miRNAs介導(dǎo)的巨噬細(xì)胞調(diào)控在胃癌發(fā)生、發(fā)展中的作用

譚曉燕，李 娜，王英德，唐海英

大連醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院消化內(nèi)科，遼寧 大連 116011

胃癌是中國最常見的惡性腫瘤之一，發(fā)病率在消化道腫瘤中位居第1位。目前，盡管放療和聯(lián)合化療能夠改善胃癌患者的5年生存率和生活質(zhì)量，但胃癌的診治主要是針對進(jìn)展期的腫瘤，術(shù)后復(fù)發(fā)率和轉(zhuǎn)移率仍很高[1]。腫瘤細(xì)胞通常存在于一個(gè)復(fù)雜的環(huán)境中，由炎癥免疫細(xì)胞、基質(zhì)細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、細(xì)胞因子和趨化因子等組成，這種微環(huán)境稱作腫瘤微環(huán)境[2]。大量研究表明，在炎癥破壞到組織修復(fù)到腫瘤的發(fā)展過程中，腫瘤微環(huán)境發(fā)揮重要作用。在腫瘤組織中，許多巨噬細(xì)胞浸潤，被稱為腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(tumor-associated macrophages, TAMs)[3]。TAMs包含了炎癥細(xì)胞的10%～65%，與腫瘤的致瘤化、生長、侵襲和轉(zhuǎn)移有關(guān)，其高表達(dá)與腫瘤預(yù)后差有關(guān)[4]。近來認(rèn)為，microRNAs(miRNAs)是TAMs促腫瘤活動的重要決定者。本文就miRNAs介導(dǎo)的巨噬細(xì)胞的調(diào)控與胃癌關(guān)系的研究進(jìn)展作一概述。

1 miRNAs與TAMs概述

miRNAs是一類小的內(nèi)源性非編碼RNA分子，長度17～25 nt，在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控基因表達(dá)，從而控制細(xì)胞分化、增殖和遷移等過程[5]。miRNAs不僅可以控制一個(gè)靶基因，還可以同時(shí)控制上百個(gè)靶基因，從而控制多個(gè)信號通路。miRNAs是一種新型治療手段，能調(diào)控腫瘤微環(huán)境中的多種信號通路[6]。在癌癥發(fā)生和發(fā)展過程中，多個(gè)miRNAs的表達(dá)水平異常，導(dǎo)致細(xì)胞通路失衡，腫瘤微環(huán)境紊亂，最終導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生。

早在1863年，VIRCHOW在腫瘤組織中描述了炎癥細(xì)胞的存在，提出了一個(gè)概念“腫瘤中淋巴網(wǎng)狀內(nèi)皮細(xì)胞浸潤”，反映腫瘤部位的慢性炎癥，后被統(tǒng)稱為“腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞”[6]。TAMs代表實(shí)體癌基質(zhì)中主要的免疫組成部分，是腫瘤微環(huán)境的重要組成部分，可以發(fā)生不同性質(zhì)的改變，成為具有不同表型和功能特征的亞群。M1型TAMs是抗菌效應(yīng)細(xì)胞，以防御細(xì)胞內(nèi)抗原為特征，主要對促炎因子的刺激應(yīng)答，如IFN-γ、脂多糖(LPS)。IFN-γ和LPS介導(dǎo)TLR4的活動趨化，主要包括：NF-κB、AP-1和STAT1，從而引起促炎因子的釋放(TNF-α、IL-12、IL-1、IL-6)和趨化因子CCL2和CXCL10的釋放。M2型TAMs以防御細(xì)胞外的抗原為主，可以被很多刺激因素誘導(dǎo)，包括IL-4、IL-10、IL-13和糖皮質(zhì)激素[7]。在腫瘤形成的初始階段，M1型TAMs占優(yōu)勢，不但可以釋放促炎介質(zhì)，還增強(qiáng)了其吞噬能力，然而，慢性的炎癥反應(yīng)能創(chuàng)造一種致突變的環(huán)境，引起細(xì)胞基因組不穩(wěn)定，從而使腫瘤細(xì)胞獲得抵抗促炎免疫反應(yīng)的能力，逃避腫瘤的免疫監(jiān)控，促進(jìn)M2型TAMs的形成[8]。在腫瘤形成的第二階段，M2型TAMs占主導(dǎo)，誘導(dǎo)惡性腫瘤的浸潤。

2 miRNAs與巨噬細(xì)胞的活化

miRNAs在腫瘤組織中巨噬細(xì)胞表型分化中發(fā)揮重要作用。TAMs能夠表達(dá)許多病理上相關(guān)的miRNAs，這些miRNAs又能夠影響TAMs的表型分化。有研究[9]表明，腫瘤微環(huán)境能引起單核/巨噬細(xì)胞中miR-155的表達(dá)下調(diào)，而miR-155反過來又可以調(diào)節(jié)單核/巨噬細(xì)胞的功能活動，從而發(fā)揮抗腫瘤的作用。目前，miRNAs對TAMs極化的影響主要有：miR-155、miR-146a、let-7b、miR-223[10]。研究[11]表明，miR-155、miR-125b和miR-127促進(jìn)M1型TAMs的分化，miR-146a、miR-223和let-7c促進(jìn)M2型TAMs的分化。miRNAs的活性可以調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞對環(huán)境信號的反應(yīng)。HUANG等[12]研究中，miR-148a-3p促進(jìn)骨髓細(xì)胞生成巨噬細(xì)胞，促進(jìn)M1型 TAMs的表型分化，增強(qiáng)巨噬細(xì)胞的殺菌作用，這一過程主要通過PTEN/AKT/NF-κB信號通路來完成。同時(shí)，miR-148a-3p能夠介導(dǎo)Notch信號，從而增強(qiáng)炎癥因子產(chǎn)物，有助于抵抗抗原的侵襲。ZHAO等[13]研究發(fā)現(xiàn)，miR-125a是巨噬細(xì)胞中Notch信號通路的下游分子，通過作用于信號通路的下游，促進(jìn)M1型 TAMs的分化，同時(shí)抑制M2型 TAMs的分化。TAMs與miR-125a共培養(yǎng)，通過重塑免疫微環(huán)境，能增強(qiáng)其吞噬活性，抑制腫瘤的生長。也就是說，miR-125a通過調(diào)節(jié)Notch信號通路，影響TAMs的表型分化，從而發(fā)揮其抗腫瘤的活性。XU等[14]研究中，miR-17、miR-20a通過靶向調(diào)節(jié)HIF-2α，分泌一系列促血管生長的基因，來調(diào)節(jié)TAMs促進(jìn)血管生成的作用。有研究[15]發(fā)現(xiàn)，M1型 TAMs 能夠下調(diào)miR-23a/27a/24-2的表達(dá)，M2型TAMs則可上調(diào)其活性。miR-23a/27a/24-2反過來促進(jìn)M1型TAMs的表型分化，抑制M2型TAMs的分化。這一負(fù)反饋環(huán)主要通過靶向調(diào)節(jié)Junus激酶蛋白1(JAK1)/轉(zhuǎn)錄激活因子6(STAT6)和干擾素調(diào)節(jié)因子4/過氧化物酶體增殖物激活受體γ(PPAR-γ)來完成。在乳腺癌細(xì)胞中[16]，miR-222的表達(dá)明顯下調(diào)，通過調(diào)節(jié)CXCL-12/CXCR4信號軸，抑制巨噬細(xì)胞的遷移。隨著腫瘤的進(jìn)展，M1型到M2型TAMs的比例越來越多，腫瘤微環(huán)境有變化。另外，結(jié)直腸癌細(xì)胞分泌的miR-145通過靶向調(diào)控組蛋白去乙?；?1(HDAC11)和Toll樣受體4(TLR4)來促進(jìn)M2型TAMs的極化，從而調(diào)控腫瘤微環(huán)境和腫瘤的進(jìn)展[17]。miR-18a通過誘導(dǎo)M1型TAMs的活化來抑制結(jié)腸癌的肝轉(zhuǎn)移[18]。而前列腺癌相關(guān)腫瘤巨噬細(xì)胞中[19]，M2型TAMs占優(yōu)勢，增強(qiáng)了腫瘤細(xì)胞的致瘤化，促進(jìn)了內(nèi)皮細(xì)胞的血管化，TAMs促進(jìn)let-7b高表達(dá)，而let-7b能夠調(diào)節(jié)IL-12、IL-23、IL-10及TNF-α的表達(dá)，對于腫瘤的遷移和血管化形成均起到重要作用。

3 miRNAs誘導(dǎo)TAMs活化對胃癌的影響

癌前或伴發(fā)的慢性炎癥被認(rèn)為是胃癌的關(guān)鍵驅(qū)動因素，炎癥反應(yīng)可以招募免疫細(xì)胞到腫瘤微環(huán)境，巨噬細(xì)胞是腫瘤中炎癥浸潤的主要細(xì)胞，為炎癥和腫瘤提供一個(gè)連接和紐帶[20]。巨噬細(xì)胞最終極化分型的狀態(tài)，對胃癌的發(fā)展起重大作用。H.pylori感染的萎縮性胃炎中，M1型TAMs的表達(dá)明顯升高，之后隨著炎癥的進(jìn)展，誘導(dǎo)促腫瘤的炎癥反應(yīng)，使巨噬細(xì)胞從M1型向M2型轉(zhuǎn)化，最終導(dǎo)致胃腫瘤的發(fā)生[21]。H.pylori感染相關(guān)性胃癌組織中，TAMs中的上皮間充質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition, EMT)表達(dá)升高，能使TAMs分化成促進(jìn)胃癌發(fā)展的表型，這一過程通過IL-1β和蛋白激酶(AKT)/絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)信號通路完成[22]。在胃癌中，TAMs浸潤與血管生成、浸潤深度及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移等有關(guān)[23]。TAMs能分泌生長和促血管新生的因子，通過生成血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)和VEGF-C促進(jìn)淋巴內(nèi)皮細(xì)胞增殖，淋巴管生成，從而促進(jìn)胃癌細(xì)胞的淋巴轉(zhuǎn)移[24]；TAMs生成的MMP和FGF-2能降解基底膜，調(diào)節(jié)腫瘤基質(zhì)中纖維母細(xì)胞來參與腫瘤細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移[25]；TAMs通過下調(diào)E-鈣黏蛋白的表達(dá)，上調(diào)波形蛋白的表達(dá)來影響EMT，促進(jìn)胃癌細(xì)胞的遷移和侵襲，這一過程通過FOXQ1信號通路起作用[26]；TAMs在胃癌淋巴轉(zhuǎn)移前可以沿著淋巴流擴(kuò)張[25]。有研究[27]認(rèn)為，TAMs浸潤性腫瘤主要以M2型TAMs為特征。SU等[28]研究發(fā)現(xiàn)，TAMs促進(jìn)胃癌細(xì)胞的侵襲，胃癌組織中IL-6陽性的巨噬細(xì)胞高表達(dá)，且與胃癌的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和TNM分期呈正相關(guān)，IL-6可能誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞分化成M2表型(高表達(dá)M2相關(guān)的IL-10、TGF-β和VEGF-C，低表達(dá)IL-12)，從而發(fā)揮其促進(jìn)腫瘤進(jìn)展的作用。WANG等[29]研究中，M2型TAMs在早期和進(jìn)展期胃癌中均有表達(dá)，且在進(jìn)展期胃癌中的表達(dá)較早期明顯增加，TAMs通過調(diào)節(jié)CC型趨化因子5(CCL5)/CCL5受體(CCR5)/STAT3信號通路影響DNA甲基化，促進(jìn)胃癌的生長；ZHENG等[30]研究發(fā)現(xiàn)，胃癌中M2表型TAMs的高表達(dá)促進(jìn)了載脂蛋白E敲除(ApoE)的高表達(dá)，且把ApoE外泌體轉(zhuǎn)移到鄰近的胃癌細(xì)胞中，激活了磷脂酰肌醇-3羥基激酶(PI3K)/AKT信號通路，從而促進(jìn)胃癌細(xì)胞的遷移。研究[31]指出，TAMs的M1/M2極化類型是胃癌患者的預(yù)后因素之一。M1型高表達(dá)提示預(yù)后相對較好，而M2型則相反。這與ZHANG等[32]研究發(fā)現(xiàn)，在胃癌中，高表達(dá)的TAMs與胃癌的預(yù)后差有關(guān)，有助于EMT，且與TGF-β信號通路有關(guān)的結(jié)果一致。有研究[33]發(fā)現(xiàn)，在胃癌中，TAMs可以上調(diào)Bim1的表達(dá)水平，而miR-30e能抑制Bim1的表達(dá)水平，TAMs可以誘導(dǎo)miR-30e的表達(dá)下調(diào)，從而使Bim1高表達(dá)，促進(jìn)胃癌的進(jìn)展。另外，在胃癌SGC-7901細(xì)胞中，miR-1228通過靶向調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞移動抑制因子(MIF)來調(diào)控巨噬細(xì)胞的活性，抑制VEGF的表達(dá)和釋放，抑制腫瘤細(xì)胞的血管生成，達(dá)到抗腫瘤的作用[34]。miR-451表達(dá)下調(diào)，通過靶向抑制MIF使巨噬細(xì)胞快速移動到病變部位起吞噬作用，抑制胃腫瘤的形成和進(jìn)展[35]。

4 外泌體miRNAs/TAMs與胃癌

外泌體是由細(xì)胞分泌到細(xì)胞外環(huán)境小的球形或囊性的物質(zhì)，通過RNA和蛋白運(yùn)輸?shù)脚R近和遠(yuǎn)處的細(xì)胞，從而影響許多生理和病理的信號通路[36]。腫瘤細(xì)胞和巨噬細(xì)胞之間的對話被認(rèn)為是通過外泌體進(jìn)行傳遞，在蛋白和miRNA進(jìn)行包裝，最后在終端進(jìn)行免疫調(diào)節(jié)[37]。特異性的外泌體是miR-21，由TAMs和實(shí)體瘤表達(dá)和釋放。M2型TAMs來源的外泌體可以被胃癌細(xì)胞提取，促進(jìn)胃癌細(xì)胞對順鉑的耐藥。外泌體miR-21可以直接從巨噬細(xì)胞到達(dá)腫瘤細(xì)胞，抑制細(xì)胞的凋亡，這一過程通過負(fù)調(diào)控PTEN，促進(jìn)PI3K/AKT信號通路的激活來完成[38]。

5 miRNAs/TAMs與胃癌免疫治療

miRNAs介導(dǎo)的TAMs活性的調(diào)控對腫瘤是一種有希望的治療手段[39]?？赡軝C(jī)制為：(1)下調(diào)腫瘤組織中的TAMs或誘導(dǎo)其凋亡；(2)使TAMs重新分化為M1型TAMs。治療上，選擇性的miRNA能夠重新決定TAMs的表型，調(diào)節(jié)信號傳導(dǎo)通路，從而達(dá)到腫瘤靶向治療的目的。miRNA組織特異性的表達(dá)，能夠使研究者獲取更準(zhǔn)確的特異性的TAMs中的miRNA，從而達(dá)到治療目的。目前，以慢病毒為基礎(chǔ)的基因手段，已經(jīng)在TAMs中的miR-511-3p開展[40]。LIU等[41]研究中應(yīng)用納米技術(shù)，組成SPEG/GLC/miR-155納米復(fù)合物，能夠使TAMs中的miR-155濃度增加100～400倍，并且通過上調(diào)M1的標(biāo)志物IL-12，重新使免疫耐受的TAMs分化為M1型TAMs。另外，利用巨噬細(xì)胞分泌的外泌體攜帶外源性的miR-21抑制物到BGC-823中，可以下調(diào)miR-21的水平，可以考慮利用巨噬細(xì)胞分泌的外泌體來運(yùn)輸藥物到靶細(xì)胞[42]。此外，骨髓造血干細(xì)胞分泌的外泌體miR-221，促進(jìn)SGC-7901和BGC-823的增殖和侵襲，影響腫瘤的微環(huán)境，可作為潛在的治療手段[43]。

6 展望

miRNAs在平衡免疫反應(yīng)始動的組織破壞和抗原識別方面起核心作用，表達(dá)失衡的miRNAs參與炎癥相關(guān)疾病的發(fā)展。炎癥是腫瘤的特點(diǎn)，而TAMs通過激發(fā)血管生成促進(jìn)惡性腫瘤的進(jìn)展，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的遷移，有利于腫瘤細(xì)胞在原位進(jìn)入血管以及在轉(zhuǎn)移的部位滲出血管，抑制抗腫瘤作用，加強(qiáng)免疫耐受。miRNAs的活性可以調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞對環(huán)境信號的反應(yīng)，通過調(diào)節(jié)NF-κB和STAT3與TAMs發(fā)生相互作用，影響TAMs的表型分化，在慢性炎癥到腫瘤的發(fā)生、發(fā)展過程中發(fā)揮重要作用。特異性miRNA的調(diào)節(jié)，antagomiRs和miRNA mimics，可以起到腫瘤靶向治療的目的。挑戰(zhàn)在于把治療用的分子轉(zhuǎn)移到特異的組織和細(xì)胞中。有兩種方式：腺病毒和外泌體。相信在未來，miRNAs對巨噬細(xì)胞表型分化的調(diào)節(jié)，組織特異性的miRNA，必將為胃癌及其他惡性腫瘤的靶向治療提供更廣闊的前景。