miRNA與肺癌關系的研究進展

許德兵，吳凌云綜述，宋 勇審校

(本文編輯:潘雪飛)

肺癌是最常見的肺原發(fā)性惡性腫瘤，過去幾十年中，肺癌的發(fā)病率和死亡率明顯有升高的趨勢［1］。它嚴重威脅著人類的身體健康。在我國，肺癌已超過癌癥死因的20%［2］。近幾年來，微小RNA(microRNA，簡稱miRNA)和腫瘤的關系漸漸引起人們的重視，它是一種具有調控蛋白翻譯功能的細胞內源性的非編碼RNA分子，是細胞發(fā)育、凋亡和代謝等多種維持生命必需的生物學功能調節(jié)因子，它調節(jié)人類近30%的基因表達［3］?，F就miRNA與肺癌關系的研究進展綜述如下。

1 miRNA概述

miRNA是長度約21～25個核苷酸(Nucleotide，簡稱nt)的非編碼的小RNA分子。它是通過Drosha剪切路徑產生的。成熟的miRNA在細胞核由長約2 kb非編碼的原始miRNA轉錄本(pri－miRNA)轉錄而來。在細胞核的RNA酶Drosha作用下，長的primiRNA被剪切為小的、長約70nt的具有莖環(huán)結構的前體miRNA(pre－miRNA)，前體miRNA被輸送到細胞質中，在另一種高度保守的RNA酶Dicer的作用下剪切成長約22nt的成熟miRNA［4］。miRNA主要通過抑制其靶基因而起到調控作用，在人體發(fā)育、細胞增殖、凋亡、激素分泌及腫瘤發(fā)生等多種生理和病理過程中發(fā)揮著重要作用［5］。

2 miRNA與肺癌

目前已有多項研究證實在肺癌患者或多數肺癌細胞株中某些 miRNA 異常表達［6］。Cho［7］認為miRNA具有以細胞周期依賴性方式調節(jié)轉錄和翻譯潛能，這為我們在分子水平上進一步認識惡性腫瘤開拓了新的視野。

首先，miRNA可能參與調控細胞增殖和凋亡。miRNA異常表達時可使細胞增殖和凋亡紊亂，從而可能促進腫瘤發(fā)生。如miRNA－21作為一種表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor，EGFR)調節(jié)的抗凋亡因子可能導致從不吸煙者罹患肺腺癌［8］。印潔等［9］認為 miRNA－21 可能通過調節(jié)血管內皮生長因子(VEGF)表達水平及血管內皮細胞生長因子受體2(VEGFR2)磷酸化水平參與腫瘤血管生成的調控，培美曲塞對腫瘤血管生成具有一定的抑制作用。王璇等［10］通過回顧性分析301例非小細胞肺癌組織EGFR基因突變檢測結果，比較聚合酶鏈反應(PCR)結合直接測序法、TaqMan探針熒光定量PCR法和擴增阻礙突變系統(tǒng)(ARMS)法三種實驗方法檢查EGFR突變的差異，探討肺癌臨床靶向個體化治療進行EGFR分子病理檢查的最佳方法，認為對于不同來源的肺癌組織標本，不同方法檢測EGFR突變具有各自的優(yōu)點和不足。其次，miRNA本身會發(fā)生突變或缺失。異常表達的miRNA進而參與調節(jié)靶分子翻譯，使其表達上升或下降。

在肺癌中，let－7是典型的具有抑癌基因作用的分子，let－7表達下調時可引起原癌基因(RAS)的表達上調而成為肺癌發(fā)生的潛在原因［11］。王鶴等［12］認為 miRNA－335在非小細胞肺癌中呈高表達，miRNA－335低表達能顯著抑制肺腺癌(SPCA)－1 細胞的遷移和侵襲能力。最近研究發(fā)現miRNA－335在結腸癌、兒童急性粒細胞性白血病及星形細胞瘤中也呈現高表達［13－14］，發(fā)揮著癌基因的作用。而Xu等 發(fā)現miRNA－335在乳腺癌、胃癌中低表達，過表達后抑制腫瘤侵襲、轉移，顯示出miRNA－335在不同的腫瘤中發(fā)揮著不同的作用。

3 miRNA的檢測與肺癌的診斷

3.1 組織中miRNA的檢測與肺癌的診斷 到目前為止尚未發(fā)現針對肺癌診斷的有效預測性的生物標志物。曾婷等［16］認為 miRNA－34a對非小細胞肺癌的發(fā)生具有一定的調節(jié)作用，可能是非小細胞肺癌發(fā)生的重要環(huán)節(jié)，miRNA－34a主要是通過與 c－myc的結合而發(fā)揮其調節(jié)作用。他們通過選取56例經病理診斷確診為非小細胞肺癌患者的癌組織及癌旁組織，RT－PCR 法測定 miRNA－34a 及 c－myc mRNA的表達水平，免疫組織化學法檢測癌組織及癌旁組織的P53蛋白及c－myc蛋白的表達水平，結果顯示癌組織的miRNA－34a的表達水平低于癌旁組織，cmyc mRNA表達及c－myc、P53蛋白表達陽性率高于癌旁組織(P ＜ 0.05)，miRNA－34a 與 c－myc mRNA表達水平呈負相關關系(P ＜0.05)。Wang等［17］利用miRNA芯片技術，獲得了NSCLC組織與癌旁正常肺組織的miRNA差異表達圖譜，并通過熒光實時定量PCR鑒定了40個差異表達的miRNAs，發(fā)現與癌旁正常肺組織相比，在非小細胞肺癌(NSCLC)組織中miRNA－335表達顯著增高。

Lu等［18］對334例腫瘤及正常組織的miRNA表達譜進行了分析，發(fā)現各種腫瘤具有各自的特征性miRNA，這對肺癌的診斷分型有重要的作用。王生等［19］通過采用實時定量 RT－PCR(quantitative realtime RT－PCR)方法對75例肺癌患者術后癌組織及癌旁正常組織中miRNA－31的表達量進行檢測，結果提示miRNA－31在癌組織中的相對表達量是癌旁正常組織的6.48倍(P＜0.01)。吸煙患者miRNA－31的表達量是不吸煙患者的3.06倍(P＜0.05)。在NSCLC中，與腫瘤長徑≤3 cm腫瘤相比，長徑3cm腫瘤中miRNA－31的表達量較高(P＜0.05)，從而認為miRNA－31在肺癌組織中高表達、在不同腫塊中表達的差異以及與吸煙的關系，提示其可能成為肺癌的篩查、診斷及預測腫塊大小的一個生物標志物。

李光劍等［20］應用miRNA微陣列芯片分析技術，檢測37例宣威地區(qū)非吸煙女性肺癌患者和32例非宣威地區(qū)非吸煙女性肺癌患者癌組織中的miRNA 表達譜，發(fā)現 miRNA－494、miRNA－22 及 miRNA－200b在兩組癌組織中的表達水平差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)，且均在16例宣威地區(qū)Ⅰ期非吸煙女性肺癌患者和14例良性病變女性血清中穩(wěn)定表達，并在兩血清中的表達量顯著不同(P＜0.01)，用其作為分子標志物篩查早期肺癌患者，其敏感度和特異性為 85.26%和 94.45%。Lebanony 等［21］采用高通量微陣列法檢測122例NSCLC患者的miRNA表達，同時用定量逆轉錄(quantitative reverse－transcription，qRT)PCR技術在20個NSCLC石蠟包埋組織標本中進行驗證，證實了miRNA－205是肺鱗癌的高特異性標志物。Barshack等［22］發(fā)表的一項數據提示，miRNA－186和 miRNA－126的差異性表達在鑒別原發(fā)性肺癌和轉移性肺癌時精確度較高。

3.2 血液中miRNA的檢測與肺癌的診斷 肺癌是危害人類健康的惡性腫瘤之一，常常由于不能及時診斷，大部分肺癌患者發(fā)現時多已經是晚期了，因而預后較差。提高肺癌患者治愈率的主要措施是對肺癌患者進行早期診斷、及時治療。由癌細胞釋放的miRNA能穩(wěn)定地循環(huán)于體液中，這使得它們有可能成為早期肺癌的生物標志物。Bianchi［23］等通過實驗檢測血清中miRNA34，發(fā)現miRNA34在一群無癥狀高危人群中檢測出早期NSCLC腺癌(非小細晚肺癌)的準確率達80%。

Chen等［24］發(fā)現，在血清和血漿中含有大量源自各種組織和器官的穩(wěn)定的miRNA;這些miRNA的表達譜顯示出它有望成為診斷早期肺癌的新型無創(chuàng)生物標記物。Rabinowits等［25］通過基因微陣列分析血清成分以外和全血中的miRNA的研究，也證明了肺癌組miRNA的表達比對照組的顯著升高。Wei等［26］應用RT－PCR法，研究63例 NSCLC 患者和30例健康對照組血漿中的miRNA－21表達情況，結果顯示NSCLC患者的血漿miRNA－21水平明顯高于年齡、性別匹配的對照組。

3.3 痰液中miRNA的檢測與肺癌的診斷 楊小倩等［27］通過選取NSCLC患者24例，肺良性疾病(other pulmonary diseases，OPD)患者24 例，11 例健康志愿者為對照，用 RT－PCR方法檢測痰中 miRNA－21、miRNA－155、miRNA－137 及 let－7a 的表達，結果顯示NSCLC 患者痰中 miRNA－21、miRNA－155 表達均顯著高于OPD患者及健康對照者。NSCLC患者let－7a表達均顯著低于OPD患者和健康對照者。而三組患者痰中miRNA－137表達無統(tǒng)計學差異，從而認為痰miRNA可能成為肺癌診斷的一種新指標。

4 miRNA與肺癌的治療

目前肺癌治療包括手術、化療、放療、介入治療、中醫(yī)中藥等，進展不大。miRNA可通過不同途徑調控肺癌的發(fā)生和發(fā)展，從而為肺癌治療提供了一些新方法。Kumar等［28］報道將miRNA類似物miRNA－15a、miRNA－16－1 及 miRNA－29 導入到老鼠模型內，證實了這種方法可以抑制白血病細胞的生長;在NSCLC老鼠模型內導入外源性合成的let－7類似物后，可以誘導肺癌緩解。Liu等［29］研究發(fā)現，在轉基因肺癌中，miRNA－34c、miRNA－142－5p 和 miRNA－145被抑制，而這些miRNA的單一過表達可顯著抑制肺癌細胞生長。

5 miRNA與肺癌的預后判斷

miRNA主要參與腫瘤的發(fā)生和發(fā)展，提示這些調節(jié)因子可能對于肺癌的預后判斷有一定的作用。Hu等［30］報道基于Solexa測序方法在血清中檢測出4種 miRNA的組合能夠準確預測出Ⅰ至Ⅲa期NSCLC患者的預后。這些研究為肺癌患者的預后提供了一些有益的探索和參考。

隨著科學技術的不斷進步，如全基因組轉錄譜、單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphism，SNP)分析、miRNA微陣列、磁珠芯片技術等，為肺癌中miRNA進一步研究提供了可能。最近Rao等［31］研究發(fā)現，在人淋巴瘤細胞中，miR17－92族通過激活PI3K/Akt信號通路來促進腫瘤細胞生長和調節(jié)其耐藥性。miRNA是近幾年來生命科學的一個研究熱點，與肺癌之間關系密切。目前，人們對miRNA的生物學特征、生成及作用機制，以及其在肺癌中的異常表達等，已有初步了解，將為今后肺癌的預防、早診斷和早治療提供有力的理論和實踐依據。因此，隨著miRNA的研究進展，miRNA與肺癌的關系越來越明了，肺癌患者將會從中獲益。

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