miR—375在腫瘤發(fā)生及診斷中的研究進(jìn)展

隋成亮　黃照權(quán)

[摘要] miRNA是一類保守的、非編碼的、單鏈的小RNA分子，通過調(diào)節(jié)基因表達(dá)從而在各種生物進(jìn)程中發(fā)揮著重要的生物學(xué)作用。miR-375作為特異的miRNA，最初在胰島β細(xì)胞內(nèi)被發(fā)現(xiàn)，同時它也是一種多功能miRNA，它能調(diào)控胰島素的分泌和胰島的形成，更重要的是參與腫瘤的發(fā)生發(fā)展。研究證實miR-375是通過靶向多個重要的致癌基因如AEG-1、YAPI、IGFIR及PDKI等發(fā)揮作用的。研究發(fā)現(xiàn)miRNA-375在肝癌、胃癌等腫瘤中明顯下調(diào)，但在乳腺癌和前列腺癌中卻顯著上調(diào)，并且miR-375在前列腺癌和乳腺癌中起到促腫瘤生長作用。因此miR-375可能成為調(diào)控腫瘤細(xì)胞生長的一個新靶點，并且miR-375表達(dá)水平的監(jiān)測能促進(jìn)腫瘤的早期診斷和預(yù)后判斷。

[關(guān)鍵詞] 微小RNA-375；胰島β細(xì)胞；腫瘤；診斷

[中圖分類號] R730 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1673-7210（2018）05（a）-0035-04

Advanced in the research of miR-375 on tumor development and diagnosis

SUI Chengliang1 HUANG Zhaoquan2

1.School of Basic Medicine， Guilin Medical University， Guangxi Zhuang Autonomous Region， Guilin 541001， China； 2.Department of Pathology， Affiliated Hospital of Guilin Medical University， Guangxi Zhuang Autonomous Region， Guilin 541001， China.

[Abstract] MicroRNAs （miRNAs） are conserved small non-coding RNAs that play important roles in various biological processes via controlling gene expression. Among them， miR-375 is firstly identified in pancreatic β-cells and proved to regulate insulin secretion and islet formation. Furthermore， it turns that miR-375 is involved in cancer development and progression by targeting several important oncogenes including AEG-1， YAP1， IGF1R and PDK1. Unlike some other cancers， the levels of miR-375 in prostate and breast cancer specifically increase， indicating its action in tumor development. Therefore， miR-375 may be a potential target for suppressing tumor growth， and has the clinical value as a biomarker for early diagnosis and prognosis prediction.

[Key words] miR-375； Pancreatic β-cells； Tumor； Diagnosis

miRNA是長度約22個堿基的單鏈非編碼的小RNA，成熟的miRNA分子是通過RNA聚合酶Ⅱ和核糖核酸酶Ⅲ在細(xì)胞核內(nèi)外加工處理后形成的[1-2]，它能夠被導(dǎo)入到RNA誘導(dǎo)的沉默復(fù)合物中，并互補結(jié)合到信使miRNA的3′-UTR非編碼區(qū)導(dǎo)致翻譯抑制[3-5]。miRNA-375是miRNAs家族中高度保守的一員，位于人2號染色體q35，2個編碼基因cryba2和Ccdc108之間[6]，miR-375在生物體內(nèi)具有廣泛的基因表達(dá)調(diào)控作用，它的發(fā)現(xiàn)開辟了一個關(guān)于轉(zhuǎn)錄后基因表達(dá)調(diào)控的全新生物領(lǐng)域。miR-375最早發(fā)現(xiàn)于胰島β細(xì)胞內(nèi)，參與胰島的形成及胰島素的分泌[7]。隨著對于miRNA表達(dá)譜的深入研究，發(fā)現(xiàn)miR-375廣泛的存在于各組織器官中并且參與多種惡性腫瘤的增殖、轉(zhuǎn)移、凋亡及細(xì)胞周期的調(diào)控，如頭頸部腫瘤、肝癌、食管癌和乳腺癌等[8-11]。

1 miR-375與頭頸部腫瘤

頭頸部腫瘤（hepatocellular carcinoma，HNC）涵蓋廣泛，包括來自口，鼻，咽等上皮惡性腫瘤，絕大部分HNC都是鱗狀細(xì)胞癌。大量的研究表明miR-375是頭頸部腫瘤（HNC）中下降最多的miRNA之一[12]。miR-375的過表達(dá)抑制頭頸部腫瘤細(xì)胞（head and neck squamous cell carcinoma，HNCC）的增殖、轉(zhuǎn)移和侵襲[13-15]，同時在HNC中發(fā)現(xiàn)miR-375的直接作用靶點是AEG-1和LDHB[14，16]。這些研究表明了miR-375在HNC中的腫瘤抑制作用。

2 miR-375與食管癌

Mathe等[17]通過170例食管癌患者，用基因芯片技術(shù)檢測其癌組織和癌旁組織中miRNA的表達(dá)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)miR-375在癌組織中的表達(dá)明顯低于癌旁組織。Kong等[18]闡明了miR-375的腫瘤抑制作用是通過抑制腫瘤細(xì)胞的增殖，體內(nèi)外的克隆和轉(zhuǎn)移實現(xiàn)的，并且發(fā)現(xiàn)了它的一個新靶點——胰島素樣生長因子1受體（insulin-like growth factor 1 receptor，IGFIR1）。IGF結(jié)合到IGFI并誘導(dǎo)受體磷酸化激活下游的信號途徑，如PI3k/Akt信號通路。Li等[19]研究確定3-磷酸肌醇依賴性蛋白激酶1（3-phosphoinositide-dependent protein kinase-1，PDK1）是miR-375的直接靶點。因此，可以推測miR-375可能成為PI3k/Akt信號通路的一個重要的調(diào)節(jié)因子。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)miR-375可直接抑制PDKI、IGFIR和AEG-1激活的PI3k/Akt信號通路，從而抑制促進(jìn)食管癌細(xì)胞生長的糖酵解[20-22]。

3 miR-375與肝惡性腫瘤

Yan等[23]比較肝癌組織與正常肝組織中miR-375的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)miR-375是肝惡性腫瘤中下調(diào)最顯著的miRNA之一，星形膠質(zhì)細(xì)胞升高基因1（astrocyte elevated gene-1，AEG-1）的表達(dá)與miR-375呈負(fù)相關(guān)。研究證實AEG-1是miR-375信號途徑的下游直接靶點[24]，進(jìn)一步研究表明AEG-1是重要的癌基因，miR-375通過靶向AEG-1對肝癌細(xì)胞的生長、轉(zhuǎn)移、侵襲起到一定抑制作用[24]。此外，研究發(fā)現(xiàn)miR-375可以通過抑制缺氧誘導(dǎo)的自噬而影響肝癌在缺氧條件下的生存，而且miR-375也能夠抑制LC3Ⅰ向LC3Ⅱ的轉(zhuǎn)化來阻斷自噬體的形成。另外，自噬相關(guān)蛋白7（autophagy-related protein 7，ATG7）介導(dǎo)其他ATGs分子的連接從而促進(jìn)自噬的激活，也被作為miR-375的直接靶點[25]。Liu等[26]發(fā)現(xiàn)miR-375可以通過靶向致癌基因Yes相關(guān)蛋白1（yes-associated protein，YAP1），從而抑制肝惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展。

4 miR-375與胃癌

Ding等[27]研究發(fā)現(xiàn)大量的miR-375在胃惡性腫瘤中顯著低表達(dá)，miR-375通過靶向Janus激酶2（janus kinase 2，JAK2）抑制胃癌細(xì)胞的增殖，JAK2和miR-375在胃癌組織中的表達(dá)水平呈負(fù)相關(guān)，JAK2表達(dá)下調(diào)后，胃癌細(xì)胞的生長受到抑制。有研究發(fā)現(xiàn)miR-375在胃癌中的腫瘤抑制作用并確定miR-375的兩個靶點[28-29]，一個是PDK1，能夠激活蛋白激酶Akt及下游的信號通路途徑，另一個是YWHAZ，屬于高度保守的14-3-3結(jié)合蛋白的致癌基因，能夠結(jié)合大量參與有絲分裂、細(xì)胞生存、細(xì)胞周期和細(xì)胞凋亡調(diào)控的蛋白[30]，此外，miR-375靶向的YWHAZ和PDKI都可以誘導(dǎo)胃癌細(xì)胞Caspases的激活[29]。

5 miR-375與骨腫瘤

Shi等[31]通過轉(zhuǎn)染技術(shù)，發(fā)現(xiàn)miR-375過表達(dá)抑制骨腫瘤細(xì)胞的增殖，而下調(diào)miR-375的表達(dá)則促進(jìn)骨腫瘤細(xì)胞的生長，并且通過生物信息學(xué)軟件發(fā)現(xiàn)PIK3CA上存在miR-375的結(jié)合位點即3′-UTR，熒光素酶基因報告證實miR-375顯著降低了PIK3CA的活性，且證明PIK3CA是miR-375的直接靶向基因，因此可以得出miR-375直接作用于靶向基因PIK3CA，干預(yù)PI3k/Akt信號通路來抑制腫瘤細(xì)胞的增殖。

6 miR-375與乳腺癌及前列腺癌

miRNA的特征可以作為腫瘤抑制劑，但在某些腫瘤中卻有相反的結(jié)果，例如miR-375在乳腺癌和前列腺癌中是上調(diào)的。Szcczyrba等[32]通過miRNA深層測序技術(shù)發(fā)現(xiàn)miR-375在原發(fā)性前列腺癌中比正常的前列腺組織上調(diào)9.1倍，此外，有研究發(fā)現(xiàn)miR-375在雌激素受體陽性的乳腺癌細(xì)胞系中也呈上調(diào)趨勢[33]，而miR-375的低表達(dá)可以抑制乳腺癌細(xì)胞MCF-7的增殖[34]。Giricz等[35]證實miR-375在乳腺小葉腫瘤細(xì)胞中通過乳腺癌細(xì)胞極性的損失和增生表型的獲得而被上調(diào)，因此，從目前的研究表明miR-375在多種乳腺癌細(xì)胞中具有腫瘤促進(jìn)作用。

7 miR-375作為腫瘤診斷和預(yù)后的標(biāo)志物之一

早期發(fā)現(xiàn)、早期診斷是改善預(yù)后，提高生存質(zhì)量的關(guān)鍵，miR-375在腫瘤中的差異表達(dá)能夠促進(jìn)早期診斷。Yan等[23]發(fā)現(xiàn)miR-375在腫瘤中普遍降低，表明miR-375可能作為一個理想的標(biāo)志物，并通過原發(fā)性腫瘤和活檢樣本的篩選，證實miR-375可以用來區(qū)分腫瘤的良惡性。Avissar等[36]報道m(xù)iR-221/miR-375的比率可以準(zhǔn)確的區(qū)分頭頸部鱗狀細(xì)胞癌及非癌組織。Wang等[37]證實miR-375、miR-424和miR-92a的綜合利用可以區(qū)分大腸癌標(biāo)本中的腺瘤和高級上皮內(nèi)瘤變。血清中的miR-375也可以作為一種潛在的腫瘤標(biāo)志物，Juzenas等[9]研究發(fā)現(xiàn)胃癌患者血清中miR-375的表達(dá)量明顯低于健康人，因此miR-375的表達(dá)為惡性腫瘤的判斷及早期診斷提供了新的視野，Zhang等[25]研究證明miR-375與胃癌的預(yù)后和復(fù)發(fā)呈正相關(guān)。以上研究充分的說明了miR-375可以作為腫瘤疾病診斷和預(yù)后的標(biāo)志物。

8 展望

到目前為止，低表達(dá)的miR-375在各種腫瘤中主要作為抑制劑，miR-375的許多關(guān)鍵靶向基因已經(jīng)被證實，但參與miR-375的信號通路機制尚未完全闡明。miR-375靶向基因和生物信息學(xué)網(wǎng)絡(luò)調(diào)控的綜合分析對進(jìn)一步闡明miR-375的功能具有重要的意義。此外，最近的研究強調(diào)miR-375在腫瘤的診斷和預(yù)后中具有巨大的潛力，然而miR-375是否可以作為一種治療劑尚未清楚，我們應(yīng)進(jìn)一步研究miR-375的臨床應(yīng)用潛力，將基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)結(jié)合于臨床醫(yī)學(xué)，對腫瘤的早期診斷、發(fā)展程度、臨床預(yù)后等方面產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

[參考文獻(xiàn)]

[1] Lee Y，Ahn C，Han J，et al. The nuclear RNase III Drosha initiates microRNA processing [J]. Nature，2003，425（6956）：415-419.

[2] Chendrimada TP，Gregory RI，Kumaraswamy E，et al. TRBP recruits the Dicer complex to Ago2 for microRNA processing and gene silencing [J]. Nature，2005，436（7051）：740-744.

[3] Bartel DP. MicroRNAs： genomics，biogenesis，mechanism，and function [J]. Cell，2004，116（2）：281-297.

[4] Lewis BP，Burge CB，Bartel DP. Conserved seed pairing，often flanked by adenosines，indicates that thousands of human genes are microRNA targets [J]. Cell，2005，120（1）：15.

[5] Gregory RI，Chendrimada TP，Cooch N，et al. Human RISC Couples MicroRNA Biogenesis andPosttranscriptional Gene Silencing [J]. Cell，2005，123（4）：631-640.

[6] Baroukh NN，Van OE. Function of microRNA-375 and mic？鄄roRNA-124a in pancreas and brain [J]. Febs J，2009，276（22）：6509.

[7] Poy M N，Eliasson L，Krutzfeldt J，et al. A pancreatic islet-specific microRNA regulates insulin secretion [J]. Nature，2004，432（7014）：226-230.

[8] Chendrimada TP，Gregory RI，Kumaraswamy E，et al. TRBP recruits the Dicer complex to Ago2 for microRNA processing and gene silencing [J]. Nature，2005，436（7051）：740-744.2011，17（24）：7539-7550.

[9] Juzenas S，Saltenien V，Kupcinskas J，et al. Analysis of deregulated microRNAs and their target genes in gastric cancer [J]. PloS One，2015，10（8）：e0 135 762.

[10] Chang Y，Yan W，He X，et al. miR-375 inhibits autop？鄄hagy and reduces viability of hepatocellular carcinoma cells under hypoxic conditions [J]. Gastroenterology，2012， 143（1）：177-187.

[11] Rotkrua P，Akiyama Y，Hashimoto Y，et al. MiR-9 downr？鄄egulates CDX2 expression in gastric cancer cells [J]. International Journal of Cancer，2011，129（11）：2611-2620.

[12] Argiris A，Karamouzis MV，Raben D，et al. Head and neck cancer [J]. N Engl J Med，1993，328（24）：1783.

[13] Avissar M，Christensen BC，Kelsey KT，et al. MicroRNA expression ratio is predictive of head and neck squamous cell carcinoma [J]. Clin Cancer Res，2009，15（8）：2850.

[14] Hui AB，Bruce JP，Alajez NM，et al. Significance of dysregulatedmetadherin and microRNA-375 in head and neck cancer [J]. Clin Cancer Res，2011，17（24）：7539-50.

[15] Harris T，Jimenez L，Kawachi N，et al. Low-level expression of miR-375 Correlates with Poor Outcome and metastasis while altering the invasive properties of head and neck squamous cell carcinomas [J]. Am J Pathol，2012，180（3）：917-928.

[16] Kinoshita T，Nohata N，Yoshino H，et al. Tumor suppressive microRNA-375 regulates lactate dehydrogenase B in，maxillary sinus squamous cell carcinoma [J]. Int J of Oncol，2012，40（1）：185.

[17] Mathe EA，Nguyen GH，Bowman ED，et al. MicroRNA expression in squamous cell carcinoma and adenocarcinoma of the esophagus：associations with survival [J]. Clin Cancer Res，2009，15（19）：6192-6200.

[18] Kong K L，Kwong D L，Chan T H，et al. MicroRNA-375 inhibits tumour growth and metastasis in oesophageal squamous cell carcinoma through repressing insulin-like growth factor 1 receptor [J]. Gut，2012，61（1）：33-42.

[19] Li X，Lin R，Li J. Epigenetic silencing of microRNA-375 regulates PDK1 expression in esophageal cancer [J]. Dig Dis Sci，2011，56（10）：2849-2856.

[20] Alessi DR，James SR，Downes CP，et al. Characterization of a 3-phosphoinositide-dependent protein kinase which phosphorylates and activates protein kinase Balpha [J]. Curr Biol，1997，7（4）：261.

[21] Alessi DR，Andjelkovic M，Caudwell B，et al. Mechanism of activation of protein kinase B by insulin and IGF-1 [J]. Embo J，1996，15（23）：6541-6551.

[22] Lee SG，Su ZZ，Emdad L，et al. Astrocyte elevated gene-1 activates cell survival pathways through PI3K-Akt signaling [J]. Oncogene，2008，27（8）：1114-1121.

[23] Yan JW，Lin JS，He XX. The emerging role of miR-375 in cancer [J]. Inter J Cancer，2014，135（5）：1011-1018.

[24] He XX，Chang Y，Meng FY，et al. MicroRNA-375 targets AEG-1 in hepatocellular carcinoma and suppresses liver cancer cell growth in vitro and in vivo [J]. Oncogene，2012， 31（28）：3357.

[25] Zhang X，Yan Z，Zhang J，et al. Combination of hsa-miR-375 and hsa-miR-142-5p as a predictor for recurrence risk in gastric cancer patients following surgical resection [J]. Ann Oncol，2011，22（10）：2257.

[26] Liu AM，Poon RTP，Luk JM. MicroRNA-375 targets Hippo-signaling effector YAP in liver cancer and inhibits tumor properties [J]. Biochem Biophys Res Commun，2010， 394（3）：623-627.

[27] Ding L，Xu Y，Zhang W，et al. MiR-375 frequently downregulated in gastric cancer inhibits cell proliferation by targeting JAK2 [J]. Cell Res，2010，20（7）：784-793

[28] El Ouaamari A，Baroukh N，Martens GA，et al. miR-375 targets PDK1 and regulates glucose-induced biological responses in pancreatic beta-cells [J]. Diabetes，2008，57（10）：2708-2717.

[29] Tsukamoto Y，Nakada C，Noguchi T，et al. MicroRNA-375 Is downregulated in gastric carcinomas and regulates cell survival by targeting PDK1 and 14-3-3 [J]. Cancer Res，2010，70（6）：2339-2349.

[30] Tzivion G，Gupta VS，Kaplun L，et al. 14-3-3 proteins as potential oncogenes [J]. Semin Cancer Biol，2006，16（3）：203.

[31] Shi ZC，Chu XR，Wu YG，et al. MicroRNA-375 functions as a tumor suppressor in osteosarcoma by targeting PIK3CA [J]. Tumor Biol，2015，36（11）：8579-8584.

[32] Szczyrba J，Nolte E，Wach S，et al. Downregulation of Sec 23A protein by miRNA-375 in prostate carcinoma [J]. Mol Cancer Res Mcr，2011，9（6）：791.

[33] Simonini PDSR，Breiling A，Gupta N，et al. Epigenetically deregulated microRNA-375 is involved in a positive feedback loop with estrogen receptor in breast cancer cells [J]. Cancer Res，2010，70（22）：9175.

[34] Jonsdottir K，Janssen SR，Rosa FCD，et al. Validation of expression patterns for Nine miRNAs in 204 lymph-node negative breast cancers [J]. PloS One，2012，7（11）：e48 692.

[35] Giricz O，Reynolds P A，Ramnauth A，et al. Hsa-miR-375 is differentially expressed during breast lobular neoplasia and promotes loss of mammary acinar polarity [J]. JPathol，2012，226（1）：108-19.

[36] Avissar M，Christensen BC，Kelsey KT，et al. MicroRNA expression ratio is predictive of head and neck squamous cell carcinoma [J]. Clin Cancer Res，2009，15（8）：2850.

[37] Wang S，Wang L，Bayaxi N，et al. A microRNA panel to discriminate carcinomas from high-grade intraepithelial neoplasms in colonoscopy biopsy tissue [J]. Gut，2013，62（2）：280-289.

（收稿日期：2018-01-05 本文編輯：蘇 暢）