miRNA在中醫(yī)藥防治結直腸癌中的研究進展

賀雪 殷佩浩

摘 要 在結直腸癌的發(fā)病機制中，miRNA表達失調與中醫(yī)“正虛邪實”的病機異途同歸，miRNA的表達及調控可能是中醫(yī)藥發(fā)揮抗腫瘤療效的作用機制之一。全文將miRNA調控機制與中醫(yī)“扶正祛邪”理論相結合，探討miRNA調控網絡與中醫(yī)理論之間的聯系，并從中藥單體及活性成分和中藥復方兩個方面闡述以miRNA為靶點的中醫(yī)藥防治結直腸癌的研究現狀。

關鍵詞 結直腸癌；miRNA；發(fā)病機制；中醫(yī)藥

中圖分類號：R735.3+7 文獻標志碼：A 文章編號：1006-1533（2018）18-0004-05

Research progress of traditional Chinese medicine in the prevention and treatment of colorectal cancer with miRNA

HE Xue， YIN Peihao

（Department of Surgery of Puduo Hospital affiliated to Shanghai Traditional Chinese Medicine， Shanghai 200333， China）

ABSTRACT In the pathogenesis of colorectal cancer， disorder of miRNA expression coincides with “ healthy energy deficiency and evil excess “ in the pathogenesis of traditional Chinese medicine （TCM）. The expression and regulation of miRNA may be one of the mechanisms of TCM in against the cancer. In this paper， the relationship between the regulation network of miRNA and TCM is discussed based on the combination of the regulation mechanism of miRNA and the TCM theory of“ strengthen body resistance and eliminating evil ”. And the research status of TCM in the prevention and treatment of colorectal cancer with miRNA as the target is introduced from two aspects of monomer and active ingredient extracted from Chinese medicine and Chinese medicine compound.

KEY WORDS colorectal cancer； miRNA；pathogenesis； traditional Chinese medicine and herbs

結直腸癌新發(fā)病例在全世界男性、女性中分別排名第3位及第2位，死亡率分別排名第4位及第3位[1]。我國東部地區(qū)結直腸癌發(fā)病率及死亡率最高，可能與東部發(fā)達地區(qū)人群生活方式明顯西化有關；西部地區(qū)發(fā)病率、死亡率與東部地區(qū)相似，而中部地區(qū)的發(fā)病率、死亡率則均較低。大規(guī)模人群篩查是降低結直腸癌發(fā)病率與死亡率的重要途徑，目前的篩查方法主要包括糞隱血試驗、血清癌胚抗原檢測、結腸鏡檢查、氣鋇雙重造影檢査等。結直腸癌早期診斷率低、復發(fā)轉移率高，且缺乏有效治療手段，是導致患者高病死率的主要原因[2]。尋找結直腸癌發(fā)病機制中的關鍵調控分子，是提高其臨床診治水平的關鍵。microRNA （miRNA）是存在于真核細胞中具有進化保守性的一族非編碼小片段RNA，大小為21～23 nt，通過與其序列互補的靶基因mRNA的堿基互補配對影響mRNA的穩(wěn)定性或抑制其翻譯，實現對蛋白表達的調控。miRNA控制著細胞的分化、增殖和程序性細胞死亡等多種重要生理過程，并與多種疾病如腫瘤相關[3]。近年來，miRNA在結直腸癌中的異常表達越來越受到廣大學者重視，其失調與結直腸癌中醫(yī)病因病機的相關性以及中藥對miRNA表達的調節(jié)作用也被中醫(yī)學者廣泛研究。在miRNA水平探究中，中醫(yī)藥防治結直腸癌的機制及作用具有重要意義，本文綜述miRNA在中醫(yī)藥防治結直腸癌中的應用，擬為中醫(yī)藥防治腫瘤提供新的分子靶點，豐富現代中醫(yī)理論。

1 miRNA在結直腸癌中的異常表達

miRNA在結直腸癌中存在廣泛失調，其失調主要分為致癌miRNA高表達和抑癌miRNA低表達兩大類。結直腸癌中存在很多高表達的致癌miRNA。Shibuya等[4]將156例患者的結直腸癌組織與周圍正常組織比較，發(fā)現結直腸癌組織中miR-21的表達水平顯著高于周圍正常組織。多項研究已證實，高表達的miR-21可以通過靶向調節(jié)RECK、PDCD4和PTEN基因表達促進腫瘤細胞增殖、轉移并抑制其凋亡[5-6]。此外，miR-31也是結直腸癌的致癌miRNA，它可以直接作用于Tiam1基因，誘導癌細胞侵襲和轉移。并且miR-31在結直腸癌組織中的表達水平與腫瘤臨床分期、分化級別及局部浸潤有關，抑制結腸癌細胞中miR-31的表達可以有效降低腫瘤細胞的遷移能力[7-8]。結直腸癌中也存在很多低表達的抑癌miRNA。Wang等[9]的研究顯示miR-342在結直腸癌中低表達，而其過表達能顯著抑制結腸癌SW480細胞的增殖以及轉移，提示miR-342具有抑癌基因的作用；進一步研究發(fā)現miR-342能夠作用于DNMT1基因的3端非翻譯區(qū)，抑制相應mRNA和蛋白表達，而結直腸癌中DNMT1基因的過度表達是引起抑癌基因沉默的重要因素。Tazawa等[10]研究發(fā)現miR-34a在結腸癌組織中低表達，而將miR-34a轉染到結腸癌細胞系后，能夠通過正性調節(jié)p53和負性調節(jié)E2F起到抑制癌細胞生長增殖、誘導其衰老凋亡的作用。Michael等[11]發(fā)現miR-145和miR-143在結直腸癌組織中低表達，并發(fā)現miR-145和miR-143可作為抑癌miRNA，能夠抑制癌細胞的增殖、分化和轉移。

此外，miRNA在結直腸癌患者血清中同樣表達異常。Gopalan等[12]發(fā)現miR-1288不僅與腫瘤分期有關，還與胃腸道的位置有關；距離結腸位置越遠的miR-1288表達量越高。Toiyama等[13]的研究發(fā)現，與正常人相比，結直腸癌患者血清中的miR-200c含量上升，且與結直腸癌臨床分期呈正相關。此外，血清miR-200c含量在具有良好預后的結直腸癌患者中恢復正常，而在結直腸癌復發(fā)或轉移患者則仍較高或短暫降低后又很快升高。有研究發(fā)現，結直腸癌患者血清中miR-21上升，且與組織中miR-21表達呈正相關，通過血清miR-21可以精確區(qū)分健康對照組的腺瘤和結直腸癌患者的惡性腫瘤[14]。Schetter等[15]的研究發(fā)現，血清中上調的miR-21也與腫瘤大小、遠端轉移和生存質量有關，可以單獨作為結直腸癌預后的標志物，而且不分種族。大量中外研究表明，miRNA在結直腸癌中異常表達，并與結直腸癌診斷、治療及預后相關。

2 miRNA與結直腸癌的中醫(yī)認識

在我國古代中醫(yī)典籍中雖未有“結直腸癌”的病名，但在許多疾病中有類似記載，較為類似的如“腸溜”、“積聚”、“便血”、“臟毒”等范疇。關于結直腸癌的病因病機，《醫(yī)宗金鑒》論述如下： “此證有內外、陰陽之別。發(fā)于外者，由醇酒厚味，勤勞辛苦，蘊注于肛門，兩旁腫突，形如桃李，大便秘結小水短赤，甚者肛門重墜緊閉，下氣不通，刺痛如錐脈數有力，多實多熱，屬陽易治，宜服一煎散，通利二便，菩提露搽之；腫痛仍前，不全退者，膿將成也，宜服托里透膿湯；膿脹痛針之；膿出之后，治同潰瘍門。發(fā)于內者，兼陰陽濕熱，下注肛門，內結臃腫，刺痛如錐，大便虛閉，小水淋漓，寒熱往來，遇夜尤甚，脈數微細，為虛為濕，屬陰難治，宜服五灰散，膿毒自然潰出；膿生遲者，服十全大補湯托之，潰后按潰瘍門” 。結直腸癌是一類正虛與邪實并見的疾病，與大多數腫瘤病機相類似?！端貑枴吩唬?“邪之所湊，其氣必虛，正氣存內，邪不可干”。若正氣內虛，則陰陽失衡，臟腑功能失調，外邪易乘虛而入，毒邪留滯不去，蘊結日久，腸道失司而發(fā)病。故正虛為病之本，邪實為病之標，同時正虛與邪實又互為因果，正虛則邪戀，邪實則正虛，使得疾病纏綿難愈。

機體正氣是防治結直腸癌發(fā)生、發(fā)展的關鍵因素。這里所謂的 “正氣”與現代醫(yī)學上的人體免疫防御功能相輔相成，腸癌患者的正氣內虛往往表現為機體免疫功能低下。而miRNA與機體免疫力的關系尤為密切，能夠影響免疫細胞發(fā)育及功能發(fā)揮。首先，miRNA可以調節(jié)免疫T細胞的發(fā)育、分化，如miR-17～92可以調節(jié)CD8+T細胞的細胞循環(huán)，當其表達升高時，靜止期 CD8+T 細胞的數量減少[16]。miR-146a、miR-146b和miR-181a可以促進CD4+T細胞分化為Th2細胞，引起促炎反應，而在使用地塞米松后發(fā)現miR-146a的表達水平下調，同時炎癥反應受到抑制[17]。此外，miRNA對B細胞也有重要影響，如miR-155可以通過靶向作用于PU.1、SHIP、AID和c-Maf等基因，影響B(tài)細胞的分化及功能。miR-155 缺失的小鼠體內B細胞數量減少，分泌細胞因子的能力降低，產生高親和力抗體和抗體類型轉換的能力也明顯下降[18]。并且miR-155還能通過作用于白細胞介素（IL）-13的a1受體基因及IL-13依賴因子調控巨噬細胞分化，進而影響機體防御功能[19]。

在結直腸癌中，邪實以痰濕、火熱、瘀毒多見。中醫(yī)學里所說的痰濕、瘀毒與現代醫(yī)學中的炎癥介質非常類似。腸癌細胞會釋放大量炎癥介質，包括血管生成因子（VEGF）、生長因子和細胞外基質降解酶等誘導腫瘤生長、轉移，miRNA與這些炎癥介質密切相關。同時，“正氣”在痰、毒、瘀的作用下轉化成“惡氣”，“惡氣”又可促進痰、毒、瘀等病理產物生成。這里所謂的“惡氣”是指誘使細胞突變、促進腫瘤細胞增殖和轉移的各類分子，其中也包括部分miRNA[20]。當這一連串的改變打破機體防癌與促癌之間的平衡，即影響了腫瘤的發(fā)生、發(fā)展。miR-21是公認的致癌 miRNA，研究發(fā)現炎癥細胞因子IL-6可以通過 STAT3和表皮生長因子受體（EGFR）通路誘導miR-21高表達，分別抑制靶基因PTEN、CYLD表達，導致抑癌基因缺失，促進炎性反應向癌癥發(fā)展[21-23]。miRNA可以受炎癥介質調節(jié)，同時一些miRNA又可以調控炎癥介質的生成。miR-9 可以介導下調 E-cadherin水平，激活β-catenin信號通路，上調VEGF 表達水平，從而誘導腫瘤血管生成因子[24]，在脂多糖或細胞因子 IL-1誘導的單核-巨噬細胞中表達量增加，該過程主要通過對核因子（NF）-kB通路調控實現。高表達的miR-155反過來又可激活IKK和NF-kB通路，刺激下游炎癥因子表達[25]，通過這種途徑，miR-155與炎癥介質之間形成了反饋環(huán)路，從而引發(fā)更加嚴重的炎癥反應。所以，在結直腸癌進程中，miRNA作為中間分子起著重要的作用。

3 miRNA與結直腸癌的中醫(yī)治療

新近研究表明，藥物作用靶點不僅包括編碼蛋白的基因，亦包括非編碼的miRNA基因，將miRNA 作為腫瘤治療靶分子將比編碼基因作為靶分子更加有效，miRNA為腫瘤治療提供了新的標靶[26]。同時，多環(huán)節(jié)、多靶點整體調節(jié)作用是中醫(yī)藥防治腫瘤的特點，miRNA復雜的網絡調控機制與中醫(yī)藥整體調治機體內環(huán)境具有類似之處，提示miRNA可能是中醫(yī)藥抗腫瘤研究的新靶點[27]。此外，近年來的研究發(fā)現，血清、血漿中存在著大量的循環(huán)miRNA，不同腫瘤中miRNA的表達譜也不同，而在正常人群中，血清miRNA則很穩(wěn)定[28]，提示血清、血漿miRNA表達多寡可作為新的腫瘤標志物，可用于腫瘤的診斷及治療。目前，以miRNA作為靶點進行中藥治療結直腸癌的研究已有報道。

3.1 中藥單體及活性成分

蟾毒靈（bufalin）是中藥蟾酥的主要活性成分之一，研究發(fā)現載蟾毒靈Pluronic-PEI納米微囊可以通過抑制miR-497介導的胰島素樣生長因子-1（IGF1）-R-PI3KAkt信號通路，在體內外都可發(fā)揮抗結腸癌侵襲和轉移的作用[29]。姜黃素（curcumin）是來源于姜黃根莖的黃酮類化合物，在臨床前的體內和體外研究已經顯示了其抗癌、抗氧化、抗炎、抑制腫瘤細胞增殖和促進凋亡的活性。在以miR-21為靶點的藥物研究中發(fā)現，姜黃素可通過結合AP-1轉錄因子，抑制結直腸癌細胞內miR-21表達，升高抑癌基因PTEN、PDCD4表達水平，從而抑制腫瘤的生長、侵襲及轉移，還可增強化療藥物的抗癌作用[30]。人參皂苷（ginsenoside）是一種固醇類化合物，含有人參皂苷的西洋參提取物被發(fā)現能通過作用于miR-29b，下調靶基因基質金屬蛋白酶（MMP）-2的表達，降低結腸癌轉移發(fā)生率[31]。白藜蘆醇（resveratrol）是中藥虎杖的提取物，研究發(fā)現白藜蘆醇作用于結腸癌細胞后能上調miR-663表達，而miR-663靶向作用于轉化生長因子（TGF）-β1基因，從而下調TGF-β1的表達，抑制腫瘤細胞的增殖、侵襲以及血管生成[32]。同時，該項研究顯示，白藜蘆醇還可下調結腸癌細胞中其他與腫瘤相關的miRNA，這些miRNA 涉及對PDCD4、PTEN等抑癌基因的調節(jié)[32]。吳茱萸堿（evodiamine）是吳茱萸的主要有效成分之一，研究發(fā)現將鹽酸小檗堿和吳茱萸堿作用于轉染 miR-17～92的結腸癌HT29細胞后，可以通過下調miR-17～92的表達，負性調控E2F1蛋白的翻譯，將腫瘤細胞阻滯在S期，從而抑制HT29細胞的生長和增殖[33]。

3.2 中藥復方

多項研究表明，健脾化瘀方能上調晚期結直腸癌患者血清miR-143和miR-145表達，下調miR-31表達，在抑制晚期結直腸癌細胞增殖方面具有一定作用，還可抑制結腸癌LoVo細胞裸鼠皮下移植瘤的增長及肝轉移，可能是通過下調miR-31和上調miR-143表達實現[34-35]。左金丸為清熱劑，具有瀉火、疏肝、和胃及止痛之功效。研究發(fā)現左金丸能夠上調結直腸癌癌變過程中與 DNMTs相關的 miRNAs （ miR-29a、miR-152、miR-429）的表達，提高基因組 DNA 甲基化水平，維持基因組穩(wěn)定，控制癌變[36]。自擬補腎解毒散結方（石見穿15 g，女貞子15 g，蜂房12 g，莪術12 g，八月扎9 g，仙靈脾9 g）功效為補腎解毒、消腫散結及行氣止痛，有研究發(fā)現該方可通過miR-451以及K-ras抑制結腸癌細胞的侵襲和轉移[37]。腸胃清是由黃芪、黨參、白術、茯苓、八月扎、藤梨根、野葡萄藤等組成的當代經驗方，具有健脾益氣、化濕解毒作用，研究發(fā)現腸胃清能通過調控miR-142表達增強奧沙利鉑對結直腸癌的療效[38]。

4 討論

miRNA自身不能編碼蛋白質，但可通過調控下游靶基因mRNA的表達，進而影響蛋白表達，在惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展過程中起著廣泛而復雜的調節(jié)作用。在惡性腫瘤的診斷和療效評價上，miRNA是一類新的生物標志物；在惡性腫瘤的治療和藥物干預上，miRNA是一類新的作用靶標；在中醫(yī)藥抗腫瘤作用的物質基礎上，miRNA是一類新的活性成分。miRNA的表達及調控可能是中醫(yī)藥發(fā)揮抗腫瘤療效的作用機制之一，已開始應用于中藥及中醫(yī)證候實質的研究，今后可以從miRNA表達及調控失衡角度開展中醫(yī)病因病機研究，同時結合基因組學、蛋白組學等開展深入、系統和相互驗證性研究，對闡明中醫(yī)藥抗腫瘤作用機制、研發(fā)中藥抗腫瘤新藥和豐富現代中醫(yī)藥理論具有重要意義，為中醫(yī)藥學的發(fā)展提供新的契機。

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