miRNA-126抑制乳腺癌轉(zhuǎn)移的作用靶點研究進(jìn)展

馮雪松，高琦，魯明騫，陸海燕，蘇進(jìn)

(三峽大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院 宜昌市中心人民醫(yī)院，湖北宜昌443000)

乳腺癌是世界范圍內(nèi)女性癌癥相關(guān)死亡的主要原因，以侵襲性局部浸潤、早期轉(zhuǎn)移和多藥耐藥為特征。目前放化療是非手術(shù)治療乳腺最主要的方法，但會抑制免疫系統(tǒng)，長期應(yīng)用可產(chǎn)生抵抗而降低療效。因此，尋找有效的、特異的腫瘤標(biāo)志物進(jìn)行精準(zhǔn)靶向治療是目前研究的熱點。miRNA是一類長度為18～25個核苷酸的非編碼RNA，可通過直接剪切靶基因或與靶基因的3′末端互補(bǔ)結(jié)合抑制靶基因的轉(zhuǎn)錄來調(diào)節(jié)基因表達(dá)，在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中起到癌基因或抑癌基因的作用。我們的前期研究發(fā)現(xiàn)，miR-126作為乳腺癌的一種抑癌基因，位于人類染色體9q34.3的類表皮生長因子7(Egfl-7)宿主基因上，對乳腺癌的生長及轉(zhuǎn)移起抑制作用。本文對miRNA-126抑制乳腺癌轉(zhuǎn)移的作用靶點綜述如下。

1 血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)

VEGF是一種重要的生長因子，可以調(diào)節(jié)血管生成[1]，并激活PI3K/AKT信號通路，促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞的生長、遷移和一氧化氮的產(chǎn)生[2]，是涉及腫瘤血管發(fā)生的主要細(xì)胞因子之一，可通過促進(jìn)腫瘤血管生成，增強(qiáng)乳腺癌細(xì)胞的增殖、轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)。

Zhu等[3]研究發(fā)現(xiàn)，miR-126及其宿主基因Egfl-7在大鼠組織中廣泛表達(dá)，但在內(nèi)皮細(xì)胞中表達(dá)減少。通過熒光素酶報告基因檢測和Western blotting檢測發(fā)現(xiàn)，VEGFA可作為miR-126的作用靶點。在VEGF/PI3K/AKT信號通路被激活的乳腺腫瘤組織中，miR-126的表達(dá)下調(diào)；而將miR-126模擬物引入乳腺癌MCF-7細(xì)胞中，可有效降低VEGF/PI3K/AKT信號傳導(dǎo)活性。這些結(jié)果表明，內(nèi)皮特異性miR-126可靶向VEGFA，通過調(diào)節(jié)VEGF/PI3K/AKT信號通路在腫瘤發(fā)生和轉(zhuǎn)移中起作用。另外，一些研究也得到了相同的結(jié)論。例如：米旭光等[4]研究發(fā)現(xiàn)，miR-126 在乳腺癌組織中低表達(dá)，與VEGF表達(dá)呈負(fù)相關(guān)；上調(diào)miR-126可以降低VEGF表達(dá)，抑制乳腺癌細(xì)胞的增殖和遷移能力。Yoshida等[5]發(fā)現(xiàn)，miR-126敲除的癌細(xì)胞中VEGF誘導(dǎo)的ERK和AKT磷酸化增加，提示miR-126可通過靶向VEGF調(diào)節(jié)VEGF/PI3K/AKT信號通路起到腫瘤抑制作用。

2 磷脂酰肌醇3-激酶調(diào)節(jié)亞基β(PIK3R2)

PIK3R2是位于AKT上游的PI3K的調(diào)節(jié)成分，可結(jié)合并滅活PI3K，而PI3K的失活對PI3K/p-AKT通路功能有重要影響[3]。PI3K/p-AKT信號通路負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)癌癥發(fā)展過程中的細(xì)胞生長、增殖、存活和血管生成，故改變PIK3R2的表達(dá)可能是降低癌癥轉(zhuǎn)移的有效途徑。既往已有研究表明，miR-126可通過直接靶向PIK3R2的3′非編碼區(qū)域來降低PIK3R2的表達(dá)[6,7]，因此，miR-126可直接靶向PIK3R2，通過參與PI3K/p-AKT信號通路抑制血管生成以降低乳腺癌的增殖、轉(zhuǎn)移。并且，Zhu等[3]通過熒光素酶報告基因檢測和Western blotting檢測發(fā)現(xiàn)，VEGFA可作為miR-126的作用靶點的同時也可直接靶向PIK3R2。

為研究miRNA-126在不同的類型乳腺癌細(xì)胞系的作用，Turgut等[8]通過轉(zhuǎn)染miR-126模擬物及抑制劑的方法，發(fā)現(xiàn)miR-126在細(xì)胞行為上對高轉(zhuǎn)移性的MDA-MB-231細(xì)胞更有效，并發(fā)現(xiàn)miR-126調(diào)節(jié)了MCF-7和MDA-MB-231細(xì)胞中VEGF/PI3K/AKT和MAPK信號傳導(dǎo)的基因表達(dá)。因此，他們認(rèn)為miR-126對轉(zhuǎn)移性乳腺癌的抑制更有效，進(jìn)一步證明了miR-126抑制乳腺癌轉(zhuǎn)移的作用。

3 Egfl-7

在脊椎動物中，Egfl-7基因能夠編碼生物活性miRNA[9]。miR-126是其中的一種，在人類染色體9p34.3區(qū)的內(nèi)含子7中發(fā)現(xiàn)，具有內(nèi)皮細(xì)胞特異性，控制著從造血譜系中分化出的多種細(xì)胞功能，包括巨核細(xì)胞和紅細(xì)胞[10]。Zhang等[11]研究表明，宿主基因Egfl-7的表觀遺傳調(diào)控與乳腺癌進(jìn)展期間miR-126表達(dá)的改變密切相關(guān)。

Turgut等[8]報告了Egfl -7是miR-126的靶標(biāo)之一，miR-126位于Egfl-7的3′-非編碼區(qū)中。在乳腺癌MCF-7細(xì)胞實驗中，雖然在用miR-126抑制劑轉(zhuǎn)染的MCF-7細(xì)胞中，Egfl-7基因表達(dá)沒有觀察到統(tǒng)計學(xué)上顯著增加；但當(dāng)miR-126模擬物轉(zhuǎn)染到MCF-7細(xì)胞時，Egfl-7基因表達(dá)在統(tǒng)計學(xué)上顯著降低。在乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞中實驗中，在用miR-126模擬物轉(zhuǎn)染的MDA-MB-231細(xì)胞中，觀察到Egfl-7基因表達(dá)的統(tǒng)計學(xué)顯著降低；在用miR-126抑制劑轉(zhuǎn)染的MDA-MB-231細(xì)胞中，測定到Egfl-7基因表達(dá)的統(tǒng)計學(xué)顯著增加。這表明miR-126對高轉(zhuǎn)移性MDA-MB-231細(xì)胞的抑制作用更顯著，說明miR-126可通過靶向Egfl-7對乳腺癌的轉(zhuǎn)移起抑制作用。

4 基質(zhì)細(xì)胞衍生因子1α(Sdf-1α)

腫瘤轉(zhuǎn)移是一個復(fù)雜的過程，涉及癌細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)的相互作用。腫瘤基質(zhì)是癌癥進(jìn)展期間的積極參與者，腫瘤基質(zhì)微環(huán)境被認(rèn)為對于通過促進(jìn)腫瘤相關(guān)的脈管系統(tǒng)形成或通過交換癌細(xì)胞背景信號來獲取和維持癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移能力至關(guān)重要。研究表明，miRNA可以通過改變癌細(xì)胞自主特征來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)移過程的多個方面。Zhang等[11]研究發(fā)現(xiàn)，來自單一前體的miR-126和miR-126*均可抑制間充質(zhì)干細(xì)胞和炎性單核細(xì)胞向腫瘤基質(zhì)中募集，以抑制小鼠異種移植瘤模型中乳腺癌細(xì)胞的肺轉(zhuǎn)移。

Sdf-1α是由乳腺癌細(xì)胞和相關(guān)基質(zhì)細(xì)胞如成纖維細(xì)胞分泌的多功能趨化因子，可以通過Sdf-1/CXCR4/ERK信號通路促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖和遷移[12]，并從骨髓中募集內(nèi)皮足細(xì)胞(EPCs)、造血干細(xì)胞(HSCs)和間充質(zhì)肝細(xì)胞(MSCs)進(jìn)入腫瘤微環(huán)境。Sdf-1α/CXCL-12是miR-126的直接靶標(biāo)。Zhang等[11]發(fā)現(xiàn)，miR-126可直接抑制Sdf-1α表達(dá)，并間接抑制Sdf-1依賴的癌細(xì)胞中趨化因子配體2(CCL-2)的表達(dá)，進(jìn)而抑制乳腺癌的轉(zhuǎn)移；同時發(fā)現(xiàn)，miR-126下調(diào)與乳腺癌患者較差的無轉(zhuǎn)移生存率存在相關(guān)性。

5 解整合素金屬蛋白酶(ADAM)

ADAM是具有許多特征結(jié)構(gòu)域的模塊化Ⅰ型跨膜蛋白，包括金屬蛋白酶、解整合素和跨膜結(jié)構(gòu)域[13]。研究發(fā)現(xiàn)，與相鄰正常組織比較，乳腺癌組織中miR-126的表達(dá)明顯下調(diào)；并且，miR-126表達(dá)上調(diào)可顯著降低ADAM9蛋白水平，進(jìn)而抑制體外乳腺癌細(xì)胞侵襲；通過小干擾RNA敲低ADAM9，也抑制乳腺癌細(xì)胞侵襲。這些表明，miR-126的表達(dá)增加可通過下調(diào)ADAM9直接抑制細(xì)胞侵襲，達(dá)到抑制乳腺癌轉(zhuǎn)移的作用。另外，Kelwick等[14]研究也發(fā)現(xiàn)，ADAM增加與癌癥進(jìn)展密切相關(guān)；并且，ADAM9在各種類型癌癥中上調(diào)，包括乳腺癌[15]。還有一些報道發(fā)現(xiàn)，ADAM9涉及乳腺癌細(xì)胞侵襲的負(fù)調(diào)控[16,17]。這些結(jié)果均表明，miR-126可靶向ADAM對乳腺癌轉(zhuǎn)移起抑制作用。

6 1型芽生性相關(guān)絡(luò)氨酸激酶結(jié)構(gòu)域(SPRED-1)

SPRED-1是Ras-絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)和RhoA細(xì)胞信號通路的抑制劑，在腫瘤發(fā)生和轉(zhuǎn)移中起重要作用[18]。其活性主要受到酪氨酸磷酸化的調(diào)節(jié)，由造血因子促進(jìn)，可結(jié)合并滅活參與MAPK信號傳導(dǎo)通路并且代表信號通路的上游激酶RAF-1。而miR-126表達(dá)下調(diào)與 SPRED-1表達(dá)增加相關(guān)，導(dǎo)致RAF(p-RAF/RAF)和MAPK(p-MAPK/MAPK)活化降低，從而抑制VEGF途徑，進(jìn)而抑制腫瘤增殖、轉(zhuǎn)移[19]。并且，Turgut等[8]在研究miR-126在不同的類型乳腺癌細(xì)胞系的作用時，發(fā)現(xiàn)miR-126也可調(diào)節(jié)MCF-7和MDA-MB-231中MAPK信號傳導(dǎo)的基因表達(dá)。另外在幾項研究中，也報道過SPRED-1和PIK3R2水平的降低與miR-126的表達(dá)增加密切相關(guān)，miR-126可通過靶向SPRED-1和PIK3R2調(diào)節(jié)MAPK和VEGF/PI3K/AKT信號傳導(dǎo)中的VEGF信號轉(zhuǎn)導(dǎo)[9]。

7 CD97

CD97是一種刺激腫瘤細(xì)胞侵襲和通過募集內(nèi)皮細(xì)胞誘導(dǎo)血管發(fā)生來促進(jìn)轉(zhuǎn)移的轉(zhuǎn)移性G蛋白偶聯(lián)受體(GPCR)。Lu等[20]為了闡明miR-126抑制腫瘤的機(jī)制，使用BOBCAT和SILAC兩種互補(bǔ)的蛋白質(zhì)組學(xué)方法，分析了人類轉(zhuǎn)移性乳腺癌細(xì)胞MDA-MB-231中miR-126過表達(dá)的蛋白質(zhì)組學(xué)，發(fā)現(xiàn)了一種新的miR-126直接作用靶標(biāo)CD97。miR-126表達(dá)下調(diào)與癌癥中CD97的過度表達(dá)有關(guān)，表明miR-126可直接靶向CD97在細(xì)胞自主和非細(xì)胞自主性癌癥進(jìn)展中起腫瘤抑制作用。

8 胰島素受體底物1(IRS-1)

為了鑒定miR-126的靶基因，Zhang等[21]使用開放獲取軟件對在3′-非編碼區(qū)中具有miR-126互補(bǔ)位點的基因進(jìn)行計算篩選，選擇具有高預(yù)測分?jǐn)?shù)并與細(xì)胞生長相關(guān)的4個基因(IRS1、TOM1、RGS3、CCNE2)，于進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)miR-126顯著抑制了IRS-1 3′-非編碼區(qū)的熒光素酶活性，表明miR-126可以靶向IRS-1。通過轉(zhuǎn)染miR-126模擬物，IRS1蛋白水平呈劑量依賴性下降；并且IRS-1的敲除導(dǎo)致細(xì)胞生長減少，其重現(xiàn)了miR-126的細(xì)胞抑制作用。因此，他們認(rèn)為miR-126作為細(xì)胞生長抑制因子，可靶向IRS-1并抑制G1/G0到S期的細(xì)胞周期轉(zhuǎn)換達(dá)到抑制腫瘤的作用。另一項研究發(fā)現(xiàn)，miR-126影響IRS-1表達(dá)，并導(dǎo)致乳腺癌MCF-7和MDA-MB-231細(xì)胞的生長下降[22]。Lu等[20]研究發(fā)現(xiàn)，miR-126可以通過靶向IRS-1來抑制細(xì)胞自主的癌癥進(jìn)展，以抑制腫瘤細(xì)胞增殖、遷移和侵襲。

9 其他

一些誘導(dǎo)表達(dá)及敲除表達(dá)實驗表明，miR-126通過靶向協(xié)調(diào)促凋亡基因胰島素樣生長因子結(jié)合蛋白2(IGFBP2)、磷脂酰肌醇轉(zhuǎn)移蛋白(PITPNC1)和c-Mer酪氨酸激酶(MERTK)抑制轉(zhuǎn)移性內(nèi)皮募集、血管生成，從而抑制免疫缺陷型SCID小鼠中的人乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞的肺轉(zhuǎn)移定植[23,24]。Lu等[20]也發(fā)現(xiàn)，miR-126可通過下調(diào)IGFBP2、MERTK和PITPNC1以非細(xì)胞自主的方式限制細(xì)胞募集以抑制轉(zhuǎn)移。

目前，國內(nèi)外對miR-126在乳腺癌中作為抑癌基因發(fā)揮抑制作用，尤其是乳腺癌轉(zhuǎn)移的抑制作用方面的研究較多，并且研究者們正在積極尋找miR-126可能的作用靶點，目的是為了尋找到其特異性的作用靶標(biāo)并研發(fā)相關(guān)的藥物進(jìn)行精準(zhǔn)靶向治療。目前，被報道得最多的與miR-126對乳腺癌轉(zhuǎn)移抑制作用相關(guān)的靶點是VEGF和PIK3R2，通過調(diào)節(jié)VEGF/PI3K/AKT信號通路，抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞的募集及新生血管形成起到抑制乳腺癌增殖、轉(zhuǎn)移的作用。一些其他的可能靶點如Egfl-7、Sdf-1α、ADAM、SPRED-1、CD97、IRS-1、IGFBP2、PITPNC1和MERTK，可能在miR-126對乳腺癌轉(zhuǎn)移的抑制作用方面發(fā)揮著或多或少的作用。本文旨在將目前研究出的可能靶點進(jìn)行綜述，為后來的研究提供可供參考的依據(jù)，并為基于miR-126進(jìn)行靶向治療新藥的開發(fā)提供可供參考的靶點及科學(xué)依據(jù)。