microRNA-149對(duì)腫瘤細(xì)胞生物學(xué)行為的調(diào)控作用及其臨床應(yīng)用價(jià)值研究進(jìn)展

李銀鳳，劉曉柱

貴州理工學(xué)院食品藥品制造工程學(xué)院，貴陽550003

腫瘤是在內(nèi)部與外部因素共同作用下，細(xì)胞調(diào)控失調(diào)使得其惡性增殖的過程。近年來研究已發(fā)現(xiàn)，microRNA(miRNA)及其靶基因通過調(diào)節(jié)多種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，調(diào)節(jié)腫瘤的發(fā)生與發(fā)展進(jìn)程；另外，miRNA也可作為腫瘤的篩查標(biāo)志和生物治療靶點(diǎn)[1]，受到越來越多的重視。miR-149是新近發(fā)現(xiàn)的一種miRNA，包括miR-149-5p和miR-149-3p兩種類型的表達(dá)體，可作為癌基因或抑癌基因調(diào)控多種腫瘤細(xì)胞的生物學(xué)行為[2]。本文就miR-149對(duì)腫瘤細(xì)胞的調(diào)控作用及其臨床應(yīng)用價(jià)值研究進(jìn)展綜述如下。

1 miR-149對(duì)腫瘤細(xì)胞的調(diào)控作用

miR-149作為抑癌基因或原癌基因，參與多種細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞的增殖、侵襲、遷移、凋亡、周期等生物學(xué)行為，影響多種惡性腫瘤的病理進(jìn)程。miR-149-5p參與多種腫瘤生長(zhǎng)相關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，如ERBB信號(hào)通路、胰島素信號(hào)通路、MAPK信號(hào)通路、趨化性細(xì)胞因子通路等；miR-149-3p參與與腫瘤發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)的信號(hào)通路，如細(xì)胞內(nèi)Toll樣受體信號(hào)通路、T細(xì)胞和B細(xì)胞受體細(xì)胞信號(hào)通路、附著細(xì)胞粘連信號(hào)通路、血管平滑肌收縮通路以及溶酶體信號(hào)通路等。

1.1 miR-149在細(xì)胞增殖和凋亡中的作用 細(xì)胞過度增殖與低水平凋亡是惡性腫瘤的顯著特征之一。研究表明，miR-149可作為抑癌基因或癌基因，調(diào)節(jié)多種類型腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)、增殖與凋亡。Pan等[3]通過MTT法發(fā)現(xiàn)，miR-149通過結(jié)合靶基因PCNA，以時(shí)間依賴性的方式，顯著降低膠質(zhì)瘤細(xì)胞的增殖能力。而Ghasemi等[4]的研究則表明，miR-149通過抑制另外的靶基因GBM表達(dá)，降低Cyclin D1表達(dá)水平，進(jìn)而抑制膠質(zhì)瘤細(xì)胞U87MG的增殖活性。但Shen等[5]研究結(jié)果與Ghasemi等的結(jié)果相反，他們發(fā)現(xiàn)過表達(dá)miR-149-5p可促進(jìn)U87MG的增殖活性，降低細(xì)胞凋亡水平。因此，miR-149在同一種類型的腫瘤中，可能發(fā)揮雙重作用。

Tian等[6]研究表明，過表達(dá)miR-149-5p可顯著降低急性骨髓白細(xì)胞病細(xì)胞的凋亡率，干擾miR-149靶基因FASLG則可逆轉(zhuǎn)該效應(yīng)，同時(shí)影響Fas相關(guān)死亡域蛋白(FADD)和細(xì)胞凋亡因子Caspase-2、Caspase-3、Caspase-8表達(dá)。宋瑋華等[7]研究發(fā)現(xiàn)，miR-149高表達(dá)量后，口腔鱗癌細(xì)胞Tca8113增殖能力降低、細(xì)胞凋亡率提高，凋亡相關(guān)因子Caspase-3表達(dá)升高，Notch1、Hes1表達(dá)降低。在膀胱癌細(xì)胞BIU-87的研究中發(fā)現(xiàn)，過表達(dá)miR-149-3p可通過調(diào)節(jié)靶基因S100A4顯著抑制BIU-87細(xì)胞生長(zhǎng)[8]；在宮頸癌中，miR-149-3p可通過靶向FOXP3抑制HeLa細(xì)胞增殖，并進(jìn)一步促進(jìn)HeLa細(xì)胞凋亡[9]。Fujii等[10]研究表明，在前列腺癌細(xì)胞中，miR-149-5p可調(diào)控syndecan-1表達(dá)；增加syndecan-1表達(dá)，可通過調(diào)節(jié)活性氧的產(chǎn)生，促進(jìn)前列腺癌細(xì)胞的存活；另外，miR-149還可下調(diào)干細(xì)胞轉(zhuǎn)錄因子SOX2、NANOG、Oct4表達(dá)，從而抑制前列腺癌細(xì)胞增殖[11]。在乳腺癌中，過表達(dá)miR-149可下調(diào)靶基因GIT1表達(dá)，從而抑制乳腺癌細(xì)胞增殖[12]。在膀胱癌中，miR-149-3p靶向抑制S100A4，進(jìn)而抑制膀胱癌細(xì)胞的增殖和遷移[13]。在黑色素瘤中，miR-149-5p通過靶向降低LRIG2表達(dá)，從而抑制腫瘤細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移[14]。在卵巢癌中，miR-149調(diào)節(jié)XIAP表達(dá)，從而促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞凋亡[15]。在人骨腫瘤細(xì)胞中,miR-149通過調(diào)節(jié)BMP9表達(dá)，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖，抑制細(xì)胞凋亡[16]；然而，有研究發(fā)現(xiàn)miR-149通過調(diào)控TWEAK-FN14-PI3K-AKT通路，從而抑制人骨腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)[17]。這可能是由于二者研究的細(xì)胞株不同，導(dǎo)致研究結(jié)果相反。

1.2 miR-149在細(xì)胞轉(zhuǎn)移和侵襲中的作用 轉(zhuǎn)移和侵襲是惡性腫瘤的主要標(biāo)志，也是導(dǎo)致患者死亡的主要原因。在肝細(xì)胞癌中，miR-149-5p低表達(dá)與肝癌患者的不良預(yù)后相關(guān)；進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，miR-149可靶向下調(diào)細(xì)胞骨架調(diào)節(jié)蛋白PPM1F表達(dá)，通過影響應(yīng)力纖維形成，從而調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移[18]。在膠質(zhì)瘤細(xì)胞中，miR-149表達(dá)下調(diào)；過表達(dá)miR-149可通過調(diào)節(jié)靶基因Rap1B，影響細(xì)胞骨架的重塑過程，從而抑制細(xì)胞侵襲[19]。Wang等[20]研究表明，轉(zhuǎn)錄因子Sp1作為miR-149的靶基因，參與miR-149的甲基化過程，調(diào)節(jié)結(jié)直腸癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移能力。在乳腺癌細(xì)胞中，miR-149-5p通過結(jié)合Rap1a、Rap1b以及下游的整合素受體，從而抑制腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移和侵襲[21]。

對(duì)于miR-149-3p而言，過表達(dá)miR-149-3p通過靶向結(jié)合S100A4，顯著抑制膀胱癌細(xì)胞的增殖、轉(zhuǎn)移與侵襲[13]。王慧玲等[9]研究發(fā)現(xiàn)，miR-149-3p可通過靶向FOXP3抑制宮頸癌細(xì)胞的侵襲與遷移。

1.3 miR-149在細(xì)胞周期中的作用 細(xì)胞周期是生命活動(dòng)的基礎(chǔ)，若細(xì)胞周期失調(diào)，則導(dǎo)致腫瘤發(fā)生。在胃癌細(xì)胞和組織中，miR-149-5p表達(dá)下調(diào)，體外表達(dá)miR-149-5p可誘發(fā)細(xì)胞周期的G0/G1期受阻[22]；進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，miR-149-5p通過直接結(jié)合靶基因ZBTB2，抑制ARF-HDM2-p53-p21信號(hào)途徑，從而調(diào)節(jié)細(xì)胞周期過程。而在黑色素瘤組織中miR-149-5p表達(dá)上調(diào)，其通過激活TP53/RB1和TGFβ/SMAD信號(hào)通路，調(diào)節(jié)細(xì)胞周期G1/S期的關(guān)鍵點(diǎn)[23]。Pan等[3]研究表明，miR-149-5p通過結(jié)合靶基因Cyclin D1，阻止AKT1信號(hào)通路，誘發(fā)膠質(zhì)瘤細(xì)胞周期異常。

2 miR-149的臨床應(yīng)用價(jià)值

2.1 miR-149作為腫瘤診斷的分子標(biāo)志物 miR-149不僅在細(xì)胞、組織中表達(dá)，還存在于血清及血漿中。大量研究表明，血清中miR-149表達(dá)較穩(wěn)定，獲取較為方便，因此可用作多種腫瘤的篩查標(biāo)志物。在膀胱癌中，miR-149表達(dá)量降低，聯(lián)合miR-96、miR-181b、miR-182、miR-205、miR-375檢測(cè)對(duì)膀胱癌組織與正常組織分類準(zhǔn)確率達(dá)80%，可作為膀胱癌的診斷標(biāo)志物[24]；在人類肝細(xì)胞癌中，miR-149表達(dá)顯著下調(diào)，其表達(dá)水平與腫瘤體積增大、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、組織病理級(jí)別高以及腫瘤的囊狀和血管狀的浸潤(rùn)等臨床不良病理特征相關(guān)，與患者低生存率、不良預(yù)后相一致[18]。Pérez-Rivas等[25]在復(fù)發(fā)早期乳腺癌患者組織中鑒定出包括miR-149在內(nèi)的5個(gè)下調(diào)miRNA。這5個(gè)miRNA可作為患者早期高復(fù)發(fā)率和短期無復(fù)生存率的標(biāo)志物。Berghmans等[26]通過前瞻性調(diào)查，分析了長(zhǎng)春堿和諾維本治療后的晚期非小細(xì)胞肺癌患者，發(fā)現(xiàn)miR-149和miR-375可用于預(yù)測(cè)其無進(jìn)展生存情況。此外，miR-149在尿路上皮細(xì)胞癌中低水平表達(dá)，與腫瘤的病理分期、分級(jí)以及生存率密切相關(guān)[27]。在膠質(zhì)瘤中miR-149表達(dá)也降低，其可通過調(diào)節(jié)通過AKT/mTOR信號(hào)通路，影響患者的生存期。

2.2 miR-149作為腫瘤的治療靶點(diǎn) miR-149作為癌基因或抑癌基因在多種腫瘤中異常表達(dá)，與腫瘤的病理特征、患者的生存率以及預(yù)后等密切相關(guān)，可作為腫瘤篩選標(biāo)志物；同時(shí)，miR-149對(duì)多種腫瘤細(xì)胞具有調(diào)控作用，可作為癌癥的生物治療靶點(diǎn)。Chen等[28]通過降低前列腺癌細(xì)胞TSU中miR-149-5p表達(dá)，可降低TSU細(xì)胞增殖能力，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。同樣的結(jié)果也在膠質(zhì)瘤細(xì)胞中證實(shí)，增強(qiáng)miR-149-3p表達(dá)可降低細(xì)胞增殖、增加細(xì)胞凋亡。體外與體內(nèi)實(shí)驗(yàn)顯示，轉(zhuǎn)染miR-149-5p mimics可抑制癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。此外，K+電壓門控抑制劑奎尼丁可抑制膠質(zhì)瘤細(xì)胞U87-MG增殖，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡；進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)miR-149-3p可被奎尼丁所誘導(dǎo)，說明奎尼丁抗增殖和誘發(fā)凋亡作用可能是通過調(diào)節(jié)某些miRNA的表達(dá)實(shí)現(xiàn)的，如miR-149。另外，作為膠質(zhì)瘤治療的首選藥物替莫唑胺(TMZ)也具有抑制膠質(zhì)瘤細(xì)胞增殖的功能[19]；而且miR-149和miR-128通過靶向結(jié)合Rap1B介導(dǎo)的細(xì)胞骨架改變，可增加TMZ的細(xì)胞增殖抑制效果。

綜上所述，miR-149作為癌基因或抑癌基因在多種癌癥中異常表達(dá)，通過參與多種細(xì)胞信號(hào)通路，調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞的增殖、侵襲、遷移、周期、凋亡等細(xì)胞生物學(xué)行為，同時(shí)也控制著腫瘤的轉(zhuǎn)移、腫瘤的病理進(jìn)程以及腫瘤患者的生存率等臨床特征。然而，miR-149-5p和miR-149-3p在不同類型腫瘤中的表達(dá)模式不同，因而發(fā)揮的作用不同。采用多維度、多技術(shù)，如基因芯片技術(shù)、高通量技術(shù)以及蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)，進(jìn)一步探討miR-149在腫瘤中的作用機(jī)制將是未來的一個(gè)研究重點(diǎn)。此外，miR-149作為多種腫瘤篩查生物標(biāo)志物，其表達(dá)模式與腫瘤的臨床病理特征相一致。因此，miR-149可作為腫瘤生物治療的潛在靶點(diǎn)。然而，miR-149作為寡核苷酸在細(xì)胞內(nèi)不穩(wěn)定，易被降解，細(xì)胞吸收率低以及治療的靶向等方面的問題，制約著miR-149的臨床應(yīng)用。研究者通過對(duì)miRNA進(jìn)行化學(xué)修飾增加了其穩(wěn)定性，通過特殊運(yùn)輸載體進(jìn)行運(yùn)載，有效解決了其治療的靶向問題。因此，未來miR-149將在多種腫瘤的篩查及治療中發(fā)揮重要作用。