microRNA-21在胃癌研究中的進(jìn)展*

肖 燾 綜述,揭志剛 審校

(南昌大學(xué)第一附屬醫(yī)院胃腸外科，南昌 330006)

依據(jù)國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)(IARC)公布的數(shù)據(jù)，2012年全球惡性腫瘤新發(fā)病例排名中胃癌位列第4，而且胃癌在全球癌癥相關(guān)死因排名中位列第2。在我國(guó)，早期胃癌檢出率僅在27.4%左右，而日本、韓國(guó)高達(dá)50%～60%[1-2]。2012年全球新增胃癌病例和相關(guān)死亡人數(shù)中，中國(guó)占比已超過(guò)40%，可見(jiàn)我國(guó)胃癌早期診斷及治療水平亟待提高。

近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)，某些微RNA(microRNAs，miRNAs)能夠調(diào)控靶基因在腫瘤中的表達(dá)，影響腫瘤發(fā)生、發(fā)展。mRNAs是一類(lèi)在動(dòng)植物細(xì)胞中廣泛表達(dá)的內(nèi)源性小分子非編碼RNA，長(zhǎng)度為18～25個(gè)核苷酸，參與了細(xì)胞增殖、分化、凋亡等眾多過(guò)程。值得注意的是，miRNA與消化道腫瘤關(guān)系密切，這其中又以miRNA-21的相關(guān)研究較為成熟[3-4]。在哺乳類(lèi)動(dòng)物中，miRNA-21由miR21基因編碼，其成熟形式——hsa-miR-21，是一種保守的小分子RNA，由17號(hào)染色體長(zhǎng)臂2區(qū)3帶第2亞帶的正鏈轉(zhuǎn)錄而來(lái)，它參與了細(xì)胞的生長(zhǎng)、發(fā)育、衰老進(jìn)程[5-6]。miRNA-21在胃癌、結(jié)直腸癌、肝癌、胰腺癌、肺癌、乳腺癌、膠質(zhì)母細(xì)胞瘤、卵巢癌、骨肉瘤和白血病等多種惡性腫瘤組織中過(guò)表達(dá)。進(jìn)一步研究證實(shí)，miRNA-21參與了腫瘤細(xì)胞的增殖、侵襲、遷移及凋亡分子機(jī)制，進(jìn)而影響腫瘤發(fā)病和進(jìn)展[5-6]。

1 miRNA-21與胃癌的基礎(chǔ)研究

1.1miRNA-21調(diào)控靶基因參與腫瘤機(jī)制 研究發(fā)現(xiàn)，在許多胃癌細(xì)胞株中，通過(guò)上調(diào)miRNA-21的表達(dá)可以促進(jìn)胃癌細(xì)胞的增殖、侵襲和遷移能力。相關(guān)研究結(jié)果顯示，miRNA-21通過(guò)作用于下游靶基因完成調(diào)控。ZHANG等[7]在研究胃癌細(xì)胞AGS時(shí)，通過(guò)轉(zhuǎn)染過(guò)表達(dá)質(zhì)粒上調(diào)miRNA-21表達(dá)后，下調(diào)了腫瘤抑制基因RECK的表達(dá)，進(jìn)而抑制AGS細(xì)胞凋亡，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖、侵襲和遷移。WANG等[8]在轉(zhuǎn)染BGC823細(xì)胞miRNA-21質(zhì)粒后發(fā)現(xiàn)，過(guò)表達(dá)miRNA-21可下調(diào)PDCD4的表達(dá)抑制胃癌細(xì)胞凋亡，促進(jìn)胃癌細(xì)胞遷移。ZHANG等[9]發(fā)現(xiàn)，miRNA-21過(guò)表達(dá)可以下調(diào)PTEN的表達(dá)進(jìn)而促進(jìn)BGC823胃癌細(xì)胞的生長(zhǎng)、侵襲和遷移。YAMANAKA等[10]在研究MKN28時(shí)觀察到，miRNA-21過(guò)表達(dá)可以下調(diào)Serpini1的表達(dá)，進(jìn)而影響其抑制G1/S期的細(xì)胞周期轉(zhuǎn)換，促進(jìn)胃癌細(xì)胞增殖。此外，SUN等[11]發(fā)現(xiàn)，miRNA-21過(guò)表達(dá)可抑制Noxa的表達(dá)進(jìn)而促進(jìn)胃癌細(xì)胞SGC7901的增殖、侵襲和遷移。

1.2miRNA-21作為下游因子參與腫瘤機(jī)制 miRNA-21不僅可以調(diào)控下游靶基因促進(jìn)胃癌細(xì)胞增殖、侵襲和遷移，而且也可被上游因子調(diào)控，影響腫瘤發(fā)生發(fā)展。SHIN等[12]在胃癌發(fā)病危險(xiǎn)因素的研究中發(fā)現(xiàn)，尼古丁可誘導(dǎo)胃癌細(xì)胞AGS增殖，其機(jī)制可能是尼古丁加強(qiáng)了核因子-κB(NF-κB)與miRNA-21啟動(dòng)子的連接，進(jìn)而上調(diào)miRNA-21促進(jìn)AGS細(xì)胞增殖。YANG等[13]發(fā)現(xiàn)甲基硝基亞硝基胍(MNNG)誘導(dǎo)miRNA-21表達(dá)上調(diào)，進(jìn)而抑制靶基因FASLG 和 BTG2表達(dá)促進(jìn)胃癌細(xì)胞增殖。而WANG等[14]發(fā)現(xiàn)，Bmi-1可通過(guò)結(jié)合PTEN啟動(dòng)子激活其下游因子AKT促進(jìn)NF-κB與miRNA-21啟動(dòng)子的結(jié)合，進(jìn)而上調(diào)miRNA-21表達(dá)影響胃癌細(xì)胞SGC7901的干細(xì)胞特性。LI等[15]在對(duì)環(huán)氧化酶-2(Cox-2)抑制劑NS398的研究中發(fā)現(xiàn)，上調(diào)miRNA-21表達(dá)可阻斷NS398引起的胃癌細(xì)胞AGS凋亡及侵襲轉(zhuǎn)移能力下降，推斷miRNA-21是NS398抑制腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移的介導(dǎo)因子。TU等[16]則在研究氧化應(yīng)激損傷與胃癌關(guān)系時(shí)發(fā)現(xiàn)，活性氧(ROS)通過(guò)上調(diào)miRNA-21的表達(dá)進(jìn)而下調(diào)PDCD4表達(dá)促進(jìn)胃癌的進(jìn)展。

2 miRNA-21與胃癌的臨床研究

2.1miRNA-21與胃癌的病因、病理學(xué)研究 胃癌的發(fā)生和進(jìn)展是一個(gè)連續(xù)的病理進(jìn)程，地域環(huán)境、生活飲食習(xí)慣、幽門(mén)螺桿菌(HP)感染和慢性非萎縮性胃炎等都是胃癌的發(fā)病因素。有趣的是，miRNA-21似乎與上述發(fā)病因素均有關(guān)聯(lián)。

STANITZ等[17]在對(duì)胃癌患者的人口特征、社會(huì)地位及飲酒吸煙不良習(xí)慣信息整理后，檢測(cè)這些研究對(duì)象病理組織的miRNA-21水平，發(fā)現(xiàn)miRNA-21過(guò)表達(dá)與較低社會(huì)地位或是吸煙不良習(xí)慣相關(guān)。ZHANG等[7]發(fā)現(xiàn)，HP感染者的胃黏膜較正常人胃黏膜miRNA-21表達(dá)水平更高，胃癌AGS細(xì)胞在感染HP后也出現(xiàn)持續(xù)的miRNA-21表達(dá)水平增高，提示HP感染可能促進(jìn)miRNA-21的表達(dá)。SHIOTANI等[18]在研究有早期胃癌內(nèi)鏡下切除手術(shù)史的人群時(shí)發(fā)現(xiàn)，即使完成HP清除，miRNA-21的表達(dá)水平仍有鑒別早期胃癌的價(jià)值。LINK等[19]在對(duì)正常胃黏膜，非萎縮性胃炎、萎縮性胃炎及胃癌的胃黏膜進(jìn)行miRNA-21檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)，miRNA-21表達(dá)水平隨Correa級(jí)聯(lián)反應(yīng)病理升級(jí)而逐漸升高。

miRNA-21在胃癌病理組織標(biāo)本中的表達(dá)研究由來(lái)已久。2005年，VOLINIA等[20]即于PNAS上發(fā)表文章，報(bào)道m(xù)iRNA-21在胃癌等6種實(shí)體腫瘤中出現(xiàn)過(guò)表達(dá)，推測(cè)其可能參與腫瘤發(fā)病機(jī)制。2008年，GUO等[21]在應(yīng)用microRNA芯片技術(shù)對(duì)胃癌標(biāo)本檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)，中國(guó)人群miRNA-21在胃癌組織中表達(dá)明顯高于癌旁組織。值得注意的是，TCHERNITSA等[22]在檢測(cè)胃癌組織中各種microRNA表達(dá)時(shí)發(fā)現(xiàn)，存在淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的病例miRNA-21的表達(dá)水平較未轉(zhuǎn)移者更高。KIM等[23]還觀察到，miRNA-21在胃癌組織中的表達(dá)水平隨淋巴結(jié)侵犯分期上升而增高，以上均提示miRNA-21與胃癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。此外，UOZAKI等[24]的研究結(jié)果提示，相較于腫瘤細(xì)胞，miRNA-21在病理標(biāo)本中胃癌間質(zhì)細(xì)胞區(qū)域的表達(dá)水平更高，尤其在結(jié)締組織增生區(qū)域的間質(zhì)細(xì)胞中更為顯著；UOZAKI等[24]還發(fā)現(xiàn)，胃癌間質(zhì)細(xì)胞中的miRNA-21表達(dá)與腫瘤分期、大小及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移顯著相關(guān)。近年來(lái)，研究者開(kāi)始關(guān)注胃癌患者循環(huán)血中miRNA-21表達(dá)水平與臨床病理資料的關(guān)系。SONG等[25]在采用定量PCR(qPCR)技術(shù)檢測(cè)胃癌患者循環(huán)血后發(fā)現(xiàn)，miRNA-21在血液中高表達(dá)與腫瘤大小及病理T分期顯著相關(guān)。而MA等[26]還發(fā)現(xiàn)，miRNA-21在血液中高表達(dá)與腫瘤分化程度及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移顯著相關(guān)。

2.2miRNA-21與胃癌的診斷 提高早期胃癌診斷水平是改善胃癌遠(yuǎn)期生存的關(guān)鍵基礎(chǔ)。雖然消化道內(nèi)鏡是提高早期胃癌診斷的重要手段，但顯然多數(shù)患者更易于接受影像學(xué)和血液腫瘤標(biāo)記物等檢查方式。因此，許多研究開(kāi)始聚焦于血液miRNA-21的檢測(cè)在胃癌診斷，尤其是早期胃癌篩查中的作用和價(jià)值。

2010年，TSUJIURA等[27]在應(yīng)用實(shí)時(shí)熒光定量PCR(qRT-PCR)技術(shù)對(duì)胃癌患者循環(huán)血檢測(cè)miRNA-21后，報(bào)道m(xù)iRNA-21在胃癌患者循環(huán)血中表達(dá)水平明顯升高。WU等[28]則發(fā)現(xiàn)，miRNA-21在外周血單核細(xì)胞中表達(dá)水平升高顯著，并通過(guò)受試者工作特征(ROC)曲線分析發(fā)現(xiàn)，miRNA-21的靈敏度和特異度要優(yōu)于癌抗原199(CA199)和癌胚抗原(CEA)。有研究也應(yīng)用ROC曲線分析血清miRNA-21作為腫瘤標(biāo)記物的診斷價(jià)值，結(jié)果提示靈敏度及特異度均良好[4,29]。此外，有研究在對(duì)病理數(shù)據(jù)按亞組分析后，發(fā)現(xiàn)miRNA-21對(duì)Ⅰ期胃癌的診斷價(jià)值更高[28-29]。

在診斷檢驗(yàn)取材方面，有研究者在對(duì)胃癌及胃良性疾病患者檢測(cè)miRNA-21后發(fā)現(xiàn)，miRNA-21在胃癌患者的胃液中表達(dá)水平明顯升高，提示檢測(cè)胃液miRNA-21也可用于胃癌篩查[29-30]。在診斷技術(shù)流程上，以RT-PCR技術(shù)為基礎(chǔ)，LI等[31]開(kāi)發(fā)了一種兩期循環(huán)酶促超敏電化學(xué)檢測(cè)技術(shù)用于檢測(cè)miRNA-21，該檢測(cè)技術(shù)特異度和靈敏度良好，且運(yùn)行費(fèi)用低廉。

2.3miRNA-21與胃癌的治療 早期胃癌首選手術(shù)治療，但對(duì)于進(jìn)展期胃癌，則主要推薦多學(xué)科綜合治療，而各種輔助化療和靶向治療已成為多學(xué)科綜合治療的重要組成。當(dāng)前miRNA-21與胃癌治療研究的主要熱點(diǎn)集中于胃癌對(duì)化療藥物及靶向治療藥物的敏感性和耐藥問(wèn)題上。

SISIC等[32]通過(guò)對(duì)單純手術(shù)治療和手術(shù)加新輔助治療患者的血清microRNA檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)，miRNA-21可能與新輔助治療后腫瘤組織學(xué)退化密切相關(guān)。YANG等[33]在研究胃癌細(xì)胞SGC7901對(duì)順鉑耐藥機(jī)制中發(fā)現(xiàn)，miRNA-21過(guò)表達(dá)可抑制PTEN的表達(dá)影響PI3K/AKT通路進(jìn)而導(dǎo)致耐藥。JIN等[34]在研究胃癌細(xì)胞SGC7901對(duì)紫杉醇耐藥機(jī)制中發(fā)現(xiàn)，miRNA-21過(guò)表達(dá)可抑制胃癌細(xì)胞對(duì)紫杉醇的敏感性進(jìn)而導(dǎo)致耐藥。ETO等[35]對(duì)HER2陽(yáng)性胃癌細(xì)胞株的研究提示，miRNA-21過(guò)表達(dá)抑制PTEN表達(dá)進(jìn)而降低了胃癌細(xì)胞對(duì)曲妥珠單抗的敏感性。

此外，miRNA-21影響抗腫瘤藥物療效的機(jī)制還可能與其能夠影響細(xì)胞周期及細(xì)胞凋亡進(jìn)程有關(guān)。LI等[36]發(fā)現(xiàn)，可達(dá)廳(caudatin)能下調(diào)miRNA-21的表達(dá)進(jìn)而抑制Wnt/β-catenin通路促進(jìn)胃癌細(xì)胞凋亡。SHA等[37]發(fā)現(xiàn)，雷公藤紅素能下調(diào)miRNA-21表達(dá)，經(jīng)mTOR通路抑制P27降解進(jìn)而導(dǎo)致胃癌細(xì)胞周期停滯，而上調(diào)miRNA-21表達(dá)可逆轉(zhuǎn)上述現(xiàn)象。

2.4miRNA-21與胃癌的預(yù)后 盡管有部分學(xué)者的小樣本量研究不支持miRNA-21過(guò)表達(dá)與胃癌預(yù)后相關(guān)[25,38]，但多數(shù)研究提示miRNA-21在胃癌的預(yù)后判斷上存在價(jià)值。KOMATSU等[39]在對(duì)胃癌患者血液檢測(cè)各種microRNA的表達(dá)水平后行生存曲線分析，miRNA-21高表達(dá)患者的術(shù)后病因特異性生存率更低，預(yù)后更不理想。WANG等[40]通過(guò)對(duì)胃癌患者組織標(biāo)本檢測(cè)microRNA的表達(dá)水平并結(jié)合生存曲線分析，miRNA-21高表達(dá)預(yù)示著更差的總生存期，可見(jiàn)miRNA-21的表達(dá)檢測(cè)有助于胃癌預(yù)后判斷。

那么，miRNA-21為何能夠影響胃癌患者的總生存期和最終預(yù)后呢？XU等[41]發(fā)現(xiàn)，miRNA-21在合并淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的病例中表達(dá)水平更高，統(tǒng)計(jì)分析提示miRNA-21升高與胃癌的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，且miRNA-21表達(dá)水平與相應(yīng)病例的總生存期呈負(fù)相關(guān)，提示miRNA-21是胃癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的預(yù)測(cè)因子并影響患者預(yù)后。TOKUHISA等[42]在對(duì)合并或不合并腹膜轉(zhuǎn)移的胃癌患者檢測(cè)腹腔灌洗液miRNA-21表達(dá)后發(fā)現(xiàn)，腹膜轉(zhuǎn)移組的miRNA-21表達(dá)水平更高，提示miRNA-21檢測(cè)可用于預(yù)測(cè)胃癌手術(shù)后腹膜轉(zhuǎn)移復(fù)發(fā)。PARK等[43]發(fā)現(xiàn)miRNA-21在年輕胃癌(<40歲)的復(fù)發(fā)組中表達(dá)水平更高，miRNA-21可作為預(yù)測(cè)年輕胃癌患者腫瘤復(fù)發(fā)的預(yù)測(cè)因子。淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、腹膜轉(zhuǎn)移、早期復(fù)發(fā)都是胃癌預(yù)后不良的危險(xiǎn)因素，miRNA-21與這些危險(xiǎn)因素密切相關(guān)，可能是其影響患者總生存期和最終預(yù)后的原因。此外，JIANG等[44]在對(duì)晚期胃癌患者實(shí)施以S-1或脫氧氟尿苷為基礎(chǔ)的化療時(shí)發(fā)現(xiàn)，miRNA-21的低表達(dá)預(yù)示著更好的總生存期，這提示miRNA-21對(duì)化療療效的影響也可能是造成胃癌患者不同預(yù)后的原因之一。

3 小 結(jié)

近年來(lái)研究提示，miRNA-21參與了腫瘤的發(fā)病、進(jìn)展機(jī)制，成為腫瘤研究熱點(diǎn)。通過(guò)對(duì)miRNA-21與胃癌相關(guān)既往研究復(fù)習(xí)發(fā)現(xiàn)，研究者普遍認(rèn)為miRNA-21在胃癌組織中異常高表達(dá)，且與胃癌起病、發(fā)展、預(yù)后密切相關(guān)。miRNA-21既接受上游因子調(diào)控，也可作用于下游靶基因，影響胃癌細(xì)胞的增殖、凋亡、侵襲和遷移。近年的miRNA-21相關(guān)基礎(chǔ)研究開(kāi)始轉(zhuǎn)向經(jīng)典分子信號(hào)通路，如EMT通路[45]、Wnt通路[46]等。而miRNA-21臨床研究則集中于胃癌早期診斷和預(yù)后判斷，治療上則更關(guān)注化療和靶向藥物的敏感、耐藥問(wèn)題。近3年的臨床研究尤其關(guān)注血液miRNA-21水平在胃癌早期診斷中的價(jià)值[29-30]，這提示了相關(guān)基礎(chǔ)研究實(shí)現(xiàn)臨床轉(zhuǎn)化的方向。

當(dāng)然，現(xiàn)有研究仍存在一些缺陷：大部分機(jī)制研究以細(xì)胞實(shí)驗(yàn)為主，體內(nèi)研究不多，證據(jù)強(qiáng)度不足； miRNA-21在腫瘤分子機(jī)制中是否為關(guān)鍵性樞紐因子尚難判斷；臨床研究雖然不少，但缺乏前瞻性、大樣本量研究。因此，miRNA-21與胃癌的研究工作尚有待進(jìn)一步完善，尤其是針對(duì)前述缺陷不足的研究進(jìn)展或許可以更加清晰地刻畫(huà)miRNA-21在胃癌發(fā)病、進(jìn)展中扮演的角色，并促進(jìn)相關(guān)臨床轉(zhuǎn)化造?；颊?。