檢測(cè)和比較癌前病變和胃癌組織中差異表達(dá)的miRNA并行功能鑒定，對(duì)明確miRNA在胃癌發(fā)生、發(fā)展中的作用及其機(jī)制至關(guān)重要。Petrocca等[5]比較了慢性胃炎和正常胃黏膜的miRNA表達(dá)譜，發(fā)現(xiàn)miR-1、miR-155表達(dá)上調(diào)，而miR-20、miR-26b、miR-202、miR-203、miR-205表達(dá)下調(diào)。提示miRNA在胃黏膜的慢性炎癥中發(fā)揮了一定作用。宿主對(duì)入侵病原體發(fā)生的免疫應(yīng)答主要包括固有免疫和適應(yīng)性免疫兩種形式。miRNA在Hp感染引發(fā)的免疫調(diào)控中扮演重要角色。Liu等[14]發(fā)現(xiàn)Hp感染通過(guò)NF-κB依賴性途徑上調(diào)胃黏膜上皮細(xì)胞和組織中miR-146a表達(dá)，而miR-146a可下調(diào)其下游分子白細(xì)胞介素(IL)-1受體相關(guān)激酶1(IRAK1)和TNF受體相關(guān)因子6(TRAF6)表達(dá)，進(jìn)而抑制NF-κB活性，負(fù)性調(diào)節(jié)Hp激發(fā)的IL-8、生長(zhǎng)相關(guān)性癌基因(GRO)-α、巨噬細(xì)胞炎性蛋白(MIP)-3α等分子表達(dá)。提示miR-146a可能通過(guò)負(fù)反饋途徑調(diào)節(jié)Hp引發(fā)的炎癥反應(yīng)。Xiao等[15]的研究發(fā)現(xiàn)，Hp感染可能通過(guò)NF-κB和激活蛋白(AP)-1通路誘導(dǎo)miR-155的表達(dá)上調(diào)，而miR-155可通過(guò)下調(diào)IκB激酶、SMAD2、Fas相關(guān)死亡結(jié)構(gòu)域蛋白降低NF-κB的活性，提示miR-155可能作為Hp感染引發(fā)炎癥作用中的負(fù)性調(diào)控因子。

Zhang等[7]首次證實(shí)Hp感染可引起miRNA表達(dá)譜改變，該研究應(yīng)用實(shí)時(shí)PCR法證實(shí)miR-21在Hp陽(yáng)性胃組織中的表達(dá)顯著增高，說(shuō)明其表達(dá)增高可能與Hp感染有關(guān)。Hp感染AGS胃癌細(xì)胞可通過(guò)活化NF-κB和IL-6分泌，激活A(yù)P-1和STAT3致miR-21表達(dá)顯著上調(diào)，顯著增強(qiáng)細(xì)胞增殖和侵襲能力。Matsushima等[16]通過(guò)miRNA芯片檢測(cè)發(fā)現(xiàn)Hp陽(yáng)性與陰性胃鏡活檢標(biāo)本中55個(gè)miRNA表達(dá)存在差異，其中30個(gè)miRNA表達(dá)顯著降低。部分miRNA(miR-223、miR-375、miR-200c)與胃黏膜炎癥活動(dòng)度、慢性炎癥和Hp感染程度評(píng)分呈顯著相關(guān)；相關(guān)性分析表明8個(gè)miRNA可準(zhǔn)確預(yù)測(cè)是否存在Hp感染，其中miR-223預(yù)測(cè)的敏感性和特異性均達(dá)100%。

2. 表觀遺傳學(xué)：表觀遺傳學(xué)機(jī)制在腫瘤發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮重要作用，近年研究表明，表觀遺傳學(xué)改變亦參與了Hp調(diào)控miRNA異常改變的作用。胃癌中部分miRNA甲基化水平異常高，有研究[17]發(fā)現(xiàn)Hp感染可誘導(dǎo)miR-124基因發(fā)生甲基化導(dǎo)致其沉默。Hp細(xì)胞毒素相關(guān)蛋白A(cytotoxin associated gene A，CagA)可通過(guò)let-7啟動(dòng)子的組蛋白和DNA甲基化從而抑制let-7的表達(dá)[18]。因此Hp可通過(guò)誘導(dǎo)miRNA基因啟動(dòng)子的甲基化，導(dǎo)致部分miRNA甲基化失活而誘發(fā)胃癌，可能是其重要的促癌機(jī)制。

Hp感染胃黏膜上皮細(xì)胞后，CagA通過(guò)Ⅳ型分泌系統(tǒng)轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入宿主細(xì)胞，從而激活并啟動(dòng)下游信號(hào)通路。研究表明，Hp亦是通過(guò)CagA結(jié)構(gòu)域發(fā)揮其誘導(dǎo)miRNA改變的作用。Matsushima等[16]的研究還發(fā)現(xiàn)，以含野生型CagA結(jié)構(gòu)域的Hp菌株處理細(xì)胞可引起部分miRNA(let-7、miR-125a、miR-500等)表達(dá)改變，而含突變型CagA的Hp則無(wú)作用。Saito等[19]的研究表明，miR-17、miR-20a亦參與了CagA促胃癌信號(hào)通路，CagA可通過(guò)活化Erk通路激活c-Myc，進(jìn)而刺激miR-17、miR-20a表達(dá)，后者可抑制p21表達(dá)。Hayashi等[18]的研究證明，CagA轉(zhuǎn)基因小鼠中l(wèi)et-7表達(dá)顯著降低；細(xì)胞實(shí)驗(yàn)亦發(fā)現(xiàn)CagA轉(zhuǎn)染可顯著抑制胃黏膜上皮細(xì)胞中l(wèi)et-7的表達(dá)，導(dǎo)致Ras通路的活化，其機(jī)制可能系CagA上調(diào)c-myc、DNA甲基轉(zhuǎn)移酶3B(DNMT3B)、組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶EZH2表達(dá)，降低miR-26a和miR-101表達(dá)，繼而抑制let-7的表達(dá)。

三、miRNA與MALT淋巴瘤

Hp感染與MALT淋巴瘤發(fā)生密切相關(guān)。研究表明miR-155、miR-17和miR-92可能參與此過(guò)程[20]。Saito等[21]證實(shí)，miR-142-5p和miR-155在人胃MALT淋巴瘤和小鼠胃MALT淋巴瘤模型中的表達(dá)均顯著增高。Craig等[22]發(fā)現(xiàn)，miR-203是一種抑癌miRNA，在人MALT淋巴瘤組織中的表達(dá)顯著降低，其機(jī)制可能系Hp感染導(dǎo)致miR-203基因啟動(dòng)子高度甲基化從而抑制其轉(zhuǎn)錄。

四、小結(jié)

Hp調(diào)控miRNA分子表達(dá)，繼而通過(guò)多個(gè)靶分子參與了胃癌的發(fā)生、發(fā)展，該過(guò)程是部分可逆的。對(duì)Hp感染陽(yáng)性的患者成功根除Hp后4周復(fù)查發(fā)現(xiàn)，14個(gè)根除前表達(dá)下調(diào)的miRNA表達(dá)水平可恢復(fù)，而部分表達(dá)上調(diào)的miRNA根除后則顯著降低[16]。這一現(xiàn)象提示利用寡聚核苷酸、miRNA海綿技術(shù)等多種方法下調(diào)或抑制促癌miRNA表達(dá)，并導(dǎo)入外源性抑癌miRNA，有可能減弱甚至部分阻斷Hp的促胃癌作用。然而，目前相關(guān)研究仍存在一些問(wèn)題和爭(zhēng)論，如通過(guò)體內(nèi)、體外實(shí)驗(yàn)，比較Hp感染胃黏膜組織和胃癌中miRNA表達(dá)時(shí)存在一些差異；miR-106b等miRNA分子在包括胃癌的各種腫瘤組織中高表達(dá)，但在Hp感染的胃黏膜中表達(dá)降低，仍有待進(jìn)一步探討解決。

總之，大量研究已初步明確部分miRNA參與了Hp致胃癌發(fā)生、發(fā)展的作用，這些分子是潛在的胃癌預(yù)防和靶向性治療靶點(diǎn)。然而，Hp感染過(guò)程涉及大量信號(hào)分子和通路，Hp感染引發(fā)的miRNA改變必將導(dǎo)致更大量的信號(hào)通路和靶分子的改變，已有的研究結(jié)果并不能完全揭示其具體機(jī)制，仍有待進(jìn)一步研究證實(shí)[23]。

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