miR-181a與乳腺癌關(guān)系的研究進(jìn)展

谷牧青 楊 春 王利娟 Pierre Hardy 賈嬋維* 阮祥燕*

(1.首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京婦產(chǎn)醫(yī)院生殖醫(yī)學(xué)科，北京 100026；2.蒙特利爾大學(xué)CHU-saint-Justine醫(yī)院藥理學(xué)系研究中心，蒙特利爾 H3T 1C8，加拿大；3. 首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京婦產(chǎn)醫(yī)院婦科內(nèi)分泌科，北京 100026)

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miR-181a與乳腺癌關(guān)系的研究進(jìn)展

谷牧青1楊 春2王利娟3Pierre Hardy2賈嬋維1*阮祥燕3*

(1.首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京婦產(chǎn)醫(yī)院生殖醫(yī)學(xué)科，北京 100026；2.蒙特利爾大學(xué)CHU-saint-Justine醫(yī)院藥理學(xué)系研究中心，蒙特利爾 H3T 1C8，加拿大；3. 首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京婦產(chǎn)醫(yī)院婦科內(nèi)分泌科，北京 100026)

微小RNA(microRNAs， miRNAs)是一類高度保守的非編碼單鏈RNA，通過(guò)與靶基因mRNA的3′非編碼區(qū)特異性結(jié)合，在轉(zhuǎn)錄后水平沉默靶基因表達(dá)，從而發(fā)揮著功能。一些研究表明miR-181a的表達(dá)與腫瘤密切相關(guān)，對(duì)腫瘤的形成、侵襲及轉(zhuǎn)移起著很重要的作用。miR-181a在乳腺癌中的作用，目前還有諸多爭(zhēng)議，一些研究表明miR-181a具有抑癌基因的作用，而另一些研究發(fā)現(xiàn)其具有促進(jìn)腫瘤生成、轉(zhuǎn)移的作用。本文就其在乳腺癌細(xì)胞中發(fā)揮作用的潛在作用機(jī)制，以及其未來(lái)臨床應(yīng)用可能，如作為腫瘤標(biāo)志物用于早期乳腺癌診斷，評(píng)估病人化學(xué)藥物治療(以下簡(jiǎn)稱化療)敏感性，作為輔助化療藥物增強(qiáng)化療敏感性藥物等方面進(jìn)行綜述。

乳腺癌；miR-181a；腫瘤標(biāo)志物；診斷；化療

1 概述

微小RNA(microRNAs，miRNAs)是近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的一類內(nèi)源性非編碼調(diào)控的單鏈RNA，長(zhǎng)度約為22個(gè)堿基，廣泛存在于動(dòng)物和植物中。miRNAs通過(guò)與靶基因mRNA的3′非編碼區(qū)特異性結(jié)合降解mRNA，或抑制mRNA翻譯，在轉(zhuǎn)錄后水平沉默靶基因表達(dá)，從而發(fā)揮著調(diào)控細(xì)胞增生、分化、凋亡等功能。一些研究[1]表明miRNA的表達(dá)與腫瘤密切相關(guān)，對(duì)腫瘤的形成、侵襲及轉(zhuǎn)移起著很重要的作用。

miR-181家族包含4個(gè)成員：miR-181a、miR-181b、miR-181c和miR-181d，它們含有共同 的5′ 端“種子”序列-ACAUUCA，基因組結(jié)構(gòu)在進(jìn)化上非常保守。人類miR-181a和miR-181b，位于1號(hào)染色體和9號(hào)染色體，而miR-181c和miR-181d位于19號(hào)染色體正鏈[2]。

miR-181a的莖環(huán)結(jié)構(gòu)可于miRNA序列數(shù)據(jù)庫(kù)(miRBase)查得，其序列為5-AACAUUCAACGCUGUCGGUGAGU-3′。miR-181a可通過(guò)調(diào)控功能蛋白表達(dá)和信號(hào)通路，具有調(diào)節(jié)細(xì)胞多項(xiàng)重要功能的作用。miR-181a可通過(guò)與靶基因mRNA的3′非編碼區(qū)特異性結(jié)合，調(diào)節(jié)促癌、抑癌基因表達(dá)，從而調(diào)控致癌與抑癌信號(hào)傳導(dǎo)通路，在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中起到重要的作用。研究[3-4]表明miR-181a在不同的情況下表達(dá)存在差異，如非小細(xì)胞肺癌、惡性神經(jīng)膠質(zhì)瘤等腫瘤中顯著下調(diào)。相反其過(guò)度表達(dá)與腫瘤淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、血管侵犯及較低生存率有關(guān)[5]。乳腺癌是全球范圍內(nèi)女性最常見(jiàn)的惡性腫瘤，全球每天有數(shù)千女性被診斷為乳腺癌。目前研究6]表明miR-181a與乳腺癌相關(guān)，miR-181a的表達(dá)與乳腺癌的發(fā)生、發(fā)展及預(yù)后密切相關(guān)。

2 miR-181a在乳腺癌中發(fā)揮雙向調(diào)控作用

2.1 miR-181a在乳腺癌中的抑癌作用

基質(zhì)金屬蛋白酶14(matrix metalloproteinase-14， MMP-14)在侵襲性乳腺癌高表達(dá)，在轉(zhuǎn)移與侵襲中起重要作用，可通過(guò)降解細(xì)胞基底膜和細(xì)胞外基質(zhì)，使腫瘤細(xì)胞向周圍浸潤(rùn)。Li等[7]的研究顯示，miR-181a可以通過(guò)與MMP-14的3′非編碼區(qū)特異性結(jié)合，降調(diào)MDA-MB-231 細(xì)胞系的MMP-14的表達(dá)，從而顯著降低腫瘤轉(zhuǎn)移、侵襲性及血管生成。提示miR-181a可通過(guò)下調(diào)MMP-14的表達(dá)而抑制乳腺癌。

尿激酶型纖溶酶原激活劑(urokinase-type plasminogen activator，uPA)是一種絲氨酸蛋白酶，它可以通過(guò)蛋白水解作用降解腫瘤周圍的基底膜成分及上皮膜蛋白降解，使得腫瘤細(xì)胞易浸潤(rùn)組織[8]。研究[9]表明uPA在MDA-MB-231和MDA-MB-436高表達(dá)，對(duì)乳腺癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移起重要作用。miR-181a可通過(guò)與uPA mRNA結(jié)合顯著下調(diào)乳腺癌MDA-MB-231和MDA-MB-436細(xì)胞系中uPA表達(dá)，預(yù)防乳腺癌轉(zhuǎn)移[10]。失巢凋亡是一種特殊的程序化細(xì)胞死亡形式，可以起到抑制腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移的作用，惡性腫瘤通過(guò)脫落細(xì)胞的失巢凋亡抵抗而存活發(fā)生轉(zhuǎn)移。Wei等[11]發(fā)現(xiàn)miR-181a在乳腺癌MCF10A細(xì)胞系發(fā)生失巢凋亡時(shí)表達(dá)上調(diào)，miR-181a過(guò)表達(dá)通過(guò)可結(jié)合ATG5 mRNA抑制自噬促進(jìn)細(xì)胞癌細(xì)胞失巢凋亡，發(fā)揮抑癌作用。

2.2 miR-181a的致癌作用

相反，一些研究[12-16]表明miR-181a在乳腺癌細(xì)胞中發(fā)揮著致癌作用。如Taylor等[12]的研究顯示miR-181a 在三陰性乳腺癌(triple negative breast cancer，TNBC)細(xì)胞系中可以結(jié)合Bim促進(jìn)細(xì)胞失巢凋亡抵抗與TGF-β調(diào)控的腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移、浸潤(rùn)及遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移。 Wang等[13]和Bisso等[14]發(fā)現(xiàn)miR-181a可以靶向結(jié)合毛細(xì)血管擴(kuò)張性共濟(jì)失調(diào)癥突變蛋白(ataxia telangiectasia mutated，ATM)，下調(diào)其表達(dá)，減低對(duì)DNA損傷的反應(yīng)(DNA damage response，DDR)，促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞球形成。在過(guò)表達(dá)miR-181a的乳腺癌細(xì)胞系BT474、MDA361和 MCF7，ATM的表達(dá)受到抑制。ATM被認(rèn)為是一個(gè)腫瘤抑制基因， 可通過(guò)磷酸化一系列下游產(chǎn)物，多條信號(hào)傳導(dǎo)通路來(lái)修復(fù)損傷的DNA[15]。 PI3-Akt是最常見(jiàn)的惡性腫瘤細(xì)胞相關(guān)信號(hào)傳導(dǎo)通路之一，最新研究[16]顯示miR-181a通過(guò)在轉(zhuǎn)錄后水平抑制PHLPP2/INPP2B的基因表達(dá)，促進(jìn)Akt磷酸化，從而在乳腺癌細(xì)胞中發(fā)揮促癌作用。

3 miR-181a在乳腺癌診斷和治療中的臨床應(yīng)用價(jià)值

3.1 miR-181a與乳腺癌診斷

雖然乳腺鉬靶X線攝片是目前乳腺癌最有效的篩查手段，但對(duì)40歲以下年輕致密乳組織穿透力差，且明確診斷還需要有創(chuàng)的乳腺活檢[17]。所以發(fā)展乳腺癌新的可靠的腫瘤標(biāo)志物可以給臨床提供一種非侵入性的診斷選擇。檢測(cè)病人血清中的分子變化對(duì)于早期乳腺癌的篩查和預(yù)后非常重要，而傳統(tǒng)的腫瘤標(biāo)志物如CA153、癌胚抗原(carcino-embryonic antigen，CEA)靈敏度不足。最近研究[18]表明miRNAs在血清和血漿的水平變化可作為腫瘤的診斷與預(yù)后的標(biāo)志物。Guo等[19]收集了152例乳腺癌病人血清，通過(guò)qPCR技術(shù)檢測(cè)乳腺癌病人血清中miR-181a水平，發(fā)現(xiàn)與健康對(duì)照組相比顯著降低，且miR-181a作為乳腺癌早期標(biāo)志物的靈敏度及特異度均優(yōu)于傳統(tǒng)腫瘤標(biāo)志物CA153與CEA。Ferracin 等[20]的研究得到了一致的結(jié)論，來(lái)自兩組獨(dú)立隊(duì)列(意大利和美國(guó))的研究顯示，通過(guò)dPCR技術(shù)檢測(cè)乳腺癌病人組miR-181a血清水平明顯低于健康對(duì)照組。McDermott等[21]應(yīng)用RQ-PCR技術(shù)檢測(cè)全血中miR-181a水平，luminal A型乳腺癌病人與健康對(duì)照組對(duì)比明顯減低。這些結(jié)果表明血清miR-181a有可以作為早期乳腺癌的一種新的生物標(biāo)志物的潛在可能，從而用于早期診斷。

盡管上述研究[19-21]結(jié)果令人振奮，但發(fā)現(xiàn)miRNAs作為腫瘤標(biāo)志物仍要面對(duì)諸多挑戰(zhàn)，目前研究樣本量相對(duì)較小，進(jìn)入臨床應(yīng)用前需要更大樣本的分析，以及miR-181a在不同病理分型分期的乳腺癌的血清變化尚不清楚。其次，miR-181a在乳腺癌中的靶基因及其信號(hào)通路目前并不明確，還需更多的體內(nèi)、體外研究。最后，在技術(shù)上需要對(duì)檢測(cè)技術(shù)及數(shù)據(jù)分析進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，并確認(rèn)miR-181a的正常參考范圍。

3.2 miR-181a與乳腺癌化療

化療是治療乳腺癌的重要手段之一，多藥耐藥是影響治療效果的主要障礙，所以尋找有效的具有臨床價(jià)值的藥物來(lái)增強(qiáng)化療敏感性，是提高腫瘤化療效果的關(guān)鍵。Zhu等[22]的研究顯示miR-181a可通過(guò)結(jié)合Bcl-2的3′UTR，增強(qiáng)阿霉素導(dǎo)致的乳腺癌細(xì)胞系MCF-7的凋亡的效果。Bcl-2是miR-181a的靶基因之一，在MCF-7細(xì)胞系中可抑制阿霉素導(dǎo)致的凋亡與線粒體代謝[23]。他們發(fā)現(xiàn)在MCF-7細(xì)胞系與多藥耐藥MCF-7細(xì)胞系miR-181a和Bcl-2呈負(fù)相關(guān)。這些結(jié)果提示未來(lái)miR-181a在臨床應(yīng)用的可能，如根據(jù)miR-181a水平評(píng)估病人對(duì)阿霉素的化療敏感度，對(duì)于那些對(duì)阿霉素敏感性低的病人，miR-181a可能成為輔助化療藥物。Jiao等[24]的研究顯示miR-181a可通過(guò)靶向結(jié)合乳腺癌耐藥蛋白(BCRP/ABCG2)，增加米托蒽醌耐藥的乳腺癌細(xì)胞化療敏感性。研究[25]表明乳腺癌耐藥蛋白(breast cancer drug resistance protein， BCRP)在乳腺癌多藥耐藥中起到重要的作用。而B(niǎo)CRP是miR-181a的潛在靶基因，miR-181a與之結(jié)合抑制其表達(dá)，體內(nèi)、體外實(shí)驗(yàn)均得到一致的結(jié)果。他們發(fā)現(xiàn)過(guò)表達(dá)miR-181a可顯著減低米托蒽醌(mitoxantone，MX)的半抑制濃度(half maximal inhibitory concentration， IC50)，這提示miR-181a可增加米托蒽醌耐藥的乳腺癌細(xì)胞的敏感性。在臨床乳腺癌的治療過(guò)程中，多藥耐藥是對(duì)化療藥物療效及病人康復(fù)的一大障礙，乳腺癌耐藥蛋白BCRP，是產(chǎn)生獲得性耐藥的重要原因，而這個(gè)研究顯示miR-181a有在乳腺癌中發(fā)揮逆轉(zhuǎn)BCRP介導(dǎo)的化療抵抗的可能，有可能在未來(lái)發(fā)展為米托蒽醌藥物化療的輔助藥物，減輕耐藥的發(fā)生，增強(qiáng)化療療效。

然而 Niu等[26]發(fā)現(xiàn)miR-181a可促進(jìn)三陰性乳腺癌的化療抵抗和轉(zhuǎn)移。TNBC預(yù)后差，化療是目前的主要手段[27]。而TNBC的特點(diǎn)是侵襲性轉(zhuǎn)移與快速出現(xiàn)化療抵抗[28-30]。體內(nèi)體外實(shí)驗(yàn)均提示，抑制miR-181a可使TNBC細(xì)胞對(duì)多柔比星治療更敏感，減少TNBC細(xì)胞轉(zhuǎn)移。這些結(jié)果的差異可能是由于miR-181a在不同乳腺癌細(xì)胞系發(fā)揮著不同作用所導(dǎo)致的。

4 展望

盡管miR-181a在乳腺癌中發(fā)揮的作用尚有許多爭(zhēng)議，miR-181a在乳腺癌細(xì)胞中作為抑癌基因存在還是促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞增生、轉(zhuǎn)移，尚無(wú)定論，需要更進(jìn)一步研究，由于miR-181a的表達(dá)在乳腺癌病人血清中存在變化， miR-181a可望發(fā)展成為一個(gè)新的乳腺癌標(biāo)志物，輔助乳腺癌的早期診斷。此外，研究表明miR-181a在乳腺癌細(xì)胞中可通過(guò)調(diào)節(jié)靶基因表達(dá)，調(diào)節(jié)對(duì)化療的耐藥性，因此miR-181a或許在未來(lái)可作為化療藥物輔助從而增強(qiáng)乳腺癌細(xì)胞化療的敏感性，甚至有發(fā)展成為乳腺癌靶向治療的可能。

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編輯 陳瑞芳

Current research studies of the relationship between miR-181a and breast cancers

Gu Muqing1， Yang Chun2， Wang Lijuan3， Pierre Hardy2， Jia Chanwei1*， Ruan Xiangyan3*

(1.DepartmentofReproduction，BeijingObstetricsandGynecologyHospital，CapitalMedicalUniversity，Beijing100026，China；2.DepartmentofPharmacology，ResearchCenterofCHU-saint-JustineHospital，UniversityofMontrealH3T1C8，Montreal，Canada.; 3.DepartmentofGynecologicalEndocrinology，BeijingObstetricsandGynecologyHospital，CapitalMedicalUniversity，Beijing100026，China)

MicroRNAs (miRNAs) are highly conserved non-coding single stranded RNAs. miRNAs participate in fundamental biological processes and pathophysiological processes by silencing their target mRNAs expression through binding to their 3’ untranslated regions (3’-UTRs). Emerging studies have shown that alterations of miR-181a levels are involved in the initiation， progression and metastasis of human cancers. Some studies have indicated that miR-181a serves as tumor suppressors， and others have revealed the oncogenic roles of miR-181a. A growing number of evidence has linked the pathological role of miR-181a to breast cancer. Here， we specifically summarize the various published data of the links between miR-181a and breast cancers， and to explain the potential clinical application of miR-181a. miR-181a may be used as a clinically diagnostic biomarkers of breast cancer for early stage diagnosis， for evaluation of the chemotherapy sensitivity， and for directing the clinical treatment in patients.

breast cancer; miR-181a; biomarkers; diagnosis; chemotherapy

國(guó)家自然科學(xué)基金(81671411)，北京市自然科學(xué)基金(7162062)，國(guó)家外國(guó)專家局2017年度北京市引進(jìn)國(guó)外技術(shù)、管理人才項(xiàng)目(20171100004)， 北京市科技新星計(jì)劃交叉學(xué)科合作項(xiàng)目(Z161100004916045)，北京市衛(wèi)生系統(tǒng)高層次衛(wèi)生技術(shù)人才(學(xué)科帶頭人)(2014-2-016)。This study was supported by National Natural Science Foundation of China(81671411)， Natural Science Foundation of Beijing (7162062)；Foreign Technical and Administrative Talent Introduction Project in 2017；State Administration of Foreign Experts Affairs， the P. R. of china(20171100004)； Beijing Nova Program Interdisciplinary Studies Cooperative Projects (Z161100004916045)； Clinical Technique Innovation Project of Beijing Municipal Administration of Hospitalist (2014-2-016).

時(shí)間：2017-07-16 17∶16 網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.3662.r.20170716.1716.016.html

10.3969/j.issn.1006-7795.2017.04.008]

R737.9

2017-06-05)

*Corresponding authors， E-mail：jiachanwei@163.com， ruanxiangyan@163.com