微小核糖核酸在消化系統(tǒng)腫瘤研究中的應(yīng)用前景

賀華

[摘要] （miRNA）屬于非編碼的單鏈小RNA的一種，其在細(xì)胞分化、增殖及凋亡過程中發(fā)揮著重要作用。本研究為了解miRNA在食管癌、胃癌、結(jié)直腸癌、肝癌、胰腺癌等消化系統(tǒng)腫瘤研究中的應(yīng)用情況，收集了近年來國內(nèi)外有關(guān)miRNA與消化系統(tǒng)腫瘤關(guān)系的文獻(xiàn)并進(jìn)行綜述。

[關(guān)鍵詞] 微小核糖核酸；消化系統(tǒng)腫瘤；惡性腫瘤

[中圖分類號] R735 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1674-4721（2016）03（a）-0011-03

[Abstract] （miRNA） is a kind of single stranded small RNA，which plays an important role in cell differentiation，proliferation and apoptosis.In order to understand the application of micro RNA （miRNA） in the study of digestive system tumor in esophageal cancer，gastric cancer，colorectal cancer，liver cancer，pancreatic cancer，and so on，we have collected and summarized the literatures on the relationship between miRNA and digestive system in recent years.

[Key words] Micro RNA；Digestive system tumor；Malignant tumor

微小核糖核酸（miRNA）是近年來發(fā)現(xiàn)的一類非編碼的單鏈小RNA，在轉(zhuǎn)錄后對基因表達(dá)進(jìn)行負(fù)調(diào)控，參與細(xì)胞分化、增殖及凋亡等一列重要進(jìn)程。自從2004年Calin等[1]揭示了miRNA與人類腫瘤形成的關(guān)系以來，越來越多的研究證實miRNA可通過其靶基因參與腫瘤的多條信號通路，影響腫瘤的發(fā)生和發(fā)展，發(fā)揮類似癌基因或抑癌基因的功能，在消化系統(tǒng)腫瘤生長、增殖和轉(zhuǎn)移中扮演著非常重要的角色。

1 miRNA與食管癌

食管癌（esophageal cancer，EC）是常見的惡性腫瘤之一，其主要類型是食管鱗狀細(xì)胞癌（esophageal squamous cell careinoma，ESCC），占EC中的90%以上。EC的發(fā)生、發(fā)展涉及多個癌基因、抑癌基因的突變，是多基因、多因素、多步驟協(xié)同作用的結(jié)果。Komatsu等[2]采用RT-PCR方法在50例ESCC和20例對照血漿樣本中檢測選取的癌基因miR-21及腫瘤抑癌基因miR-375，發(fā)現(xiàn)患者血漿miR-21水平升高，miR-375則明顯降低，高水平的miR-21還與ESCC患者的血管侵襲、復(fù)發(fā)密切相關(guān)。Kurashige等[3]對71例ESCC患者和39例健康者對照血清樣本進(jìn)行檢測時發(fā)現(xiàn)，miR-21在ESCC血清中顯著升高，術(shù)后或化療后則明顯下降，認(rèn)為血清miR-21不僅可作為診斷ESCC的特異標(biāo)志物，也能作為ESCC患者是否對化療產(chǎn)生反應(yīng)的分子標(biāo)志物。劉清等[4]運(yùn)用脂質(zhì)體介導(dǎo)的細(xì)胞轉(zhuǎn)染方法，利用RNA干擾技術(shù)將人工合成的let-7、let-7抑制劑和隨機(jī)序列分別傳入ESCC細(xì)胞Eca109中，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)染let-7后ESCC細(xì)胞增殖受到抑制，而轉(zhuǎn)染let-7抑制劑后，癌細(xì)胞增值抑制明顯減弱，提示ECSS細(xì)胞Eca109中的let-7表達(dá)量可影響癌細(xì)胞增值，let-7低表達(dá)則癌細(xì)胞呈現(xiàn)增值趨勢，說明let-7在ESCC中發(fā)揮抑癌基因作用。該研究還發(fā)現(xiàn)let-7在低分化癌組織中的表達(dá)量低于高分化癌組織，顯示腫瘤惡性程度越高，let-7表達(dá)水平越低，let-7可能參與了ESCC惡變的過程。Chen等[5]研究發(fā)現(xiàn)，在ESCC中miR-92a是顯著表達(dá)，而且與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和TNM分期有顯著關(guān)聯(lián)，認(rèn)為有可能被作為獨立的預(yù)測因素。

2 miRNA與胃癌

胃癌（gastric cancer，GC）是全球癌癥致死的第二大主要因素。GC患者的存活率、治愈率低，復(fù)發(fā)率高，預(yù)后差，缺乏有效的早期診斷標(biāo)志物。近年來大量研究顯示，miRNA表達(dá)譜有望成為GC早期診斷及進(jìn)程監(jiān)測的特異標(biāo)志物，對GC患者的診治及預(yù)后具有重要臨床應(yīng)用意義。在未分化GC組織中，miR-34b、miR-34c和miR-128a表達(dá)上調(diào)[6]，HMGA2表達(dá)上調(diào)可作為GC的一個獨立預(yù)后因素，其與let-7表達(dá)呈負(fù)相關(guān)。Lin等[7]研究發(fā)現(xiàn)，miR-27a在GC組織中表達(dá)升高，抑制miR-27a的表達(dá)能夠顯著抑制GC細(xì)胞的生長，同時證實腫瘤抑制因子是miR-27a的靶點，體外消除miR-27a，基因在miRNA水平和蛋白水平都上調(diào)，進(jìn)一步支持了miR-27a在GC發(fā)生過程中發(fā)揮了癌基因作用；Bandres等[8]采用miRNA芯片和原位雜交技術(shù)證實miR-451在GC組織和細(xì)胞中表達(dá)下調(diào)，可顯著降低GC細(xì)胞的增殖水平，同時提高GC細(xì)胞對放療的敏感性。Jiang等[9]研究發(fā)現(xiàn)，miR-421在73.33%（44/60）的GC樣本中表達(dá)，以miR-421作為標(biāo)志物，GC檢出率明顯高于通過血清癌胚抗原（CEA）的檢出率（P<0.01），因此推測miR-421有望成為GC診斷的一個標(biāo)志物。研究表明miRNA與GC的治療有關(guān)，目前已經(jīng)有人工合成RNA，可以將其導(dǎo)入體內(nèi)用于抑制腫瘤組織中高表達(dá)的miRNA或提高低表達(dá)的miRNA。例如體內(nèi)導(dǎo)入siRNA（小干擾RNA）或shRNA（異源雙鏈RNA）沉默靶基因技術(shù)[10]，這種使特定miRNA失活的治療方法更穩(wěn)定且毒性較低。

3 miRNA與結(jié)直腸癌

結(jié)直腸癌（colorectal carcinoma，CRC）是西方國家第三大常見癌癥，預(yù)后差，腫瘤的遷移和侵襲率高。隨著生活條件的改善，飲食習(xí)慣的改變，我國CRC發(fā)病率逐年增多。近10年來，特異表達(dá)的miRNA在CRC的發(fā)生和發(fā)展過程中所起的重要作用受到了廣泛關(guān)注。劉華等[11]收集100例CRC患者內(nèi)鏡活檢組織和血清標(biāo)本，應(yīng)用RT-PCR方法檢測miR-21和miR-146a的表達(dá)水平，并分析其表達(dá)與臨床病理特征之間的關(guān)系，結(jié)果顯示miR-21在CRC患者組織和血清中表達(dá)顯著升高，其高表達(dá)與腫瘤的臨床分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)，提示其可能在腫瘤細(xì)胞浸潤及轉(zhuǎn)移中發(fā)揮作用。而CRC組織中miR-146a表達(dá)下降，且其下降程度與腫瘤臨床分期、腫瘤分化程度有關(guān)，因此miR-146a可能發(fā)揮抑癌基因的作用，具有抑制腫瘤細(xì)胞侵襲、分化等功能。王迎昕等[12]研究發(fā)現(xiàn)，在CRC中有12個miRNA表達(dá)水平增高，分別為miR-106b、miR-135b、miR-18a、miR-18b、miR-196b、miR-19a、miR-224、miR-335、miR-424、miR-20a、miR-301b和miR-374a，因此，這些miRNA在CRC與癌旁組織中存在差異表達(dá)，預(yù)測其下游靶基因中大部分與腫瘤相關(guān)，提示它們可能在CRC早期發(fā)生、發(fā)展過程中起著重要的調(diào)控作用。另外，miRNA在CRC靶向治療中與腫瘤化學(xué)治療藥物抵抗有關(guān)[13]，miR-215通過抑制細(xì)胞周期核中心體調(diào)節(jié)蛋白（DTL）的表達(dá)而誘導(dǎo)細(xì)胞G2期停滯，進(jìn)而抑制細(xì)胞增殖，導(dǎo)致二氫葉酸還原酶抑制劑甲氨蝶呤和胸核苷酸合酶抑制劑雷替曲塞的藥物抵抗增加。

4 miRNA與肝癌

原發(fā)性肝癌（hepatocellular carcinoma，HCC）在全球惡性腫瘤中發(fā)病率居第六位，具有侵襲力強(qiáng)和死亡率高的特點，在我國其死亡率占癌癥死因第三位，嚴(yán)重威脅人類健康，研究表明miRNA與HCC的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。Wang等[14]研究證實在HCC形成早期，miR-155、miR-221、miR-222和miR-21上調(diào)，miR-122下調(diào)，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，miR-155與肝臟損傷及HCC發(fā)生密切相關(guān)。Coulouarn等[15]研究發(fā)現(xiàn)，miR-122與致病因素、腫瘤大小、分化程度及預(yù)后密切相關(guān)，還與分化相關(guān)的肝細(xì)胞核因子家族、腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)基因存在相關(guān)性，迄今為止，已發(fā)現(xiàn)多種miRNA可作為HCC的標(biāo)志物。Yamamoto等[16]研究顯示，miR-500是一種胚胎高表達(dá)的miRNA，在HCC患者肝組織及血清中表達(dá)明顯升高，HCC切除術(shù)后miR-500表達(dá)顯著下降，部分患者甚至恢復(fù)至正常水平，提示miR-500可能成為HCC診斷指標(biāo)之一。將miRNA引入腫瘤基因治療的手段可大致概括為引入抑癌基因性的miRNA和敲除或敲減癌基因性的miRNA，即通過恢復(fù)或抑制miRNA的功能來達(dá)到基因治療的目的。Liu等[17]研究發(fā)現(xiàn)miRNA抑制劑可下調(diào)miR-21含量，并作用于抑癌基因人第10號染色體缺失的磷酸酶及張力蛋白同源基因（PTEN）、程序性細(xì)胞凋亡因子4（PDCD4）等，參與HCC細(xì)胞周期和凋亡的調(diào)節(jié)，減少細(xì)胞增殖和侵襲，提示抑制miR-21可能成為治療HCC的有效方法。檢測相關(guān)miRNA還可判斷HCC預(yù)后。Xiong等[18]研究分析，HCC患者癌組織中miR-29較其癌旁組織表達(dá)減少，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)miR-29b下調(diào)與AFP水平上調(diào)有關(guān)聯(lián)，多變量分析進(jìn)一步說明miR-29b下調(diào)與HCC患者預(yù)后相關(guān)。

5 miRNA與胰腺癌

胰腺癌（pancreatic cancer，PaC）是最致命性的惡性腫瘤之一，大多數(shù)患者在腫瘤轉(zhuǎn)移后才診斷出來，5年的存活率僅為6%，故尋找在腫瘤不可切除前診斷出PaC的生物標(biāo)志物迫在眉睫。miRNA在各類癌癥中的研究為治療PaC提供了新思路，目前可以應(yīng)用檢測miRNA的表達(dá)差異來區(qū)分PaC與正常胰腺組織，例如miR-103與miR-107的表達(dá)上調(diào)聯(lián)合miR-155的表達(dá)下調(diào)[19]，不僅如此，檢測miRNA還可以區(qū)分慢性胰腺炎與PaC，例如miR-216與miR-217的表達(dá)上調(diào)聯(lián)合miR-133a的表達(dá)下調(diào)。最近的研究發(fā)現(xiàn)miR-99、miR-100、miR-100-1/2、miR-125a、miR-125b-1、miR-199a-1和miR-199a-2在PaC及慢性胰腺炎中比正常胰腺組織表達(dá)要高；miR-21、miR-221、miR-222、miR-181a、miR-181b、miR-181d和miR-155也可以用來區(qū)分正常胰腺組織、慢性胰腺炎及PaC。Wang等[20]檢測了胰腺癌患者血清中miR-21、miR-210、miR-155和miR-196a的表達(dá)情況，發(fā)現(xiàn)miR-155及miR-196a在PaC患者血清中表達(dá)是升高的，其靈敏度達(dá)64%、特異度為89%，且其升高的程度與疾病的進(jìn)展相關(guān)[21-22]，說明檢測血清中miRNA來診斷PaC是可行的，為PaC的診斷提供一種新的高特異性、高敏感的血清分子標(biāo)志物[23]。國內(nèi)外的研究表明[24]，miR-34可通過調(diào)節(jié)信號途徑的下游靶點Bcl-2和Notch1/2來恢復(fù)p53缺失人類PaC細(xì)胞p53的抑癌功能，并且miR-34在PaC干細(xì)胞自我更新中發(fā)揮重要作用[25]，因此恢復(fù)miR-34在PaC患者中的表達(dá)可能成為一種奇特的分子治療方法。

6 小結(jié)

綜上所述，miRNA參與了腫瘤細(xì)胞的增殖、遷移、凋亡等過程，并且在腫瘤的診斷、治療、預(yù)后等方面發(fā)揮了重要的作用，但miRNA調(diào)控腫瘤的具體作用機(jī)制還未完全闡明，miRNA的確切功能及影響因素更是知之甚少。隨著對miRNA功能理解的深入，可能為腫瘤的分子基礎(chǔ)研究提供一個新的視角和思路，為臨床腫瘤的診斷、治療和預(yù)防提供新的方法和手段。相信在不久的將來，miRNA無論是作為消化系統(tǒng)腫瘤診斷的標(biāo)志物，還是作為治療的靶點，必將在臨床上有廣闊的應(yīng)用前景。

[參考文獻(xiàn)]

[1] Calin GA，Sevignani C，Dumitru CD，et al.Human microRNA genes are frequently located at fragile sites and genomic regions involved in cancers[J].Proc Natl Acad Sci U S A，2004，101（9）：2999-3004.

[2] Komatsu S，Ichikawa D，TaKeshita H，et al.Circulating microRNAs in plasma of patients with oesophageal squamous cell carcinoma[J].Br J Cancer，2011，105（1）：104-111.

[3] Kurashige J，Kamohara H，Watanabe M，et al.Serum microRNA-21 is a novel biomarker in patients with esophageal squamous cell carcinoma[J].J Surg Oncol，2012，106（2）：188-192.

[4] 劉清，呂國棟，鄭樹濤，等.食道癌中微小核糖核酸let-7的表達(dá)及病理生物學(xué)意義[J].中華消化雜志，2011，31（4）：231-234.

[5] Chen ZL，Zhao XH，Wang JW，et al.microRNA-92a promotes lymph node metastasis of human esophageal squamous cell carcinoma via Ecadherin[J].J Biol Chem，2011， 286（12）：10725-10734.

[6] Katada T，Ishiguro H，Kuwabara Y，et al.MicroRNA expression profile in undifferentiated gastric cancer[J].Int J Oncol，2009，34（2）：537-542.

[7] Liu T，Tang H，Lang Y，et al.MicroRNA-27a functions as an oncogene in gastric adenocarcinoma by targeting prohibitin[J].Cancer Lett，2009，273（2）：233-242.

[8] Bandres E，Bitarte N，Arias F，et al.microRNA-451 regulates macrophage migration inhibitory factor production and proliferation of gastrointestinal cancer cells[J].Clin Cancer Res，2009，15（7）：2281-2290.

[9] Jiang Z，Guo J，Xiao B，et al.Increased expression of miR-421 in human gastric carcinoma and its clinical association[J].J Gastroenterol，2010，45（1）：17-23.

[10] Hutvagner G，Zamore PD.A microRNA in a multiple–turnover RNAi enzyme complex[J].Science，2002，297（5587）：2056-2060.

[11] 劉華，婁杰，劉曉英，等.微RNA-21和微RNA-146a在結(jié)直腸腫瘤中的表達(dá)及臨床意義[J].中華消化雜志，2015， 35（7）：470-475.

[12] 王迎昕，張小燕，張寶峰，等.無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移結(jié)腸癌微小核糖核酸表達(dá)譜的初步研究[J].中華消化雜志，2009， 29（2）：114-117.

[13] Song B，Wang Y，Titmus MA，et al.Molecular mechanism of chemoresistance by miR-215 in osteosarcoma and colon cancer cells[J].Mol Cancer，2010，（9）：96.

[14] Wang B，Majumder S，Nuovo G，et al.Role of microRNA-155 at early stages of hepatocarcinogenesis induced by choline-deficient and amino acid-defined diet in C57BL/6 mice[J].Hepatology，2009，50（4）：1152-1161.

[15] Coulouarn C，F(xiàn)actor VM，Andersen JB，et al.Loss of miR-122 expression in liver cancer correlates with suppression of the hepatic phenotype and gain of metastatic properties[J].Oncogene，2009，28（40）：3526-3536.

[16] Yamamoto Y，Kosaka N，Tanaka M，et al.MicroRNA-500 as a potential diagnostic marker for hepatocellular carcinoma[J].Biomarkers，2009，14（7）：529-538.

[17] Liu C，Yu J，Yu S，et al.MicroRNA-21 acts as an oncomir through multiple targets in human hepatocellular carcinoma[J].J Hepatol，2010，53（1）：98-107.

[18] Xiong Y，F(xiàn)ang JH，Yun JP，et al.Effects of microRNA-29 on apoptosis，tumorigenicity，and prognosis of hepatocellular carcinoma[J].Hepatology，2010，51（3）：836-845.

[19] Roldo C，Missiaglia E，Hagan JP，et al.MicroRNA expression abnormalities in pancreatic endocrine and acinar tumors are associated with distinctive pathologic features and clinical behavior[J].J Clin Oncol，2006，24（29）：4677-4684.

[20] Wang J，Chen J，Chang P，et al.MicroRNAs in plasma of pancreatic ductal adenocarcinoma patients as novel blood-based biomarkers of disease[J].Cancer Prev Res（Phila），2009，2（9）：807-813.

[21] Ji Q，Hao X，Zhang M，et al.MicroRNA miR-34 inhibits human pancreatic cancer tumor-initiating cells[J].PLoS One，2009，4（8），e6816.

[22] 蔣智淵，鐘國強(qiáng).微小核糖核酸在心房顫動心房電重構(gòu)中的作用[J].中國循環(huán)雜志，2015，30（4）：392-394.

[23] 王曉建，黃畢，樊曉寒，等.急性主動脈夾層患者主動脈組織和血漿中微小核糖核酸的差異表達(dá)[J].中國循環(huán)雜志，2015，30（2）：154-158.

[24] 方杰，胡毅翔，應(yīng)華忠，等.米碎花藥效微小核糖核酸的鑒定及其靶基因功能分析[J].中草藥，2015，46（1）：80-85.

[25] 趙蓓，劉利峰，劉瑛琪，等.阿托伐他汀對穩(wěn)定性心絞痛患者血漿微小核糖核酸-143/145表達(dá)水平的影響[J].中國循環(huán)雜志，2014，29（12）：972-975.

（收稿日期：2015-09-08 本文編輯：顧雪菲）