胃癌相關(guān)microRNA的研究進(jìn)展

陶銀煜，湯黎明

（南京醫(yī)科大學(xué)附屬常州市第二人民醫(yī)院，江蘇常州，213000）

綜述

胃癌相關(guān)microRNA的研究進(jìn)展

陶銀煜，湯黎明

（南京醫(yī)科大學(xué)附屬常州市第二人民醫(yī)院，江蘇常州，213000）

胃癌；microRNA

胃癌是世界上最常見腫瘤的第4位，惡性腫瘤死亡的第2位［1］。而在中國，胃癌發(fā)病率更高，僅次于肺癌位居第2［2］。目前對(duì)胃癌的治療仍是以手術(shù)為主，放化療為輔的綜合治療。臨床上，早期胃癌癥狀不典型，就診時(shí)往往已是進(jìn)展期，因此治療效果常不盡如人意。而且，在胃癌的發(fā)生、發(fā)展的分子機(jī)制方面，作者研究也遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于對(duì)其他癌癥的研究。miRNA作為近年來發(fā)現(xiàn)的內(nèi)源性非蝙碼RNA，它的表達(dá)與個(gè)體發(fā)育、增殖、分化以及惡性腫瘤發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。大量研究發(fā)現(xiàn)，miRNA與胃癌的發(fā)生、發(fā)展及侵襲轉(zhuǎn)移有關(guān)。而多項(xiàng)研究亦揭示miRNA在胃癌診斷與治療方面具有潛在重大意義。本文就miRNA在胃癌的發(fā)生發(fā)展、侵襲轉(zhuǎn)移以及診斷治療方面進(jìn)行如下綜述。

1 MiRNA概述

miRNA是一類內(nèi)源基因編碼的長(zhǎng)約19～22個(gè)核苷酸構(gòu)成的單鏈非編碼單鏈RNA。它通過促進(jìn)mRNA降解、抑制mRNA翻譯來調(diào)控蛋白表達(dá)。已有超過1000種miRNA被明確涉及幾乎所有生理及病理過程，包括各種疾病甚至癌癥。越來越多的miRNA的功能以及它們的調(diào)控機(jī)制被闡明［3-4］。miRNA的基因大多位于基因間隔區(qū)［5］，但也有位于內(nèi)含子或外顯子區(qū)內(nèi)的［6］。首先，在細(xì)胞核內(nèi)，由RNA聚合酶Ⅱ轉(zhuǎn)錄成長(zhǎng)片段的原始miRNA（pri-miRNA），然后被RNA內(nèi)切酶Drosha剪切為前體miRNA（pre-miRNA）。pre-miRNA再被exportin5從細(xì)胞核內(nèi)運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞質(zhì)，進(jìn)一步被Dicer內(nèi)切酶剪切為成熟的miRNA。miRNA可與蛋白結(jié)合形成RISC（RNA誘導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄沉默復(fù)合物）后與靶標(biāo)mRNA結(jié)合，進(jìn)而降解靶標(biāo)分子（若mRNA與miRNA具有完美的互補(bǔ)性，則RISC會(huì)降解mRNA）或抑制蛋白的翻譯過程（若mRNA與miRNA無足夠互補(bǔ)性，則miRNA就會(huì)阻斷此基因的翻譯）。一個(gè)miRNA可以同時(shí)調(diào)節(jié)數(shù)個(gè)至數(shù)百個(gè)基因，而一個(gè)基因又同時(shí)受多個(gè)miRNA的調(diào)控［7］，人體內(nèi)有數(shù)千個(gè)miRNA調(diào)控著數(shù)千個(gè)mRNA從而形成一個(gè)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。miRNA在轉(zhuǎn)錄后水平上調(diào)控超過三分之一的蛋白編碼基因，參與生物細(xì)胞增殖、分化、發(fā)育及凋亡等多種生理過程和病理過程。

研究［8］表明，在人類惡性腫瘤中，大約有1／2的miRNA基因位于腫瘤相關(guān)基因組區(qū)域內(nèi)，以及基因組中常發(fā)生缺失以及擴(kuò)增的脆性區(qū)域內(nèi)。miRNA基因發(fā)生缺失、突變、啟動(dòng)子甲基化，還有包括組蛋白乙酰化以及miRNA合成過程的錯(cuò)誤都會(huì)導(dǎo)致其表達(dá)異常。甚至包括染色體易位以及翻譯活動(dòng)，都會(huì)改變miRNA的表達(dá)。這些表達(dá)異常的miRNA中，有些上調(diào)的miRNA誘發(fā)腫瘤細(xì)胞增殖同時(shí)抑制其凋亡（比如miR-122在肝細(xì)胞癌中上調(diào)［9］），它們被稱為“癌基因性miRNA（oncomiRs）”；而有些miRNA在腫瘤細(xì)胞中表達(dá)下調(diào)，這類miRNA又被稱為“抑癌基因性miRNA（tsmiRs）”；還有一些miRNA與腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移特別有關(guān)，可以稱為“轉(zhuǎn)移調(diào)節(jié)miRNA（metastamiRs）”。以后也許還能明確組織特異性的miRNA，目前在消化道腫瘤方面［9］，已經(jīng)有少量關(guān)于血液中表達(dá)異常的miRNA的研究，包括有研究表明miR-122在肝組織中含量特別豐富［10］。也許以后我們可以通過檢測(cè)血液或其他體液內(nèi)的相關(guān)miRNA用來早期診斷疾病。

2 MiRNA與胃癌的發(fā)生

胃癌是一種多基因疾病，其發(fā)生發(fā)展是一個(gè)多因素多步驟過程，是多種相關(guān)基因失活導(dǎo)致的結(jié)果，miRNA在其中可以作為致癌基因或抑癌基因發(fā)揮促癌或抑癌作用。目前，通過基因芯片（microarray）、RT-PCR（real-time PCR，Stemloop RT-PCR）以及原位雜交（LNA-based ISH）等技術(shù)［11］的應(yīng)用，有許多miRNA已被證明在胃癌中的異常表達(dá)，這些研究闡述了這些miRNA在胃癌發(fā)生、發(fā)展以及侵襲轉(zhuǎn)移方面起著重要作用，而且研究者們也找到了許多miRNA調(diào)控的靶基因。

2.1 促癌相關(guān)的miRNA

細(xì)胞增殖、分化和凋亡等生物學(xué)進(jìn)程中任一步驟異?？蓪?dǎo)致腫瘤的發(fā)生。胃癌中已有大量呈上調(diào)的miRNA被證明的影響著上訴過程。如miR-181a的過表達(dá)促進(jìn)了胃癌細(xì)胞的增殖，并通過抑制KLF6（腫瘤抑制基因）來抑制癌細(xì)胞的凋亡［12］。miR-23a在胃癌中表達(dá)上調(diào)，其作用靶點(diǎn)為IL-6R（白細(xì)胞介素-6受體），IL-6R蛋白質(zhì)的含量與miR-23a呈負(fù)相關(guān)，miR-23a通過與IL-6R的作用促進(jìn)胃癌細(xì)胞的生長(zhǎng)［13］。miR-21被報(bào)道在胃癌中明顯上調(diào)，其靶基因是PDCD4和PTEN［14］。miR-196a／196b被發(fā)現(xiàn)在腫瘤組織以及胃癌患者的血清中呈明顯高表達(dá)［15-16］。有報(bào)道表明在胃癌細(xì)胞系MGC803以及胃癌組織中miR-191均過表達(dá)，并通過調(diào)控NDST1而起作用［17］。miR-370在胃癌組織中高表達(dá)，并下調(diào)TGFBR2（Ⅱ型TGF-β受體）［18］。

2.2 抑癌相關(guān)的miRNA

同樣，許多在胃癌中的下調(diào)的miRNA及其靶基因已經(jīng)被明確。有報(bào)道顯示，取自胃癌患者的腺癌組織中，miR-181b與miR-182呈顯著低表達(dá)，研究者將miR-181b在細(xì)胞株中過表達(dá)，最終抑制了腫瘤細(xì)胞的增殖能力，細(xì)胞集落形成率明顯下降。而且它通過與基因的3′端非翻譯區(qū)的結(jié)合而減少了CREB1（cAMP反應(yīng)元件結(jié)合蛋白1）的翻譯。還有研究證明miR-181b與miR-182通過負(fù)性調(diào)節(jié)靶基因CREB1而起在胃癌中起著抑癌的作用［19-20］。Sun等［21］發(fā)現(xiàn)miR -429可通過調(diào)控靶基因c-myc從而抑制腫瘤的黏附與遷移，轉(zhuǎn)染了miR-429的腫瘤細(xì)胞其增殖能力、黏附能力均明顯下降。Tseng等［22］研究證實(shí)miR-148可通過調(diào)節(jié)PIN（蛋白質(zhì)交互網(wǎng)絡(luò)）從而抑制胃癌的浸潤(rùn)與轉(zhuǎn)移。而miR-107被推測(cè)可能通過作用于靶基因CDK6，從而導(dǎo)致細(xì)胞周期G1期的停滯，最總抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)［23］。miR-124可以抑制癌基因SPHK1而誘導(dǎo)細(xì)胞周期抑制劑P21和P27，最終抑制胃癌細(xì)胞增殖［24］。而miR-409-3p基因簇能抑制癌基因SPHK10來抑制胃癌細(xì)胞增殖［25］。

3 MiRNA與胃癌的侵襲轉(zhuǎn)移

臨床上，胃癌的轉(zhuǎn)移是造成患者死亡的主要原因。事實(shí)上，癌細(xì)胞的侵襲轉(zhuǎn)移在癌癥進(jìn)展的過程中至關(guān)重要［26］。EMT（上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化）是惡性腫瘤細(xì)胞獲得遷移和侵襲能力的重要生物學(xué)過程。miR-21能促進(jìn)胃癌的侵襲和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移［14］。miR-196a被證明能促進(jìn)EMT［15］。而mir-196b的過表達(dá)能上調(diào)靶基因VIM、MMP2并下調(diào)靶基因CDH1，最終誘導(dǎo)EMT進(jìn)而促進(jìn)癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移［26］。miR-10的過表達(dá)通過調(diào)控靶基因HOXD10而刺激RhoC-AKT信號(hào)通路，進(jìn)而促進(jìn)胃癌轉(zhuǎn)移［27］。miR-27同樣能促進(jìn)胃癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移，其過表達(dá)可以引起EMT相關(guān)的基因（如ZEB1，ZEB2，SLUG等）表達(dá)增多而誘導(dǎo)EMT發(fā)生。

另外，還有些miRNA被報(bào)道可以抑制腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移。如miR-429通過調(diào)控靶基因myc而起抑制腫瘤侵襲能力［21］。miR-7可以調(diào)控IGF1R和SNAI1來促進(jìn)CDH1的表達(dá)增多而抑制轉(zhuǎn)移，這個(gè)通路也許是潛在的治療靶點(diǎn)［29］。miR-145可以直接調(diào)控CDH2和MMP9來抑制腫瘤的轉(zhuǎn)移［30］。let-7f的過表達(dá)能抑制靶基因MYH9，從而抑制腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移［31］。

miRNA與胃癌的發(fā)生發(fā)展、侵襲轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，繼續(xù)深入探討miRNA調(diào)節(jié)機(jī)制有助于揭示胃癌的病理生理過程。對(duì)相應(yīng)的靶基因和調(diào)控過程的研究深入，有助于發(fā)現(xiàn)干預(yù)、治療胃癌的新靶標(biāo)，最終實(shí)現(xiàn)有效的胃癌基因療法。

4 miRNA與胃癌的診治

目前胃癌的預(yù)后取決于確診時(shí)的分期，而臨床上早期胃癌癥狀不典型，就診時(shí)往往已是進(jìn)展期，如何提高早期診斷率是提高胃癌療效的關(guān)鍵。眾多關(guān)于miRNA的研究提示，其可以作為診斷指標(biāo)助于胃癌的早期診斷。同時(shí)，miRNA也可能作為新的治療靶點(diǎn)，并用以預(yù)測(cè)胃癌患者的預(yù)后。

4.1 miRNA與胃癌的診斷

miRNA在人體血液、唾液、尿液以及其他體液中穩(wěn)定表達(dá)［32］，因此miRNA有作為檢測(cè)指標(biāo)的潛力。有研究發(fā)現(xiàn)，檢測(cè)血清miR-221，miR -376c和miR-744可以區(qū)分胃癌患者與正常人（敏感性82.4%，特異性58.8%）［33］。Tsujiura等［34］發(fā)現(xiàn)miRNA-17-5p，miRNA-21以及miRNA-106a／106b在胃癌患者的血漿中表達(dá)明顯上調(diào)，而let-7a表達(dá)明顯下降。Jiang等［35］研究發(fā)現(xiàn)miRNA-421在73.33%的胃癌樣本中過表達(dá)，以miRNA-421作為標(biāo)志物檢測(cè)胃癌，胃癌檢出率明顯高于血清CEA（癌胚抗原）的檢出率。以上幾個(gè)研究均說明miRNA有可能作為一種血清診斷標(biāo)志物對(duì)胃癌患者進(jìn)行篩查。

4.2 miRNA與胃癌的治療

miRNA作為胃癌的癌基因或抑癌基因起作用，因而有作為腫瘤治療的靶標(biāo)。目前已經(jīng)有人工合成RNA，可以將之導(dǎo)入體內(nèi)用于抑制腫瘤組織中高表達(dá)的miRNA或提高低表達(dá)的miRNA。例如體內(nèi)導(dǎo)入siRNA（小干擾RNA）或shRNA（異源雙鏈RNA）沉默靶基因技術(shù)［36］。這種使特定miRNA失活的治療方法更穩(wěn)定而且毒性較低。到目前為止還沒有關(guān)于利用miRNA在人體內(nèi)進(jìn)行抗腫瘤治療的相關(guān)報(bào)道。將來也許在局部或全身范圍導(dǎo)入反義miRNAs進(jìn)而調(diào)控miRNAs將成為新的抗腫瘤治療方法。

4.3 miRNA與胃癌的預(yù)后

雖然miRNA預(yù)測(cè)癌癥預(yù)后的作用不像早期診斷那樣重要，但仍然要關(guān)注。如miR-21提示著胃癌預(yù)后較差。miR-93高表達(dá)的胃癌患者多生存期很短［38］。miR-10b，miR-107／196a以及miR-223的高表達(dá)提示胃癌容易發(fā)生轉(zhuǎn)移［39］。還有報(bào)道示miR-125a-3p的低表達(dá)加強(qiáng)了胃癌的惡性程度，如癌腫的大小，淋巴結(jié)及肝轉(zhuǎn)移的發(fā)生，這些都提示了預(yù)后差［37］。許多研究都表明了miRNA與胃癌預(yù)后有關(guān)系，但是要在臨床使用仍需要進(jìn)行更多更深入的研究。

［1］Wu W K，Lee C W，Cho C H，et al.MicroRNA dysregulation in gastric cancer：a new player enters the game［J］. Oncogene，2010，29：5761.

［2］ 柏萬青，張思維，鄭榮壽，等.中國腫瘤登記地區(qū)2007年腫瘤發(fā)病和死亡分析［J］.中國腫瘤，2011，20，162.

［3］Liu C，Kelnar K，Liu B，et al.The microRNA miR-34a inhibits prostate cancer stem cells and metastasis by directly repressing CD44［J］.Nature medicine，2011，17：211.

［4］Croce C M.Causes and consequences of microRNA dysregulation in cancer［J］.Nat Rev Genet，2009，10：704.

［5］Iorio M V，Croce C M.microRNA involvement in human cancer［J］.Carcinogenesis，2012，33：1126.

［6］Iorio M V，Croce C M.MicroRNA dysregulation in cancer：diagnostics，monitoring and therapeutics.A comprehensive review［J］.EMBO Mol Med，2012，4：143.

［7］Lewis B P，Burge C B，Bartel D P.Conserved seed pairing，often flanked by adenosines，indicates that thousands of human genes are microRNA targets［J］.Cell，2005，120：15.

［8］Duan Z F，Choy E，Nielsen G P，et al.Differential expressionof microRNA（miRNA）in chordoma reveals a role for miRNA-1 in Met expression［J］.J Orthop Res，2010，28（6）：746.

［9］Kota，J，Chivukula，R R，O′Donnell，K A，et al.Therapeutic microRNA delivery suppresses tumorigenesis in a murine liver cancer model［J］.Cell，2009，137（6）：1005.

［10］Nana-Sinkam P，Croce C M.MicroRNAs in diagnosis and prognosis in cancer：what does the future hold［J］.Pharmacogenomics.2010，11：667.

［11］馮瓊，雷章，盧宏達(dá).microRNA與腫瘤關(guān)系的研究［J］.中華臨床醫(yī)師雜志：電子版，2012，6（15）：4390.

［12］Zhang X，Nie Y，Du Y，et al.MicroRNA-181a promotes gastric cancer by negatively regulating tumor suppressor KLF6［J］.Tumour Biol，201210.1007／s13277-012-0414-3

［13］Zhu L H，Liu T，Tang H，et al.MicroRNA-23a promotes the growth of gastric adenocarcinoma cell line MGC803 and downregulates interleukin-6 receptor［J］.FEBS J，2010，277：3726.

［14］Zhang BG，Li JF，Yu BQ，et al.microRNA-21 promotes tumor proliferation and invasion in gastric cancer by targeting PTEN［J］.Oncology reports，2012，27：1019.

［15］Tsai K W，Liao Y L，Wu C W，et al.Aberrant expression of miR-196a in gastric cancers and correlation with recurrence［J］.Genes，chromosomes&cancer，2012，51：394.

［16］Tsai K W，Hu L Y，Wu CW，et al.Epigenetic regulation of miR-196b expression in gastric cancer［J］.Genes，chromosomes&cancer，2010，49：969.

［17］Shi X，Su S，Long J，et al.MicroRNA-191 targets N-deacetylase／N-sulfotransferase 1 and promotes cell growth in human gastric carcinoma cell line MGC803［J］.Acta Biochim Biophys Sin（Shanghai），2011，43：849.

［18］Lo S S，Hung P S，Chen J H，et al.Overexpression of miR -370 and downregulation of its novel target TGFbeta-RII contribute to the progression of gastric carcinoma［J］.Oncogene，2012，31：226.

［19］Chen L，Yang Q，Kong W Q，et al.MicroRNA-181b targets cAMP responsive element binding protein 1 in gastric adenocarcinomas［J］.IUBMB Life，2012，64：628.

［20］Kong W Q，Bai R，Liu T，et al.MicroRNA-182 targets cAMP-responsive element-binding protein 1 and suppresses cell growth in human gastric adenocarcinoma［J］.FEBSJ，2012，279：1252.

［21］Sun T，Wang C，Xing J，et al.MiR-429 modulates theexpression of c-mys in human gastric carcinoma cells［J］.EurJ Cancer，2011，47：2552.

［22］Teng C W，Lin C C，Chen C N，et al.Integative network analysis revealsactive microRNAsand their functionsin gastic cancer［J］.BMCSystems Biology，2011，5：99.

［23］Feng L，Xie Y，Zhang H，et al.MiR-107 targets cyclindependent kinase6 expression，induces cell cycle G1 arrest and inhibits invasion in gastic cancer cells［J］.Med Oncol，2012，29：856.

［24］Xia J，Wu Z，Yu C，et al.miR-124 inhibits cell proliferation in gastric cancer through down-regulation of SPHK1［J］.The Journal of pathology，201210.1002／path.4030.

［25］Li C，Nie H，Wang M，et al.MicroRNA-409-3p regulates cell proliferation and apoptosis by targeting PHF10 in gastric cancer［J］.Cancer letters，2012，320：189.

［26］Geiger T R，Peeper D S.Metastasis mechanisms［J］. Biochimica et biophysica acta.2009，1796：293.

［27］Liu Z，Zhu J，Cao H，et al.miR-10b promotes cell invasion through RhoC-AKT signaling pathway by targeting HOXD10 in gastric cancer［J］.International journal of oncology，2012，40（5）：1553.

［28］Zhang Z，Liu S，Shi R，et al.miR-27 promotes human gastric cancer cell metastasis by inducing epithelial-to-mesenchymal transition［J］.Cancer Genet，2011，204：486.

［29］Zhao X，Dou W，He L，et al.MicroRNA-7 functions as an anti-metastatic microRNA in gastric cancer by targeting insulin-like growth factor-1 receptor［J］.Oncogene，2013，32（11）：1363.

［30］Gao P，Xing A Y，Zhou G Y，et al.The molecular mechanism of microRNA-145 to suppress invasion-metastasis cascade in gastric cancer［J］.Oncogene，2013，32：491.

［31］Liang S，He L，Zhao X，et al.MicroRNA let-7f inhibits tumor invasion and metastasis by targeting MYH9 in human gastric cancer［J］.PLoSOne，2011，6：e18409.

［32］Ichikawa D，Komatsu S，Konishi H，et al.Circulating microRNA in digestive tract cancers［J］.Gastroenterology，2012，142：1074.

［33］Song M Y，Pan K F，Su H J，et al.Identification of serum micro RNAs as novel non-invasive biomarkers for early detection of gastric ca ncer［J］.PLoS One，2012，7（3）：e33608.

［34］Tsujiura M，Ichikawa D，Komatsu S，et al.Circulating micro RNAs in plasma of patients with gastric cancers［J］.Br J Cancer.2010，102（7）：1174.

［35］Jiang Z，Guo J，Xiao B，et al.Increased expression of miRNA-421 in human gastric carcinoma and its clinical association［J］.JGastroe nterol，2010，45（1）：17.

［36］Hutvagner G，Zamore P D.A microRNA in a multipleturnover RNAi enzyme complex［J］.Science.2002，297：2056.

［37］Hashiguchi Y，Nishida N，Mimori K，et al.Down-regulation of miR-125a-3p in human gastric cancer and its clinicopathological significance［J］.International journal of oncology，2012，40：1477.

［38］Chen L，Jiang M，Yuan W，et al.Prognostic value of miR-93 overexpression in resectable gastric adenocarcinomas［J］. Acta gastro-enterologica Belgica，2012，75：22.

［39］Inoue T，Iinuma H，Ogawa E，et al.Clinicopathological and prognosticsignificance of microRNA-107 and its relationship to DICER1 mRNAexpression in gastric cancer［J］.Oncology reports，2012，27：1759.

R 735.2

A

1672-2353（2014）05-148-03

10.7619／jcmp.201405052

2013-12-19