微小RNA-200家族與腫瘤關(guān)系的研究進展

易小芳，邢榮春，鄭家芬

微小RNA(microRNA，miRNA)是一類單鏈RNA，屬于非編碼蛋白RNA，廣泛存在于生物界。miRNA-200屬miRNAs中的一種，越來越多的研究發(fā)現(xiàn)其不僅參與了生命過程中一系列的重要進程，還對腫瘤的發(fā)生、發(fā)展起重要調(diào)控作用。隨著miRNA與腫瘤之間的關(guān)系逐漸明朗，有證據(jù)表明，miRNA-200在腫瘤診斷、侵襲性以及腫瘤細胞對抗腫瘤藥物的敏感性方面有重要作用[1]。目前，miRNA-200參與腫瘤發(fā)生的作用靶點和活性機制一直是研究人員關(guān)注的焦點，基于此筆者對miRNA-200與腫瘤的關(guān)系作一綜述，以期為臨床工作提供借鑒。

1 miRNA-200的生物學(xué)特性

miRNA-200是生物進化過程中一種高度保守的、內(nèi)源性非編碼miRNA。由19～25個核苷酸組成，有研究認為其通過與靶基因mRNA特定位點的不完全配對結(jié)合，抑制mRNA的翻譯或誘導(dǎo)mRNA的降解，從而參與基因的表達調(diào)控。miRNA-200家族包括miRNA-200a、miRNA-200b、miRNA-200c、miRNA-429和miRNA-141。其中miRNA-200a、miRNA-200b和miRNA-429位于人體的1號染色體(1p36.33)，miRNA-200c和miRNA-141位于人體的12號染色體上(12p13.31)。而這兩個區(qū)域經(jīng)常出現(xiàn)點突變、染色體缺失或易位，導(dǎo)致腫瘤發(fā)生。根據(jù)種子區(qū)域核苷酸序列的不同將miRNA-200家族分為兩個亞家族，分別為miRNA-141與miRNA-200a；miRNA-141、miRNA-200a、miRNA-200b、miRNA-200c和miRNA-429[2]。近年來有研究發(fā)現(xiàn)，miRNA-200的靶基因多數(shù)參與轉(zhuǎn)錄、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、腫瘤的發(fā)生，在很多腫瘤的發(fā)生過程中其均存在異常表達。有研究表明miRNA不僅能調(diào)節(jié)細胞增殖、腫瘤侵襲和干細胞分化等，而且還是調(diào)控腫瘤化療耐藥或敏感的重要作用靶點[3-4]。

2 miRNA-200在腫瘤早期診斷中的作用

不少研究發(fā)現(xiàn)，miRNA-200在腫瘤細胞和組織中均高表達。張占薪等[5]通過研究36例宮頸癌組織中has-miRNA-200b的表達水平，得出其表達值為(45.71±24.54)，在癌旁正常宮頸組織的表達值為(6.38±7.78)，這充分說明has-miRNA-200b在宮頸癌組織中的表達量顯著高于癌旁正常宮頸組織，平均升高7.16倍(P<0.01)。Mitchell等[6]對25例前列腺癌患者研究，發(fā)現(xiàn)患者血清中miRNA-141均存在高表達，敏感性可以達到60%，特異性100%，并且與前列腺特異性抗原(PSA)的表達水平相關(guān)。研究證實血清中miRNA來源于腫瘤，且這些miRNA與細胞碎片無關(guān)。而Lodes等[7]利用微陣列技術(shù)得到了類似的結(jié)論。這些研究結(jié)果均提示，血清中miRNA-200家族高表達可作為檢測腫瘤發(fā)生的標志物。

3 miRNA-200在腫瘤侵襲中的作用及調(diào)控機制

miRNAs參與了腫瘤發(fā)生侵襲或轉(zhuǎn)移的重要步驟——間皮細胞——上皮轉(zhuǎn)化(epithelial mesenchymal transtion，EMT)。EMT是將具有極性的上皮細胞轉(zhuǎn)換成具有活動能力、能夠在細胞基質(zhì)中自由移動的細胞的過程，其最主要的特征是細胞黏附分子E-cadherin表達減少、細胞角蛋白細胞骨架轉(zhuǎn)化為波形蛋白為主的細胞骨架及形態(tài)上具有間充質(zhì)細胞等[4]。而研究發(fā)現(xiàn)miRNA-200家族是上皮細胞的標記物和EMT的主要調(diào)節(jié)者；最近國內(nèi)外從不同的角度均證明miRNA-200家族作為一種重要的調(diào)節(jié)因子，在誘導(dǎo)上皮細胞的分化和EMT中發(fā)揮作用[8]，例如，Park等[9]研究證實卵巢癌細胞中miRNA-200家族可直接作用于E-cadherin的轉(zhuǎn)錄抑制物ZEB1和ZEB2，從而調(diào)節(jié)E-cadherin的表達。

同樣，Gregory等[10]研究發(fā)現(xiàn)腎癌MDCK(Madin Daarby canine kidney，MDCK)細胞在TGF-β誘導(dǎo)的EMT改變時，miRNA-200家族的5個成員以及miRNA-205明顯下調(diào)。而miRNA-200家族的單獨被動表達可以阻止EMT的改變，共同作用則可以調(diào)節(jié)蛋白鋅指E盒結(jié)合同源盒蛋白(ZEB)1和運動神經(jīng)元存活蛋白結(jié)合蛋白(SIP)1(ZEB2)的表達?？傊?，可以通過上調(diào)ZEB1(SIP2)和SIP1的表達，促進EMT改變，進而抑制miRNA的表達。然而，在間充質(zhì)細胞中這些miRNA的異常表達促使了EMT的過程[3]。

李林霞等[11]研究發(fā)現(xiàn)與正常卵巢和交界性卵巢腫瘤相比，卵巢癌中miRNA-200c和miRNA-141表達均明顯升高。但隨著腫瘤的發(fā)展，miRNA-200c的表達水平隨疾病分期升高而下降，并且在發(fā)生轉(zhuǎn)移的卵巢癌中表達水平低于未發(fā)生轉(zhuǎn)移者。研究結(jié)果表明：在卵巢癌發(fā)生發(fā)展過程中，miRNA-200c表達呈動態(tài)變化。未發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化的卵巢上皮細胞為間皮細胞表型，此時miRNA-200c和E-cadherin呈現(xiàn)低表達狀態(tài)；而在腫瘤發(fā)生早期，卵巢上皮細胞發(fā)生MET，miRNA-200c和E-cadherin均表現(xiàn)為高表達；隨著腫瘤進展，腫瘤細胞發(fā)生EMT并出現(xiàn)轉(zhuǎn)移，此時miRNA-200c和E-cadherin再度呈低表達狀態(tài)；最終在轉(zhuǎn)移部位，轉(zhuǎn)移灶腫瘤細胞可能再次發(fā)生間充質(zhì)-上皮轉(zhuǎn)化，此時miRNA-200c表達再次升高[12]。因此，推測其調(diào)控機制可能為：(1)miRNA-200調(diào)控EMT的發(fā)生過程[13]；(2)臨床病理研究表明miRNA-200c表達呈動態(tài)變化[11]，僅在腫瘤獲得侵襲和轉(zhuǎn)移能力時發(fā)生下調(diào)，具有“期別特異性下調(diào)”現(xiàn)象[14]；(3)三維立體培養(yǎng)提示具有轉(zhuǎn)移能力的腫瘤細胞可以形成高度極化的細胞團簇，而miRNA-200c過表達可以抑制細胞團簇的形成和轉(zhuǎn)移[15]。

4 miRNA-200在腫瘤治療耐藥形成中的作用及調(diào)控機制

miRNA-200c能夠調(diào)控細胞的EMT，通過直接抑制ZEB1功能或表達，并間接上調(diào)E-cadherin表達而抑制腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移。隨著研究的深入，學(xué)者發(fā)現(xiàn)miRNA-200c還可以通過調(diào)控不同的靶點增加細胞對紫杉醇和表皮生長因子抑制劑的敏感性[16-17]，反轉(zhuǎn)腫瘤細胞對多柔比星的耐藥[18]。在對腫瘤細胞miRNA表達譜分析后，發(fā)現(xiàn)在耐藥細胞中存在miRNA-200c表達水平下調(diào)[19-20]，對順鉑(cisplatin，DDP)耐藥的SGC7901/DDP細胞株中miRNA-200c的表達顯著低于對DDP敏感的SGC7901細胞株。將miRNA-200c前體片段轉(zhuǎn)染SGC7901/DDP細胞，其對DDP的藥物敏感性也出現(xiàn)了顯著改變，DDP對轉(zhuǎn)染miRNA-200c前體片段后SGC7901/DDP細胞的IC50值較轉(zhuǎn)染陰性對照片段的細胞顯著降低，提示miRNA-200c能夠增加SGC7901/DDP細胞對DDP的敏感性。陳勇等[1]研究還發(fā)現(xiàn)，miRNA-200c前體片段轉(zhuǎn)染SGC7901/DDP細胞后，細胞E-cadherin蛋白、PTEN和促凋亡蛋白bax的表達顯著增加，這些與腫瘤耐藥相關(guān)的蛋白表達的改變可能是miRNA-200c介導(dǎo)胃癌細胞對DDP耐藥發(fā)生逆轉(zhuǎn)的機制之一。故推測miRNA-200c下游可能存在參與SGC7901/DDP細胞耐藥的E-cadherin-PTEN-bax這一調(diào)控通路。

miRNA-200c能夠影響眾多抗腫瘤藥物的敏感性，也有文獻報道其調(diào)控通路中的多個因子(如：E-cadherin和ZEB1等)也與腫瘤耐藥有關(guān)，這為揭示miRNA-200c能逆轉(zhuǎn)耐藥的機制提供了理論基礎(chǔ)。在miRNA-200c的調(diào)控通路中，抑制ZEB1不僅能夠上調(diào)E-cadherin的表達，還能增加細胞對DDP、吉西他濱和氟尿嘧啶的敏感性[21]。近年來研究顯示，E-cadherin不僅是一個轉(zhuǎn)移調(diào)節(jié)因子，其在腫瘤耐藥中也發(fā)揮一定的作用。多項研究表明，E-cadherin可增加腫瘤細胞對細胞毒藥物(甲氨蝶呤、依托泊苷和DDP等)及表皮生長因子受體抑制劑的敏感性[22-25]。并有研究發(fā)現(xiàn)E-cadherin不僅能夠負向調(diào)節(jié)bcl-2的表達，逆轉(zhuǎn)腫瘤對化療藥物的耐藥[23]，而且能上調(diào)其下游調(diào)控通路中抑癌基因PTEN的表達[26]。PTEN在多種腫瘤細胞中異常表達，主要通過磷脂酰肌醇-3激酶(phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K)/Akt/mTOR等多種信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路參與細胞的增殖、凋亡及化療耐藥。Lee等[27]研究發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)染PTEN siRNA后DDP誘導(dǎo)的細胞凋亡率下降。另有研究表明，將野生型PTEN導(dǎo)入DDP耐藥的卵巢癌CI3K細胞中，細胞對DDP的敏感性增加[28]，PTEN可通過抑制PI3K /Akt通路調(diào)節(jié)凋亡相關(guān)基因(如bax和bcl-2等)表達[29-30]，并能夠增強機體對抗腫瘤藥物(DDP、多柔比星及西妥昔單抗)的敏感性，從而發(fā)揮抗腫瘤及逆轉(zhuǎn)耐藥的作用[1，27-29，31-33]。

5 miRNA-200在腫瘤預(yù)后預(yù)測中的作用

miRNA-200c可通過調(diào)節(jié)EMT來抑制腫瘤細胞的侵襲、轉(zhuǎn)移。miRNA-200c的表達水平與腫瘤進展和預(yù)后關(guān)系密切。Yu等[34]在對99例胰腺癌術(shù)后切除標本的檢測中發(fā)現(xiàn)miRNA-200c和E-cadherin的miRNA表達水平呈正相關(guān)，且高表達miRNA-200c的患者生存率較高。此外，對14種胰腺癌細胞系研究后發(fā)現(xiàn)，上調(diào)miRNA-200c后，胰腺癌細胞的增殖能力增強，而侵襲力下降。Hurteau等[35]通過上調(diào)非小細胞肺癌細胞系A(chǔ)549中miRNA-200c的表達水平后，發(fā)現(xiàn)帶鋅指結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)錄因子8(TCF8，ZEB1)的作用缺失，進而抑制了E-cadherin的表達，導(dǎo)致細胞形態(tài)改變，黏附力下降。而通過沉默miRNA-200a的表達，可以促進肝癌的發(fā)生。在肝癌中肝細胞miRNA-200a表達下調(diào)，有研究證實miRNA-200a與調(diào)節(jié)β連接素和腫瘤生長因子β的作用相關(guān)[36]。miRNA還可以通過細胞周期調(diào)控腫瘤的形成。在乳腺癌中miRNA-200a/141群的表達通過增加p27/Kip1和減少CDK6的表達導(dǎo)致G1期細胞停滯。而miRNA-200bc/429群的表達G1期細胞減少，G2/M期細胞增加[37]。 Hu等[38]在對55例進展期卵巢癌的研究中發(fā)現(xiàn)miRNA-200基因組，包括miRNA-200a、miRNA-200b和miRNA-429與卵巢癌的復(fù)發(fā)及生存率均有關(guān)。其表達的增加可以抑制卵巢癌的轉(zhuǎn)移，且miRNA-200的低表達與卵巢癌患者低生存率均相關(guān)。因此，miRNA-200在腫瘤的進展中發(fā)揮重要作用，其表達水平可以預(yù)測腫瘤的嚴重程度及預(yù)后。

6 結(jié)語與展望

miRNA-200家族在眾多腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和侵襲轉(zhuǎn)移過程中扮演著重要的角色，其在腫瘤發(fā)展的不同階段的不同表達水平可作為生物學(xué)特性、腫瘤病因?qū)W、組織學(xué)分型和臨床分級分期的生物學(xué)標志。雖然miRNA-200在基因水平上已經(jīng)取得了可喜的成就，但miRNA-200作為腫瘤標志物和特異的治療靶點仍有待大樣本進一步研究，故詳盡闡明miRNA-200生物學(xué)特性和分子機制，將為腫瘤早期診斷、有效治療及預(yù)后評估提供重要線索。

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