口腔癌相關(guān)microRNA的研究進(jìn)展

黎梓蕊，許 鍵，李紅文，張 鵬，*

(1．深圳市龍崗區(qū)耳鼻咽喉醫(yī)院/深圳市耳鼻咽喉研究所，廣東 深圳 518172；2．廣東醫(yī)科大學(xué)2016級口腔醫(yī)學(xué)專業(yè)，廣東 東莞 523808)

口腔癌(oral cancer)是世界公認(rèn)的最常見的惡性腫瘤之一，屬于頭頸部腫瘤的一種，其中90%以上是鱗狀細(xì)胞癌[1]。口腔癌新發(fā)病例每年約30萬例，嚴(yán)重影響患者的言語、進(jìn)食和呼吸等功能。吸煙和飲酒被認(rèn)為是口腔癌最主要的致病因素，此外，咀嚼檳榔、口腔衛(wèi)生不良及人乳突病毒(human papillomavirus，HPV)感染也是重要的危險因素[2]?？谇话┑闹委煵呗砸允中g(shù)為主，放、化療為輔助治療，但是復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移依然是臨床治療的難題[3]。近年來研究人員發(fā)現(xiàn)microRNAs(miRNAs)與口腔癌關(guān)系密切，另外，miRNAs 在組織和體內(nèi)循環(huán)中高度穩(wěn)定，也被認(rèn)為是癌癥檢測和預(yù)后的潛在生物標(biāo)志物[4]。為此，本文將就口腔癌中miRNAs 的異常表達(dá)，miRNAs與口腔癌的臨床相關(guān)性以及miRNAs 與臨床應(yīng)用的研究進(jìn)展作一綜述。

1 miRNA簡介

miRNAs 是進(jìn)化上保守的、內(nèi)源性的單鏈非編碼小RNA，約由19～26 個核苷酸組成。編碼miRNAs 的基因主要由RNA 聚合酶II在細(xì)胞核中轉(zhuǎn)錄，產(chǎn)生初級miRNA(pri-miRNA)，隨后由與DGCR8蛋白相關(guān)的Drosha核糖核酸酶III加工成70～100個核苷酸的莖環(huán)結(jié)構(gòu)前體miRNA(pre-miRNA)。隨后，pre-miRNA通過exportin-5 運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞質(zhì)中。接下來，Dicer 酶處理premiRNA 產(chǎn)生長度為18～25 個核苷酸的dsRNAs。dsRNAs 的一條鏈被降解，另一條dsRNA 作為引導(dǎo)鏈摻入RNA 誘導(dǎo)的沉默復(fù)合體(RNA-induced silencing complex，RISC)，形 成miRISC。miRISC 通過直接結(jié)合其互補(bǔ)信使RNA(mRNA)的3′非翻譯區(qū)(3′UTRs)，誘導(dǎo)mRNA 降解或抑制mRNA 翻譯，在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控基因表達(dá)[5]。目前研究發(fā)現(xiàn)在5′UTRs和mRNA的編碼區(qū)也存在miRNAs 的結(jié)合位點[6]。miRNAs 介導(dǎo)的基因沉默在表觀遺傳調(diào)控中起著至關(guān)重要的作用，通過翻譯抑制進(jìn)而調(diào)節(jié)細(xì)胞周期調(diào)控、分化、凋亡和遷移[7]。成熟miRNAs的功能失調(diào)與多種病理條件相關(guān)，可能是以下一個或多個原因造成的：①miRNA生物學(xué)進(jìn)程的改變，包括miRNA 的表觀遺傳學(xué)(甲基化和組蛋白修飾)改變、轉(zhuǎn)錄因子活性的改變、miRNA 加工酶的表達(dá)改變；②染色體不穩(wěn)定、基因組不穩(wěn)定和miRNA 基因突變的存在；③單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphisms，SNPs)、miRNA 基因以及靶標(biāo)mRNA 結(jié)合序列的缺失和重復(fù)；④靶標(biāo)mRNA 上miRNA 結(jié)合位點的缺失[8-9]。近年研究表明miRNAs 的表達(dá)失調(diào)參與了人類惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展[10]。miRNAs可以作為癌基因或抑癌基因[11]，其在腫瘤和正常組織中的表達(dá)譜是不同的，而這種表達(dá)可能特定于某些類型的腫瘤[12]。因此，能區(qū)分正常組織和惡性腫瘤組織的獨特miRNA可能成為一種新的“癌癥指紋”。

2 miRNA與口腔癌

2.1 miRNA的表達(dá)與口腔癌細(xì)胞增殖遷移的關(guān)系

Tran 等[13]于2007 年對9 種口腔癌細(xì)胞系進(jìn)行了高通量miRNA 測序，隨后越來越多的研究人員對miRNA 表達(dá)與口腔癌的關(guān)系進(jìn)行了相關(guān)研究。Wong等[14]發(fā)現(xiàn)過表達(dá)的miR-184可能在舌鱗狀細(xì)胞癌的抗凋亡和增殖過程中起促癌作用，而血漿中miR-184 的豐度與原發(fā)腫瘤存在相關(guān)性。Lu 等[15]將6 種口腔癌細(xì)胞系與正常角質(zhì)形成細(xì)胞作比較，發(fā)現(xiàn)在口腔癌細(xì)胞系中miR-10b、miR-196a、miR-196b、miR-582-5p、miR-15b、miR-301、miR-148b 和miR-128a 表 達(dá) 上 調(diào)，而miR-503 和miR-31表達(dá)下調(diào)。miR-10b通過促進(jìn)細(xì)胞轉(zhuǎn)移和侵襲進(jìn)而參與口腔腫瘤的形成。研究還表明，參與口腔癌變過程的磷脂酰肌醇3 激酶PI3K/AKT 和p53 信號通路相關(guān)的基因通過miR-16、miR-29b、miR-142-3p、miR-144、miR-203、miR-223 等miRNA 調(diào)控[16]。miR-23b 在口腔癌細(xì)胞中的表達(dá)顯著高于口腔正常細(xì)胞，其表達(dá)程度與口腔癌轉(zhuǎn)移程度呈正相關(guān)[17]。常凱等[18]發(fā)現(xiàn)miR-34c在中國地鼠口腔癌組織中的表達(dá)顯著升高，應(yīng)用miR-34c抑制物可顯著增強(qiáng)人口腔癌細(xì)胞的增殖和遷移能力。上調(diào)miR-146a表達(dá)可增強(qiáng)Scc9和Cal27細(xì)胞的增殖、侵襲和遷移能力[19]。過表達(dá)miR-520b可靶向抑制Dickkopf-1(DKK1)，進(jìn)而激活Wnt/β-catenin 信號通路，促進(jìn)舌癌細(xì)胞系的遷移能力[20]。miRNA在導(dǎo)致口腔癌細(xì)胞增殖和遷移等階段扮演關(guān)鍵角色，全面解析miRNA調(diào)控細(xì)胞癌變的機(jī)制可以豐富口腔癌發(fā)生發(fā)展的基礎(chǔ)理論，并且提示其具有重要的臨床應(yīng)用潛力。

2.2 miRNA的表達(dá)與口腔癌危險因素的關(guān)系

一項比較吸煙者和非吸煙者的miRNA研究指出miR-155在58%的口腔鱗狀細(xì)胞癌病例和83%的發(fā)育不良病例中具有高表達(dá)，提示miR-155 可能是非吸煙者口腔癌發(fā)生的驅(qū)動因素[21]。Shiah 等[22]對口腔癌與檳榔的相關(guān)性進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)了84 個與檳榔相關(guān)的成熟miRNA，其中19 個位于14q32.2 染色體上。一些研究者對HPV 陽性和HPV 陰性的口腔癌患者的miRNA 表達(dá)譜進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)miR-127-3p、miR-363、miR-20a、miR-34a、let-7c-5p和miR-9可以有效區(qū)分HPV陽性和HPV陰性的口腔癌患者[23-24]。不同病因?qū)е虏煌膍iRNA 表達(dá)模式被越來越多的研究者認(rèn)同。研究人員已經(jīng)對HPV相關(guān)的口腔癌進(jìn)行了大量工作，結(jié)果提示與HPV相關(guān)的口腔癌相比，煙草和檳榔對miRNA表達(dá)的影響較小[25]。因此，需要通過多中心的臨床樣本研究制定miRNA的表達(dá)閾值，并有望將其作為口腔癌癌前病變風(fēng)險因素的參考指標(biāo)。

2.3 miRNA與口腔癌診斷與預(yù)后的關(guān)系

口腔癌的早期發(fā)現(xiàn)能夠使臨床醫(yī)生在其轉(zhuǎn)移和進(jìn)展到晚期之前提供適當(dāng)?shù)闹委?。通過微創(chuàng)或非侵入性方法識別可用于口腔癌早期檢測和預(yù)后判斷的生物標(biāo)志物是當(dāng)前研究的重點。一項靶向miRNA 表達(dá)譜研究證明miR-21、miR-181b 和miR-345在異常增生的口腔黏膜白斑病中具有預(yù)后價值。雖然異常增生不能作為預(yù)測指標(biāo)，但是晚期侵襲性異常增生可進(jìn)展為口腔癌[26]。Kinoshita等[27]發(fā)現(xiàn)在口腔癌患者組織樣本中，miR-29a/b/c顯著下調(diào)，miR-29a/b/c可作為口腔癌早期診斷的潛在生物標(biāo)志物。研究人員發(fā)現(xiàn)血漿中的miR-223、miR-10b miR-146a、miR-187-3p、miR-196a、miR-196b、miR-200b-3p、miR-222-3p、miR-223、miR-150-5p 和miR-423-5p 可能作為口腔癌早期檢測的潛在診斷標(biāo)志物[28-30]。證據(jù)表明miR-9、miR-149、miR-150-5p、miR-200b、miR-205、miR-375、miR-483-5p 和miR-542-3p 的低表達(dá)與口腔癌患者較差的生存期顯著相關(guān)[31-33]。同時，在口腔癌患者血漿中過表達(dá)的miR-1246和miR-675 以及下調(diào)miR-187 和miR-134 與患者較好的生存期相關(guān)[34-35]。因此，開展口腔癌病人唾液或外周血檢測miRNA 表達(dá)，進(jìn)而確定特異性的口腔癌相關(guān)miRNA，將為口腔癌無創(chuàng)診斷的發(fā)展作出重要貢獻(xiàn)。

2.4 miRNA與口腔癌放、化療敏感性的關(guān)系

目前，口腔癌患者在放、化療過程中出現(xiàn)耐受或無反應(yīng)是臨床治療的難題。一些研究發(fā)現(xiàn)miRNA是預(yù)測口腔癌放、化療敏感性/耐藥性的潛在生物標(biāo)志物。Shiiba等[36]發(fā)現(xiàn)miR-125b表達(dá)下調(diào)與口腔癌患者放療耐受和疾病進(jìn)展密切相關(guān)。Ghosh等[37]發(fā)現(xiàn)miR-130b、miR-134、miR-149、miR-181d、miR-146b 和miR-491 與口腔癌順鉑的耐藥相關(guān)。高表達(dá)的miR-196a 和miR-21 通過抑制annexin A1 和STAT3 增強(qiáng)口腔癌放療耐受性[38-39]。Chen 等[40]發(fā)現(xiàn)阿霉素可能誘導(dǎo)口腔癌細(xì)胞miR-221 的表達(dá)，從而抑制其靶基因TIMP3的表達(dá)，導(dǎo)致口腔癌細(xì)胞的耐藥性。其他研究表明口腔癌化療敏感性與miR-203、miR-23a、miR-214、miR-518c 和miR-608 的 高 表 達(dá)，以 及miR-21和miR-342的低表達(dá)密切相關(guān)[41-42]。對具有耐放、化療效應(yīng)的miRNA 進(jìn)行沉默，對具有抑癌效應(yīng)的miRNA 誘導(dǎo)表達(dá)，增加放、化療的敏感性，將是抗口腔癌藥物研究的新思路。

2.5 miRNA作為口腔癌治療靶點的應(yīng)用

口腔癌中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了多種具有抑癌或致癌功能的miRNA。然而，miRNA 對于口腔癌的治療應(yīng)用仍面臨miRNA 的選擇，復(fù)雜的調(diào)控機(jī)制、傳遞、藥代動力學(xué)和毒性等的挑戰(zhàn)。miRNA作為內(nèi)源性分子在人體內(nèi)表現(xiàn)出低毒性。因此基于miRNAs 的治療方法代表了一種口腔癌治療新策略。miRNA治療的方法包括miRNA 模擬物(miRNA 替代療法)和抗miRNA(miRNA 沉默療法)[43]。目前報道的大多數(shù)研究表明，基于miRNA的治療方法在體外或體內(nèi)均取得了積極的結(jié)果。研究表明miR-184抑制劑降低了3種不同舌鱗癌細(xì)胞系的增殖率[14]。Liu等[44]發(fā)現(xiàn)外源性模擬miR-187-5p水平的增加，不改變miR-187-5p的表達(dá)，但促進(jìn)了SAS口腔癌細(xì)胞的生長，促進(jìn)了SAS和OECM1口腔癌細(xì)胞的遷移，形成了不依賴于錨定的集落形成，提示阻斷miR-187-5p 對口腔癌的進(jìn)展有一定的治療作用。最近的研究表明，拮抗miR-31-5p顯著抑制UM1口腔癌細(xì)胞的增殖，miR-31-5p模擬物顯著促進(jìn)正?？谇簧掀aCaT 細(xì)胞的增殖，提示miR-31-5p 在口腔癌變中具有致癌作用，小鼠模型證實拮抗miR-31-5p 顯著延緩了口腔癌患者來源的異種移植瘤的生長[45]。此外，由于miRNAs 體積小，可以通過不同的傳遞方式將其傳遞。因此，miRNA傳遞系統(tǒng)的有效性和準(zhǔn)確性至關(guān)重要。局部(瘤內(nèi))給藥和全身給藥是miRNA 傳遞的兩種主要方式。miRNA可以與維生素B9 等葉酸配體結(jié)合，用于癌癥治療[46]。外泌體/脂質(zhì)體介導(dǎo)的miRNA 傳遞也可以作為基于miRNA 治療癌癥的新工具[47]。第一個基于miRNA治療癌癥的藥物是MRX34，將合成miR-34a 模擬物裝載到脂質(zhì)體納米顆粒中[48]。在口腔癌臨床治療應(yīng)用中，目前只有基于miR-29b 和miR-29 的療法已經(jīng)進(jìn)入臨床試驗階段(NCT02009852和NCT01927354)。

3 總結(jié)與展望

miRNA影響了口腔癌的進(jìn)展、治療反應(yīng)、復(fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移和預(yù)后。miRNA在其調(diào)控的靶基因及信號通路中發(fā)揮重要作用。但是，miRNA的調(diào)控機(jī)制復(fù)雜，miRNA調(diào)控口腔癌的分子機(jī)制研究仍處于初級階段。因此，尋找口腔癌致病的特征miRNA是探討基因靶向治療和診斷標(biāo)志物的新策略。設(shè)計良好、多中心、具有大樣本患者的前瞻性試驗將為口腔癌的分子診斷和預(yù)后判斷提供有價值的信息。