結(jié)直腸癌危險因素與miRNA及miR-155-3p的研究進展

劉立友，劉冠，張然，王長友

（華北理工大學附屬醫(yī)院普通外科，河北 唐山）

0 引言

結(jié)直腸癌是世界上排名第三位的惡性腫瘤，病死率中占第四位，占所有癌癥致死率的9.4%，每年新發(fā)病例約180萬，死亡約86萬例[1]，帶來嚴重的經(jīng)濟和社會負擔。miRNA是由20個左右核苷酸組成的單鏈非編碼RNA，通過作用于靶mRNA而影響靶基因的表達，參與調(diào)節(jié)細胞的增殖、分化、凋亡以及細胞癌變的發(fā)生發(fā)展等過程。近年來研究表明， miRNA的生物學功能可能在CRC三級預防中均有作用。本文就結(jié)直腸癌的危險因素、miRNA的研究進展以及miR155-3p的研究現(xiàn)狀作一綜述。

1 結(jié)直腸癌的相關(guān)危險因素

1.1 生活方式、生活習慣與結(jié)直腸癌

Yi-Hung Kuo等[2]習慣性行為與同期結(jié)直腸癌（sCRC）發(fā)病的關(guān)系-一項病例對照研究表明，吸煙或每天飲酒一瓶的患者比沒有這些習慣的患者有更高的sCRC患病率?？Х认M可能是降低sCRC風險的一個保護因素。增生和腺瘤性息肉的發(fā)生率與吸煙劑量和持續(xù)時間有關(guān)。戒煙超過20年的患者中，無論其患病率如何，增生和腺瘤性息肉的患病率都顯著降低。經(jīng)常飲酒與sCRC之間的相關(guān)性在單變量logistic回歸和多變量logistic回歸中均顯著。此外，與未每日飲酒的患者相比，每日飲酒一瓶或多瓶的患者有顯著的高風險。

S.Ghazalehti等[3]對研究表明DNA錯配修復基因突變攜帶者每天飲酒14克以上患結(jié)腸癌風險增加相關(guān)。薈萃分析和病例對照研究[4-6]表明，咖啡的攝入顯著降低了結(jié)直腸癌的風險。郜文秀等[7]吸煙等相關(guān)因素與大腸癌的流行病學研究亦表明，每日平均吸煙量越高且吸煙年數(shù)越長會大大加重大腸癌的發(fā)病風險。賈漫漫等[8]對家庭二手煙暴露情況與女性結(jié)直腸癌死亡率進行分析顯示，丈夫煙齡超過（包括）40年與女性結(jié)直腸癌死亡率相關(guān)。

近年來，缺乏體育鍛煉或活動成為多種疾病的隱形殺手，長時間靜坐、靜立、臥床使腸道蠕動減慢，有害物質(zhì)在腸道內(nèi)滯留并刺激腸黏膜。調(diào)查顯示[9,10]，體育鍛煉可減小結(jié)直腸癌的復發(fā)和死亡風險，而久坐與結(jié)直腸癌的高死亡風險相關(guān)。Rezende等[11]人調(diào)查體育鍛煉對癌癥風險/發(fā)病率影響的研究表明，體力活動（娛樂性、職業(yè)性）與結(jié)直腸癌的相關(guān)性得到了強有力的證據(jù)的支持。體力活動對高風險重度肥胖受試者的CRC發(fā)病率也有顯著的保護作用。此外，有規(guī)律的運動對年輕發(fā)病的結(jié)直腸癌有保護作用，其中男性為危險因素[12]，并降低癌前結(jié)直腸病變的患病率[13]。李超[14]等大腸息肉的危險因素分析表明：經(jīng)常運動即每周至少運動2小時可降低大腸息肉的患病風險，而大腸息肉人群中僅有1/3的患者可以做到每周至少運動2小時。有研究已顯示[14,15]，運動對大腸息肉的保護作用，即使是小運動量也有此種作用。其機制可能是運動可以通過影響高胰島素血癥、全身低度炎癥反應、減輕腹部肥胖、延長結(jié)腸傳輸時間、抑制腸內(nèi)誘變性內(nèi)容物與結(jié)腸粘膜的相互作用降低大腸癌和大腸息肉的發(fā)生率[14]。

1.2 飲食因素與結(jié)直腸癌

Pan，P.，Yu等[17]研究表明，大量攝入水果和蔬菜、全麥食品、堅果和豆類、魚類和其他海鮮，適度攝入牛奶和其他乳制品，對大腸腺瘤和癌癥的發(fā)病率有保護作用，大量攝入紅肉和加工食品肉類、含糖飲料、精制谷物、甜點和土豆與較高的CRC風險相關(guān)。這可能由于紅肉中含有大量的血紅素鐵，不僅會損傷 DNA，還會形成 N-亞硝基化合物 （ NOC） ；且經(jīng)高溫烹調(diào)的肉類食品會產(chǎn)生雜環(huán)胺類和多環(huán)芳烴等促癌、致癌物。關(guān)于魚類消費量與結(jié)直腸癌相關(guān)性的研究顯示[18]，大量食用魚肉可使結(jié)直腸癌發(fā)病和死亡風險降低，這可能與魚肉中存在大量可減少黏膜上皮細胞增殖且具有抗炎作用的ω3不飽和脂肪酸相關(guān)。研究表明[19,21]膳食纖維可吸收水分，可有效縮短排便時間，從而降低致癌物質(zhì)與腸黏膜作用； 其次，蔬菜水果等富含膳食纖維的食物經(jīng)細菌發(fā)酵產(chǎn)生短鏈脂肪酸，改善腸道微環(huán)，與結(jié)腸癌發(fā)病風險呈負相關(guān)。ZhangXin等[22]研究表明飲食中維生素D、鈣的攝入量，乳制品和牛奶總量與結(jié)直腸風險呈負相關(guān)。維生素D可以調(diào)節(jié)腸上皮穩(wěn)態(tài)，通過抗增殖、促分化、促凋亡及免疫調(diào)節(jié)等途徑發(fā)揮其抗腫瘤作用。鈣可以通過與腸腔中破壞腸上皮細胞的脂肪酸和次級膽汁酸結(jié)合起到抗腫瘤作用。食物中的鈣和補充鈣均可以降低結(jié)直腸癌的發(fā)病風險[23]。葉酸參與嘌呤、嘧啶的合成及DNA甲基化過程，是結(jié)直腸癌的保護因子，攝入高劑量的葉酸可降低結(jié)直腸癌的發(fā)病風險[24]。此外，食物中的維生素A、維生素C、維生素E、硒等均為結(jié)直腸癌的保護因子[25]。

1.3 家族史與結(jié)直腸癌

Abdel-Rahman WM[26]等研究表明一級親屬有大腸癌的家族史較一般人更具有遺傳易感性。雖然認為結(jié)直腸癌是散發(fā)的，但有家族史的患者占所有病例的 20%以上。CRC 綜合征包括Lynch綜合征、家族性腺瘤性息肉病、減弱的家族性腺瘤性息肉病和MUTYH相關(guān)性息肉病、Peutz-Jeghers綜合征和幼年性息肉綜合征的主要病變，這些均屬于癌前病變，且除常染色體隱性遺傳的MAP以及很少遺傳的HPP外，所有這些疾病都是常染色體顯性遺傳疾病[27]。因此，對于有家族史的個體，積極探索并去除相關(guān)危險因素，進行有效的一級預防，降低患者及其親屬的患病風險。有針對性的溝通，提高一級親屬的認知，以對提高結(jié)直腸癌結(jié)腸鏡篩查率的有效性[28]。定期行腸鏡、腫瘤標志物等相關(guān)檢查，提高腫瘤篩查的靈敏度和特異度，做好二級預防，提高患者生存率，改善生活質(zhì)量。

1.4 相關(guān)疾病與結(jié)直腸癌

C.-H. Chen等[29]的一項隊列研究顯示，2型糖尿病與大腸癌之間存在關(guān)聯(lián)。在2型糖尿病患者中，胰島素使用與大腸癌風險增加相關(guān)，二甲雙胍使用與大腸癌風險降低相關(guān)。2型糖尿病患者患結(jié)直腸癌的風險比一般人群高30%～40%[30]。因此，建議2型糖尿病（特別是接受胰島素治療的）患者，定期進行結(jié)腸鏡檢查。超重肥胖是結(jié)直腸癌發(fā)生的潛在危險因素。研究顯示，結(jié)直腸癌組織中不僅富有胰島素，還聚有大量的IGF-1受體[31]。增加的胰島素以及IGF-1可通過絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）通路促進結(jié)腸癌細胞增殖，減少其凋亡，從而對結(jié)直腸癌的發(fā)生發(fā)展起到促進作用[32]。故而肥胖可能通過胰島素水平的升高和胰島素抵抗促進結(jié)直腸癌的發(fā)生發(fā)展。Andrew O. Odegaard等研究表明[33]BMI與結(jié)腸癌呈U型二次相關(guān)，而與直腸癌無相關(guān)性。局部病例與BMIs≥27.5kg/m2的相關(guān)性更顯著，而晚期病例與BMIs＜18.5kg/m2的相關(guān)性更顯著。西方人群顯示結(jié)腸癌與特定人群肥胖的風險增加；然而，我們發(fā)現(xiàn)體重不足的風險增加是新的。需要進一步研究，以檢查和了解特定亞洲人群中體重指數(shù)、結(jié)腸癌和直腸癌之間的關(guān)系以及任何可能的相關(guān)機制。我們的研究特別強調(diào)了進一步研究體重不足與結(jié)腸癌之間關(guān)系的必要性。IBD患者慢性炎癥可導致結(jié)直腸癌、肛癌、腸淋巴瘤、小腸腺癌等。研究已經(jīng)證實[34]，隨著炎性腸病患者年齡增長和病程延長，其患結(jié)直腸癌的危險度逐漸升高，30年以上病程的炎性腸病患者的結(jié)直腸癌發(fā)生率達18%。W.A.Bye等[35]研究表明，35歲以后UC患者患結(jié)直腸癌的風險增加了30%。活性氧引起的慢性炎癥和上皮細胞數(shù)量的增加可能是發(fā)展為結(jié)腸炎相關(guān)結(jié)直腸癌的分級不典型增生的主要因素。IBD患者的癌癥發(fā)展在基本的分子機制中幾乎是相似的，包括基因突變、去甲基化、微衛(wèi)星不穩(wěn)定性、非整倍體、癌基因Kras的激活、炎癥和癌癥進展的改變COX-2酶，腫瘤抑制基因突變，DCC/DPC4與p53功能喪失，區(qū)分結(jié)直腸癌與傳統(tǒng)癌癥的唯一決定因素是結(jié)腸炎癥，隨著時間的推移，隨著基因組的改變而改變，使結(jié)腸癌變得更快和多灶性[36]。此外有研究表明：膽囊切除術(shù)后10-20年，基因錯配修復缺陷發(fā)生的危險性明顯增加了2倍[37]。

2 miRNA在結(jié)直腸癌中的作用及研究現(xiàn)狀

MicroRNA（微小RNA，miRNA）最早是由LEE等在分析線蟲遺傳學信息時發(fā)現(xiàn)[38]，廣泛的存在于真核生物中，在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展過程中有著重要作用[39-41]。MiRNA與靶基因之間的相互作用是一個復雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，一個miRNA可以調(diào)控多個基因，一個基因也可以調(diào)控多種miRNA。MiRNA能調(diào)控基因表達的每一個環(huán)節(jié)，包括轉(zhuǎn)錄、mRNA的穩(wěn)定性和翻譯，在癌癥等疾病中起著重要作用[42-45]。

MiRNA的加工和成熟從細胞內(nèi)miRNA的初始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物primiRNA開始，其是通過RNA聚合酶Ⅱ在細胞核內(nèi)轉(zhuǎn)錄而得，隨后pri-miRNA在核內(nèi)通過核酸酶Ⅲ和輔助因子的作用加工形成具有莖環(huán)結(jié)構(gòu)的前體miRNA（pre-miRNA）。pre-miRNA在轉(zhuǎn)移物質(zhì)Ran-GTP依賴性核漿轉(zhuǎn)運蛋白exportin5的幫助下從細胞核內(nèi)轉(zhuǎn)運到胞質(zhì)中，經(jīng)Dicer酶被加工為成熟的miRNA（maturemiRNA）。成熟的miRNA聯(lián)合argonaute蛋白催化劑結(jié)合到RNA-誘導沉默復合體（RNA-induced silencing complex，RISC）上形成復合體，進而通過堿基配對與mRNA 3'UTR中的互補序列結(jié)合，發(fā)揮抑制靶蛋白的合成或降解靶mRNA的作用，故而對靶基因產(chǎn)生負性調(diào)控的作用[46-48]。前體 mi RNA（precursor mi RNA，premi RNA）具有典型的莖環(huán)結(jié)構(gòu)，靠近5＇端部的mi RNA加工成熟 即為miRNA-5p，從3＇端莖部加工成熟即為miRNA-3P。3＇端的穩(wěn)定性多較差，容易被Dicer酶降解，故研究較少[49,50]。Kong BungChoo[51]等研究表明，miRNA-5p/3p在結(jié)腸癌細胞中經(jīng)常共同表達，并受到協(xié)同調(diào)節(jié)。在癌細胞中，miRNA的多重交叉靶向，包括共存的5p/3p物種，經(jīng)常出現(xiàn)在miRNA調(diào)控重要腫瘤發(fā)生過程中。對4株結(jié)腸癌細胞系與2例正常結(jié)腸癌組織進行比較。在分析的1190個miRNAs中，92個和36個分別在癌細胞中被發(fā)現(xiàn)上調(diào)或下調(diào)。19對共表達miRNA-5p/3p對被進一步鑒定，提示結(jié)腸癌細胞中5p/3p共聚集頻繁。其中14對協(xié)同上調(diào)，3對協(xié)同下調(diào)，提示5p/3p協(xié)同失調(diào)。9對調(diào)控異常的miRNA分為let-7、miR-8/200和miR-17三個miRNA基因家族，在轉(zhuǎn)移過程中表現(xiàn)出頻繁的交叉靶向性。聚焦于let-7d-5p/3p對，分別靶向的IGF1R和KRAS與各自miRNA的表達呈反向關(guān)系，這在使用let-7d模擬物或抑制劑的瞬時轉(zhuǎn)染實驗中得到證實。let-7d-5p/3p和其他多個靶向IGF1R、KRAS和其他轉(zhuǎn)移相關(guān)因子的miRNAs的發(fā)現(xiàn)表明，5p/3p miRNAs有助于多個腫瘤相關(guān)因子和過程的交叉靶向性，當其中任何一個關(guān)鍵因子失活時，可能避免功能的喪失。近年來越來越多的研究表明[53-54]miRNA的3p、5p兩個臂都可以參與調(diào)控生物體的相關(guān)功能，豐富了miRNA參與的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。

癌癥是一種與基因有關(guān)的復雜的疾病，其特征是細胞不受控制的增殖，并由抑癌基因和致癌基因的表達改變引起，當細胞增殖與結(jié)直腸有關(guān)時，在適當?shù)臅r空條件下，可增殖為結(jié)直腸癌。大多數(shù)結(jié)直腸癌的基因都是miRNA（microRNA）的潛在靶點，這些靶點與mRNA的3′UTR（未翻譯區(qū)域結(jié)合）并抑制其翻譯，發(fā)生在miRNA結(jié)合區(qū)域的突變可改變miRNA、mRNA的結(jié)合，并顯著改變基因的表達，基因表達活性的改變可促進結(jié)直腸腫瘤的發(fā)生。Michael等[55]首次通過研究表明，與健康個體相比，miR-143、miR-145在結(jié)腸癌和腺瘤性息肉組織中表達顯著下調(diào)，從而提出大腸腫瘤組織中存在特異性miRNA表達譜。Lawrie等[56]開創(chuàng)了血清miRNA用于腫瘤診斷研究的先河。通過對彌漫性大B細胞淋巴瘤患者及健康對照組血清中miR-155、MiR-210、MiR-21進行測定，結(jié)果表明這3種腫瘤相關(guān)miRNA在前者血清中的含量顯著高于后者，且miR-21的水平與存活率密切相關(guān)。Link等[57]首先對健康個體糞便與正常結(jié)腸黏膜上皮組織中miRNA進行測定，結(jié)果表明284個miRNA在兩組樣本中表達極為相似，且不同健康個體、同一健康個體在不同時點的糞便miRNA表達亦相似。通過對29例行FOBT檢查的糞便標本（10例結(jié)腸鏡檢查正常、9例結(jié)腸腺瘤、10例CRC）中的6個miRNA（miR-21、miR-106a、MiR-17、miR-143、miR-622、miR-654-3p）進行測定，結(jié)果表明，與結(jié)腸鏡檢查正常者相比，miR-21、miR-106a在結(jié)腸腺瘤和CRC患者糞便中較高表達，且兩者在結(jié)腸腺瘤患者糞便中的表達相對高于CRC患者。Koga等[58]利用定量RT-PCR對197例CRC患者及119例健康個體的糞便中脫落結(jié)腸上皮細胞內(nèi)3種miRNA（miR-21、miR-135、miR-17-92簇）進行測定，結(jié)果顯示miR-135、miR-17-92簇在CRC患者糞便標本中表達明顯高于健康個體，由此提出糞便中特異性MiRNA可作為早期大腸腫瘤篩查的無創(chuàng)性生物標志物。Muhammads等研究表明[59]miR-21靶向于程序性凋亡因子（PDCD4）、抑癌基因（PTEN）進而促進結(jié)直腸癌細胞的增殖及侵襲。可見miRNA在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、檢測及預后評估方面都有重要的作用。

3 miR 155-3pmiR-155-3p的研究現(xiàn)狀

miR-155是位于21號染色體的癌基因BIC/MIR155HG的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，其堿基序列為 5′-UUA AUG CUA AUC GUGAUAGGG G-3′。由B細胞整合簇（BKC）基因中處理可得到miR-155-5p和miR-155-3p兩個片段，其中miR-155-5p被認為是功能片斷，在造血譜系分化、免疫、炎癥、病毒感染、癌癥、心血管疾病中作用有較多的研究[60]，而miR-155-3p其堿基序列為5’-CUCCUACAUAUUAGCAUUAACA-3’，則被認為是非功能片段，對其的相關(guān)研究和報道較少，具體功能和作用機制尚不是很清楚。研究發(fā)現(xiàn)[61-64]miR-155-3p通過下調(diào)CADMI可促進乳腺癌進展，通過抑制FBXW7通路促進肝細胞肝癌形成；miR-155-3p亦可作為抑癌因子，通過負調(diào)控MYD88逆轉(zhuǎn)乳腺癌細胞的紫杉醇耐藥，病毒巨噬細胞炎性蛋白ⅡN端肽（NT21MP）通過miR-155-3p逆轉(zhuǎn)人乳腺癌細胞紫杉醇耐藥?？梢钥闯鯩IR-155-3p具有癌基因和抑癌基因活性，具體在何種細胞和組織中表現(xiàn)為癌基因活性還是抑癌活性尚待進一步探究。

4 展望

近年來對miRNA在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用及腫瘤的篩查、腫瘤分期、治療和預測預后方面的研究越來越深入。目前尚無miR-155-3p在結(jié)直腸癌診斷、治療、預后及其作用機制等方面的研究，需更多研究結(jié)果加以證實。