miRNA、mRNA在乳腺癌中的作用

簡(jiǎn)哲，盛鈺琦，姜勇

（哈爾濱醫(yī)科大學(xué) 醫(yī)學(xué)信息學(xué)系，黑龍江 大慶163711）

miRNA、mRNA在乳腺癌中的作用

簡(jiǎn)哲，盛鈺琦，姜勇

（哈爾濱醫(yī)科大學(xué) 醫(yī)學(xué)信息學(xué)系，黑龍江 大慶163711）

摘要：乳腺癌（Breast cancer）是女性常見(jiàn)的惡性腫瘤，是危害女性健康的首要疾病。由于乳腺癌的發(fā)病原因和轉(zhuǎn)移機(jī)制尚不明確，與乳腺癌有關(guān)的miRNA和mRNA研究為乳腺癌的診斷、分期和轉(zhuǎn)移提供了新的思路。很多在miRNA和mRNA在不久的將來(lái)能成為乳腺癌診斷和治療靶點(diǎn)。miRNA和mRNA參與了包括乳腺癌細(xì)胞的生長(zhǎng)、凋亡、遷移、侵襲等過(guò)程，進(jìn)而形成了調(diào)控機(jī)制。本文將主要著眼于近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的miRNA和mRNA在乳腺癌中所起的作用，并對(duì)其將來(lái)在乳腺癌診斷、預(yù)后判斷及治療中的應(yīng)用做一綜述。

關(guān)鍵字：乳腺癌；miRNA；mRNA

0 引言

乳腺癌是發(fā)生在乳腺腺上皮組織的惡性腫瘤，是婦女最常見(jiàn)的腫瘤之一。近年來(lái)乳腺癌的發(fā)病率呈明顯上升趨勢(shì)。在很多地方， 乳腺癌已經(jīng)居于婦女惡性腫瘤的首位。家族史是乳腺癌發(fā)生的危險(xiǎn)因素，研究表明現(xiàn)已知的有BRCA-1、BRCA-2，還有p53、PTEN等與其基因突變與家族性乳腺癌有關(guān)。

乳腺癌的發(fā)生發(fā)展是多種基因共同作用的結(jié)果，而miRNA、mRNA的表達(dá)在乳腺癌中起到了重要的作用，很多miRNA、mRNA及其產(chǎn)物的表達(dá)調(diào)控機(jī)制和具體作用還不為人們所知。本文就miRNA、mRNA的概述以及近年有關(guān)miRNA、mRNA與乳腺癌關(guān)系研究的部分進(jìn)展，來(lái)探討miRNA 與mRNA在乳腺癌的早期診斷、分期和診斷中的作用，現(xiàn)將其綜述如下。

1 miRNA與乳腺癌

MicroRNAs（miRNAs）是大小長(zhǎng)約20～25個(gè)核苷酸，已有相關(guān)實(shí)驗(yàn)證實(shí)miRNA在基因表達(dá)中扮演重要角色，miRNA參與人類生物學(xué)，并在蛋白質(zhì)翻譯水平上影響基因的表達(dá)，進(jìn)而參與到廣泛的生物過(guò)程，在更廣泛的領(lǐng)域得到重視及研究，miRNA參與各種各樣的調(diào)節(jié)途徑，包括發(fā)育、病毒防御、造血過(guò)程、器官形成、細(xì)胞增殖和凋亡、脂肪代謝等等。

乳腺癌的的早期發(fā)現(xiàn)、早期診斷是防治乳腺癌的關(guān)鍵。轉(zhuǎn)移性乳腺癌是晚期乳腺癌治療的一個(gè)難點(diǎn)，所以有必要對(duì)早期乳腺癌患者進(jìn)行篩查。利用miRNA能起到乳腺癌初步篩查的作用，能夠有效地預(yù)防乳腺癌和防止乳腺癌的惡性轉(zhuǎn)移。Shaker O等［1］試圖驗(yàn)證是否micro-RNA可以診斷乳腺癌患者以及區(qū)分非轉(zhuǎn)移性病例和轉(zhuǎn)移病例并試圖建立mi-RNA與乳腺癌分期、腫瘤大小以及癌癥轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)移部位之間的聯(lián)系。研究人員利用PCR技術(shù)測(cè)定miR-29b-2， -155， -197 and -205的表達(dá)水平，結(jié)果表明這些micro-RNA在乳腺癌患者的表達(dá)水平大幅增加，因此miR-29b-2，-155、-197 和 -205可以用作乳腺癌的篩查。Joyce DP等［2］認(rèn)為當(dāng)前miRNA在乳腺癌的早期診斷中存在的局限性一定程度上是由于沒(méi)有對(duì)外核體引起充分的重視，他們認(rèn)為密封的外核體可以作為乳腺癌診斷和治療的生物標(biāo)志物。外核體可以從患者的血清中分離，其中的miRNA含量可以反映乳腺癌細(xì)胞株的含量。所以通過(guò)提取患者血漿中的外核體能早期篩查乳腺癌。Cizeron-Clairac G等［3］認(rèn)為miR-190b可以作為激素相關(guān)的乳腺癌早期診斷的生物標(biāo)志物。通過(guò)PCR技術(shù)嘗試用miRNA特異性識(shí)別雌激素受體陽(yáng)性型（ER+）和雌激素受體陰性（ER-）型的乳腺癌。研究顯示miR-190b在ER（+）中的表達(dá)是ER（-）的23倍，在ER（+）中miR-190b的表達(dá)與正常乳腺組織中miR-190b的表達(dá)的比值增高，在ER（-）和正常乳腺組織的比值呈下降趨勢(shì)。試驗(yàn)還表明miR-190b的表達(dá)不是直接受到雌二醇的調(diào)控而且不影響乳腺癌細(xì)胞株的增殖，miR-190b只和ER的情況有關(guān)。因此在乳腺癌的篩查中可以特異性地利用miR-190b來(lái)ER（+）和ER（-）乳腺癌進(jìn)行篩查。

由于miRNA在多種腫瘤的發(fā)生和轉(zhuǎn)移中發(fā)揮著重要的作用，因此隨著對(duì)其研究的深入發(fā)現(xiàn)其可能會(huì)為腫瘤的基因治療提供一個(gè)新的方向。Sun D等［4］提出了改進(jìn)的NTSMDA的計(jì)算方法來(lái)用已知的miRNA網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑c更多可能疾病相關(guān)miRNA網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞南嗨菩越⒙?lián)系，在已知的與乳腺癌有關(guān)的miRNA入手尋找更多與乳腺癌發(fā)病機(jī)制相關(guān)的miRNA。Tekirdag KA等［5］認(rèn)為MIR376家族作為腫瘤抑制因子或抑癌基因在細(xì)胞分化和細(xì)胞凋亡中起到了重要的作用。MIR376位于14號(hào)染色體上，上面的基因包含相同或相似的種子序列。其中MIR376A和MIR376B能夠調(diào)節(jié)自噬，與乳腺癌的發(fā)生機(jī)制有關(guān)。Ma Z等［6］研究了由胚胎干細(xì)胞表達(dá)的miRNA-409-3p在乳腺癌細(xì)胞株中的作用，由碳酸脂膜和傷口愈合試驗(yàn)來(lái)衡量乳腺癌細(xì)胞的入侵能力，用熒光素酶報(bào)告基因來(lái)證實(shí)409-3p 的靶點(diǎn)是鋅指蛋白類轉(zhuǎn)錄因子（ZEB1），用免疫印記和侵襲試驗(yàn)來(lái)表示ZEB1的表達(dá)和其在乳腺癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移中的作用。最后試驗(yàn)證明了miRNA-409-3p在癌癥組織里的表達(dá)比在非乳腺癌組織里的表達(dá)明顯降低，證實(shí)了miRNA-409-3p與乳腺癌的轉(zhuǎn)移有關(guān)。Yang Y等［7］通過(guò)miRNA和mRNA的分析來(lái)發(fā)現(xiàn)與乳腺癌相關(guān)的重要的miRNA。miRNA的基因調(diào)控模塊可以通過(guò)多重迭代算法進(jìn)行篩選，其實(shí)16 個(gè)16個(gè)miRNA的基因調(diào)控模塊被篩選出來(lái)，包括222個(gè)miRNA的基因的相互作用。在細(xì)胞連接有大量模塊6（例如SFRP1）中的基因，而模塊8到12（例如ESR1和ERBB4）中的基因與乳腺泡和乳腺小葉的增生有關(guān)；在胞吞的通路中有很多模塊12的基因。除此以外，在炎性細(xì)胞凋亡過(guò)程中有豐富的miR-375為代表的miRNA，與維他命D的反應(yīng)中有著很多例如miR-139-5P和miR-9為代表的miRNA。miR-139-5p和其他的miRNA共同調(diào)控SFRP1； miR-375，miR-592和它們的靶點(diǎn)基因SFRP1在乳腺癌的發(fā)病機(jī)制中起到了重要的作用。

2 mRNA與乳腺癌

mRNA與乳腺癌腫瘤的發(fā)展與轉(zhuǎn)移起到了重要的作用，利用檢測(cè)有關(guān)mRNA的含量可以了解乳腺癌的發(fā)生機(jī)制和乳腺癌腫瘤的靶點(diǎn)。Wang J等［8］通過(guò)Qrt-PCP技術(shù)來(lái)評(píng)價(jià)TCF21mRNA在乳腺癌細(xì)胞株中起到一定的生物功能，而且低水平的TCF21 MRNA表達(dá)與腫瘤體積的增大和淋巴結(jié)的轉(zhuǎn)移有關(guān)系。TCF21mRNA的高度表達(dá)阻止了細(xì)胞增殖和MDA-MB-231的上皮間葉細(xì)胞轉(zhuǎn)移（EMI），所以TCF21可以作為乳腺癌腫瘤的靶點(diǎn)。Linardou H等［9］認(rèn)為血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子C（VEGFC）和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體1（VEGFR1）MRNA的高度表達(dá)與早期高風(fēng)險(xiǎn)的乳腺癌有關(guān)。在將MRNA從石蠟包埋的乳腺癌樣本中分離后，發(fā)現(xiàn)VEGFC/VEGFR1 MRNA表達(dá)和HER2和雌性激素或者黃體酮受體的水平密切相關(guān)。在多元分析中，VEGFC 和VEGFR1與死亡的幾率有關(guān)，但同時(shí)也和HER2和治療有關(guān)。分析表明高的VEGFC水平是對(duì)于低生存率的警示因素，高的VEGFR1和高的死亡風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)，但是在HER2疾病患者中顯著性不高。所以VEGFC和 VEGFR1 MRNA的過(guò)度表達(dá)可以結(jié)合HER2的水平來(lái)幫助高風(fēng)險(xiǎn)乳腺癌的診斷并應(yīng)用于臨床研究中。

mRNA能幫助判斷乳腺癌患者的預(yù)后以及臨床對(duì)腫瘤分期和治療方案的選擇。Janku等［10］發(fā)現(xiàn)骨髓中CEA水平可以作為乳腺癌的檢測(cè)方法。CEA屬于上皮組織特異性標(biāo)志基因， 通常作為消化道腫瘤的標(biāo)志物， 但CEA高表達(dá)于乳腺癌組織， 而正常淋巴、血液、骨髓等組織中不表達(dá)， 使CEA mRNA檢測(cè)可以作為判斷乳腺癌轉(zhuǎn)移的一種方法。［11］這種方法表明顯示乳腺癌患者外周血CEAmRNA的表達(dá)與腫瘤分期相關(guān)， 提示動(dòng)態(tài)觀察外周血中CEAmRNA表達(dá)有助于判斷乳腺癌患者腫瘤的分期。Kim等［12］研究指出機(jī)體內(nèi)MMPs的天然抑制蛋白TIMPs可以有效地抑制MMP-2的膠原分解活性及明膠活性。腫瘤組織中TIMP-2和MMP-2的表達(dá)均高于正常組織， 這是由于宿主細(xì)胞或腫瘤細(xì)胞受腫瘤的刺激后可以產(chǎn)生更多TIMP-2， 高表達(dá)的TIMP-2能明顯降低原發(fā)性腫瘤的生長(zhǎng)、局部浸潤(rùn)與轉(zhuǎn)移， 并能抑制腫瘤細(xì)胞的管外生長(zhǎng)。在腫瘤的早期， TIMP-2 隨著MMP-2 升高， 互相抑制， 但是到中晚期TIMP-2 和MMP-2之間出現(xiàn)明顯失衡， 這從TIMP-2/MMP-2比值可以更清楚的發(fā)現(xiàn)這種失衡， 這也提示TIMP-2 /MMP-2比值可以作為腫瘤分期的標(biāo)志。Nasu等［13］用熒光法測(cè)定通過(guò)RT-PCR取得的SurvivinmRNA在乳腺癌中的表達(dá)情況時(shí)發(fā)現(xiàn)SurvivinmRNA在乳腺癌的表達(dá)顯著高于鄰近的正常組織，因此Survivin可作為診斷乳腺癌的一個(gè)有效的獨(dú)立標(biāo)志物。

3 結(jié)語(yǔ)

miRNA是生物學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)重大發(fā)現(xiàn)，乳腺癌中促癌miRNA和抑癌miRNA以及轉(zhuǎn)移促進(jìn)miRNA和轉(zhuǎn)移抑制miRNA的發(fā)現(xiàn)更加證實(shí)其在癌癥進(jìn)展當(dāng)中起到重要的作用。隨著研究的進(jìn)一步深入和檢測(cè)技術(shù)的進(jìn)一步優(yōu)化，更多miRNA和mRNA功能及其在乳腺癌中的作用將會(huì)進(jìn)一步闡明，對(duì)miRNA的研究也將逐漸從實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)向臨床。miRNA和mRNA不僅可以輔助乳腺癌的早期診斷還可以為臨床分期及預(yù)后判斷提供新的依據(jù)，還可以可以有針對(duì)性地控制乳腺癌相關(guān)miRNA和mRNA的表達(dá)，達(dá)到抑制腫瘤生長(zhǎng)、抑制乳腺癌轉(zhuǎn)移惡化、改善乳腺癌患者預(yù)后的目的。

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作者簡(jiǎn)介：簡(jiǎn)哲，男，山東曲阜，本科，哈爾濱醫(yī)科大學(xué)，哈爾濱醫(yī)科大學(xué)醫(yī)學(xué)信息學(xué)系在校學(xué)生，主要研究醫(yī)學(xué)信息挖掘、自然語(yǔ)言處理。

The Role of miRNA and mRNA in Breast Cancer

JIAN Zhe， SHENG Yu-qi，JIANG Yong
（Department of medical informatics， Harbin Medical University， Daqing，Heilongjiang163000）

Abstract:Breast cancer is a common female malignant tumor， and it’s a major disease endangering women’s health. Due to unclear cause and transfer mechanism of the breast cancer， researches of miRNA and mRNA related to breast cancer provide a new train of thought for breast cancer diagnosis， staging and transfer. miRNA and mRNA have involved in the growth， apoptosis，migration and invasion of the breast cancer cell and form the regulatory mechanism. This article will mainly focus on the role of miRNA and mRNA in breast cancer and their future application in breast cancer diagnosis， prognostic and therapeutic.

Keywords:Breast cancer； miRNA； mRNA