miR-122在消化系統(tǒng)腫瘤作用的研究進展

羅龍龍, 王麗菲, 邢國靜, 高 春, 張久聰, 于曉輝

(1.甘肅中醫(yī)藥大學第一臨床醫(yī)學院, 甘肅 蘭州 730000 2.中國人民解放軍聯(lián)勤保障部隊第九四〇醫(yī)院消化內(nèi)科, 甘肅 蘭州 730050)

微小RNAs(MicroRNAs,MiRNAs)是一類在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)節(jié)基因表達的小型非編碼RNA,其參與腫瘤發(fā)生、血管生成及轉(zhuǎn)移,并且在消化系統(tǒng)腫瘤復發(fā)和耐藥過程中起重要作用[1]。miR-122是一種有22個核苷酸的miRNA,其在人類肝臟胚胎發(fā)育過程中急劇上調(diào),在肝細胞的發(fā)育和分化中起重要作用,其對腫瘤相關(guān)基因及信號通路的靶向調(diào)節(jié)是腫瘤發(fā)生發(fā)展的關(guān)鍵。miR-122在消化系統(tǒng)腫瘤發(fā)生、發(fā)展中的重要作用已被廣泛報道,并被認為是治療腫瘤的潛在靶點。本文就miR-122與消化系統(tǒng)腫瘤的關(guān)系進行一簡要綜述。

1 miR-122的結(jié)構(gòu)特點及功能

miR-122基因源于hcr基因轉(zhuǎn)錄本,位于18號染色體(18q21.31)上的一個基因組區(qū)域[2],其在脊椎動物中的肝臟組織中特異性表達。miR-122含有兩個同源的miR-122,即miR-122-5p和miR-122-3p。miR-122作為癌基因或抑癌基因在腫瘤發(fā)生和發(fā)展中起著重要作用[3]。研究發(fā)現(xiàn),miR-122-5p表達升高可抑制PI3K-Akt-mTOR通路活化,進而抑制骨肉瘤細胞的生長、轉(zhuǎn)移及侵襲[4]。miR-122-3p通過上調(diào)P27表達抑制細胞增殖,并通過靶向FOXO蛋白誘導細胞凋亡[5],進而抑制肺癌的進展。miR-122的低表達與各系統(tǒng)腫瘤的發(fā)生與發(fā)展有關(guān),其中消化系統(tǒng)惡性腫瘤與miR-122關(guān)系尤為密切。

2 miR-122與消化系統(tǒng)腫瘤

2.1miR-122與胃癌:胃癌(Gastric cancer,GC)是全球第六大常見癌癥,也是癌癥死亡的第四大原因。盡管外科手術(shù)和化療技術(shù)取得了顯著的進步,但胃癌患者的5年生存率仍然很低。因此,尋找有希望的治療目標和檢測不同階段的GC是至關(guān)重要的。研究證明,miR-122的表達水平與胃癌分化程度、TNM分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和浸潤程度密切相關(guān)[6,7]。Xu等[8]發(fā)現(xiàn)MiR-122-5p在胃癌組織和細胞中低表達,與雙特異性磷酸酶4(Dual-specificity phosphatases 4,DUSP4)呈負相關(guān),通過與DUSP4的3'-UTR建立miR-122-5p的結(jié)合位點,以及miR-122-5p和DUSP4之間的靶點聯(lián)系,發(fā)現(xiàn)上調(diào)miR-122-5p可以顯著降低DUSP4的水平,進而降低GC細胞的侵襲性和肺部腫瘤的轉(zhuǎn)移。此外,miR-122-5p在轉(zhuǎn)錄后靶向Src家族激酶LYN的表達,并通過下調(diào)LYN的表達來抑制GC細胞的增殖、遷移和侵襲[9]。miR-122作為GC中的腫瘤抑制因子,上調(diào)其在GC組織中的表達可通過相應的靶基因進而抑制胃癌細胞的增殖與侵襲,為GC的治療提供有前景的生物標志物及靶點。

2.2miR-122與肝細胞癌:肝細胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)是世界上最常見的惡性腫瘤之一,也是癌癥相關(guān)死亡的主要原因,大多數(shù)患者確診時已到晚期,此時無法得到有效的治療,其5年生存率約為18%[10]。因此,更深入地了解與HCC病因相關(guān)的分子異常是創(chuàng)造可行治療方法的必要條件。Zhao等[11]發(fā)現(xiàn)miR-122-5p在HCC組織中表達下調(diào),并與長鏈非編碼小核仁RNA宿主基因7(small nucleolar RNA host gene 7,SNHG7)呈負相關(guān),miR-122-5p能夠靶向調(diào)控叉頭盒K2(Forkhead box K2,FOXK2)來沉默SNHG7,進而顯著抑制HCC細胞的生長及轉(zhuǎn)移能力。在HCC細胞模型和異種移植模型中,miR-122的表達與癌旁組織相比顯著降低,通過上調(diào)miR-122可抑制層粘連蛋白B2(laminB2,LMNB2)的表達,進而抑制HCC細胞的增殖、遷移和侵襲,可有效地抑制腫瘤的惡性進展[12]。腫瘤細胞表面Toll樣受體4(toll-like receptor 4,TLR4)信號通路和抗凋亡蛋白可促進腫瘤細胞的生長,在HCC組織中TLR4高表達,與miR-122呈負相關(guān),miR-122可與TLR4的3'-UTR結(jié)合之后下調(diào)了HCC細胞中TLR4的表達來誘導HCC細胞凋亡,進而延緩HCC的發(fā)生發(fā)展[13]。此外,miR-122可與放療和化療藥物聯(lián)合應用,誘導細胞周期阻滯或凋亡。因此,miR-122可通過調(diào)節(jié)相應的靶基因及信號通路抑制HCC進展,表現(xiàn)出明顯的抗癌作用,可作為HCC患者診斷和預后的生物標志物,且也可作為一種有前途的抗腫瘤藥物用于單藥治療和聯(lián)合治療。

2.3miR-122與膽管癌:膽管癌(Cholangiocarcinoma,CCA)是一種致命的上皮細胞惡性腫瘤,包括肝內(nèi)膽管癌、肝門膽管癌和肝外膽管癌三種類型。目前臨床上主要采用手術(shù)、放療和化學療法,但患者的預后不佳。因此,我們迫切需要對這種惡性腫瘤的病理生理學進行研究,提供更多的治療策略。巖藻糖基轉(zhuǎn)移酶8(fucosyltransferases 8,FUT8)在肝內(nèi)膽管癌中的高表達可增強癌細胞的遷移、侵襲及增殖,miR-122-5p轉(zhuǎn)錄后可調(diào)控FUT8并使其下調(diào),進而延緩CCA的生長與轉(zhuǎn)移,進而提高患者生存質(zhì)量、改善預后[14]。在CCA中長鏈非編碼RNA UCA1顯著上調(diào),進而激活ERK/MAPK信號通路,促進CCA細胞的轉(zhuǎn)移,上調(diào)在CCA中低表達的miR-122,可抑制UCAI,延緩CCA細胞的轉(zhuǎn)移。因此,miR-122通過抑制CCA中上調(diào)的癌基因,進而來誘導CCA細胞的凋亡,限制CAA的侵襲與增殖,并能夠抑制其轉(zhuǎn)移,表明miR-122可作為CCA的治療靶點。

2.4miR-122與結(jié)直腸癌:結(jié)直腸癌(Colorectal cancer,CRC)是全球第三大常見癌癥,也是癌癥相關(guān)死亡的第二大致死因。有研究發(fā)現(xiàn)miR-122在CRC細胞中的表達較癌旁組織顯著升高,且在結(jié)直腸肝轉(zhuǎn)移灶中的表達明顯升高[15]。在CRC患者中,循環(huán)外泌體miR-122表達水平越高,則患者預后越差,CRC患者術(shù)后血清外泌體miR-122表達顯著降低 ,說明miR-122與CRC組織之間存在顯著的相關(guān)性。相反,另有研究發(fā)現(xiàn)在CRC組織和細胞中miR-122-5p的水平顯著下降,且與Circular RNA(circRNA)circ-0007142的表達呈負相關(guān)。此外,上調(diào)miR-122-5p的表達水平可以使circ-0007142的表達降低,從而阻斷CRC細胞增殖、遷移和侵襲。Sendi等[16]利用半乳糖靶向脂質(zhì)磷酸鈣(Gal-LCP)載藥系統(tǒng),實現(xiàn)miR-122高效、特異的遞送到肝細胞。在多個CRC肝轉(zhuǎn)移模型中,Gal-LCP miR-122能有效地防止了CRC肝轉(zhuǎn)移并延長了生存期。以上結(jié)果表明,miR-122在CRC中的表達水平及調(diào)節(jié)機制研究存在一定的差異。因此,深入探討miR-122在CRC發(fā)生發(fā)展中的分子機制,將有助于實現(xiàn)miR-122作為CRC新的治療靶點。

3 miR-122在消化系統(tǒng)腫瘤治療耐藥性中的作用

化療是腫瘤最常用的治療方式之一,但其低效的遞送以及肝癌的內(nèi)在化學耐藥性,對肝癌患者的獲益有限。耐藥性是消化系統(tǒng)腫瘤治療中的一項重大挑戰(zhàn)。研究表明,miR-122與化療耐藥相關(guān),其可能作為候選耐藥的生物標志物。

索拉非尼耐藥:在HCC患者中,絲氨酸蛋白酶抑制劑B3(serine proteinase inhibitor B3,SerpinB3)過表達,且與miR-122呈負相關(guān)。通過研究miR-122和SerpinB3與索拉非尼耐藥的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)miR-122上調(diào)可使HepG2細胞中過表達的SerpinB3下調(diào),而沉默miR-122可使SerpinB3水平增高。此外,過表達miR-122增加了索拉非尼對肝癌細胞的敏感性。因此,低水平的miR-122與HCC中SerpinB3密切相關(guān),miR-122與索拉非尼結(jié)合可作用于負責腫瘤發(fā)生和發(fā)展、參與轉(zhuǎn)移過程和化療耐藥性的細胞亞群,有望成為基于miRNA替代和靶向治療肝癌的潛在靶點。

奧沙利鉑耐藥:Wang等[17]證實在CRC中M2丙酮酸激酶(pyruvate kinase M2,PKM2)在奧沙利鉑耐藥細胞中表達顯著升高,而在敏感細胞中則顯著降低,并發(fā)現(xiàn)耐化療細胞的糖酵解和ATP產(chǎn)生增強。體內(nèi)外實驗表明,奧沙利鉑耐藥細胞外泌體將環(huán)狀RNA has-circ-0005963(稱為ciRS-122)轉(zhuǎn)運到敏感細胞,通過miR-122上調(diào)PKM2刺激糖酵解和耐藥。因此,外泌體ciRS-122可通過調(diào)節(jié)ciRS-122-miR122-PKM2途徑有效抑制糖酵解,進而逆轉(zhuǎn)奧沙利鉑的耐藥。

阿霉素(Doxorubicin,DOX):中晚期肝癌患者治療效果不佳的原因之一是肝癌對化療藥物不敏感。Xiong等[18]通過構(gòu)建了環(huán)糊精核星型共聚物納米顆粒系統(tǒng)(sCDP/DOX/miR-122),將miR-122與DOX共傳遞用于肝癌治療,發(fā)現(xiàn)miR-122不僅通過下調(diào)Bcl-w增強p53活性直接誘導細胞凋亡,還通過抑制細胞毒性外排轉(zhuǎn)運蛋白表達增加DOX積累,實現(xiàn)對肝癌細胞的協(xié)同抑制作用。此外,sCDP/DOX/miR-122在體內(nèi)的抗腫瘤效果明顯高于游離DOX。因此,miR-122與化療藥物聯(lián)合使用可明顯避免肝癌細胞對單用化療藥物的耐藥性,為腫瘤的治療提供了更多的策略。

4 小結(jié)與展望

miRNAs參與了很多疾病的發(fā)生發(fā)展,其表達異常與腫瘤的發(fā)生、轉(zhuǎn)移及預后關(guān)系密切。miR-122可以通過調(diào)節(jié)癌細胞相關(guān)的信號通路以及下游相關(guān)蛋白,來抑制腫瘤細胞的增殖、集落形成、遷移和侵襲。miR-122在消化系統(tǒng)腫瘤中的表達水平與腫瘤的惡性程度、分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及侵襲程度等密切相關(guān),并在消化系統(tǒng)腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、診斷、治療及預后等方面發(fā)揮重要作用。miR-122作為新型腫瘤標志物,在多種腫瘤中的作用及分子機理還尚不十分明確,因此,深入探討miR-122在消化系統(tǒng)腫瘤中的作用及分子機理,對消化系統(tǒng)腫瘤的診治具有非常重要的意義。