結(jié)直腸癌相關(guān)微RNAs的研究進(jìn)展

左凱， 李耀平

結(jié)直腸癌作為一種常見消化道惡性腫瘤近年來在我國發(fā)病率持續(xù)上升，尤其遠(yuǎn)端結(jié)直腸癌發(fā)病率趨于年輕化，嚴(yán)重威脅人們的健康[1]。目前結(jié)直腸癌發(fā)病機(jī)制研究已深入到基因水平，除了與高脂低膳食纖維飲食、慢性結(jié)腸炎癥、大腸腺瘤及遺傳等因素有關(guān)，還發(fā)現(xiàn)包括結(jié)直腸癌在內(nèi)的人類多種腫瘤組織存在微RNAs的異常表達(dá)，不僅與結(jié)直腸癌的發(fā)展、轉(zhuǎn)移等密切相關(guān)，且可能影響到腫瘤細(xì)胞對化療藥物的耐藥性?，F(xiàn)就結(jié)直腸癌相關(guān)微RNAs的研究進(jìn)展作一概述。

1 微RNAs在結(jié)直腸癌中的表達(dá)

微RNAs是一類生物學(xué)上高度保守的非編碼小RNA分子，長度17～25核苷酸，通過與靶基因mRNA的3′端非編碼區(qū)(3′-UTR)互補(bǔ)配對，誘導(dǎo)靶mRNA降解或阻斷其轉(zhuǎn)錄后翻譯，負(fù)性調(diào)控靶基因的表達(dá)，主要參與調(diào)控細(xì)胞的增殖、分化和凋亡以及個(gè)體的生長發(fā)育和代謝等[2-3]。目前已發(fā)現(xiàn)超過100種微RNAs與結(jié)直腸癌相關(guān)[4]。不同的微RNAs分別作用于特定的一個(gè)或多個(gè)靶基因，微RNAs相互間存在協(xié)同作用或負(fù)性調(diào)控；由其構(gòu)成的復(fù)雜信號調(diào)控網(wǎng)絡(luò)共同參與結(jié)直腸癌的發(fā)生。通過檢測結(jié)直腸癌組織中的微RNAs表達(dá)譜并與正常組織相比，發(fā)現(xiàn)miR-21、miR-31、miR-135b等表達(dá)顯著上調(diào)，而miR-34a、let-7a、miR-145、miR-143等呈現(xiàn)低表達(dá)[5-6]。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，結(jié)直腸癌中高表達(dá)的微RNAs可能促進(jìn)了細(xì)胞增殖并抑制其凋亡，從而誘導(dǎo)結(jié)直腸癌細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移特性，而部分低表達(dá)微RNAs證實(shí)能通過多種調(diào)控機(jī)制抑制結(jié)直腸癌的發(fā)生和惡性生物學(xué)性狀，起到類似抑癌基因的作用。

2 微RNAs在結(jié)直腸癌中的作用

2.1 miR-145 近來對miR-145的研究較多，miR-145定位于染色體5q32。已證實(shí)miR-145在多種腫瘤組織中低表達(dá)，發(fā)揮抑癌作用。目前發(fā)現(xiàn)PAK4,N-RAS,paxillin,FLi1以及p70S6K1都是miR-145已知的靶位基因[7-9]，miR-145通過調(diào)控一系列特定基因的表達(dá)參與結(jié)直腸癌發(fā)生和轉(zhuǎn)移。Wang等[10]發(fā)現(xiàn)，過表達(dá)miR-145通過調(diào)控PKA4發(fā)揮其抗腫瘤作用，PKA4可以阻滯AKT和ERK1/2通路的活化，從而抑制腫瘤生長。通過將miR-145轉(zhuǎn)染LS174T細(xì)胞，異位表達(dá)miR-145在轉(zhuǎn)染48 h后顯著下調(diào)了Fli-1蛋白表達(dá)，表明miR-145通過負(fù)性調(diào)控Fli-1表達(dá)來抑制結(jié)直腸癌細(xì)胞生長[9]。Qin等[11]發(fā)現(xiàn)，在結(jié)直腸癌中樁蛋白表達(dá)增多而miR-145低表達(dá)，并且證實(shí)miR-145是在轉(zhuǎn)錄后水平對樁蛋白的表達(dá)和活化進(jìn)行負(fù)性調(diào)節(jié)的，而樁蛋白過表達(dá)能夠促進(jìn)癌細(xì)胞的增殖和侵襲。

此外，有研究發(fā)現(xiàn)，miR-145和其他微RNAs在調(diào)控腫瘤細(xì)胞生物學(xué)性狀上存在關(guān)聯(lián)。例如，miR-21可負(fù)性調(diào)節(jié)miR-145，而k-ras似乎在這一調(diào)控中發(fā)揮了重要作用，k-ras基因缺失增加miR-145表達(dá)，抑制miR-21，中斷了 miR-21和miR-145之間的負(fù)性調(diào)節(jié)[12]。Su等[13]發(fā)現(xiàn)，miR-143/145群和IGF1R(Insulin-like growth factor 1 receptor)蛋白水平呈負(fù)相關(guān)，通過在SW480細(xì)胞過表達(dá)miR-143/145群，發(fā)現(xiàn)其通過結(jié)合到IGF1R的3′-UTR，調(diào)控表達(dá)而抑制了細(xì)胞增殖。在腫瘤耐藥性方面，付強(qiáng)等[14]發(fā)現(xiàn)miR-145過表達(dá)顯著下調(diào)HCT-116/L-OHP細(xì)胞(人結(jié)直腸癌耐奧沙利鉑細(xì)胞株)中多藥耐藥基因MDR1及其蛋白P-gp水平，而經(jīng)miR-145siRNA預(yù)處理后，MDR1及P-gp的表達(dá)水平明顯上調(diào)。提示miR-145可能是通過下調(diào)MDR1基因表達(dá)來抑制HCT-116/L-OHP細(xì)胞的增殖，進(jìn)而削弱其耐藥性。

2.2 miR-34a 作為miR-34家族成員，miR-34a在人體除肺臟以外的組織中均存在表達(dá)。Chang等[15]首先發(fā)現(xiàn)，miR-34a是P53基因分子網(wǎng)絡(luò)中的重要組分， P53基因通過依賴miR-34a激活和上調(diào)來誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡和阻滯細(xì)胞周期。近年研究證實(shí)，miR-34a與包括結(jié)直腸癌在內(nèi)腫瘤的發(fā)生、侵襲和轉(zhuǎn)移等密切相關(guān)。Tazawa等[16]發(fā)現(xiàn)，miR-34a在部分患者結(jié)直腸癌組織中表達(dá)較周圍正常組織明顯下降，而將其導(dǎo)入結(jié)直腸癌細(xì)胞系HCT116和PKO中，觀察到細(xì)胞增殖受到完全抑制，并呈現(xiàn)衰老樣表型。Wu等[17]發(fā)現(xiàn)，在直腸癌組織中，原癌基因Fra-1表達(dá)上調(diào)，miR-34a表達(dá)下調(diào)，而miR-34a以Fra-1為靶點(diǎn)，在mRNA和蛋白水平上抑制Fra-1表達(dá)，因此miR-34a過表達(dá)可能起到抑制直腸癌遷移和侵襲的作用。Rokavec等[18]發(fā)現(xiàn)，IL-6R/STAT3/miR-34a信號環(huán)路促進(jìn)了EMT(上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化)介導(dǎo)結(jié)直腸癌的侵襲和轉(zhuǎn)移，而P53依賴miR-34a過表達(dá)則可能通過反饋?zhàn)饔糜谠撏范种平Y(jié)直腸癌的進(jìn)展。Sun等[19]研究發(fā)現(xiàn)，結(jié)直腸癌患者smad4和miR-34a表達(dá)水平呈顯著負(fù)相關(guān)，miR-34a可能通過抑制TGF-β/Smad4通路介導(dǎo)的自噬反應(yīng)來調(diào)控化療藥物奧沙利鉑對結(jié)直腸癌細(xì)胞的耐藥性。因此，miR-34a不僅對結(jié)直腸癌侵襲、轉(zhuǎn)移起到較強(qiáng)的抑制作用，還可能影響其耐藥性的強(qiáng)弱。

2.3 miR-489 miR-489在腫瘤發(fā)生中的作用成為近年來研究熱點(diǎn)。miR-489在乳腺癌、卵巢癌以及肝癌等組織中不表達(dá)[20-23]，但在腎透明細(xì)胞癌、口腔麟狀細(xì)胞癌等癌組織中表達(dá)則明顯上調(diào)[24-25]。miR-489在某些癌組織中表達(dá)下調(diào)，導(dǎo)致對其調(diào)控的靶基因抑制作用減弱，表現(xiàn)為促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生長和增殖，而過表達(dá)miR-489則可抑制腫瘤細(xì)胞的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移。

Tao等[26]發(fā)現(xiàn)，miR-489在結(jié)直腸癌組織和細(xì)胞系中表達(dá)較周圍正常組織減少，心肌肥厚相關(guān)因子-長鏈非編碼RNA(lncRNA CHRF)誘導(dǎo)miR-489的表達(dá)失調(diào)可能通過作用于TWIST1/EMT信號途徑促進(jìn)結(jié)直腸癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。同樣，任莉等[27]發(fā)現(xiàn)，miR-489在結(jié)直腸癌組織和細(xì)胞系中均呈現(xiàn)低表達(dá)，其表達(dá)與結(jié)直腸癌的浸潤深度以及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移等臨床病理特征顯著相關(guān)。過表達(dá)結(jié)直腸癌細(xì)胞miR-489時(shí)，上皮標(biāo)志物E-cadherin表達(dá)升高，而間質(zhì)標(biāo)志物Vimentin 表達(dá)下降，說明miR-489能夠抑制CRC細(xì)胞的EMT(epithelial-mesenchymal transition上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化)進(jìn)程。此外，姜麗等[28]證實(shí)在人乳腺癌耐阿霉素細(xì)胞株中miR-489靶基因是Smad3，且通過調(diào)節(jié)smad3介導(dǎo)的EMT通路調(diào)節(jié)乳腺癌的EMT特性和化療耐藥性。上述結(jié)論提示，miR-489不僅參與調(diào)控結(jié)直腸癌細(xì)胞的侵襲、轉(zhuǎn)移以及EMT進(jìn)程，而且可能通過影響其對藥物的耐藥性發(fā)揮“抑癌基因”作用，miR-489可能成為結(jié)直腸癌患者潛在的治療靶點(diǎn)。

2.4 其他結(jié)直腸癌相關(guān)微RNAs 目前不斷發(fā)現(xiàn)有新的微RNAs以及相關(guān)信號分子參與調(diào)控結(jié)直腸癌進(jìn)展及預(yù)后。例如，上調(diào)miR-143可促進(jìn)結(jié)直腸癌細(xì)胞凋亡,并抑制HCT116細(xì)胞遷移。抑制miR-143功能后，可以上調(diào)FOSL2蛋白在結(jié)直腸癌細(xì)胞中的表達(dá)，促進(jìn)細(xì)胞遷移[29]。miR-21在結(jié)直腸癌組織中表達(dá)升高較其他微RNAs更為顯著，通過PTEN/PI3K/Akt信號通路促進(jìn)結(jié)直腸癌的轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)移[30]。He等[31]發(fā)現(xiàn)過表達(dá)miR-141和miR-200a能夠通過作用于p38a來誘導(dǎo)氧化應(yīng)激反應(yīng)，促進(jìn)腫瘤生長。

3 結(jié)語

微RNAs與結(jié)直腸癌的發(fā)生、侵襲和轉(zhuǎn)移等密切相關(guān)，通過調(diào)控相關(guān)靶基因能起到類似抑癌和促癌基因的作用。微RNAs在結(jié)直腸癌與正常組織中存在明顯的差異性表達(dá)，提示微RNAs有可能作為結(jié)直腸癌無創(chuàng)診斷及預(yù)后判斷的分子標(biāo)志物。此外，微RNAs可能影響腫瘤細(xì)胞對化療藥物的敏感性，體現(xiàn)了微RNAs在腫瘤治療應(yīng)用方面的前景。目前不斷發(fā)現(xiàn)與結(jié)直腸癌相關(guān)的微RNAs，微RNAs靶基因多不明確，由微RNAs和下游靶基因構(gòu)成的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)關(guān)系復(fù)雜，更為深入地研究微RNAs在結(jié)直腸癌發(fā)生中的調(diào)控機(jī)制及具體的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑將為早期診斷與治療結(jié)直腸癌帶來新希望。

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