腫瘤靶向治療藥物微小核糖核酸的應(yīng)用前景

蘇兆林 高懷秀 朱杰高

腫瘤靶向治療藥物微小核糖核酸的應(yīng)用前景

蘇兆林1高懷秀1朱杰高2

近年來，對(duì)于腫瘤細(xì)胞信號(hào)通路的研究有了很大進(jìn)展，但是藥物治療腫瘤的現(xiàn)狀仍不樂觀。微小核糖核酸（miRNA）在腫瘤組織中的發(fā)現(xiàn)在臨床中有了新進(jìn)展，研究表明miRNA在腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，隨著腫瘤基因靶點(diǎn)的不斷確認(rèn)，miRNA可能會(huì)成為一種新的靶向治療藥物。

miRNA；腫瘤；轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)；基因調(diào)控

細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的異?；蛭蓙y，會(huì)直接或者間接導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生。在人體內(nèi)，細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路較為復(fù)雜，相互聯(lián)系，構(gòu)成極為復(fù)雜的信號(hào)通路網(wǎng)，并且調(diào)控機(jī)制極其精細(xì)。目前，對(duì)腫瘤細(xì)胞信號(hào)通路的研究已有很大進(jìn)展，但信號(hào)通路切斷不完全、抗癌藥物耐藥性以及不良反應(yīng)等，使藥物治療腫瘤的現(xiàn)狀并不樂觀。研究發(fā)現(xiàn)，微小核糖核酸（miRNA）參與了腫瘤發(fā)生發(fā)展的所有過程，有抑癌作用，和目前的抗腫瘤藥物相比，miRNA對(duì)致癌因子引起癌基因表達(dá)的改變具有較高的敏感性，能徹底抑制癌基因的表達(dá)，隨著癌基因靶點(diǎn)的不斷確認(rèn)，miRNA治療腫瘤將進(jìn)入一個(gè)新階段[1]。

1 miRNA的特點(diǎn)

miRNA是近年新發(fā)現(xiàn)的一類內(nèi)源性非編碼核糖核酸（RNA），是人類基因組表達(dá)的主要調(diào)節(jié)點(diǎn)之一。在許多疾病中，RNA的表達(dá)和功能發(fā)生了改變，使其成為首選的藥物作用靶點(diǎn)[2]。尤其是在癌癥中，某些特定的miRNA是癌基因表達(dá)的抑制劑，符合作為治療藥物的要求。迄今已知的人類miRNA約1 400種，這不僅極大地增加了新型藥物的作用靶點(diǎn)，同時(shí)為臨床開創(chuàng)新的治療模式提供了條件。

miRNA是由22核苷酸組成的單鏈RNA，在細(xì)胞質(zhì)中，可以與攜帶互補(bǔ)序列的信使RNA配對(duì)，抑制特定基因的表達(dá)。miRNA可與多種信使RNA不完全配對(duì)，因此能調(diào)節(jié)多個(gè)基因的表達(dá)。癌癥是一種基因異型改變的疾病，單一基因靶點(diǎn)治療往往不能成功[3]，但是miRNA可針對(duì)多個(gè)基因靶點(diǎn)起到一定的治療作用，有希望治愈癌癥。

2 miRNA的傳遞載體

如何在保證miRNA完整的前提下將其導(dǎo)入到靶向組織，是目前需要解決的問題[4]。較成熟的傳遞載體可分為病毒載體和非病毒載體兩種[5]。病毒載體雖然轉(zhuǎn)載率高，但對(duì)腫瘤的特異性低，并且殘余在體內(nèi)的病毒載體可刺激機(jī)體產(chǎn)生相應(yīng)的免疫反應(yīng)，引起機(jī)體的基因重組或細(xì)胞基因變異[6]。非病毒載體包括陽離子脂質(zhì)體和納米粒子復(fù)合體。其中陽離子脂質(zhì)體制備相對(duì)簡單，能含大量核酸分子，同時(shí)轉(zhuǎn)染各種類型的細(xì)胞，用途較為廣泛。雖然其能夠避免引起免疫反應(yīng)，但對(duì)腫瘤細(xì)胞同樣缺乏特異性，并且轉(zhuǎn)染率較病毒載體低。納米粒子復(fù)合體是一種新的腫瘤細(xì)胞基因治療系統(tǒng)，具有配體導(dǎo)向的腫瘤特異性，有良好的傳遞效率和特異性，對(duì)miRNA的靶向傳遞有重要意義，目前人體試驗(yàn)已取得一定進(jìn)展。

3 miRNA對(duì)腫瘤的作用

2002年首次在慢性B淋巴細(xì)胞白血病患者中證實(shí)miRNA具有抑癌作用[7]，也在套細(xì)胞淋巴瘤、多發(fā)性骨髓瘤和胰腺癌患者中得到同樣結(jié)論。Cimmino等[8]研究發(fā)現(xiàn)，在造血細(xì)胞中miR-15a和miR- 16-1缺失或下調(diào)，B淋巴細(xì)胞瘤的基因表達(dá)升高，最終導(dǎo)致白血病和淋巴瘤的發(fā)生。隨后對(duì)乳腺癌的研究中發(fā)現(xiàn)，miR-126功能恢復(fù)后可抑制腫瘤的增殖，同時(shí)發(fā)現(xiàn)miR-335具有抑制腫瘤細(xì)胞侵襲的功能[9]。這些發(fā)現(xiàn)豐富了對(duì)miRNA功能的認(rèn)識(shí)，為miRNA治療癌癥的研究奠定了基礎(chǔ)。隨后研究發(fā)現(xiàn)，miR-34家族與 p53腫瘤抑制基因存在協(xié)同作用，這一發(fā)現(xiàn)為miRNA能夠抑制腫瘤增殖提供了有力的證據(jù)。

部分miRNA的表達(dá)增加會(huì)導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生。在成神經(jīng)細(xì)胞瘤、乳腺癌、結(jié)腸癌和肺癌中，miR-21的表達(dá)增加，在惡性膠質(zhì)瘤細(xì)胞中，miR-21排除后，能導(dǎo)致半胱天冬酶介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡[10]。Si等[11]在乳腺癌的研究中，也發(fā)現(xiàn)類似現(xiàn)象，與正常乳腺組織比較，乳腺癌組織中miR-21高水平表達(dá)，拮抗miR-21后，由miR-21介導(dǎo)的細(xì)胞生長受到抑制，細(xì)胞凋亡有所增加。這些證據(jù)充分證明了miRNA和細(xì)胞增殖密切相關(guān)。

此外，除了在抑癌和致癌方面的作用外，miRNA與腫瘤的遷徙和轉(zhuǎn)移也存在關(guān)聯(lián)性。研究發(fā)現(xiàn)，miRNA-10a在轉(zhuǎn)移性乳腺癌患者中高表達(dá)；在未發(fā)生轉(zhuǎn)移的乳腺癌細(xì)胞中，隨著miRNA-10a表達(dá)升高，腫瘤細(xì)胞的侵襲性及轉(zhuǎn)移能力相應(yīng)提高。

miRNA與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)移有相關(guān)性，在一些腫瘤中，miRNA起到了癌基因的作用；而在其他腫瘤中，miRNA卻扮演著抑癌基因的角色，因此對(duì)miRNA的定位要考慮其在腫瘤細(xì)胞中的作用。在未來，miRNA的一些潛在生物學(xué)功能將逐漸被開發(fā)。miRNA的作用靶點(diǎn)不可能是單一的，可調(diào)節(jié)多個(gè)靶向信使 RNA的轉(zhuǎn)錄過程，此調(diào)節(jié)過程非常復(fù)雜，需要進(jìn)一步研究。

4 miRNA治療尚存在的問題

miRNA具有良好的臨床應(yīng)用前景，但仍存在一些亟待解決的問題。首先要克服miRNA的生物化學(xué)不穩(wěn)定性，未修飾的miRNA容易被細(xì)胞及血清的核苷酸分解，通過載體可在一定程度上克服這些問題，但即使載體經(jīng)過了化學(xué)修飾，仍會(huì)產(chǎn)生不良反應(yīng)。其次，要進(jìn)一步提高miRNA對(duì)靶基因的特異性，miRNA對(duì)靶目標(biāo)識(shí)別具有堿基序列特異性，使靶基因沉默只需miRNA與其靶基因編碼的信使RNA部分互補(bǔ)即可，因此要提高miRNA對(duì)靶基因的特異性識(shí)別，需在蛋白質(zhì)組學(xué)研究基礎(chǔ)上，通過大規(guī)模篩選，提取識(shí)別高度特異信使 RNA的miRNA分子，達(dá)到對(duì)腫瘤的特異性識(shí)別，從而避免發(fā)生可能存在的骨髓抑制和免疫反應(yīng)。目前miRNA治療靶基因的范圍有限，因此在設(shè)計(jì)miRNA時(shí)，應(yīng)優(yōu)化miRNA對(duì)靶基因的選擇，增加miRNA對(duì)靶基因的識(shí)別特異性。研究發(fā)現(xiàn)，miRNA分子介導(dǎo)的基因敲除治療過程中，會(huì)并發(fā)神經(jīng)病變，如老年癡呆癥的出現(xiàn)?；趍iRNA治療的不良反應(yīng)，運(yùn)用miRNA分子治療癌癥時(shí)，需做進(jìn)一步評(píng)估。

5 展望

miRNA從發(fā)現(xiàn)到治療功能的開發(fā)，僅僅用了10年時(shí)間，這種快速發(fā)展反映了miRNA在癌癥治療中的巨大潛力，但如何將這種潛力轉(zhuǎn)化為具有穩(wěn)定作用的藥物仍然需要進(jìn)一步克服困難，直面挑戰(zhàn)。隨著載體導(dǎo)入技術(shù)的進(jìn)一步成熟，在臨床應(yīng)用中完善以及新的載體導(dǎo)入技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，miRNA治療必將為癌癥患者帶來新的希望。

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