多發(fā)性骨髓瘤非編碼RNA的研究進(jìn)展

紀(jì) 偉， 吳洪坤， 周 琳

（第二軍醫(yī)大學(xué)長征醫(yī)院實(shí)驗(yàn)診斷科，上海 200003）

多發(fā)性骨髓瘤（multiple myeloma，MM）是一個(gè)復(fù)雜的血液惡性腫瘤，其特點(diǎn)是骨髓中漿細(xì)胞的異?？寺≡鲋砙1]。MM為第二大常見血液疾病，占血液腫瘤的10%[2]。MM的發(fā)病是一個(gè)逐步演化的過程，從最初的意義不明的單克隆丙球蛋白?。╩onoclonal gammopathy of undetermined significance，MGUS）到冒煙型、髓內(nèi)MM，最后演化為非骨髓MM /漿細(xì)胞白血?。╬lasma cell leukemia，PCL）[3]。骨髓瘤的診斷標(biāo)準(zhǔn)包括骨髓中至少有10%的骨髓瘤細(xì)胞，血液和尿液中有單克隆免疫球蛋白，骨髓瘤相關(guān)的終末器官和組織損傷（包括高鈣血癥、腎功能障礙、貧血、免疫缺陷和骨質(zhì)破壞）[1]。在臨床治療中，盡管免疫調(diào)節(jié)因子（來那度胺、泊馬度胺）或蛋白酶體抑制劑（硼替佐米、卡非佐米）等新興療法顯著提高了患者的治療反應(yīng)率和總體生存率，但MM仍然不可治愈[4]。

人類基因組計(jì)劃顯示，至少90%的人類基因組轉(zhuǎn)錄RNA，但是只有不到2%的RNA編碼蛋白質(zhì)[5-6]。非編碼RNA（non-coding RNA，ncRNA）是一類沒有或很少有蛋白質(zhì)合成能力的RNA，其中包括核糖體RNA（rRNA）、轉(zhuǎn)運(yùn)RNA（tRNA）、微小RNA（microRNA，miRNA）和長鏈非編碼RNA（long non-coding RNA，lncRNA）等。miRNA是一種短非編碼RNA，長度為20～24個(gè)核苷酸，可以抑制翻譯或降解mRNA[7]。miRNA通過參與基因表達(dá)控制多種生物過程如細(xì)胞生長、分化、發(fā)育和細(xì)胞凋亡[8]。在多種疾病中，有些miRNA分子目前被認(rèn)為是促癌基因或抑癌基因。lncRNA長度超過200個(gè)核苷酸[9-10]，其功能是作為重要的監(jiān)管者，參與轉(zhuǎn)錄時(shí)基因的調(diào)控、轉(zhuǎn)錄后表觀遺傳水平的表達(dá)[9-11]，并參與多種疾病的生物學(xué)過程[12]。我們圍繞lncRNA在MM的生物學(xué)功能、臨床參數(shù)以及治療應(yīng)用等方面進(jìn)行綜述。

1 ncRNA在MM分子發(fā)病機(jī)制中的作用

miRNA在MM中的漿細(xì)胞分化發(fā)育、信號(hào)通路分子、骨髓微環(huán)境調(diào)控表觀遺傳等方面發(fā)揮重要的調(diào)控作用。一項(xiàng)針對(duì)正常人、MGUS和MM患者的研究發(fā)現(xiàn)，骨髓漿細(xì)胞中部分異常表達(dá)的miRNA分子與MM的進(jìn)展密切相關(guān)，特別是在MGUS 和 MM患者中，miRNA-181、miRNA-106b～25原癌簇 （miRNA-93、miRNA-106b和miRNA-25）以及miRNA-21的表達(dá)水平明顯上調(diào)，在MM樣本中，只有miRNA-32和miRNA-17～92簇，尤其是miRNA-19a和miRNA-19b的表達(dá)明顯上調(diào)。這些miRNA分子可能通過參與漿細(xì)胞的功能調(diào)節(jié)在MM的疾病進(jìn)展中發(fā)揮調(diào)控作用[13]。

此外，miRNA分子通過調(diào)控抑癌基因P53腫瘤蛋白（tumor protein P53，TP53）網(wǎng)絡(luò)在骨髓細(xì)胞增殖和分化中起關(guān)鍵作用。miRNA-25和miRNA-30d在MM患者中的表達(dá)水平高于健康人群，并且TP53的表達(dá)水平與這2個(gè)miRNA的表達(dá)水平呈顯著負(fù)相關(guān)。當(dāng)抑制這2個(gè)miRNA功能時(shí)，可以顯著提高TP53表達(dá)水平，增強(qiáng)骨髓細(xì)胞凋亡。在MM中miRNA-192和miRNA-215通過靶向胰島素生長因子（insulin-like growth factor，IGF）信號(hào)通路防止?jié){細(xì)胞遷移到骨髓中。在MM中，常存在13q14染色體的缺失，miRNA-15a和miRNA-16位于該區(qū)域，這2個(gè)miRNA分子通過靶向調(diào)控蛋白激酶B（protein kinase B，PKB）、核糖體蛋白S6、絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）、核因子-κB（nuclear factor kappa B，NF-κB）活化因子有絲分裂原激活蛋白3激酶（mitogenactivated protein 3 kinase，MAP3K）和三磷酸肌醇（inositol trisphosphate，IP3）來調(diào)控骨髓細(xì)胞增殖和生長[14]。進(jìn)一步的體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)表明，其能抑制MM細(xì)胞導(dǎo)致的內(nèi)皮細(xì)胞生長和毛細(xì)血管的形成，抑制MM細(xì)胞在骨髓微環(huán)境中的遷移和增殖，對(duì)逆轉(zhuǎn)骨髓基質(zhì)細(xì)胞有促進(jìn)作用，從而發(fā)揮抗MM作用。

表觀遺傳畸變，包括DNA甲基化和/或組蛋白修飾，已成為miRNA異常調(diào)節(jié)的主要原因[15-17]。以MM患者為研究對(duì)象，采用甲基化聚合酶鏈反應(yīng)分析4個(gè)miRNA分子的甲基化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在啟動(dòng)子區(qū)超甲基化的miRNA-34a和miRNA-124-1在MM的發(fā)病機(jī)制和疾病進(jìn)展中并不像在其他疾病中那樣發(fā)揮作用，相反在復(fù)發(fā)或進(jìn)展患者中常常發(fā)現(xiàn)抑癌基因miRNA-34b被表觀遺傳沉默。而miRNA-203的甲基化則出現(xiàn)在骨髓發(fā)病早期，通過靶向環(huán)磷酸腺芳反應(yīng)元件結(jié)合蛋白-1（cyclic AMP response element-binding protein-1，CREB-1）來抑制細(xì)胞增殖[18]。有研究探討復(fù)發(fā)或難治性患者中的miRNA的甲基化狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)miRNA-152、miRNA-10b-5p和miRNA-34c-3p存在超甲基化調(diào)控，且在MM中表達(dá)水平下調(diào)，當(dāng)去甲基化或過表達(dá)上述miRNA分子時(shí)，發(fā)現(xiàn)可以誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，抑制細(xì)胞增殖，并能下調(diào)這些miRNA分子的靶基因—DNA甲基轉(zhuǎn)移酶1（DNA methyctransferace 1，DNMT1）、E2F轉(zhuǎn)錄因子3（E2F transcription factor 3，E2F3）、β-轉(zhuǎn)導(dǎo)重復(fù)相容蛋白（beta-transducin repeat containing，BTRC）和Myc結(jié)合蛋白（Myc-binding protein，MYCBP）的表達(dá)水平[19]。

除了畸變的DNA甲基化，在MM患者中通過組蛋白修飾調(diào)節(jié)的miRNA也有報(bào)道。有t（4；14）突變的MM患者，miRNA-126的下調(diào)是通過MM MSE結(jié)合域蛋白（multiple myeloma SET domain，MMSET）的染色修飾來進(jìn)行的，導(dǎo)致c-Myc上調(diào)，加強(qiáng)MM細(xì)胞的擴(kuò)散[20]。

近年來，lncRNA在MM的分子發(fā)病機(jī)制中的作用逐漸被重視。最近有文獻(xiàn)報(bào)道，在一項(xiàng)關(guān)于20例MGUS患者、33例冒煙型MM患者、170例MM患者、36例髓外MM和9名健康人群的研究中，運(yùn)用一種新的微陣列方法來檢測(cè)lncRNA在漿細(xì)胞的表達(dá)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)相比于正常對(duì)照組，有31例MM患者樣本中l(wèi)ncRNA異常表達(dá)，其中肺腺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)轉(zhuǎn)錄子1（metastasisassociated lung adenocarcinoma transcript 1，MALAT1）在MM患者中顯著上調(diào)，進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)該分子與多種信號(hào)分子途徑密切相關(guān)，可以調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖，涉及細(xì)胞周期調(diào)控、P53調(diào)節(jié)的DNA損傷反應(yīng)和miRNA的成熟過程。短暫的MALAT1過表達(dá)還可增強(qiáng)MM細(xì)胞的增殖和裸小鼠腫瘤的形成[21-22]。另外，還發(fā)現(xiàn)有21個(gè)lncRNA的表達(dá)在漿細(xì)胞惡性階段逐步下調(diào)，提示這些lncRNA可能在疾病的進(jìn)展中起一定的作用[23]，但有關(guān)lncRNA在漿細(xì)胞惡性疾病中的作用和意義研究則較為少見。

2 ncRNA在 MM患者臨床預(yù)后中的作用

有研究表明，除了在分子發(fā)病機(jī)制中的作用外， miRNA還在分析臨床參數(shù)如危險(xiǎn)分層和生存期方面等存在一定的應(yīng)用價(jià)值，miRNA-15a和miRNA-16在國際分期系統(tǒng)（international staging system，ISS） Ⅲ期MM患者中表達(dá)水平顯著降低，然而在ISS Ⅰ和ISS Ⅱ期的MM患者中表達(dá)水平明顯升高[24]。與此相反，miRNA-181a和miRNA-181b在ISS Ⅱ和ISS Ⅲ期患者中則表達(dá)較高[14]。miRNA-886-5p、miRNA-17和miRNA-18a表達(dá)高的MM患者總體生存期更短。因此，miRNA-866-5p、miRNA-17和miRNA-18a可以對(duì)預(yù)后進(jìn)行分層，進(jìn)一步提升基于ISS和熒光標(biāo)記的原位雜交技術(shù)（fluorescence in situ hybridization，F(xiàn)ISH）的骨髓瘤疾病危險(xiǎn)分層的敏感性[25]。最近的研究發(fā)現(xiàn)，循環(huán)miRNA分子具有作為新型生物標(biāo)志物的潛力。與健康人的血漿相比，6個(gè)miRNA（miRNA-148a、miRNA-181a、miRNA-20a、miRNA-221、miRNA-625和miRNA-99b）在MM患者血漿中的表達(dá)水平顯著上調(diào)。miRNA-1308和miRNA-720對(duì)MM和MGUS具有一定的鑒別診斷作用[26]。血清中miRNA-34a和let-7e組合應(yīng)用可以鑒別診斷正常人群和MM患者，敏感性為80.6%，特異性為86.7%。miRNA-744和let-7e表達(dá)低的MM患者總體生存期更短并且有較高的復(fù)發(fā)率。低水平的miRNA-744、let-7d、let-7e與高ISS分期有關(guān)，且低水平的miRNA-744、miRNA-130a、let-7d還與高DS（Durie-Salmon）分期有關(guān)[27]。

最近的研究報(bào)道，除了miRNA分子外，lncRNA也具有一定的臨床預(yù)示價(jià)值，相比正常健康人群，MALAT1在MM患者中顯著高表達(dá)[28-29]，這表明MALAT1在MM患者中有異常表達(dá)。當(dāng)MM患者治療后，MALAT1的表達(dá)水平顯著降低，并與正常健康人的表達(dá)水平相近。與治療后的MM患者相比，MALAT1在進(jìn)展期以及復(fù)發(fā)MM患者中的表達(dá)顯著增加。另外，MALAT1的動(dòng)態(tài)變化與MM的疾病狀態(tài)相一致，說明MALAT1可以作為早期預(yù)測(cè)疾病進(jìn)展的標(biāo)志，而且lncRNA在初診MM患者中的異常表達(dá)也提示其有作為MM診斷和預(yù)后標(biāo)志物的潛力[30]。

3 ncRNA在MM治療中的作用

miRNA通過下游靶分子控制多種重要的基因和信號(hào)通路，在癌癥治療方面有一定的潛力。如在MM細(xì)胞株和MM小鼠動(dòng)物模型中，miRNA-29b已經(jīng)被證明可以抑制骨髓瘤細(xì)胞的生長，其可以加強(qiáng)硼替佐米的抗腫瘤活性，增強(qiáng)硼替佐米引起的細(xì)胞凋亡作用[31]。進(jìn)一步研究還發(fā)現(xiàn)，miRNA-29b抑制骨髓瘤細(xì)胞的功能是通過靶向DNA甲基轉(zhuǎn)移酶（DNA methyltransferase，DNMT），繼而去甲基化，激活抑制細(xì)胞因子信號(hào)1（suppressor of cytokine signalling 1，SOCS1）來抑制白細(xì)胞介素6-酪氨酸激酶-信號(hào)傳導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活因子3（signal transducer and activator of transcription 3，STAT3）信號(hào)[32]。又如在骨髓微環(huán)境中，miRNA-21可以抑制MM細(xì)胞的生長，還可以與地塞米松和阿霉素發(fā)揮協(xié)同作用[13-33]，而且STAT3可以直接誘導(dǎo)miRNA-21的上調(diào)，從而增強(qiáng)STAT3的致癌潛力。另外， miRNA-21還可以靶向STAT3的蛋白抑制劑（protein inhibitor of activated STAT3，PIAS3），通過形成一個(gè)負(fù)反饋回路來間接抑制STAT3。

近來有研究發(fā)現(xiàn)，miRNA192、miRNA-194和miRNA-125可能通過靶向IGF1和胰島素樣生長因子1受體（insulin-like growth factor 1 receptor，IGF1R）來抑制MM細(xì)胞的遷移和侵襲[34]。據(jù)報(bào)道，miRNA-15a也與骨髓微環(huán)境密切相關(guān)，miRNA-15a的表達(dá)水平在MM患者骨髓微環(huán)境中是降低的，下調(diào)miRNA-15a能降低骨髓瘤細(xì)胞對(duì)硼替佐米和美法侖的敏感性[21-35]。在骨髓微環(huán)境中，恢復(fù)miRNA-15a對(duì)蛋白激酶B、NF-κB和血管內(nèi)皮生長因子的抑制活性，可以發(fā)揮抗腫瘤效應(yīng)[14-24]。

4 總結(jié)

總之，miRNA在MM的發(fā)病分子機(jī)制中作用關(guān)鍵，具有改善MM的診斷和治療現(xiàn)狀的潛力。未來的研究應(yīng)集中在探討MM患者中miRNA的特征和在MM診斷治療預(yù)后中的臨床應(yīng)用，從而更好地為MM疾病的分層、預(yù)測(cè)和治療服務(wù)。在MM的治療中，miRNA可以說是最有前景的治療方式之一，可以單獨(dú)或結(jié)合目前治療策略提高對(duì)MM的治療效果。在MM的發(fā)病機(jī)制研究中，lncRNA的研究是一個(gè)新興領(lǐng)域，其可以調(diào)節(jié)關(guān)鍵的生物過程，包括細(xì)胞增殖和分化，很多l(xiāng)ncRNA的調(diào)節(jié)在不同形式的漿細(xì)胞表達(dá)中失調(diào)?？傊琺iRNA的異常表達(dá)與MM密切相關(guān)。

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