microRNA在胃癌中的研究進(jìn)展

方 威，劉乃杰，胡國章*

(吉林大學(xué)中日聯(lián)誼醫(yī)院 1.急救醫(yī)學(xué)科;2.神經(jīng)外科,吉林 長春130033)

microRNA在胃癌中的研究進(jìn)展

方 威1，劉乃杰2，胡國章1*

(吉林大學(xué)中日聯(lián)誼醫(yī)院 1.急救醫(yī)學(xué)科;2.神經(jīng)外科,吉林 長春130033)

世界衛(wèi)生組織2012年的一項(xiàng)全球調(diào)查顯示，胃癌(GC)的發(fā)生率世界排名第5，但在惡性腫瘤病死率排名為第3[1]。雖然相對(duì)于之前胃癌全球總發(fā)病率有所下降，但是胃癌的病例分布主要在發(fā)展中國家，胃癌仍是我國最常見的惡性腫瘤之一。胃癌的發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，包括遺傳、飲食、環(huán)境等多種因素，迄今為止，手術(shù)仍然是胃癌的主要治療手段。MicroRNA(miRNA)是一類存在于真核生物體內(nèi)的非編碼內(nèi)源性小RNA，長度約為21-25nt，結(jié)構(gòu)高度保守，不參與蛋白質(zhì)的編碼，但對(duì)真核生物的基因表達(dá)起著非常重要的調(diào)控作用。越來越多的數(shù)據(jù)顯示，miRNA可作為包括腫瘤在內(nèi)的機(jī)體病理狀態(tài)的生物標(biāo)志物，而相關(guān)miRNA作為抗擊腫瘤的一種靶向分子，為人類研究腫瘤治療提供了新的思路。miRNA與胃癌的發(fā)生以及預(yù)后密切相關(guān)。下面我們將從miRNA的基本生物學(xué)特征，與胃癌發(fā)生發(fā)展的相關(guān)性，幾種與胃癌研究密切的miRNA的研究進(jìn)展幾個(gè)方面綜述如下。

1 microRNA

1.1 miRNA簡介

1993年，lee[2]等人在線蟲中發(fā)現(xiàn)了時(shí)間特異性表達(dá)的lin-4，同時(shí)也是第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的miRNA，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)lin-4與線蟲發(fā)育密切相關(guān)。之后隨著對(duì)miRNA研究的不斷深入，更多的miRNA被發(fā)現(xiàn)與研究，迄今為止在生物中被報(bào)道的miRNA達(dá)8000余種，在人類中約5000余種。據(jù)報(bào)道在人類中約有30%基因蛋白的表達(dá)要受到miRNA的調(diào)節(jié)。隨著microRNA的研究熱潮的出現(xiàn)，人們發(fā)現(xiàn)miRNA廣泛參與到機(jī)體的多種生理或病理過程中，如細(xì)胞凋亡、細(xì)胞增殖、氧化應(yīng)激等[3]。并廣泛參與到腫瘤的發(fā)生發(fā)展，發(fā)揮抑癌基因或促癌基因的作用，如參與到DNA損傷導(dǎo)致腫瘤發(fā)生的多種機(jī)制、腫瘤的放化療的耐藥性、腫瘤細(xì)胞的增殖與凋亡等[4,5]，

1.2 miRNA的生物學(xué)特征

miRNA行使基因調(diào)控有其獨(dú)特的方式，主要包括以下幾個(gè)方面的特性[6-8]：(1)一種miRNA可能同時(shí)參與多個(gè)靶基因的調(diào)控，同時(shí)參與多個(gè)生理或病理過程中，而不同的miRNA在功能與作用上則會(huì)有重疊性；(2)miRNA的表達(dá)具有時(shí)間特異性與組織特異性，即同一miRNA在生物體內(nèi)不同的發(fā)育階段或者不同的組織部位中，miRNA的表達(dá)譜可能具有差異性。這種差異性的表達(dá)分布也側(cè)面反應(yīng)了組織細(xì)胞在行使某些功能的特異性。同時(shí)也進(jìn)一步提示miRNA對(duì)基因調(diào)控的復(fù)雜性和廣泛性；(3)miRNA基因序列沒有開放閱讀框架，不能表達(dá)蛋白質(zhì)，其中大多數(shù)基因序列位于基因間區(qū)，也可位于內(nèi)含子上，以單拷貝或多拷貝的基因簇形式存在于基因組中，而非隨機(jī)排列，這種基因簇的表達(dá)往往具有協(xié)同性；(4)在多種物種中miRNA的核酸序列具有高度的進(jìn)化保守性，其中最具典型的是let-7RNA，主要在兩側(cè)對(duì)稱的生物體中廣泛存在。miRNA的這種特性進(jìn)一步提示miRNA在生物體內(nèi)功能的重要性，也為生物進(jìn)化的同源性提供了一定的理論依據(jù)。

2 miRNAs與胃癌的研究進(jìn)展

2.1 miR-155與胃癌

miR-155定位在人體21號(hào)染色體短臂21位點(diǎn)，由B細(xì)胞整合素基因(BIC)的第3個(gè)外顯子保守區(qū)域編碼，受到B細(xì)胞整合素轉(zhuǎn)錄水平和相關(guān)的miRNA加工的調(diào)控[9]。在人體中miR-155主要表達(dá)在胸腺和脾臟，其他組織中少量表達(dá)。研究提示miR-155與免疫系統(tǒng)功能相關(guān)，高表達(dá)miR-155的轉(zhuǎn)基因小鼠可產(chǎn)生淋巴瘤，在多例B淋巴瘤患者中則可發(fā)現(xiàn)miR-155表達(dá)增高[10]。同時(shí)越來越多的研究發(fā)現(xiàn)miR-155在胃癌中表達(dá)異常，并與胃癌的發(fā)生發(fā)展有密切聯(lián)系。Liu[11]選取了20例石蠟固定的胃癌組織，用特定引物通過 PCR方法 檢測miR-21、 miR-145 和miR-155的表達(dá)情況，結(jié)果表明miR-21和 miR-155表達(dá)明顯上調(diào)，而 miR-145表達(dá)下降，但是miR-145表達(dá)下降沒有臨床統(tǒng)計(jì)意義。Cheng[12]發(fā)現(xiàn)miR-155在胃癌細(xì)胞系中低表達(dá)，而使miR-155轉(zhuǎn)染GC-7901 和MKN-45胃癌細(xì)胞，使胃癌細(xì)胞高表達(dá)miR-155后，結(jié)果發(fā)現(xiàn)細(xì)胞侵襲能力顯著增強(qiáng)。用熒光素酶報(bào)告基因進(jìn)一步確定miR-155是通過靶向結(jié)合SMAD2基因來發(fā)揮抑制腫瘤的作用，并且認(rèn)為miR-155在胃癌細(xì)胞系中的低表達(dá)可能是由于DNA甲基化作用導(dǎo)致。Feng[13]等也通過同樣的轉(zhuǎn)染實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)過表達(dá)miR-155的MKN-45和BGC-823胃癌細(xì)胞中SMAD1、STAT1、CAB39、CXCR4 和 CA9蛋白表達(dá)水平上調(diào)，推測這些蛋白質(zhì)其中有可能包含miR-155的靶基因，但是還需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)證明。為了進(jìn)一步明確不同miRNA在胃相關(guān)疾病的表達(dá)差異，Link[14]分別與胃正常黏膜對(duì)比評(píng)估了胃竇和胃黏膜從慢性非萎縮性胃炎(CNAG)、萎縮性胃炎(AG)到胃癌的發(fā)展過程中miR-21、miR-155和miR-223的表達(dá)情況，其中在胃癌組織中miR-21 和 miR-223表達(dá)增加，而miR-155的表達(dá)量與對(duì)照組相比沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。另外還發(fā)現(xiàn)胃部不同部位同一miRNA、同一miRNA在不同的胃癌發(fā)展進(jìn)程均具有差異性。進(jìn)一步反應(yīng)了miR-155在胃癌研究中的復(fù)雜性。并且提示我們miRNA可以作為胃癌癌前病變的潛在生物標(biāo)志物，但是不同部位之間的表達(dá)差異因素還需要在研究中加以考慮。

2.2 Let-7與胃癌

Let-7家族，是在線蟲中發(fā)現(xiàn)的第二個(gè)miRNA，同時(shí)是第一個(gè)在人類中研究的miRNA。Let-7家族成員基因機(jī)構(gòu)序列相似，在功能上也具有重疊性。參與調(diào)節(jié)細(xì)胞生長、分化和粘附作用、基因表達(dá)及胚胎的生長發(fā)育等過程[15]。同時(shí)大量研究提示let-7家族在多種腫瘤中表達(dá)下調(diào)，具有抑癌基因的作用。Ran[16]通過PCR實(shí)驗(yàn)對(duì)60例切除的胃癌組織和癌旁正常組織中的miR-let-7a和PKM2的表達(dá)情況進(jìn)行了檢測，發(fā)現(xiàn)PKM2表達(dá)量相對(duì)于正常對(duì)照組明顯升高，miR-let-7a的表達(dá)則與之成負(fù)相關(guān)，在細(xì)胞系中也發(fā)現(xiàn)同樣的結(jié)果，進(jìn)一步的研究證實(shí)miR-let-7a通過Myc/hnRNPA1/PKM2途徑參與胃癌的發(fā)展過程，即miR-let-7a通過下調(diào)PKM2的表達(dá)抑制了胃癌細(xì)胞的增殖與遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移。HMGA2是一個(gè)重要促癌因子，在9例高表達(dá)HMGA2的胃癌組織和10例低表達(dá)HMGA2的胃癌組織中檢測let-7 miRNA 家族成員的表達(dá)情況發(fā)現(xiàn)，與HMGA2高表達(dá)組相比，let-7a、let-7b和let-7c在HMGA2低表達(dá)組表達(dá)顯著增高(P<0.05)。認(rèn)為let-7a、 let-7b和let-7c有可能是通過負(fù)性調(diào)節(jié)HMGA2的表達(dá)，從而抑制胃癌的發(fā)生發(fā)展[17]。

2.3 miR-224與胃癌

目前，miR-224在多種腫瘤中得到廣泛研究，多種研究認(rèn)為miR-224在不同腫瘤中既可以表現(xiàn)出抑癌基因作用也可以表現(xiàn)出癌基因的作用，并影響著腫瘤對(duì)放化療的敏感性[18-21]。在胃癌中miR-224多為表達(dá)上調(diào)，發(fā)揮致癌基因的作用。Liu[22]等在三種胃癌細(xì)胞株(SGC-7901、MGC80-3、MKN45)中研究發(fā)現(xiàn)，與正常胃黏膜上皮細(xì)胞相比，Raf 激酶抑制蛋白(Raf kinase Inhibitor Protein，RKIP)表達(dá)水平顯著下調(diào)，通過轉(zhuǎn)染實(shí)驗(yàn)構(gòu)建高表達(dá)RKIP的胃癌細(xì)胞，研究發(fā)現(xiàn)高表達(dá)RKIP的胃癌細(xì)胞則能夠逆轉(zhuǎn)胃癌細(xì)胞的高增殖、侵襲能力。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)miR-224通過靶向負(fù)性調(diào)節(jié)RKIP表達(dá)，促進(jìn)胃癌的發(fā)生發(fā)展。利用同樣原理，毛盛勛等[23]構(gòu)建了轉(zhuǎn)染 miR-224 的SGC7901 胃癌細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)低表達(dá)miR-224后的胃癌細(xì)胞凋亡能力增加，與Liu的研究相一致。另外毛等人還檢測了120例胃癌及癌旁正常組織中miR-224的表達(dá)情況，發(fā)現(xiàn)癌組織相比于癌旁正常組織，miR-224表達(dá)水平增高。將低表達(dá)miR-224的胃癌細(xì)胞接種于裸鼠皮下，發(fā)現(xiàn)與對(duì)照組相比，該組的腫瘤體積明顯較小。進(jìn)一步的研究提示miR-224 可能是通過調(diào)節(jié) BCL-2 的表達(dá)影響細(xì)胞凋亡，但還需進(jìn)一步驗(yàn)證。有研究[24]也發(fā)現(xiàn)miR-224在胃癌組織以及胃癌細(xì)胞系中高表達(dá)，并與胃癌的生存期具有相關(guān)性，進(jìn)一步研究認(rèn)為miR-224是通過靶向調(diào)節(jié)mTOR進(jìn)一步影響胃癌細(xì)胞下游的增殖及凋亡信號(hào)從而促進(jìn)胃癌細(xì)胞增殖和轉(zhuǎn)移，抑制胃癌細(xì)胞凋亡。

近年來，多數(shù)研究認(rèn)為miRNA具有成為預(yù)測腫瘤生長及預(yù)后的潛在生物學(xué)標(biāo)志物。Smid D[25]等人選擇了54名接受5-氟尿嘧啶(5-FU)或5-FU聯(lián)合鉑類衍生物的姑息化療方案的胃癌患者，并檢測其中的29種miRNA，研究發(fā)現(xiàn)miR-150、miR-342-3p、miR-181b、miR-221和miR-224的高表達(dá)和低水平的miR-520h與更短的腫瘤進(jìn)展相關(guān)，而高水平的miR-150、miR-224、miR-192、miR-375和miR-342-3p則與更短的總生存期相關(guān)。因此該研究提示我們檢測相關(guān)miRNA的表達(dá)水平可為胃癌患者接受姑息治療的有效性提供一定的預(yù)測價(jià)值。

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*通訊作者

1007-4287(2017)09-1467-03

2016-12-20)