miRNA在卵巢癌中的研究進展

李維 商卿 張衛(wèi)平 馬靜

天津中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院檢驗科300193

0 引 言

卵巢癌是一種致死率較高的婦科惡性腫瘤，嚴(yán)重威脅女性生命健康。全球每年約24 萬名女性被診斷出患有卵巢癌，這反映出該疾病的高發(fā)病率和相關(guān)死亡率[1]。約90%的原發(fā)性惡性卵巢腫瘤發(fā)生于卵巢表面上皮（OSE）。從形態(tài)上看，上皮性卵巢癌可分為4 大類（漿液型、子宮內(nèi)膜型、透明細胞型和黏液型）[2]。卵巢腫瘤的異質(zhì)性被認(rèn)為是造成此疾病高死亡率的原因。卵巢癌也可根據(jù)其特征蛋白的表達譜或特征突變（這決定了其侵襲性和對化療的反應(yīng)）分為低級別和高級別癌癥。在分子水平上，低級別卵巢腫瘤由幾個標(biāo)志性突變引起，包括PTEN、PIK3CA KRAS、BRAF、ERBB2 和ARID1A，而更具侵襲性的高級別腫瘤則與TP53 突變有關(guān)[3]。除這些編碼蛋白質(zhì)基因的重要性之外，遺傳學(xué)的進展揭示了哺乳動物基因組轉(zhuǎn)錄了數(shù)千個短的非編碼蛋白質(zhì)的RNA，這些RNA 調(diào)節(jié)著各種生物過程，其中包括microRNA（miRNA）。對超過1 493 個小RNA 深度測序數(shù)據(jù)的廣泛分析顯示，人類基因組轉(zhuǎn)錄了約1 917個miRNA 前體序列，生成2 654 個成熟的miRNA序列[4]。miRNA 是進化保守的單鏈非編碼RNA，長度為17～22 個核苷酸，可作為反義RNA 在轉(zhuǎn)錄后水平下調(diào)其靶基因的表達[5]，這些單鏈非編碼RNA 于1990 年初在秀麗隱桿線蟲中被發(fā)現(xiàn)[6]，隨后的研究結(jié)果證實了其幾乎存在于所有物種中[7]。miRNA 通過與RNA 結(jié)合而參與轉(zhuǎn)錄后調(diào)控mRNA 靶標(biāo)的3'-非翻譯區(qū)（3'-UTR）或開放閱讀框區(qū)，導(dǎo)致其降解或翻譯抑制[8]。另外，miRNA 是多種生物學(xué)功能的調(diào)節(jié)劑，包括細胞增殖、分化、凋亡和自噬，因此異常miRNA 的表達與人類許多疾病有關(guān)，包括癌癥[9]。miRNA 在卵巢癌病理過程中的異常變化也已經(jīng)被觀察到，這可能對卵巢癌的早期發(fā)現(xiàn)、診斷、治療和預(yù)后有極其重要的意義。

由于卵巢位于腹腔深處且卵巢癌的早期癥狀不明顯，病變具有異質(zhì)性，使得卵巢癌的早期診斷十分困難，診斷時已經(jīng)是晚期（Ⅲ或Ⅳ期），被診斷為腹膜腔廣泛轉(zhuǎn)移，預(yù)后較差[10]。隨著醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展，雖然卵巢癌的預(yù)后有了明顯改善，但5 年總生存率仍很低，為35%～40%，而晚期卵巢癌的復(fù)發(fā)率超過80%，預(yù)后亦較差[11-12]。目前，卵巢癌的臨床治療以腫瘤細胞減滅術(shù)為基礎(chǔ)，在紫杉醇和鉑類聯(lián)合化療6～8 個療程的輔助下，完全緩解率達到70%～80%[13]，但高復(fù)發(fā)率和復(fù)發(fā)后的高耐藥率是卵巢癌高死亡率的最重要原因[14]，因此卵巢癌的早期診斷至關(guān)重要。miRNA 作為新的生物標(biāo)志物在卵巢癌發(fā)生發(fā)展中的作用引起了研究人員的廣泛關(guān)注[15-21]。

1 miRNA 參與卵巢癌的病理生理過程

生物信息學(xué)分析預(yù)測，約2/3 的人類基因受到超過1 000 個miRNAs 的調(diào)控，促使研究人員在過去十年中研究這些miRNAs 在許多疾病中的作用[22]，其中包括癌癥，它通過與特定于靶信使RNA（mRNA）的堿基配對，導(dǎo)致靶mRNA 降解或抑制其翻譯，從而促進腫瘤的發(fā)生發(fā)展。功能研究結(jié)果表明，其參與了卵巢癌細胞周期調(diào)節(jié)[23]、凋亡[24-25]、細胞增殖[24-31]和侵襲轉(zhuǎn)移[23，27-28，31]等基本過程。

腫瘤微環(huán)境（TME）在卵巢癌的發(fā)展中起著重要作用，腫瘤微環(huán)境是指腫瘤細胞與宿主間質(zhì)（包括不同的免疫細胞、內(nèi)皮細胞、成纖維細胞和代謝物）相互作用的生態(tài)位（原發(fā)或轉(zhuǎn)移）[32]，如與癌癥相關(guān)的成纖維細胞（cancer associated fibroblasts,CAFs）決定了卵巢癌細胞對化療的反應(yīng)，因為CAFs 驅(qū)動的lipma-preferred partner（LPP）的上調(diào)表達增加了微血管內(nèi)皮黏附并調(diào)節(jié)應(yīng)激纖維的形成，從而誘導(dǎo)化療耐藥性。CAFs 分泌miR-21 靶向凋亡蛋白酶激活因子-1(APAF-1)，導(dǎo)致轉(zhuǎn)移性或復(fù)發(fā)性卵巢癌的紫杉醇耐藥[33]。此外，在卵巢腺癌中，內(nèi)皮細胞大量表達死亡中介Fas 配體（FasL），F(xiàn)asL 是由腫瘤來源的VEGF-A、IL-10 和前列腺素E2（PGE2）協(xié)同誘導(dǎo)的。這些內(nèi)皮細胞獲得清除CD8+T 細胞的能力，建立免疫屏障，增加卵巢癌的耐受性。同時，腫瘤內(nèi)皮細胞中Notch 細胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域（N1ICD）的notch1 表達促進了卵巢癌小鼠的腹膜轉(zhuǎn)移，并因此與較短的生存期相關(guān)，因為激活的N1ICD 促進內(nèi)皮細胞衰老、血管細胞黏附分子-1（VCAM1-1）表達、中性粒細胞募集[34]。

缺氧、低pH 和高壓環(huán)境有利于卵巢癌細胞中的生長因子、蛋白水解酶和免疫炎癥因子的釋放，對卵巢癌細胞的侵襲和轉(zhuǎn)移等過程具有重要影響[35-36]。腫瘤細胞的侵襲和轉(zhuǎn)移分為3 個獨立的階段：①腫瘤細胞生物化學(xué)、形態(tài)和遷移能力的變化（類干細胞性質(zhì)和遷移模式的變化）。②介導(dǎo)轉(zhuǎn)移的表面受體。③靶器官周圍腫瘤微環(huán)境的形成有利于轉(zhuǎn)移細胞的生存和增殖。而miRNA 的異常表達可通過調(diào)節(jié)細胞外基質(zhì)來改變腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移能力[37]。

包括卵巢癌在內(nèi)的各種人類癌癥中，已有結(jié)果證實miRNA 可以上調(diào)或下調(diào)。腫瘤發(fā)生可通過表達致癌miRNA（下調(diào)腫瘤抑制基因）或丟失特異性腫瘤抑制miRNA（負調(diào)控癌基因）來啟動。miRNA在腫瘤中過表達、對腫瘤的抑制作用降低可能導(dǎo)致腫瘤發(fā)生，而miRNA 的低表達也常引起致癌基因高表達而導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生。miRNA 作為癌基因或抑癌基因取決于特定靶組織的細胞微環(huán)境和miRNA的表達[32]。在卵巢癌中有11 個miRNA 上調(diào)（miR-16、miR-20a、miR-21、miR-23a、miR-23b、miR-27a、miR-93、miR-141、miR-200a、miR-200b、miR-200c）和多個miRNA下 調(diào)（miR-10b、miR-26a、miR-29a、miR-99a、miR-125a、miR-125b、miR-143、miR-145、miR-199a、miR-214 和let-7b 等）[22]。序列高度同源的miRNA 被劃分為一個家族，let-7 家族屬于研究較為廣泛的miRNA 家族，Let-7 具有抑制細胞增殖、促進細胞分化和凋亡的生物學(xué)功能。在不同腫瘤組織和細胞中，let-7 家族通過抑制原癌基因編碼蛋白RAS、HMGA 2、c-Myc、c-Dc 25A、cdk 6 和cyclin 2 的表達來抑制腫瘤細胞的生長和侵襲；而miR-200 家族（miR-200a、miR-141、miR-200b、miR-200c、miR-429）是一種新發(fā)現(xiàn)的與腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)的miRNA。抑制E-cadherin 轉(zhuǎn)錄抑制劑（鋅指增強子結(jié)合1）ZEB1 和ZEB2 的表達、增加E-cadherin 的表達，可促進間充質(zhì)細胞向上皮細胞轉(zhuǎn)化[36]。

miR-196a 通過PTEN/PI3K/AKT 途徑下調(diào)DDX3 的表達來促進卵巢癌細胞的增殖并抑制細胞凋亡[25]。由miR-665 抑制劑誘導(dǎo)，miR-665 通過直接抑制SRCIN1 的表達而在卵巢癌中起癌基因的作用。此外，miR-665 表達水平與卵巢癌患者腫瘤組織中SRCIN1 mRNA 水平呈負相關(guān)[26]。miR-454 通過作用于E2F6 在卵巢癌細胞中起抑癌作用[31]。miR-193a-5p 通過與HOXA7 mRNA 的3'-UTR 結(jié)合，降低了HOXA7 的表達，從而抑制了人類卵巢癌細胞的增殖并促進了細胞凋亡[24]。丙泊酚下調(diào)miR-374a 并調(diào)節(jié)FOXO1 途徑，以減少卵巢癌細胞的增殖[30]。miRNA-196b 在卵巢癌組織中高表達，可通過靶向ZMYND11促進卵巢癌細胞的增殖、侵襲和遷移能力，另外，miRNA-196b 的表達異常與卵巢癌的惡性發(fā)展有關(guān)[23]。miR-125a-5p 可直接抑制LIN28B 的表達，從而抑制卵巢癌的增殖和轉(zhuǎn)移。而異丙酚可通過增強針對LIN28B 的miR-125a-5p 來抑制卵巢癌的增殖和轉(zhuǎn)移[28]。miR-1224-5p 在卵巢癌中調(diào)節(jié)的細胞增殖和侵襲主要依賴于SND1 在卵巢癌細胞中的下調(diào)[29]。miR-32 作為抑制基因，通過調(diào)節(jié)其靶基因BTLA 來抑制卵巢癌細胞的惡性侵襲[27]。另外，Chen 等[38]通過對患者標(biāo)本的收集并進行miRNA 分析以及體外實驗和體內(nèi)試驗，結(jié)果表明，miR-204-5p 可通過THBS1促進卵巢腫瘤中的血管生成。通過與清除劑受體B類1 型（SCARB1）結(jié)合，重組的高密度脂蛋白納米顆粒（rHDL-NPs）可有效地將miR-204-5p 抑制劑（miR-204-5p-inh）遞送至腫瘤部位，從而抑制腫瘤的生長，這些結(jié)果為研究miR-204-5p 在調(diào)節(jié)卵巢癌血管生成中的作用提供了新認(rèn)識。此外，Kafshdooz等[39]研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，抗體和/或多肽偶聯(lián)的納米顆粒有效地靶向和持續(xù)釋放miRNAs/anti-miRNAs 可減少患者所需的治療劑量，同時將全身的細胞毒性降至最低，以增強細胞攝取、生物利用度和腫瘤部位的積累。

2 miRNA 為卵巢癌的診斷標(biāo)志物

一些研究已經(jīng)評估了卵巢癌的miRNA 圖譜與miRNA 在卵巢癌診斷中潛在作用之間的差異。卵巢癌的診斷一直是一個重大問題，因為約70%～80%的患者在診斷時已是癌癥晚期。然而，miRNA 的研究結(jié)果為卵巢癌的診斷帶來了新的方法，miRNA 作為卵巢癌的診斷標(biāo)志物受到越來越多的重視[40-41]。2008年，Taylor 和Gercel-Taylor[42]從卵巢癌患者中分離出循環(huán)腫瘤外泌體，并將其miRNA 圖譜與來自同一患者的腫瘤樣本進行了比較，通過分析8 種miRNA水平發(fā)現(xiàn)循環(huán)外泌體miRNA 可作為無癥狀卵巢癌患者的診療標(biāo)志物。Resnick 等[43]從28 例經(jīng)確認(rèn)但未經(jīng)治療的卵巢癌患者中選取血清樣品與15 例正常人血清樣品作為對照，并對其中9 例卵巢癌患者的樣品進行了實時熒光PCR 陣列分析，對這些患者和4 個正常人血清樣本中的miRNA 進行分析發(fā)現(xiàn)，有21 個miRNA 在卵巢癌和正常人血清之間表現(xiàn)出差異。隨后使用實時定量PCR 在剩余的19 個卵巢癌和11 個正常血清樣品中檢測這21 個miRNA表達水平，證實了8 個miRNA 在卵巢癌患者中表達差異，其中miR-21、miR-92、miR-29a、miR-93 和miR-126表達上調(diào)，而miR-99b、miR-127 和miR-155 表達下調(diào)。Zhou 等[44]研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，尿液中的miRNA 在卵巢癌診斷中也具有重要意義。研究人員收集并比較了39 例卵巢漿液性腺癌患者、26 例婦科良性疾病患者和30 例健康對照者的尿液標(biāo)本，研究尿液中miRNA 檢測卵巢漿液性腺癌的臨床價值。miRNA 微陣列數(shù)據(jù)顯示，與婦科良性疾病和健康對照組相比，卵巢癌漿液性腺癌患者miRNA-30a-5p表達顯著上調(diào)。此外，研究人員還檢測了接受腫瘤切除術(shù)患者尿液中miRNA 的表達。值得注意的是，miR-30a-5p 的表達顯著降低，提示尿區(qū)miR-30a-5p來源于卵巢漿液性腺癌本身。因此，miR-30a-5p 在尿液中的表達水平可作為診斷卵巢漿液性腺癌的重要依據(jù)。

Yokoi 等[45]使用微陣列從4 046 份血清樣本（包括428 例卵巢腫瘤患者）中獲得了完整的miRNA表達譜，提出基于10 個miRNA 表達譜的最佳診斷模型，并在一個獨立隊列中驗證該模型的準(zhǔn)確性（敏感性為0.99，特異性為1.00），即使在早期卵巢癌中也有較高的準(zhǔn)確性。他們另外建立了2 個基于9～10 個循環(huán)miRNA 表達水平的模型，可以區(qū)分卵巢癌和其他類型的實體腫瘤或良性卵巢腫瘤。8 種循環(huán)血清miRNA 的組合作為新的預(yù)測模型能夠成功地區(qū)分卵巢癌患者與健康對照（曲線下面積為0.97，敏感性為0.92，特異性為0.91）、早期卵巢癌與良性腫瘤患者。此外，這種方法還可對4 種類型的上皮性卵巢癌進行亞型分類。卵巢癌的早期發(fā)現(xiàn)和亞型確定對于臨床醫(yī)生為每位患者設(shè)計有效的治療策略至關(guān)重要，這也是精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的目標(biāo)，是廣大卵巢癌患者的福音[46]。

3 miRNA 為卵巢癌預(yù)后的標(biāo)志物

大量研究結(jié)果表明，miRNA 可用于預(yù)測卵巢癌患者的預(yù)后[36]。Gao 和Wu[47]收集了74 例上皮性卵巢癌患者、19 例交界性卵巢癌患者和50 例健康對照的血清樣本，通過定量PCR 檢測miR-200c 和miR-142 的水平，并采用Kaplan Meier 曲線和log-rank檢驗評估其表達情況，以評估其對卵巢癌的預(yù)后價值。結(jié)果顯示，卵巢癌患者血清中這些miRNA 的表達明顯高于健康對照組。血清miR-200c 相對表達水平從卵巢癌早期到晚期呈下降趨勢，miR-200c 相對高表達患者的2 年生存率高于相對低表達患者。相比之下，miR-141 表現(xiàn)出相反的模式。

卵巢癌的治療是基于以手術(shù)為基礎(chǔ)的綜合治療，其中以化學(xué)治療為重要組成部分，但化療耐藥性直接影響治療效果和患者預(yù)后[48-52]。研究者對miRNA的深入研究有望為化學(xué)療法的耐藥性提供新的證據(jù)和解決方案。miRNA 與藥物耐藥性有關(guān)，Mihanfar等[48]通過分析發(fā)現(xiàn)，miRNA 在卵巢癌的化療和對藥物的耐藥中發(fā)揮重要作用，甚至在有些化療過程中激活一種以上的多重藥物耐藥機制，而miRNA 可更有效地逆轉(zhuǎn)耐藥從而增強對卵巢癌的有效治療，因此miRNA 作為潛在的生物標(biāo)記來預(yù)測對化學(xué)療法和惡性腫瘤患者的生存可能是一種有效的策略。miR-125a-5p 可直接抑制LIN28B 的表達，從而抑制卵巢癌的增殖和轉(zhuǎn)移；而異丙酚可通過增強針對LIN28B 的miR-125a-5p 來抑制卵巢癌的增殖和轉(zhuǎn)移[28]。丙泊酚下調(diào)miR-374a 并調(diào)節(jié)FOXO1 途徑，以減少卵巢癌細胞的增殖和對順鉑抵抗力[30]。Ferreira等[53]通過薈萃分析研究在卵巢癌、良性腫瘤和健康組織的血清和組織中每種miRNA 的表達水平、miRNA 的上調(diào)/下調(diào)狀態(tài)與預(yù)后特征（總生存期和無病生存期）以及諸如對鉑和紫杉醇敏感性/耐藥性等反應(yīng)預(yù)測特征，最終篩選出12 個miRNA，分析其與卵巢癌的預(yù)后和反應(yīng)預(yù)測特征，最終分析結(jié)果顯示,對于miR-200 家族當(dāng)miR-200b 和miR-200a 上調(diào)時，可能表示與總生存率降低有關(guān)。對于miR-30 家族miR-30a 和miR-30d 上調(diào)時，有增加總生存率的趨勢。當(dāng)miR-23b 上調(diào)后表明預(yù)后良好；而miR-25、miR-429 和miR-373 上調(diào)可能表明與總生存率降低有關(guān)。

4 結(jié) 語

卵巢癌作為高死亡率的常見婦科惡性腫瘤，由于在腫瘤轉(zhuǎn)移之前缺乏明顯的癥狀，因此對早期診斷提出了巨大挑戰(zhàn)。而miRNA 參與了卵巢癌的病理發(fā)生過程，并可在早期對卵巢癌進行診斷，是卵巢癌預(yù)后的標(biāo)志物，在卵巢癌的化療和對藥物的耐藥中發(fā)揮重要作用，因此選擇特定的miRNA 將能夠在早期階段快速、有效且經(jīng)濟地檢測卵巢癌，對卵巢癌的治療起到積極的指導(dǎo)作用。然而，由于miRNA 調(diào)控機制和靶基因的發(fā)現(xiàn)相對較晚，對其調(diào)控機制和靶基因的研究仍處于起步階段，其與腫瘤和特定組織特別是卵巢的關(guān)系尚不完全了解。因此，關(guān)于miRNA 與癌癥關(guān)系的研究尚需進一步深化和拓展。綜上所述，miRNA 與卵巢癌的發(fā)生、轉(zhuǎn)移、化療耐藥緊密相關(guān)，在卵巢癌的診斷、治療、預(yù)后中發(fā)揮重要作用。miRNAs 作為與卵巢腫瘤狀態(tài)密切相關(guān)的穩(wěn)定而強大的標(biāo)記物有希望成為醫(yī)學(xué)腫瘤研究領(lǐng)域的熱點。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突