MicroRNA與胰腺癌疼痛關(guān)系的研究進(jìn)展

王宇欣 王凱旋 李兆申

MicroRNA與胰腺癌疼痛關(guān)系的研究進(jìn)展

王宇欣 王凱旋 李兆申

MicroRNA(miRNA)廣泛存在于各類生物體內(nèi)，在調(diào)節(jié)生物體生長、發(fā)育、細(xì)胞增殖和凋亡、病毒感染以及疾病的發(fā)生、發(fā)展等方面起著重要的作用[1]。2007年Bai等[2]首先報道炎性疼痛模型中三叉神經(jīng)節(jié)某些miRNA表達(dá)明顯下降。近年來，miRNA與慢性炎性以及癌性疼痛關(guān)系的研究日益增多，本文就miRNA與胰腺癌疼痛關(guān)系的研究進(jìn)展做一綜述。

一、MiRNA的特性

MiRNAs是一類長約22～24核苷酸(nt)的非編碼單鏈RNA分子[3]，由一段具有發(fā)夾環(huán)結(jié)構(gòu)的長度為70～100 nt的單鏈RNA前體(pre．miRNA)經(jīng)Dicer酶剪切而來[4]。作為內(nèi)源性的翻譯抑制因子，miRNA通過與靶mRNA的3′端非翻譯區(qū)(UTR)的堿基互補(bǔ)配對而發(fā)揮作用。當(dāng)與mRNA完全互補(bǔ)配對時，則切割或降解mRNA，從而誘導(dǎo)目的基因沉默，最終從基因水平使相應(yīng)的功能蛋白表達(dá)受到影響[5]。miRNA在個體不同的發(fā)育階段以及同一發(fā)育階段不同的組織和細(xì)胞中表達(dá)均有差異[6]。一種基因可以接受多種miRNA的調(diào)控，而同時一種miRNA也可以調(diào)節(jié)多種基因。

近年研究證實(shí)，miRNA調(diào)節(jié)細(xì)胞的增殖、分化及凋亡等，從而參與機(jī)體的整個生命過程。

二、MiRNA在慢性疼痛中的表達(dá)變化

Kusuda等[7]利用鞘內(nèi)注射完全弗氏佐劑(CFA)誘導(dǎo)的慢性疼痛大鼠模型研究發(fā)現(xiàn)背根神經(jīng)節(jié)(DRG)神經(jīng)元中miR-1-3p表達(dá)明顯下降。Tang等[8]對該疼痛模型研究表明軀體同側(cè)DRG神經(jīng)元中miR-143表達(dá)明顯下降，并且在同工凝集素B4(I-B4)陽性神經(jīng)元中表達(dá)明顯高于I-B4陰性神經(jīng)元。在CFA注射入小鼠咀嚼肌數(shù)小時后，三叉神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元中miR-183表達(dá)明顯下降。Kynast等[9]通過建立CFA誘導(dǎo)的慢性炎性痛模型證實(shí)，miR-134與μ-opioid受體(MOR1)的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)；坐骨神經(jīng)切斷術(shù)后，DRG中miR-1表達(dá)明顯下降，隨著miR-200b、miR-429靶位DNA轉(zhuǎn)移酶3a的上調(diào)，伏隔核中門冬氨酸ζ1(NMDAζ1)陽性神經(jīng)元miR-200b、miR-429表達(dá)明顯下降，微陣列數(shù)據(jù)表明DRG中miR-146表達(dá)上調(diào)。Yu等[10]通過建立SD大鼠坐骨神經(jīng)切除模型證實(shí)miR-21、miR-221明顯上調(diào)，miR-550、miR-551明顯下降；在面部注射角叉萊膠引起的炎性痛大鼠模型中，雙側(cè)前額皮質(zhì)中miR-155、miR-223表達(dá)明顯上調(diào)。通過靶基因計算機(jī)預(yù)測系統(tǒng)得出，miR-155上調(diào)與其靶基因c/ebp阻遏有關(guān)，通過增加促炎性粒細(xì)胞集落刺激因子(GCSF)的表達(dá)而導(dǎo)致炎癥反應(yīng)。另外，外周系統(tǒng)注射miR-124a可通過GEBP-α-pu途徑抑制巨噬細(xì)胞活性，使小膠質(zhì)細(xì)胞處于靜止?fàn)顟B(tài)，這些反應(yīng)可能與TNF-α、iNOS等炎性遞質(zhì)表達(dá)下降有關(guān)，因此囊內(nèi)注射miR-124a可抑制角叉萊膠誘導(dǎo)的痛覺過敏。足趾接種磷脂酶A2激活蛋白(PLAA)可建立機(jī)械性觸摸痛及條件位置厭惡模型，小鼠足爪上皮切開后抑制了角化細(xì)胞中miR-203的表達(dá)，可能與其靶蛋白PLAA增加有關(guān)。鞘內(nèi)注射辣椒素后，DRG中miR-1，特別是miR-1-3p表達(dá)明顯上調(diào)。在足趾注射甲醛誘導(dǎo)的急性自發(fā)性疼痛行為模型中，脊髓神經(jīng)元miR-124a表達(dá)明顯下降，鞘內(nèi)注射miR-124類似物可緩解甲醛誘導(dǎo)的二期疼痛，miR-124a調(diào)節(jié)炎性疼痛中轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)因子MeCP2蛋白的表達(dá)[11]，而且，miR-124和MeCP2蛋白在同樣的細(xì)胞中表達(dá)更支持這一點(diǎn)。脊髓神經(jīng)損傷后，DRG中miR-146、miR-223表達(dá)上調(diào)，脊髓神經(jīng)切斷后，DRG中miR-124表達(dá)下降，由此推測miR-124表達(dá)下降可能與神經(jīng)痛有關(guān)。另外，在LysM-GRK2+/-小鼠脊髓小膠質(zhì)細(xì)胞中注射IL-1β可降低miR-124的表達(dá)，由此導(dǎo)致持續(xù)的痛覺過敏[12]；此外，各種神經(jīng)損傷后，DRG神經(jīng)元中miR-21表達(dá)均上調(diào)。Sakai等[13]研究證實(shí)在切斷左側(cè)第5腰神經(jīng)后，通過鞘內(nèi)注射miR-21抑制劑可緩解觸摸痛及熱痛覺過敏；在復(fù)雜區(qū)域疼痛模型(分為Ⅰ型和Ⅱ型，分別由傷害性刺激和神經(jīng)損傷觸發(fā))中，18種miRNA在血液中表達(dá)發(fā)生改變，其中miR-532-3P與疼痛類型、疼痛程度及VEGF有關(guān)；Ⅱ型疼痛中miR-532-3P表達(dá)明顯上升。Bali等[14]通過在小鼠根骨中移植溶骨纖維肉瘤細(xì)胞誘導(dǎo)癌性疼痛，注射后第8天DRG中57種miRNA表現(xiàn)出明顯的變化，其中， miR-1a-3p、miR-34c-5p表達(dá)上調(diào)，miR483-3p表達(dá)下降，抑制miRNA變化能夠緩解腫瘤誘導(dǎo)的痛覺高敏感性。進(jìn)一步研究表明，Clcn3，一種氯離子通道，是miR-1a-3p在DRG神經(jīng)元細(xì)胞的重要基因靶點(diǎn)，并且敲除Clcn3所繼發(fā)的腫瘤誘導(dǎo)的痛覺過敏與敲除miR-1a-3p后減弱痛覺反應(yīng)相吻合。在誘導(dǎo)骨關(guān)節(jié)炎性痛模型中，DRG中miR-146a、miR-182-96-183簇表達(dá)明顯下調(diào)[15-16]，而且，電壓門控鈉離子通道(1.8和1.7)及電壓門控鈣離子亞通道α2δ1被認(rèn)為是miR-182-96-183簇中多個miRNA的靶作用點(diǎn)。糖尿病引起的外周神經(jīng)痛模型中，miR-146a在DRG中表達(dá)明顯下降，這可能進(jìn)一步導(dǎo)致高糖情況下神經(jīng)元凋亡[17]。在新生小鼠膀胱炎模型中，與氨基丁酸A(GABA)受體亞單位、GABA合成酶、K-CL共轉(zhuǎn)運(yùn)體相關(guān)基因靶向結(jié)合的miRNA表達(dá)上調(diào)，運(yùn)用RT-PCR技術(shù)證實(shí)，miR-181a表達(dá)明顯上調(diào)，進(jìn)而導(dǎo)致成人脊髓中GABA 受體轉(zhuǎn)錄和翻譯的抑制，在雙重原位雜交及免疫組化研究中進(jìn)一步明確了miR-181a及GABA 在脊髓背角細(xì)胞的共表達(dá)，強(qiáng)調(diào)miR-181a對GABA 表達(dá)的潛在影響[18]。miR-7a主要以β2亞離子通道為靶點(diǎn)，調(diào)節(jié)神經(jīng)元興奮性。神經(jīng)疼痛的晚期，miR-7a在受損的DRG神經(jīng)元細(xì)胞中急劇下降，在裸鼠中阻斷miR-7a的功能可引起疼痛相關(guān)的行為。在神經(jīng)性疼痛中，miR-103是首先被定義完好的miRNA，F(xiàn)avereaux等[19]發(fā)現(xiàn)由 -α1，-α2δ1和-β1共同組成的 1.2 L型鈣離子通道在慢性神經(jīng)痛中長期可塑性發(fā)揮重要作用，脊髓神經(jīng)中miR-103以其為靶點(diǎn)并調(diào)節(jié)其表達(dá)及神經(jīng)元的鈣離子瞬態(tài)；與此相適應(yīng)，神經(jīng)痛中miR-103在脊髓背角中表達(dá)下調(diào)，鞘內(nèi)注射miR-103可緩解神經(jīng)痛[20]，因此，在慢性神經(jīng)痛中miR-103為可能的治療靶點(diǎn)。最近研究證實(shí)，miR-21與神經(jīng)性痛的長期維持有關(guān)，盡管神經(jīng)性疼痛中miR-21的靶基因尚未明確，目前已預(yù)測到相關(guān)候選基因，如基質(zhì)金屬蛋白酶及胞外信號調(diào)控酶的負(fù)向調(diào)控因子[21]。也有研究證實(shí)miR-21以磷脂酰肌醇3-激酶的內(nèi)源性抑制因子為靶點(diǎn)[22]。

三、胰腺癌疼痛與miRNA的關(guān)系

疼痛是晚期胰腺癌最突出的臨床癥狀，多數(shù)是由于癌腫浸潤包括內(nèi)臟神經(jīng)的腹腔神經(jīng)叢所致引起劇烈的神經(jīng)性疼痛。資料顯示，胰腺癌不僅是胰腺腫瘤中神經(jīng)浸潤發(fā)生率最高的，也是最嚴(yán)重的。miRNA與胰腺癌疼痛的關(guān)系目前尚未明確，但研究表明多種miRNA在神經(jīng)痛中的表達(dá)發(fā)生變化，包括miR-21、miR-182-96-183簇、miR-103、miR-124、miR-126、let7a、let7b、let7c、miR-155、miR-223等均與神經(jīng)性疼痛有關(guān)。

此外，在神經(jīng)性疼痛中，神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞扮演著重要的角色。如上述，在LysM-GRK2+/-小鼠足趾注射IL-1β后，神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞中miR-124表達(dá)下降；鞘內(nèi)注射miR-195拮抗劑可降低脂多糖誘導(dǎo)的促炎性因子IL-1β、TNF-α在神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞中的表達(dá)從而緩解神經(jīng)性疼痛。由此可推斷miRNA可能通過調(diào)節(jié)神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的作用參與胰腺癌性疼痛。最近的研究發(fā)現(xiàn)，高血糖與胰腺癌的神經(jīng)浸潤可能存在一定關(guān)系。糖尿病存在于34%～40%的胰腺癌患者中，并且常為新發(fā)[23]。注射鏈脲霉素致糖尿病而誘導(dǎo)的神經(jīng)痛模型中，miRNA通過降低DRG中Na+電壓門控通道水平，進(jìn)一步緩解痛覺過敏[24]。糖尿病引起的外周神經(jīng)痛模型中，miR-146a在DRG中表達(dá)明顯下降，這可能進(jìn)一步導(dǎo)致高糖情況下神經(jīng)元凋亡。

Molly等通過構(gòu)建自發(fā)性胰腺癌轉(zhuǎn)基因小鼠模型證明，無論在胰腺癌早期還是晚期，內(nèi)源性阿片肽止痛系統(tǒng)均可緩解疼痛。據(jù)報道，miRNA與阿片肽耐受性有關(guān)。He等[25]首先明確let-7 miRNA 與MOR1 mRNA 3′非編碼區(qū)結(jié)合，負(fù)向調(diào)控MOR1。由此可推斷，miRNA可能通過調(diào)節(jié)神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞、血糖及內(nèi)源性阿片肽系統(tǒng)來參與胰腺癌性疼痛。

四、展望

隨著研究的不斷深入，miRNA在胰腺癌疼痛中的調(diào)節(jié)機(jī)制或作用逐漸被發(fā)現(xiàn)和證實(shí)，雖然目前研究僅停留在對嚙齒類動物模型上，至今也缺少有效模擬胰腺癌疼痛的動物模型，但所獲得的研究成果已經(jīng)為通過調(diào)控miRNA控制胰腺癌疼痛這種全新的治療模式提供了充分的理論依據(jù)，值得進(jìn)一步深入研究與探討。

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(本文編輯：呂芳萍)

10.3760/cma.j.issn.1674-1935.2015.03.022

國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(81372482)；上海市自然科學(xué)基金(138R1409300)

200433 上海，第二軍醫(yī)大學(xué)長海醫(yī)院消化內(nèi)科

王凱旋，Email: wkx224@sohu.com

2015-02-02)