miR-200家族在腎癌中的研究進展

袁建城(綜述)，黃衛(wèi)人，蔡志明1，，2b※(審校)

(1.汕頭大學(xué)醫(yī)學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)，廣東 汕頭515000;2.深圳市第二人民醫(yī)院 a.中心實驗室，b.泌尿外科，廣東 深圳518035)

微RNA(microRNA，miRNA)是一類內(nèi)源性單鏈非蛋白編碼的短RNA(成熟含18～25個核苷酸)，廣泛存在于真核生物體內(nèi)，具有高度保守性、基因簇集現(xiàn)象、時序性和組織特異性等特征，在基因表達調(diào)控方面發(fā)揮著廣泛的作用［1］。miRNA通過與靶基因3＇非翻譯區(qū)結(jié)合，引起靶信使RNA(mRNA)的表達抑制或降解，從而參與細胞早期發(fā)育、細胞和組織分化及基因表達調(diào)控等，在正常生理和包括腫瘤在內(nèi)的多種疾病過程中發(fā)揮重要作用［2］。腎癌作為泌尿系統(tǒng)第二發(fā)病率的惡性腫瘤，已鑒定出多種與腫瘤發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)的 miRNA［3］，其中 miR-200家族的研究最為全面。因此，現(xiàn)就miR-200家族的特點、在腎癌中的表達及作用進行綜述。

1 miR-200家族簡述

miR-200家族常高表達于上皮組織，而低表達于間質(zhì)細胞，在腫瘤中表達異常，表明在腫瘤尤其在上皮源性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮著特殊作用［4］。miR-200家族由 miR-141、miR-429、miR-200a、miR-200b、miR-200c 組成，以兩種子序列“AAUACU”和“AACACU”進一步分為兩個亞群，前者包括miR-429、miR-200c、miR-200b;后者包括 miR-141、miR-200a。同一亞群成員具有類似靶基因及類似功能，但染色體定位不同，定位于第12號染色體p13.31的是miR-141、miR-200c;定位于第1號染色體p36.33的是miR-429、miR-200a、miR-200b。miR-200家族在不同腫瘤組織表達不同，miR-200家族全部在子宮內(nèi)膜癌中高表達［5］;miR-200a、miR-200b在胰腺癌中高表達［6］;miR-200c在結(jié)腸癌中高表達［7］;膀胱癌中 miR-200 家族全部表達升高［8］。而在食管腺癌中 miR-200c、miR-141［9］、胃癌中 miR-141［10］、肝細胞癌和肝內(nèi)膽管細胞癌中 miR-200c［11］、鼻咽癌中miR-200家族［12］表達下降。在同種腫瘤的不同亞型表達亦不相同，Mees等［13］發(fā)現(xiàn)在高轉(zhuǎn)移性胰腺導(dǎo)管癌中miR-200b表達是低轉(zhuǎn)移性癌表達的61.65倍。

2 miR-200家族在腎癌中的表達

以往大量研究表明，miR-200家族某些成員在腎癌中低表達。Slaby等［14］用實時反轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)和微陣列方法對38例腎癌組織和10例正常腎組織研究發(fā)現(xiàn)，miR-200c、miR-141在腎癌中顯著低表達，正常組織分別高于腎癌組織10倍、20倍。Chow等［15］通過微陣列和定量特異性聚合酶鏈反應(yīng)方法在腎細胞癌中找到33個異常表達的miRNAs，包括低表達的 miR-141、miR-200b 和 miR-200c。Cheng等［16］對 30例確診腎透明細胞癌患者的癌組織、癌旁組織樣本和12例腎透明細胞癌患者術(shù)前、術(shù)后血清樣本進行研究顯示，miR-141在腎透明細胞癌組織和血清中均顯著低表達。Duns等［17］應(yīng)用微陣列方法首次比較腎癌細胞系和正常腎近曲小管上皮細胞系的基因表達，在腎癌細胞中獲得23個miRNAs和1630個基因異常表達，其中在10個腎癌細胞系中均顯著低表達的15個miRNAs中包含全部miR-200家族成員。Nakada等［18］通過微陣列方法在腎透明細胞癌和嫌色細胞中找到470個人類miRNAs，與正常腎組織比較發(fā)現(xiàn)miR-200c、miR-141在所有腎透明細胞癌中均顯著低表達。

3 miR-200家族在腎癌中的作用

3.1 miR-200家族與腎癌上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial mesenchymal transition，EMT) EMT是腫瘤轉(zhuǎn)移侵襲關(guān)鍵步驟之一，指由有極性的上皮細胞轉(zhuǎn)化為無極性的間質(zhì)細胞且獲得遷移侵襲能力的過程。EMT中上皮鈣黏素表達下調(diào)，細胞骨架相關(guān)蛋白改變，引起細胞形態(tài)學(xué)上的變化，增強腫瘤細胞遷移侵襲能力。鋅指E-盒結(jié)合同源異形盒(zinc finger E-boxbinding homeobox，ZEB)是一類轉(zhuǎn)錄抑制因子，其包含ZEB1和ZEB2兩種亞型。既往大量研究表明，miR-200家族通過調(diào)節(jié)ZEB來調(diào)節(jié)EMT過程，從而起到調(diào)節(jié)腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移的作用［19-22］。Duns等［17］研究發(fā)現(xiàn)，90% 腎癌細胞系上皮鈣黏素轉(zhuǎn)錄水平均顯著降低，并且3個EMT相關(guān)通路的差異表達基因豐富度均很高，研究結(jié)果顯示，miR-200家族豐富度下降將導(dǎo)致ZEB1和ZEB2活性上升，從而導(dǎo)致上皮鈣黏素表達下降，促進EMT。Korpal等［23］在體外建立EMT表達體系:小鼠乳腺上皮細胞系(NMuMG)中轉(zhuǎn)化生長因子β誘導(dǎo)EMT，發(fā)現(xiàn)EMT過程中miR-200家族表達受抑制。當(dāng)在NMuMG中單獨或按群過表達miR-200家族時，這些miRNA通過直接靶向作用于編碼上皮鈣黏素轉(zhuǎn)錄抑制子的ZEB1和ZEB2而增強上皮鈣黏素的表達，從而抑制EMT。他們還發(fā)現(xiàn)鼠腎癌細胞系4TO7內(nèi)源性E-cadherin表達水平低，是間質(zhì)性表型，異位表達miR-200家族顯著提高了上皮鈣黏素的表達及使細胞形態(tài)向上皮表型轉(zhuǎn)變。遷移試驗中，異位表達每個miR-200家族亞群都會顯著降低4TO7細胞系的運動性。這些結(jié)果均表明miR-200家族成員的表達缺失在EMT中通過ZEB抑制上皮鈣黏素表達發(fā)揮關(guān)鍵作用，因而有增強腫瘤遷移侵襲的能力。Nakada等［18］應(yīng)用 TargetScan顯示 ZEB2是 miR-200c和miR-141共同的靶點，而定量特異性聚合酶鏈反應(yīng)顯示出在腎透明細胞癌中miR-200c、miR-141表達下降，而ZEB2表達上升。進一步研究發(fā)現(xiàn)，在腎癌細胞系A(chǔ)CHN、786-O中過表達miR-200c、miR-141會引起ZEB2表達下降，上皮鈣黏素表達上升。因此認為，在腎癌中下調(diào)miR-200c、miR-141導(dǎo)致ZEB2上調(diào)從而抑制上皮鈣黏素的轉(zhuǎn)錄，進一步影響腫瘤細胞的黏附和侵襲。

3.2 miR-200家族與腎癌血管生成 Liu等［24］發(fā)明一種反關(guān)聯(lián)的方法找到腎透明細胞癌中異常表達的miRNA和對應(yīng)的直接靶mRNA。通過比較腎透明細胞癌和正常腎組織，鑒定在腎癌中miR-200家族所有成員均表達下降;在腎透明細胞癌細胞系中過表達miR-141，導(dǎo)致了跨膜腦信號蛋白6A(transmembrane semaphorin 6A，SEMA6A)轉(zhuǎn)錄本明顯下調(diào)，從而證實SEMA6A是miR-141的一個直接靶目標。為了進一步證明此方法的準確性，又對腎癌細胞系CRL-1611分別轉(zhuǎn)染pre-miR-141和空白對照pre-miR，經(jīng)半定量特異性聚合酶鏈反應(yīng)檢測顯示轉(zhuǎn)染pre-miR-141后使SEMA6A的mRNA顯著下降，驗證了SEMA6A是miR-141的功能性、直接靶目標;同樣找到miR-200bc/429的靶目標血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)，miR-200a 的靶目標 SEMA6A。miR-200c和靶目標VEGFA在腎癌和正常腎組織中都是反關(guān)聯(lián)的，并且在正常腎組織中這種關(guān)系是最強的，顯示不僅腎癌中miR-200c的功能缺失將有助于VEGFA轉(zhuǎn)錄水平提高，而且這種關(guān)系調(diào)節(jié)可能對低氧誘導(dǎo)因子(hypoxia inducible factor，HIF)轉(zhuǎn)錄信號通路很重要。他們提出假設(shè)，在正常腎組織中低氧誘導(dǎo)因子2α和它的下游靶目標(VEGFA等)是由miR-200家族調(diào)節(jié)的，這些miRNA的缺失將激活HIF通路。而Chan等［25］的研究中觀察到miR-200b在低氧環(huán)境中表達顯著下降，負性調(diào)控血管生成的關(guān)鍵基因Ets-1的表達，進而促進低氧誘導(dǎo)的血管生成過程。Segarra等［26］研究證實，SEMA6A通過VEGF信號通路調(diào)節(jié)血管生成。這些說明miR-200家族可通過VEGF通路、HIF通路直接或間接在腎癌血管生成中發(fā)揮調(diào)節(jié)作用。Pecot等［27］最新研究發(fā)現(xiàn)，miR-200家族可阻斷腫瘤血管生成。miR-200家族通過靶向作用于腫瘤上皮細胞或腫瘤細胞分泌的白細胞介素8和CXC趨化因子配體1而直接或間接抑制血管生成。且他們通過腎腺癌實驗?zāi)Ｐ椭衜iR-200家族抑制血管生成，將miR-200家族成員導(dǎo)入腫瘤內(nèi)皮導(dǎo)致腫瘤轉(zhuǎn)移和血管形成能力明顯下降，并且誘導(dǎo)血管正常化，顯示出其在這些腫瘤中的治療潛力。

3.3 miR-200與腎癌分型 Youssef等［28］設(shè)計了一個腎癌亞型分類系統(tǒng)，應(yīng)用miRNA信號來區(qū)分正常腎組織、腎癌及腎癌亞型，準確率達90%以上。實驗中選出15個在腎正常組織、腎癌不同亞型、大嗜酸粒細胞瘤中最顯著異常表達的miRNA，包括miR-200c和miR-200b。miR-200c可區(qū)分腎癌和正常腎組織;而miR-200b可區(qū)分嫌色細胞癌和大嗜酸粒細胞瘤。Petillo等［29］亦通過實驗證實，miR-200b可用于區(qū)分嫌色細胞癌和大嗜酸粒細胞瘤。Jung等［30］通過微陣列和特異性聚合酶鏈反應(yīng)對腎癌與正常腎組織樣本研究獲得33個腎癌中異常表達的miRNA，13個過表達，20個低表達，miR-200家族顯著低表達。他們的研究中這些異常表達的miRNA并未與腫瘤病理分級、腫瘤分期、生存率等相關(guān)，但是這些miRNA可以鑒別惡性和非惡性樣本，如單個miR-141和miR-200c準確度可達90%以上，特別是聯(lián)合miR-141和miR-155的準確率達到97%，因此對腎癌等診斷、鑒別診斷有重要意義。Cheng等［16］的研究亦顯示，miR-200家族作為血清標志物的應(yīng)用可能，其可能作為血清標志物應(yīng)用于腎透明細胞癌診斷、術(shù)后監(jiān)測等，可靠性需要更大樣本量的證實。

4 展望

腎癌高居泌尿系腫瘤發(fā)病率第二位，其發(fā)病機制、轉(zhuǎn)移機制尚不清楚，臨床診斷主要靠臨床表現(xiàn)和影像學(xué)，但表現(xiàn)不一致，常誤診為其他疾病。而治療以手術(shù)為主，給患者帶來許多身體和心理創(chuàng)傷。而miR-200家族廣泛存在于上皮源性腫瘤中，在各種腫瘤中表達可能不同，其在腎癌中顯著低表達，有一定的特異性并可以區(qū)分良惡性及腫瘤分型，顯示出其在診斷及治療方案選擇上有一定應(yīng)用前景。miR-200家族在腎癌中包括EMT、血管生成等多個腫瘤重要通路有著重要作用，顯示miR-200家族在腎癌發(fā)生、發(fā)展機制中扮演著重要角色?；蛑委熥鳛榧膊⌒炉煼ㄓ绕湓谀[瘤方面的應(yīng)用成為人類克服腫瘤新希望。既往研究中細胞外可溶SEMA6A結(jié)構(gòu)域已經(jīng)通過人工重組并有效抑制了VEGF介導(dǎo)的腫瘤形成［31］，這對利用miR-200家族對腎癌患者進行基因治療提供了有力證據(jù)。而miR-200家族在腎癌多個腫瘤通路的作用亦為腎癌的基因治療提供了新靶點。但腫瘤機制極其復(fù)雜，人類對其認識只是冰山一角，而腫瘤的治療更是任重而道遠，需要更多的研究，更多的投入。

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