MicroRNA-7在結(jié)直腸癌中的研究進(jìn)展*

張曉紅 南 瓊

昆明醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院消化內(nèi)科(650032)

隨著生活水平不斷提高以及生活方式的多元化，結(jié)直腸癌(colorectal cancer, CRC)發(fā)病率呈不斷上升的趨勢，2018年歐洲最新癌癥統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示CRC是男性癌癥死亡的第二大原因，女性癌癥死亡的第三大原因[1]。據(jù)推測，2030年預(yù)計(jì)全球?qū)⒂谐^220萬新發(fā)CRC病例和110萬例死亡患者[2]。我國腫瘤數(shù)據(jù)表明，CRC是癌癥的第五大死亡原因[3]。MicroRNA(miRNA)是一類全長約22個(gè)核苷酸的內(nèi)源性非編碼RNA，主要通過堿基互補(bǔ)配對(duì)的方式負(fù)向調(diào)控基因的表達(dá)。多數(shù)miRNA通過與靶miRNA的3’-UTR特定位點(diǎn)識(shí)別并結(jié)合，抑制其翻譯過程，進(jìn)而調(diào)控基因表達(dá)?，F(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)部分miRNA可識(shí)別miRNA的5’-UTR并激活miRNA翻譯[4]。大量研究表明miRNA參與了不同癌癥的發(fā)生、發(fā)展，且可作為抗癌治療的潛在靶點(diǎn)[5]。MiRNA-7(miR-7)為一種抑癌miRNA，參與腫瘤細(xì)胞增殖、分化、凋亡等過程，與腫瘤的生長、侵襲、轉(zhuǎn)移相關(guān)[6]。本文就miR-7在CRC中的研究現(xiàn)狀作一綜述。

一、MiR-7的產(chǎn)生和調(diào)控機(jī)制

MiR-7由Lagos-Quintana等[7]首次發(fā)現(xiàn)，其序列在進(jìn)化過程中高度保守。MiR-7在果蠅中由一個(gè)基因編碼，在人類和小鼠中由三個(gè)不同的基因位點(diǎn)編碼[8-9]。雖然人類和小鼠中miR-7由不同的基因位點(diǎn)編碼，但轉(zhuǎn)錄加工后的成熟序列具有相同的生物學(xué)活性[8]。MiR-7初級(jí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物在細(xì)胞核內(nèi)經(jīng)核酸內(nèi)切酶Ⅲ Drosha剪切，成為前體miR-7，隨后通過Exportin 5轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，由核糖核酸內(nèi)切酶Ⅲ Dicer剪切為成熟miRNA，并進(jìn)一步形成RNA誘導(dǎo)沉默復(fù)合體，該復(fù)合體靶向特定mRNA來調(diào)節(jié)基因的表達(dá)[10]。MiR-7是多種腫瘤的抑癌基因，可作用于多種靶基因，如表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor, EGFR)、p21激活激酶1、胰島素受體底物1等[11]。

MiR-7表達(dá)亦受到多種因子在轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)控，如小腦變性相關(guān)蛋白1反義轉(zhuǎn)錄物(CDR1as)[12]、HuR和MSI2[10]、EGFR[13]、HoxD10[14]等。CDR1as含有63個(gè)與miR-7特異性結(jié)合的位點(diǎn)，兩者結(jié)合后，miR-7暫時(shí)失去生物學(xué)作用，而CDR1as可被miR-671通過AGO2蛋白以依賴性方式進(jìn)行核酸內(nèi)切降解，使miR-7被解離，從而重新發(fā)揮生物學(xué)作用[12]。HuR、MSI2通過形成HuR/MSI2/pri-miR-7-1復(fù)合物，使pri-miR-7-1莖環(huán)結(jié)構(gòu)變僵硬，抑制Drosha的剪切，從而抑制miR-7的成熟[10]。EGFR可通過Ras/ERK/Myc信號(hào)通路，使核蛋白C-myc與miR-7增強(qiáng)子盒子區(qū)域結(jié)合，促進(jìn)miR-7表達(dá)[13]。HoxD10與miR-7上游啟動(dòng)子區(qū)的-958～-968、-1019～-1028兩個(gè)位點(diǎn)結(jié)合，調(diào)節(jié)miR-7表達(dá)[14]。上述調(diào)控因子使miR-7表達(dá)維持在相對(duì)恒定的水平，調(diào)節(jié)失衡將導(dǎo)致細(xì)胞的生長和增殖失控。

二、MiR-7在CRC中的表達(dá)

目前主要通過微陣列法、qPCR和qRT-PCR技術(shù)檢測miR-7在CRC患者組織和細(xì)胞株中的表達(dá)[15]。Li等[16]發(fā)現(xiàn)miR-7在CRC患者組織中表達(dá)下調(diào)，人結(jié)直腸癌細(xì)胞株Caco-2和SW480中過表達(dá)miR-7可抑制腫瘤細(xì)胞增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移和細(xì)胞周期進(jìn)程。Xu等[17]發(fā)現(xiàn)miR-7在CRC患者組織和SW620、SW480、LoVo、LS174T四種細(xì)胞株中的表達(dá)下調(diào)，過表達(dá)miR-7可抑制SW480細(xì)胞增殖，并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。Zhang等[5]發(fā)現(xiàn)miR-7在CRC患者組織和細(xì)胞株中低表達(dá);HCT116和LoVo細(xì)胞株中過表達(dá)miR-7可抑制細(xì)胞生長，誘導(dǎo)細(xì)胞周期阻滯于G1期，并誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡；裸鼠成瘤實(shí)驗(yàn)亦發(fā)現(xiàn)過表達(dá)miR-7可抑制腫瘤細(xì)胞形成。但Nakagawa等[18]發(fā)現(xiàn)，隨著正常上皮-腺瘤-癌-腫瘤轉(zhuǎn)移的病情進(jìn)展，miR-7表達(dá)逐漸上調(diào)；抑制人結(jié)腸癌細(xì)胞株DLD-1中miR-7表達(dá)后，腫瘤細(xì)胞增殖受到抑制。Ahmed等[19]發(fā)現(xiàn)miR-7在結(jié)腸癌患者糞便中的表達(dá)上調(diào)。Nagano等[11]發(fā)現(xiàn)CRC組織中miR-7表達(dá)顯著高于正常組織，且與CRC惡性行為和預(yù)后不良呈正相關(guān)。上述研究結(jié)果差異的原因可能為：①CRC的腫瘤異質(zhì)性：CRC是一種異質(zhì)性疾病，在其發(fā)生、發(fā)展過程中，會(huì)出現(xiàn)不同的臨床進(jìn)程，表現(xiàn)出不同的病理類型和分子亞型，即使在同一患者中，疾病的不同時(shí)期和不同的病灶間均會(huì)出現(xiàn)明顯異質(zhì)性；②實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和患者數(shù)量的差異：各實(shí)驗(yàn)室技術(shù)水平和生物信息學(xué)數(shù)據(jù)分析能力的差異以及所納入研究的患者數(shù)量不同，均會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。雖然miR-7在CRC中所扮演的角色可能尚存爭議，但上述研究均說明miR-7可作為診斷、治療CRC的新指標(biāo)。

三、MiR-7在CRC中的分子作用機(jī)制

CRC的發(fā)生、發(fā)展是一個(gè)多階段、多基因參與的過程，不同miRNA在CRC的發(fā)病過程中的作用不盡相同，單個(gè)miRNA亦可通過調(diào)控不同的靶基因參與不同的信號(hào)通路來發(fā)揮不同的作用。

1. MiR-7調(diào)控配對(duì)盒基因6(PAX6)信號(hào)通路：PAX6位于人第11號(hào)染色體長臂13位點(diǎn)，基因序列高度保守[20]。據(jù)報(bào)道，多數(shù)CRC細(xì)胞中PAX6基因第5外顯子CpG島高甲基化，表明PAX6表觀遺傳修飾可能與CRC發(fā)生有關(guān)[21]。Li等[16]通過生物信息學(xué)軟件預(yù)測miR-7能與PAX6的3’-UTR互補(bǔ)結(jié)合，并通過雙熒光素酶報(bào)告基因?qū)嶒?yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證了miR-7與PAX6的靶向關(guān)系。在Caco-2和SW480細(xì)胞株中過表達(dá)miR-7，可抑制PAX6表達(dá)，且兩者呈劑量依賴關(guān)系，PAX6高表達(dá)是CRC的致癌基因，可激活ERK和PI3K信號(hào)通路，并調(diào)節(jié)基質(zhì)金屬酶2(MMP2)和MMP9表達(dá)，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移。

2. MiR-7調(diào)控XRCC2信號(hào)通路：XRCC2主要分布于細(xì)胞核內(nèi)，定位于人染色體7q36.1，其表達(dá)產(chǎn)物參與了同源重組修復(fù)過程[22]。有研究[23]發(fā)現(xiàn)沉默XRCC2基因可導(dǎo)致結(jié)直腸癌細(xì)胞株T84的DNA損傷修復(fù)能力下降，進(jìn)而導(dǎo)致基因組穩(wěn)定性下降，導(dǎo)致CRC的發(fā)生。Xu等[17]通過雙熒光酶報(bào)告基因?qū)嶒?yàn)證實(shí)了miR-7可與XRCC2的3’-UTR結(jié)合；在體外實(shí)驗(yàn)中，過表達(dá)miR-7可通過減少細(xì)胞周期蛋白D1表達(dá)以及增加p21、caspase-3、Bax表達(dá)直接靶向XRCC2，從而抑制腫瘤細(xì)胞增殖，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。

3. MiR-7調(diào)控Yin Yang 1(YY1)信號(hào)通路：核轉(zhuǎn)錄因子YY1屬GLI-Krüppel家族，在多數(shù)人類腫瘤中異常表達(dá)[24]。Zhang等[5]發(fā)現(xiàn)敲除YY1可抑制HCT116、DLD-1和LoVo細(xì)胞增殖，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，表明YY1為CRC的致癌基因。隨后在裸鼠成瘤實(shí)驗(yàn)中進(jìn)一步證實(shí)了YY1的致癌作用。YY1是通過抑制p53及其下游效應(yīng)因子p15、caspase級(jí)聯(lián)、c-Jun以及激活Wnt信號(hào)通路中β-連環(huán)蛋白、抗凋亡survivin蛋白、成纖維生長因子4的方式發(fā)揮致癌作用的。過表達(dá)miR-7可通過YY1-p53-Wnt信號(hào)通路，抑制結(jié)腸癌細(xì)胞增殖，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。

4. MiR-7調(diào)控EGFR信號(hào)通路：EGFR是致癌基因ErbB受體家族成員，由表皮生長因子(EGF)或轉(zhuǎn)化生長因子α(TGF-α)配體激活后，啟動(dòng)下游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，可加速細(xì)胞周期，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移和浸潤[25]。RAF-1是EGFR下游信號(hào)通路RAS/RAF/MEK/ERK中的節(jié)點(diǎn)蛋白。在肺癌細(xì)胞中miR-7不僅可靶向EGFR，還可靶向RAS下游基因RAF-1[26]。Suto等[27]通過生物信息學(xué)軟件預(yù)測EGFR、RAF-1的3’-UTR含有與miR-7的互補(bǔ)位點(diǎn)，并采用雙熒光素酶報(bào)告基因?qū)嶒?yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。在EGFR蛋白表達(dá)陽性的CRC患者中miR-7表達(dá)顯著低于EGFR蛋白表達(dá)陰性者；HCT116、SW480、HT29細(xì)胞過表達(dá)miR-7后，EGFR、RAF-1表達(dá)均下調(diào)，故miR-7可通過制EGFR信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)來抑制CRC細(xì)胞增殖、轉(zhuǎn)移、侵襲。

四、MiR-7在CRC治療中的作用

多數(shù)研究證實(shí)miR-7在CRC中起有抑癌基因的作用，其可負(fù)向調(diào)控EGFR表達(dá)，調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞對(duì)分子靶向治療的敏感性，故miR-7有望成為CRC治療的新靶點(diǎn)。Suto等[27]使用西妥昔單抗治療攜帶KRAS突變(HCT116、SW480)和BRAF突變(HT29)的細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)這些細(xì)胞對(duì)西妥昔單抗均不敏感；而過表達(dá)miR-7后，攜帶KRAS突變的細(xì)胞對(duì)西妥昔單抗的敏感性增加，BRAF突變細(xì)胞對(duì)西妥昔單抗的敏感性無變化，提示單獨(dú)miR-7分子療法或與西妥昔單抗聯(lián)合有望成為CRC的新療法。

五、小結(jié)與展望

CRC嚴(yán)重威脅人類健康，隨著對(duì)CRC中miR-7作用的深入研究，多數(shù)研究已證實(shí)miR-7可作為抑癌基因在CRC的發(fā)生、增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用，有望成為CRC診斷、判斷預(yù)后的新的生物標(biāo)志和治療靶點(diǎn)。