miRNA與宮頸癌的關(guān)系

王慶瑋，倪觀太

（皖南醫(yī)學(xué)院弋磯山醫(yī)院婦產(chǎn)科，安徽 蕪湖 241001）

宮頸癌在女性惡性腫瘤中排名第二位，每年有超過150萬例的新診斷病例，且死亡人數(shù)也超過了30萬［1］。因此，深入研究宮頸癌發(fā)生發(fā)展的分子機(jī)制，尋找有效的分子標(biāo)志物，有利于探尋可阻斷和調(diào)控腫瘤細(xì)胞的增殖轉(zhuǎn)移、促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡的方法。越來越多的研究表明，miRNA在宮頸癌的發(fā)生發(fā)展中起著重要作用，現(xiàn)將miRNA與宮頸癌的關(guān)系做一綜述。

1 miRNA簡介

miRNA是一類長度為18～24個核苷酸的單鏈RNA分子，廣泛存在于動植物體內(nèi)，主要參與了轉(zhuǎn)錄后基因的調(diào)控［2］。其生物合成經(jīng)歷了多個階段，原始miRNA從細(xì)胞核轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞質(zhì)，在多種酶的作用下形成非對稱RNA誘導(dǎo)沉默復(fù)合體（RNA induced silencing complex，RISC）進(jìn)而發(fā)揮其生物功能［3］。miRNA的主要特點(diǎn)：成熟miRNA自身不含開放閱讀框；miRNA基因以單拷貝、多拷貝或基因簇的形式存在于內(nèi)含子或基因間隔區(qū)；大多數(shù)miRNA是高度保守的，且具有時序性和組織特異性的特點(diǎn)；一個miRNA可以調(diào)控多個靶基因的表達(dá)，一個目標(biāo)基因也可以被多個miRNA調(diào)控［4］。成熟的miRNA其5'端第2～8個核苷酸序列可與其靶向mRNA的3'端非編碼區(qū)通過堿基互補(bǔ)的方式配對，誘導(dǎo)RISC，抑制靶向mRNA的轉(zhuǎn)錄或翻譯，參與靶基因的調(diào)控，從而影響機(jī)體的生理和病理活動，比如細(xì)胞的分化和凋亡，腫瘤的發(fā)生與發(fā)展過程等［5-6］。miRNA無論以哪一種機(jī)制發(fā)揮功能，均取決于miRNA與其目的基因堿基互補(bǔ)的程度。如果它們互補(bǔ)程度較低，那么主要通過抑制靶向mRNA翻譯成蛋白質(zhì)的方式來發(fā)揮功能；若是幾乎完全互補(bǔ)，則主要是通過誘發(fā)目的mRNA降解的方式發(fā)揮功能［7］。

miRNA通過調(diào)控下游目的基因的表達(dá)，從而發(fā)揮著類似癌基因或抑癌基因的作用。如果miRNA對抑癌基因進(jìn)行負(fù)向調(diào)控，則稱其為是具有原癌基因活性的miRNA；若其對癌基因進(jìn)行負(fù)向調(diào)控，則稱其為具有抑癌基因活性的miRNA。在正常的機(jī)體內(nèi)，具有原癌基因活性的miRNA與具有抑癌基因活性的miRNA始終處于一種動態(tài)平衡狀態(tài)，一旦這種平衡發(fā)生失調(diào)，那么細(xì)胞將會出現(xiàn)惡性轉(zhuǎn)化，最終可導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生［8］。近年來隨著基因的信息學(xué)研究的發(fā)展，使得檢測在不同細(xì)胞和組織中miRNA的表達(dá)水平成為了可能。通過對miRNA芯片中miRNA的差異表達(dá)的信息分析發(fā)現(xiàn)：差異表達(dá)的miRNA與腫瘤增殖、轉(zhuǎn)移、凋亡等過程密切相關(guān)，如miRNA-520c、miRNA-21、miRNA-134的異常表達(dá)與胃癌、乳腺癌及卵巢癌的發(fā)生發(fā)展均密切相關(guān)［9-11］。

2 miRNA與宮頸癌

宮頸癌是發(fā)生在宮頸上皮的腫瘤，是目前全球女性最常見的惡性腫瘤之一，惡性程度及發(fā)病率均排第2位，病死率高居第5位，每年的死亡人數(shù)及發(fā)病人數(shù)為275 100及529 800［12］。高危型人乳頭瘤病毒（HPV）的感染是宮頸癌發(fā)病的主要誘因。但是宮頸細(xì)胞癌變的發(fā)生是一個多基因、多階段異常調(diào)控的過程。除了HPV感染外，還有多種基因可共同協(xié)助或者拮抗完成。研究發(fā)現(xiàn)，宮頸癌的發(fā)生發(fā)展過程與miRNA的異常表達(dá)密切相關(guān)，如miR-3156-3p在宮頸癌中發(fā)生表達(dá)下調(diào)，可提高宮頸癌對于順鉑的藥物敏感性［13］；miR-212在宮頸癌中發(fā)生表達(dá)上調(diào)，可通過抑制基因表達(dá)以及調(diào)節(jié)細(xì)胞黏附性，來抑制宮頸癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移［14］。

腫瘤細(xì)胞常常具有無限惡性增殖以及侵襲、遷移的能力。宮頸癌在發(fā)生、發(fā)展過程會經(jīng)歷一些十分復(fù)雜的異常調(diào)控。近年來miRNA在宮頸癌中受到越來越多的關(guān)注，因此，我們對宮頸癌中的生物學(xué)功能miRNA，從侵襲轉(zhuǎn)移能力以及增殖能力這兩個方面進(jìn)行以下的總結(jié)。

2.1 miRNA參與調(diào)控宮頸癌的侵襲與遷移 宮頸癌主要的治療方式以手術(shù)、放射治療和化學(xué)治療為主，但目前的治療效果均未能產(chǎn)生令人滿意的結(jié)果。晚期宮頸癌腫瘤細(xì)胞較易發(fā)生侵襲和轉(zhuǎn)移，這是導(dǎo)致晚期宮頸癌患者術(shù)后生存率低的主要原因之一［15］。所以，對宮頸癌細(xì)胞發(fā)生的侵襲、遷移的分子機(jī)制的研究，是提高晚期宮頸癌患者生存率的關(guān)鍵。

腫瘤發(fā)生侵襲與轉(zhuǎn)移是一個多因素以及多步驟的生物學(xué)過程。癌細(xì)胞從原發(fā)部位轉(zhuǎn)移到遠(yuǎn)端部位形成腫瘤，這個過程中常涉及到多基因、多水平調(diào)節(jié)［16］。如miRNA通過靶向調(diào)節(jié)原癌基因、抑癌基因、轉(zhuǎn)移基因、腫瘤干細(xì)胞特性、上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial-mesenehymal transition，EMT）、微環(huán)境、外泌體等多種方面來調(diào)節(jié)腫瘤的侵襲及遷移［17］。其中，EMT在細(xì)胞的侵襲、轉(zhuǎn)移過程中發(fā)揮著重要調(diào)控作用［18］。

作為具有抑癌基因活性的miRNA，具有抑制癌細(xì)胞侵襲、遷移的能力，Xu等［19］發(fā)現(xiàn)miRNA-211在宮頸癌細(xì)胞中表達(dá)下降，并且通過靶向調(diào)控MUC4的表達(dá)，在體外抑制了癌細(xì)胞的侵襲、遷移以及EMT發(fā)生，而且在動物體內(nèi)，其明顯抑制了腫瘤的肝臟以及肺轉(zhuǎn)移。Liu等［20］研究發(fā)現(xiàn)，miRNA-375在宮頸癌Siha及Caski細(xì)胞株中過表達(dá)，可影響宮頸癌細(xì)胞的侵襲、遷移和EMT等過程；而作為具有原癌基因活性的miRNA，在宮頸癌中具有促進(jìn)癌細(xì)胞的侵襲、遷移的能力，Yao等［21］發(fā)現(xiàn)miRNA-164b-3p可作為原癌基因，抑制HPGD（15-Hydroxyprostaglandin Dehydrogenase）的表達(dá)，從而促進(jìn)宮頸癌細(xì)胞株的增殖能力，有利于細(xì)胞的遷移。How等［22］在宮頸癌中發(fā)現(xiàn)了miRNA-27b和VEGF的表達(dá)密切相關(guān)，通過調(diào)節(jié)VEGF的表達(dá)從而影響腫瘤血管的生成，增強(qiáng)了癌細(xì)胞的侵襲、遷移的能力。由此表明，miRNA在宮頸癌中可作為重要的調(diào)控因子，誘發(fā)或抑制EMT，從而促進(jìn)或抑制宮頸癌細(xì)胞的侵襲與轉(zhuǎn)移。

另外，Li等［23］利用miRNA 的檢測技術(shù)，對宮頸癌的樣本進(jìn)行了臨床資料分析，發(fā)現(xiàn)miR-142-3p可抑制宮頸癌細(xì)胞發(fā)生侵襲、轉(zhuǎn)移，而且與患者的預(yù)后密切相關(guān)。總的來說，miRNA的研究為宮頸癌患者預(yù)后，提供了特別好的監(jiān)測指標(biāo)，可作為評價宮頸癌患者的治療效果的可參考指標(biāo)。

2.2 miRNA參與調(diào)控宮頸癌的增殖和凋亡 作為腫瘤發(fā)生的另一大特點(diǎn)：癌細(xì)胞的發(fā)生不受機(jī)體控制，無限的生長，抑制了凋亡，從而進(jìn)入永生化。宮頸癌中，宮頸上皮細(xì)胞無限增殖會消耗大量的營養(yǎng)物質(zhì)，最終引起患者的惡病質(zhì)，這是導(dǎo)致患者死亡的又一大因素。但是目前關(guān)于腫瘤細(xì)胞無限增殖及抑制凋亡的確切發(fā)病機(jī)制還未完全闡明，但是有部分研究者認(rèn)為miRNA在宮頸癌的增殖和凋亡方面確實發(fā)揮著重要的作用。

已有報道發(fā)現(xiàn)在宮頸癌中，miRNA在調(diào)控細(xì)胞的增殖能力方面有著重要作用。miRNA可通過影響腫瘤細(xì)胞的靶基因或者蛋白的表達(dá)，從而發(fā)揮其促進(jìn)或者抑制癌細(xì)胞增殖的能力。2007年Yu等［24］首次報道了miRNA-92a在宮頸癌細(xì)胞中表達(dá)明顯下降，且可參與調(diào)控癌細(xì)胞的分化以及增殖的能力，能夠通過調(diào)控細(xì)胞的周期來調(diào)控細(xì)胞的自我更新能力，還可通過抑制p21的表達(dá)來促進(jìn)細(xì)胞的分化。Zhang等［25］采用特定的微陣列技術(shù)，制作miRNA芯片，檢測宮頸癌的樣本發(fā)現(xiàn)，與正常的宮頸組織相比，宮頸癌組織中大約有27種miRNA的表達(dá)是異常的，其中miR-21、miR-16、miR-124等可在各例患者的宮頸癌組織中表達(dá)上調(diào)，發(fā)揮了原癌基因活性的作用，最終通過調(diào)控各自的靶向基因，促進(jìn)了細(xì)胞的惡性生長。Pereira等［26］也通過以PCR為基礎(chǔ)的miRNA技術(shù)，對正常的宮頸組織和宮頸癌組織中miRNA檢測，發(fā)現(xiàn)了miR-143、miR-26a及miR-203等在宮頸癌組織表達(dá)均發(fā)生了下調(diào)，而這些miRNAs的表達(dá)變化，可以導(dǎo)致宮頸癌細(xì)胞的增殖能力發(fā)生明顯增強(qiáng)。Chen等［27］發(fā)現(xiàn)miR-1297在人宮頸癌組織中被抑制，在宮頸癌HeLa細(xì)胞中過表達(dá)miR-1297后，可使細(xì)胞增殖增加，凋亡減少。

這些研究表明miRNA與宮頸癌之間關(guān)系密切，通過調(diào)節(jié)宮頸細(xì)胞的增殖和凋亡，改變宮頸細(xì)胞的生理及病理情況，在宮頸癌發(fā)生、發(fā)展過程中起著重要的作用。

3 小結(jié)與展望

HPV持續(xù)感染是宮頸癌發(fā)生發(fā)展的一個重要因素，但是僅僅有少于l%的感染者會最終發(fā)展成為宮頸癌，這說明了宮頸癌的發(fā)生過程還與其它多種因素密切相關(guān)。因此，miRNA的發(fā)現(xiàn)，可能在除HPV感染以外的宮頸癌的致病機(jī)制的研究中，為我們指明了一個新的方向。隨著后基因組時代的到來，探索非編碼序列的生物學(xué)意義日益凸現(xiàn)。miRNA在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展過程中的作用，也已成為了當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。雖然目前關(guān)于miRNA與宮頸癌的研究取得了一定的成果，但仍有許多問題亟待解決，如miRNA與腫瘤EMT的發(fā)生以及其與腫瘤侵襲、轉(zhuǎn)移及增殖之間是通過何種方式形成了復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)調(diào)控機(jī)制等。這些問題仍是miRNA深入研究及對腫瘤侵襲遷移治療的難點(diǎn)，需要我們進(jìn)一步深入的探討。miRNA的研究在宮頸癌的病因?qū)W、分子病理學(xué)、基因診斷以及治療等方面提供了新的思路。