微小RNA與腫瘤的關系△

田曉琳　楊臻　王建英　張坤　許亞梅北京中醫(yī)藥大學東直門醫(yī)院血液腫瘤科，北京17

微小RNA與腫瘤的關系△

田曉琳楊臻王建英張坤許亞梅#
北京中醫(yī)藥大學東直門醫(yī)院血液腫瘤科，北京1007000

微小RNA（microRNA，miRNA）是一類長度約為22個核苷酸的內(nèi)源性單鏈非編碼小RNA分子,通過堿基配對原則與靶基因完全或不完全互補結合，調(diào)控基因表達,調(diào)節(jié)細胞分化、細胞增殖、血管生成和細胞凋亡等過程。miRNA異常表達，可作為癌基因或抑癌基因介導惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展、復發(fā)和轉(zhuǎn)移等。miRNA的表達具有組織特異性，使其能夠在不明組織來源腫瘤中起診斷作用。通過不同的藥物輸送途徑上調(diào)或抑制miRNA的表達，靶向調(diào)節(jié)miRNA成為一種新的治療手段，開啟了腫瘤治療新模式。

miRNA；腫瘤；非編碼RNA；治療

miRNA是一類長度約為22個核苷酸（nucleotide，nt）的內(nèi)源性單鏈非編碼小RNA分子,在遺傳上具有高度保守性，天然編碼在各種物種如病毒、植物、線蟲、動物的基因組中。作為一種重要的細胞功能調(diào)節(jié)器，miRNA通過影響RNA的穩(wěn)定性和負調(diào)控轉(zhuǎn)錄后的翻譯過程來調(diào)節(jié)基因表達[1]，發(fā)揮調(diào)節(jié)細胞分化、細胞增殖、血管生成和細胞凋亡等過程[2]。過去幾十年的研究已充分證實，miRNA在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮著重要作用[3-4]。

從分子機制來說，腫瘤是一種信號通路疾病，多條信號通路的異常激活或失活誘導了腫瘤的發(fā)生。miRNA通過翻譯抑制或加速靶標mRNA的3′端脫腺苷酸化和迅速降解來調(diào)控眾多靶基因[5-6]，影響多條信號通路的狀態(tài)。在已發(fā)現(xiàn)的人類1400多個miRNA中，50%的miRNA位于腫瘤相關染色體區(qū)域或脆性位點。這些區(qū)域的染色體常發(fā)生缺失、擴增或重排，進而導致miRNA表達量的異常，最終導致病理改變發(fā)生。

1　miRNA的作用機制

miRNA按照堿基互補配對原則結合到靶基因的3′非翻譯區(qū)（3′-UTR），發(fā)揮轉(zhuǎn)錄后的基因調(diào)節(jié)作用。miRNA既可和靶基因部分結合，抑制轉(zhuǎn)錄后翻譯過程，也可與靶基因完全互補結合，從而直接降解靶mRNA。非編碼miRNA因不能指導生物合成蛋白質(zhì)，在很長的一段時期曾被當作“生物學中的暗物質(zhì)”。近年來隨著分子生物學技術的發(fā)展，越來越多的miRNA功能逐漸被發(fā)現(xiàn)，人們逐漸認識到miRNA在生命進程中的重要調(diào)節(jié)作用。

miRNA的發(fā)現(xiàn)是對中心法則RNA中介角色的重要補充。

22　miRNA與腫瘤的發(fā)生

2.1作為癌基因

在腫瘤中呈現(xiàn)高表達的miRNA一般認為是癌基因，稱為“oncomiRs”，它們可抑制抑癌基因的活性，促進腫瘤細胞增殖、抑制凋亡，從而促進腫瘤疾病的發(fā)生和發(fā)展。

2.1.1miR-17-92簇多順反子的miR-17-92簇,是具有原癌基因作用的miRNA的代表，在多種類型的惡性腫瘤中高表達。miR-17-92簇定位于13號染色體，在c-Myc的驅(qū)動作用下生成，共包含7個成熟的miRNA，分別是miR-17-3p，miR-17-5p，miR-18a，miR-19a，miR-20a，miR-19b和miR-92a，miR-17-92簇還有兩個旁系同源體，一個是miR-106a-363簇，定位于X染色體；另一個是miR-106b-25簇，定位于7號染色體。同原癌基因的功能相符合，miR-17-92簇定位于13號染色體的基因區(qū)被發(fā)現(xiàn)在人類多種惡性腫瘤中出現(xiàn)擴增，包括彌漫大B細胞淋巴瘤、濾泡性淋巴瘤、Burkitt淋巴瘤、肺癌。

在造血系統(tǒng)惡性腫瘤中，miR-17-92發(fā)揮抗凋亡作用主要是通過靶向作用于促凋亡蛋白PTEN 和Bim。在實體瘤中，miR-17-92通過靶向作用于p21、TSP1、結締組織生長因子，誘導增殖，促進新生血管生成。miR-106b-25簇作用于抑制性因子Smad，Smad7，增強了致癌性信號通路TGF-β，促進了乳腺腫瘤的發(fā)生和上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化[7]。Brockway 和Zeleznik-Le[8]通過靶基因預測算法推測，miR-17-92簇的潛在目標可能是WEE1。WEE1作為一種可抑制細胞周期進程的激酶，被考慮為該簇中五個或六個miRNA的靶目標。熒光素酶報告基因分析示，miR-17，miR-20a，miR-18a專門以WEE1 3′-UTR區(qū)域核苷酸465-487為靶目標，而miR-19a和miR-19b通過靶向調(diào)節(jié)3′-UTR區(qū)域核苷酸區(qū)域1069-1091發(fā)揮基因調(diào)節(jié)作用?，F(xiàn)已確定，在相同的細胞系中，內(nèi)源性miR-17或miR-19a的表達與內(nèi)源性WEE1表達呈負相關，WEE1是白血病的miR-17-92簇的一個有效的靶目標。

2.1.2 miR-21miR-21作為癌基因被發(fā)現(xiàn)最初是在膠質(zhì)母細胞瘤中，隨后，在6個不同類型惡性腫瘤（肺癌、乳腺癌、胃癌、前列腺癌、結腸癌和胰腺癌）進行大規(guī)模miRNA表達譜分析發(fā)現(xiàn)，miR-21在以上6種惡性腫瘤中表達均上調(diào)。最近研究報道，miR-21在淋巴系統(tǒng)惡性腫瘤，如慢性淋巴細胞白血病、彌漫性大B細胞淋巴瘤、急性髓性白血病中表達均上調(diào)。在惡性腫瘤的發(fā)生過程中，Ras/ MAP激酶和NF-κB信號系統(tǒng)過度激活，導致miR-21轉(zhuǎn)錄增加[9]，TGF-β信號系統(tǒng)促使miR-21加工成熟。功能強大的miR-21作用于一系列人體必需的腫瘤抑制因子，如PTEN，p63，PDCD4和RECK，從而促進腫瘤細胞增殖、生存和轉(zhuǎn)移[10-11]。在臨床上，對肺癌和乳腺癌患者來說，miR-21的高表達與無病生存期呈負相關[12]。

2.2作為抑癌基因

2.2.1let-- 77家族最初在線蟲中研究發(fā)現(xiàn)，miRNA中的let-7家族可以負調(diào)控細胞周期進程和終末細胞分化，共包括11個同源的miRNA。在肺癌的研究中初步證實，let-7家族成員在腫瘤發(fā)展過程中起抑制作用，與臨近的正常肺組織相比較，在肺癌組織中l(wèi)et-7家族表達明顯下調(diào)，患者總生存期減少[13]。隨后的研究明確證實，let-7的表達的降低與結腸癌、乳腺癌和卵巢癌發(fā)生具有一致性。事實上，在乳腺癌腫瘤起始細胞提高let-7的表達，可顯著降低乳腺細胞的增殖能力，并誘導細胞分化。在小鼠乳腺癌模型中，提高let-7的表達，可明顯抑制乳腺腫瘤初始細胞的生長和轉(zhuǎn)移能力，作用機制主要是let-7靶向負調(diào)控抑制腫瘤細胞自我更新的HRas和抑制腫瘤細胞分化的HMGA2。在體外肺癌腫瘤細胞中恢復let-7的表達，能夠增強其對放療的敏感性，在線蟲中增加let-7的表達使線蟲對放療敏感性增強，而抑制let-7的表達，誘發(fā)治療抵抗[14]。在功能上，c-Myc的致癌活性抑制let-7的表達，在人類惡性腫瘤中l(wèi)et-7的表達上升，可抑制Ras家族成員、HMGA2和c-Myc，從而抑制了癌癥的發(fā)展，增強抗癌效果。

而對于IV類潤滑劑而言，由于其主要成分為合成油聚α烯烴，其對橡膠材料各類性能參數(shù)的影響略有不同。當被浸泡在IV潤滑油中時，丁腈橡膠吸入潤滑油的量小于溶解在潤滑油中的橡膠添加劑的量，內(nèi)部的網(wǎng)狀結構被壓縮，橡膠試樣內(nèi)部分子鏈的自由度變小，導致其體積減小、硬度增大、拉斷伸長率減?。欢w積增大使得內(nèi)部的網(wǎng)狀結構被壓縮，增大了網(wǎng)狀鏈結構中的相互作用力，使得其抗拉伸能力有所增強，所以其斷裂拉伸強度增大。

2.2.2miR-15a和miR-16- 1簇miR-15a和miR-16-1簇最初是在慢性淋巴細胞白血病中因表達量降低而被發(fā)現(xiàn)，后來也在套細胞淋巴瘤、多發(fā)性骨髓瘤、前列腺癌中被證實。在裸鼠上，增加慢性淋巴白血病細胞株MEG-01的miR-15a和miR-16-1表達量，可以顯著抑制腫瘤的形成。全基因組轉(zhuǎn)錄組分析表明，miR-15a和miR-16-1簇直接或間接地調(diào)節(jié)多達14%的人類基因組，這個研究也同時確定了受miR-15a和miR-16-1調(diào)控的60個基因的名稱，這些基因在加速細胞周期方面起調(diào)控作用[15]。在前列腺腫瘤異種移植模型中，瘤內(nèi)導入miR-15a和miR-16-1簇，可以下調(diào)Bcl-2，cyclin D1和WNT3A，從而促進細胞凋亡[16]，總的來說，這些研究結果強調(diào)了通過恢復miR-15a和miR-16-1的介導發(fā)揮強有力的腫瘤抑制活動的重要性。

此外，miR-9[17]，miR-93[18]，miR-150[19]，miR-193a[20]，miR-200c[21-22]等也都屬于抑癌基因性miRNA。這些miRNA通過靶向調(diào)節(jié)mRNA或蛋白質(zhì)，抑制腫瘤細胞增殖，促進腫瘤細胞凋亡，發(fā)揮抑癌基因的作用。這些miRNA對腫瘤的抑制作用值得深入研究。

3　新型miRNA在常見腫瘤中的表達

miRNA的表達具有組織特異性，在不同組織和器官的特異性表達有利于維持正常細胞和組織的穩(wěn)態(tài)。在疾病過程中，人體正常的miRNA內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)被破壞，造成了miRNA的異常表達。miRNA的這一特性，使其能夠在不明組織來源腫瘤中起診斷作用。

3.1miRNA與前列腺癌

3.2miRNA與腦惡性膠質(zhì)瘤

miR-221/222是經(jīng)常在實體瘤中表達上調(diào)的兩個高度同源性miRNA。Yang等[24]通過實驗證實，miR-221/222在腦膠質(zhì)瘤樣本和膠質(zhì)瘤細胞中呈顯著高表達。miR-221/222介導了神經(jīng)膠質(zhì)瘤細胞系的細胞增殖、細胞周期和細胞凋亡、侵襲、轉(zhuǎn)移和血管生成過程。miR-221/222的直接目標是TIMP2，過表達的TIMP2可抑制miR-221/222高表達造成的膠質(zhì)瘤細胞的侵襲、轉(zhuǎn)移及新生血管生成。抑制miR-221/222的表達也許會成為治療惡性腦膠質(zhì)瘤的一個有效手段。

3.3miRNA與肺癌

Wang等[25]研究了miR-575的表達水平和非小細胞肺癌的相關性。miR-575在非小細胞肺癌組織中高表達，明顯高于相鄰的非腫瘤組織。在研究非小細胞肺癌(non-small cell lung cancer，NSCLC)細胞系中重新導入miR-575，可顯著促進細胞增殖，提高癌細胞遷移和侵襲的能力。BLID在轉(zhuǎn)錄后水平通過靶點結合受miR-575的負性調(diào)控，過表達BLID可減弱miRNA-575表達引起的NSCLC細胞遷移和侵襲。BLID在非小細胞肺癌組織和細胞系中通常呈現(xiàn)低表達，且與miR-575的表達水平呈負相關。

3.4miRNA與宮頸癌

Yang等[26]研究發(fā)現(xiàn)，miR-494在人類宮頸癌細胞系和組織中高表達，miRNA-494的高表達與PTEN下降明顯相關。miR-494高表達的患者無進展生存期短，預后差。體外實驗證實，抑制miR-494的表達，PTEN含量可升高，抑制細胞增殖和生長，促進細胞凋亡。這項研究明確了PTEN參與宮頸癌的發(fā)生和發(fā)展的分子機制過程，miR-494可能在宮頸癌的發(fā)生和發(fā)展中起主要作用，miR-494抑制劑可能成為宮頸癌治療中一個有前途的治療方案。

3.5miRNA與白血病

miRNA在白血病的發(fā)生和發(fā)展中起著重要的作用。miR-21促進造血干細胞的存活。miR-19通過調(diào)控PRKAA1、PPP2R5E[27]和Bim等多個靶基因，參與了急性淋巴細胞白血病的發(fā)生。Organista-Nava等[28]探索了miR-24的表達在急性白血病中的臨床意義，證實miR-24的高表達與急性白血病預后不良有關。他用RT-qPCR方法檢測了147例急性白血病和100例正常對照組miR-21表達的差異。結果提示miR-24在急性白血病患者中顯著高于正常人（P﹤0.001），而且miR-24在急性髓系白血?。╝cute myeloid leukemia，AML）患者的表達水平顯著高于急性淋巴細胞白血病（acute lymphoblastic leukemia，ALL）患者（P﹤0.001）。更重要的是，miR-24高表達的患者總生存期短（P﹤0.05）。MiR-24被鑒定為一個獨立的分子預后標志物。

3.6miRNA-181a與子宮內(nèi)膜癌

He等[29]為了探索miRNA-181a-1（hsa-miR-181a）的分子靶標，使用生物信息學工具，采用十種不同的算法分析microRNA-181a-1在正常子宮內(nèi)膜、增生性子宮內(nèi)膜和子宮內(nèi)膜癌（endometrial carcinoma，EC）樣本中的差異表達。He共收集了78例37%～40%的甲醛水溶液固定、石蠟包埋的組織標本，其中包括65例患者和13例健康人群，正常子宮內(nèi)膜標本（n=13），子宮內(nèi)膜增生標本（n= 18）,子宮內(nèi)膜癌標本（37例Ⅰ型和10例Ⅱ型）。研究表明，miRNA-181a-1可能調(diào)控了眾多靶基因，這些靶基因在細胞的生命活動進程中起重要作用，可調(diào)節(jié)細胞周期、新陳代謝、細胞增殖及細胞凋亡等。與正常子宮內(nèi)膜組織比較，miRNA-181a在子宮內(nèi)膜癌Ⅰ型和Ⅱ型的組織中表達量明顯升高（P﹤0.05），并且與子宮內(nèi)膜癌Ⅰ型相比較，miRNA-181a在子宮內(nèi)膜癌Ⅱ型的呈現(xiàn)更高表達趨勢（P﹤0.05）；與子宮內(nèi)膜增生組織相比較，子宮內(nèi)膜癌Ⅱ型miRNA-181a表達水平明顯升高（P﹤0.05）。綜上所述，miRNA-181a可能作為原癌基因介導了子宮內(nèi)膜癌的發(fā)生，miRNA-181a在臨床實踐中可能成為子宮內(nèi)膜癌預測和預后的一個新的分子標記物。

4　miRNA與腫瘤化療耐藥

大量的臨床及科研資料證實，miRNA通過基因調(diào)控還廣泛介導了惡性腫瘤的化療耐藥。miRNAs對靶基因異常調(diào)控導致腫瘤細胞對化療藥物敏感性下降，miRNA對多基因的調(diào)控具有高效性和特異性,因此對miRNA與耐藥相關性的研究具有重大的現(xiàn)實意義。石鳳芹等[30]通過PCR方法檢測耐藥性急性淋巴細胞白血病患者外周血細胞miRNA-17-92的表達，結果提示耐藥性急性淋巴細胞白血病患者外周血細胞中miR-17-92的表達水平明顯高于化療敏感組；在此基礎上構建了L1210/DDP耐藥細胞系，用PCR方法檢測miR-17-92在L1210/DDP細胞與L1210細胞中的表達差異，結論提示miR-17-92在白血病耐順鉑L1210/DDP細胞中高表達。抑制miR-17-92的表達可增加白血病L1210/DDP細胞對順鉑和阿霉素化療藥物的敏感性，部分逆轉(zhuǎn)耐藥。通過體外實驗，充分證明了miR-17-92可能介導了白血病化療耐藥機制。

5　治療和展望

利用miRNA進行抗腫瘤治療，減緩腫瘤的生長和播散，主要通過三種機制：①滅活原癌基因的致癌活性；②恢復腫瘤抑制基因miRNA的表達；③通過調(diào)節(jié)miRNA的基因調(diào)控網(wǎng)絡，恢復腫瘤細胞對化療藥物的敏感性。但是在把基礎研究成果轉(zhuǎn)化為臨床治療手段的過程中，必須充分認識到較低特異性的“非靶效應”的存在。此外，miRNA在癌癥相關通路中的地位和作用仍有待評估，在調(diào)節(jié)miRNA腫瘤信號通路的同時，是否會導致miRNA介導的其他生理功能的失調(diào)仍有待探索。

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R730.2

A

10.11877/j.issn.1672-1535.2016.14.01.07

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（corresponding author），郵箱：xuyamei@sina.com

2015-06-03）