微小核糖核酸調(diào)控腎細(xì)胞癌發(fā)生發(fā)展及參與診斷治療的研究現(xiàn)狀

徐宏磊　任雨　姚許平

[摘要] 微小核糖核酸（microRNA，miRNA）是一類長約20～25個(gè)核苷酸的非編碼單鏈小核糖核酸分子。成熟miRNA在轉(zhuǎn)錄或翻譯水平調(diào)節(jié)基因的表達(dá)功能。最新研究表明，miRNA參與腎細(xì)胞癌（renal cell carcinoma，RCC）的發(fā)生發(fā)展過程，調(diào)控RCC的增殖、凋亡、轉(zhuǎn)移與侵襲，并且人類血清中miRNA表達(dá)穩(wěn)定，在RCC等多種腫瘤中均發(fā)現(xiàn)有表達(dá)異常。本綜述的目的是探討miRNA在RCC發(fā)展過程中的分子機(jī)制及血清miRNA與RCC診斷及預(yù)后的相關(guān)性，并簡要概述這些小分子最終可能作為治療目標(biāo)。

[關(guān)鍵詞] miRNA；RCC；分子機(jī)制；腫瘤標(biāo)志物；靶向治療

[中圖分類號(hào)] R737.11 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673-9701（2016）36-0159-04

[Abstract] MicroRNAs （microRNA， miRNA） are a non-coding single stranded small RNA molecule， including of a class of 20-25 nucleotides. Mature miRNA regulates gene expression at transcriptional or translational level. The latest research shows that miRNA is involved in renal cell carcinoma （renal cell， carcinoma， RCC） in the occurrence and development process， the regulation of RCC proliferation， apoptosis， invasion and metastasis， on the other hand ，the expression of miRNA is stable in the human's serum， and is abnormal in many kinds of tumors including RCC. The aim of this review is to investigate the molecular mechanism of miRNA in the development of RCC and the correlation between serum miRNA and RCC diagnosis and prognosis， and a brief overview of these small molecules may ultimately serve as therapeutic targets.

[Key words] miRNA； RCC； Molecular mechanism； Tumor markers； Targeted therapy

腎細(xì)胞癌（RCC）是成人腎臟中最常見的惡性腫瘤，根據(jù)美國2014年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，共有63920新增RCC患者，13860患者死于RCC[1]。目前RCC主要分為四個(gè)亞型，分別為透明細(xì)胞癌（clear cell renal carcinoma，ccRCC），占所有RCC中的75%，乳頭狀癌（papillary RCC，pRCC）、嫌色細(xì)胞癌（chromophobe RCC，chRCC）、腎嗜酸細(xì)胞瘤（oncocytomas）和稀有亞型[2]。RCC早期多無明顯癥狀，診斷主要依靠影像學(xué)檢查，但多數(shù)患者發(fā)現(xiàn)腎占位時(shí)已屬較晚期，無法行保留腎單位或無法行根治性切除術(shù)，且RCC對(duì)放、化療均不敏感[3]。雖然近年來RCC的生物靶向治療取得了一些進(jìn)展，如抗血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）和抑制mTOR途徑[4]。但這些靶向藥物有一定的不良反應(yīng)，有待于進(jìn)一步研究和改善，且價(jià)格昂貴，也僅限于晚期患者。因此，我們需要找到高特異性和高靈敏度的分子腫瘤標(biāo)志物，其不僅可以早期發(fā)現(xiàn)RCC，而且還能為治療提供依據(jù)。miRNA是近期發(fā)現(xiàn)的一種非編碼單鏈小分子核糖核酸，最新研究表明，miRNA與RCC的增殖、凋亡、轉(zhuǎn)移及侵襲均存在密切的相關(guān)性。近期也有較多研究提示血清miRNA作為一種特異性腫瘤標(biāo)志物，有利于腎癌診斷、預(yù)后判斷及治療。

1 MicroRNAs來源

miRNA是眾多小RNA中的一類。miRNA的產(chǎn)生過程復(fù)雜，目前大致的產(chǎn)生機(jī)制是：首先是在細(xì)胞核內(nèi)通過RNA聚合酶II作用下轉(zhuǎn)錄形成初級(jí)miRNA（pri-miRNA），再由Drosha-DGCR8酶復(fù)合物的作用下形成前體miRNA（pre-miRNA），然后通過Exportin-5/RanGTP復(fù)合物轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中，被Dicer酶切為雙鏈miRNA，進(jìn)而雙鏈裂解為單鏈，最終，被裂解的單鏈成熟miRNA結(jié)合其他蛋白組裝成RNA誘導(dǎo)的沉默復(fù)合體（RNA-induced silencing complex，RISC），RISC結(jié)合到其特異靶mRNAs的3UTR區(qū)，導(dǎo)致 mRNA的降解或翻譯抑制，從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄基因的沉默[5，6]。

2 組織miRNA與RCC的分子機(jī)制

2.1 miRNA與RCC增殖

腫瘤的特征之一是不受控制的增殖，miRNA能夠干擾腫瘤的增殖。例如，Hidaka H等[7]發(fā)現(xiàn)抑癌因子miRNA-1285在RCC組織中低表達(dá)，從而促進(jìn)致癌因子轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶2（TGM2）的表達(dá)，促進(jìn)腫瘤的增殖。miRNA-199a，也在RCC組織中低表達(dá)，它的下調(diào)促進(jìn)了糖原合成酶激酶3β（GSK3β）的生成，GSK3β是一種RCC的生長促進(jìn)劑[8]。另一個(gè)腫瘤抑制劑miRNA-205，在RCC組織中顯著下調(diào)，而miRNA-205通過磷酸化酪氨酸激酶調(diào)控細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1和2（ERK1/2）抑制細(xì)胞增殖[9]，它的下調(diào)促進(jìn)了腫瘤的增殖。另有研究表明，miRNA-185作為致癌miRNA，在RCC組織中高表達(dá)。miRNA-185抑制PTEN表達(dá)后，可以激活PI3K-AKT信號(hào)通路及下游靶基因mTOR，從而促進(jìn)RCC的增殖[10]。還有一些針對(duì)胰島素樣生長因子1（IGF1）的miRNA和抗血管內(nèi)皮生長因子的miRNA-126，均對(duì)腫瘤的調(diào)節(jié)有積極作用[11]。

2.2 miRNA與細(xì)胞凋亡和細(xì)胞周期

在RCC組織中穩(wěn)定表達(dá)的miRNA-205通過抑制細(xì)胞周期蛋白D1和myc的表達(dá)，從而使G0/G1期細(xì)胞周期阻滯和細(xì)胞凋亡[9]。miRNA-221、miRNA-222在RCC組織中高表達(dá)，其可在翻譯水平抑制P27的表達(dá)，P27主要控制G1-S期的轉(zhuǎn)化，可使細(xì)胞周期停滯在靜止期，可見miRNA-221、miRNA-222的高表達(dá)促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖[12]。另外，miRNA-23b在腎癌中呈現(xiàn)高表達(dá)狀態(tài)，通過誘導(dǎo)活性氧自由基（ROS）產(chǎn)生和抑制缺氧誘導(dǎo)因子HIF形成，最終誘導(dǎo)腎癌細(xì)胞的凋亡[13]。

2.3 miRNA與RCC轉(zhuǎn)移和侵襲

致瘤因子miRNA-21，它能直接下調(diào)凋亡前體蛋白PDCD4，從而促進(jìn)AKT和IKKβ的激活，導(dǎo)致NFkB因子的轉(zhuǎn)錄，促進(jìn)ACHN和786-O細(xì)胞系的轉(zhuǎn)移和侵襲[14]。miRNA-34a抑制骨髓細(xì)胞瘤病毒癌基因同源物（MYC）是通過結(jié)合它的3，UTR，從而抑制了myc-s-phase激酶相關(guān)蛋白2（Skp2）-myc相關(guān)鋅指蛋白1（Miz1）復(fù)合物的功能，該復(fù)合物通常能激活Ras同源物基因家族成員（RhoA）和c-myc陽性轉(zhuǎn)錄延伸因子（ptefb），從而相應(yīng)的激活RCC中的一些基因[15]。miRNA-134可能通過抑制KRAs基因的表達(dá)來抑制其下游ERK通路的激活，進(jìn)而阻斷腫瘤細(xì)胞的上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化過程（EMT），影響腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移[16]。

3 循環(huán)miRNA與RCC的診斷及預(yù)后

目前，影像學(xué)技術(shù)的廣泛使用使得更多的腎細(xì)胞癌病例被早期的發(fā)現(xiàn)。然而，許多早期RCC難以與良性腎臟腫瘤相鑒別，這可能導(dǎo)致不正確的診斷和行不必要的腎切除術(shù)。此外，RCC患者的術(shù)后隨訪也主要依賴于影像學(xué)技術(shù)和臨床癥狀的評(píng)估[17]。因此，具有高靈敏度和特異性的血清miRNA，能早期診斷RCC，早期發(fā)現(xiàn)RCC復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移，可以作為一種新型的腫瘤標(biāo)志物，具有較高的臨床價(jià)值。國內(nèi)畢興等[18]通過收集ccRCC患者和健康人群血液標(biāo)本各20例，采用實(shí)時(shí)定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）的方法檢測兩組標(biāo)本miRNA-378的表達(dá)情況，比較兩者的表達(dá)差異，結(jié)果發(fā)現(xiàn)ccRCC組血清中miRNA-378呈高表達(dá)狀態(tài)，因此他們認(rèn)為，ccRCC患者血清中miRNA-378呈現(xiàn)高表達(dá)，有可能成為篩查ccRCC患者的生物學(xué)指標(biāo)。Fedorko M等[19]通過收集195例RCC患者和100例健康人群血液標(biāo)本及20例RCC患者術(shù)前和術(shù)后三個(gè)月血清標(biāo)本，各自比較血miRNA-378和miRNA-210的表達(dá)水平，并且分析miRNA-378的表達(dá)與腫瘤分期的相關(guān)性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)RCC組血清miRNA-378和miRNA-210高表達(dá)，聯(lián)合分析這些miRNA鑒別RCC患者與健康人群的靈敏度為80%，特異度為78%，并且其表達(dá)水平在做根治性腎切除術(shù)后下降。另外，miRNA-378的上升水平與健康患者和各個(gè)分期的RCC患者具有顯著相關(guān)性。因此他們認(rèn)為miRNA-378和miRNA-210能作為一種生物標(biāo)志物用來早期發(fā)現(xiàn)RCC，并且能預(yù)測患者的預(yù)后。Redova M等[20]通過收集15例RCC患者和12例健康人群血液標(biāo)本，運(yùn)用低密度基因芯片檢測667種miRNA的表達(dá)水平，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在RCC患者血清中，19種miRNA高表達(dá)，11種低表達(dá)；在驗(yàn)證階段，通過收集90例RCC患者和35例健康人群血液標(biāo)本，運(yùn)用實(shí)時(shí)定量PCR的方法檢測血清miRNA-378和miRNA-451的表達(dá)水平，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在RCC患者血清中，miRNA-378高表達(dá)，miRNA-451低表達(dá)，聯(lián)合應(yīng)用miRNA-378和miRNA-451診斷RCC的靈敏度為81%，特異度為83%，曲線下面積（AUC）為0.86。Teixeira AL等[21]通過收集43例RCC患者和34例健康人群血液標(biāo)本，通過實(shí)時(shí)定量PCR的方法檢測血清miRNA-221、miRNA-222的表達(dá)水平，結(jié)果發(fā)現(xiàn)RCC患者血清miRNA-221、miRNA-222表達(dá)量高于健康人群，并且，有遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的RCC患者血清miRNA-221的表達(dá)量高于無遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的患者，另外，他們發(fā)現(xiàn)血清高表達(dá)miRNA-221的患者總體生存率較低，因此他們認(rèn)為血清miRNA-221、miRNA-222能作為一種非侵入性的腫瘤標(biāo)志物，并且能預(yù)測患者的預(yù)后。

4 miRNA與RCC的治療

隨著miRNA在發(fā)病機(jī)制中扮演著越來越重要的角色，我們需要在以miRNA為基礎(chǔ)的治療發(fā)展中投入更多的努力，抑癌miRNA和促癌miRNA的調(diào)節(jié)功能的潛在應(yīng)用不斷受到重視[22]。例如，通過上調(diào)（miR-203 mimics）或下調(diào)（miR-203 inhibitor）RCC細(xì)胞內(nèi)miR-203的表達(dá)后發(fā)現(xiàn)，miR-203可以直接靶向成纖維細(xì)胞因子-2，從而調(diào)控RCC細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移能力[23]。另外，通過抑制miRNA-210的表達(dá)能減少ACHN和Caki-2細(xì)胞系的活力，使Caki-2的G2期細(xì)胞周期阻滯，它的下調(diào)也能減少ACHN細(xì)胞系的轉(zhuǎn)移和侵襲能力[24]。另有研究報(bào)道，miR-34a在腎癌ACHN， 786-O和SN12PM6三種腎癌細(xì)胞系中扮演了抑癌角色，并且通過靶向CD44介導(dǎo)了腎癌細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移過程[25]。此外，在腎癌細(xì)胞衰老過程中，miR-138扮演了重要的角色。有研究表明，miR-138在腎癌的組織及細(xì)胞系中呈現(xiàn)低表達(dá)狀態(tài)，并且上調(diào)miR-138 （miR-138 mimics） 加劇SN-12細(xì)胞衰老過程，同時(shí)伴隨著EZH1水平的下調(diào)和P16水平的上調(diào)。因此，miR-138通過下調(diào)EZH2表達(dá)和上調(diào)P16表達(dá)誘導(dǎo)SN-12細(xì)胞衰老過程[26]。

因此，miRNA在RCC治療方面具有較大的潛力。

5小結(jié)

綜上，miRNA與RCC的發(fā)生、發(fā)展相關(guān)，有望成為新的腫瘤標(biāo)志物用于RCC的診斷及預(yù)后判斷。而且，針對(duì)其作用機(jī)制，miRNA有望成為治療RCC的一種新方法。然而，關(guān)于miRNA與腫瘤的許多問題都尚未闡明，它的表達(dá)失常既可以是RCC發(fā)生發(fā)展的誘因，也可能是RCC發(fā)病引起的，并且血清中miRNA的來源尚不清楚。因此，需要更多的研究去準(zhǔn)確的驗(yàn)證miRNA調(diào)控RCC的機(jī)制。