miR-124在結(jié)直腸癌的相關(guān)研究進(jìn)展：一個(gè)潛在的治療靶點(diǎn)

張輝 路明亮

昆明醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院消化內(nèi)科（昆明650000）

結(jié)直腸癌（colorectal cancer，CRC）是常見的消化系統(tǒng)惡性腫瘤，其發(fā)病率和病死率在世界范圍內(nèi)逐年增高，尤其是在青年中發(fā)病率逐年升高［1］，成為第三常見的惡性腫瘤，以及癌癥死亡的第二大原因［2］，其發(fā)生率和病死率隨性別和地區(qū)分布不同而有所不同，在女性中是第二常見腫瘤，而在男性則為第三常見腫瘤，在發(fā)達(dá)國家有所減緩而在發(fā)展中國家持續(xù)增加。據(jù)文獻(xiàn)［3-5］報(bào)道，到2035年，全球?qū)⒂?50 萬新增病例。越來越多的證據(jù)顯示結(jié)直腸癌是一個(gè)源自于基因和表觀遺傳學(xué)改變的遺傳性疾病，過去70年以來，在基因方面和表觀遺傳性方面的研究取得了極大進(jìn)步。一套清晰的與結(jié)直腸癌相關(guān)的基因突變被鑒定，包括促癌基因和腫瘤抑制基因-最重要的例如APC，KRAS 和p53 基因。此外，染色體結(jié)構(gòu)缺陷，DNA 錯(cuò)配修復(fù)基因缺陷，微衛(wèi)星灶不穩(wěn)定性，表觀遺傳學(xué)調(diào)節(jié)比如DNA 修飾，核小體重新定位，非編碼RNA 修飾等，共同導(dǎo)致了結(jié)直腸癌的發(fā)生和發(fā)展［6-7］。盡管結(jié)直腸癌的研究向前跨越了很大一步，但依然未能深入全面的透析結(jié)直腸癌的病理生理及發(fā)生發(fā)展機(jī)制。

miR-124 屬于micoRNA 家族，micoRNA 是一類不涉及蛋白質(zhì)合成的非編碼小RNA，成熟的miRNA 由大約18 ～25 個(gè)堿基組成，主要通過結(jié)合到mRNA 3′端非編碼區(qū)發(fā)揮轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)功能，這個(gè)過程通過影響mRNA 的降解或者抑制mRNA 的表達(dá)控制細(xì)胞的生物進(jìn)程［8-9］。miR-124首次在大鼠組織發(fā)現(xiàn)［10］，隨著研究的深入，發(fā)現(xiàn)從簡單的線蟲類生物到復(fù)雜的人類都存在表達(dá)；如今，在人體組織中鑒定了3 個(gè)亞型，包括miR-124a-1，miR-124a-2，miR-124a-3［11］；隨后的研究發(fā)現(xiàn)miR-124 涉及多種生物學(xué)過程，如炎癥性疾?。?2-13］，免疫紊亂［14］，神經(jīng)細(xì)胞分化［15］，大腦的損傷［16-17］，腫瘤［18］等。已經(jīng)有大量關(guān)于micoRNA在腫瘤診斷、靶向治療、預(yù)后、預(yù)測方面的研究，像液體活檢［19］、糞便檢測［20］、靶向治療［21］、納米技術(shù)的運(yùn)用［22］、外泌體的研究［23］等，miR-124 在結(jié)直腸癌的研究充滿前景和希望；下面就miR-124 在結(jié)直腸癌研究中的分子機(jī)制及其靶基因治療進(jìn)展作一綜述。

1 miR-124 在結(jié)直腸癌中分子機(jī)制的研究

1.1 LNCRNA 調(diào)節(jié)miR-124 相關(guān)表達(dá)在結(jié)直腸癌的作用機(jī)制長鏈非編碼RNA（long non-coding RNA，lncRNA）是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)，lncRNA 是RNA的轉(zhuǎn)錄物，包括超過200 個(gè)核苷酸，且?guī)缀鯖]有蛋白編碼能力，其不僅在轉(zhuǎn)錄水平，在轉(zhuǎn)錄后水平上也調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)編碼基因的表達(dá)。許多結(jié)直腸癌相關(guān)的lncRNAs，包括H19，UCA1，ROR，HOTAIR，PANDAR，和PVT1，在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮著關(guān)鍵的作用［24］。有研究發(fā)現(xiàn)LncRNA 可作為一種內(nèi)源競爭RNA（competing endogenous RNAs，ceRNA）競爭性抑制miR-124 的功能在結(jié)直腸癌的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮作用，而敲除LncRNA 后可逆轉(zhuǎn)miR-124的抑制效果抑制腫瘤的增殖和轉(zhuǎn)移。如CHEN 等［25］發(fā)現(xiàn)LncSNHG16 在結(jié)直腸癌組織及細(xì)胞中高表達(dá)，通過RNA 海綿的形式抑制miR-124-3p，導(dǎo)致其靶基因MCP-1 表達(dá)上調(diào)，從而加強(qiáng)結(jié)直腸的細(xì)胞的增殖、侵襲和遷移，而敲除Lnc SNHG16 或者miR-124 過度表達(dá)，MCP-1 明顯下調(diào)，抑制了腫瘤細(xì)胞的增殖、遷移；ZHENG 等［26］發(fā)現(xiàn)LINCO0963也作為miR-124 的海綿上調(diào)了FZD4 促進(jìn)結(jié)直腸癌的進(jìn)展；另外，沉默lncRNA 改善了化療藥物的耐藥性。ZHU 等［27］發(fā)現(xiàn)lnc XIST 在阿霉素耐藥的結(jié)直腸癌組織和細(xì)胞中高度表達(dá)，沉默lncRNA XIST 使阿霉素的耐藥抵抗明顯減弱；隨后對(duì)其機(jī)制的進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)敲除LncXIST 上調(diào)了miR-124，促使其下游靶基因SGK 表達(dá)下調(diào)抑制阿霉素的耐藥性。

總之，lncRNA 與miR-124 競爭抑制，通過對(duì)靶基因的調(diào)節(jié)發(fā)揮抑瘤作用和改善藥物的耐藥性，對(duì)結(jié)直腸癌的治療具有良好前景。然而lncRAN在結(jié)直腸的研究及其有限，特別是與miR-124 的相互作用機(jī)制的研究剛剛開始，其詳細(xì)完整的分子機(jī)制亟待進(jìn)一步研究，構(gòu)建一個(gè)完整的調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)，以及其對(duì)結(jié)直腸癌腫瘤的影響或是否會(huì)有耐藥性、對(duì)放療敏感性的影響、預(yù)后預(yù)測作用等更需進(jìn)一步研究。

1.2 miR-124 上調(diào)靶基因的表達(dá)促進(jìn)結(jié)直腸癌的發(fā)生發(fā)展自2013年首次發(fā)現(xiàn)miR-124 在結(jié)直腸癌中表達(dá)，經(jīng)過近10年的研究，對(duì)結(jié)直腸癌的分子機(jī)制的研究取得了巨大進(jìn)步，基本明確miR-124作為抑制性micoRNA 在結(jié)直腸癌組織中低表達(dá)，通過調(diào)節(jié)其下游靶基因的表達(dá)發(fā)揮作用，主要包括上調(diào)和下調(diào)相關(guān)靶基因的表達(dá)從而調(diào)節(jié)分子信號(hào)通路，影響結(jié)直腸癌的發(fā)生發(fā)展及對(duì)放化療的影響；如前所述，miR-124 上調(diào)了FZD4，MCP-1 促進(jìn)結(jié)直腸癌細(xì)胞的增殖、侵襲、遷移；此外，研究發(fā)現(xiàn)異常甲基化miR-124 上調(diào)其靶基因DNMT3B 促進(jìn)了結(jié)直腸癌細(xì)胞株的增殖、侵襲和遷移［28］。miR-124 上調(diào)了ROCK1 的表達(dá)促進(jìn)了結(jié)直腸癌的生長和轉(zhuǎn)移［29］。miR-124 可上調(diào)核心生理節(jié)律調(diào)節(jié)基因（hCLOCK）擾亂生理節(jié)律，從而促進(jìn)腫瘤的發(fā)生發(fā)展［30］；另外，miR-124 上調(diào)TRAF6 的表達(dá)促進(jìn)結(jié)直腸癌的侵襲和轉(zhuǎn)移；腫瘤的局部或全身轉(zhuǎn)移提示預(yù)后不良，研究發(fā)現(xiàn)miR-124 低表達(dá)的結(jié)直腸患者生存率顯著低于miR-124 高表達(dá)的結(jié)直腸癌患者且差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），提示miR-124 具有預(yù)測預(yù)后的潛力；對(duì)其分子機(jī)制的研究發(fā)現(xiàn)，TRAF6 是其直接的靶點(diǎn)，而前面的研究已發(fā)現(xiàn)TRAF6 與上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）密切相關(guān)，涉及腫瘤的轉(zhuǎn)移［31］。綜上，miR-124 可上調(diào)其下游靶基因影響結(jié)直腸癌的生長和轉(zhuǎn)移，研究其具體機(jī)制對(duì)結(jié)直腸癌的治療、預(yù)測預(yù)后等具有重要意義。

1.3 miR-124 下調(diào)靶基因的表達(dá)抑制結(jié)直腸癌發(fā)生發(fā)展miR-124也下調(diào)相關(guān)靶基因表達(dá)影響結(jié)直腸癌的功能；ZHANG等［32］闡明了miR-124直接結(jié)合STAT3（促腫瘤基因）3′-UTR 區(qū)下調(diào)STAT3 表達(dá)誘發(fā)結(jié)直腸癌細(xì)胞的凋亡，抑制結(jié)直腸癌的生長；LU 等［33］證實(shí)了miR-124 可下調(diào)PLCB1 調(diào)節(jié)wnt/βcateninxin 信號(hào)通路抑制結(jié)直腸癌細(xì)胞的增殖、影響結(jié)直腸癌的生長；MiR-124也可靶向KITENIN、SOX9（促腫瘤基因）、MYH9（腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)基因）下調(diào)相關(guān)靶基因的表達(dá)，抑制結(jié)直腸癌細(xì)胞的侵襲及腫瘤組織的轉(zhuǎn)移［34］；一系列研究均證實(shí)下調(diào)miR-124 下游靶基因可抑制結(jié)直腸癌的發(fā)生發(fā)展和轉(zhuǎn)移，如ROCK1［29］，SGK［27］、ITGA3［35］、P4HA1［36］、miR 124-IQGAP1-MAPK/β-catenin 通路［37］等；PTB是另一個(gè)促腫瘤基因，異常表達(dá)的miR-124 下調(diào)了PTB，抑制PKM2 增加PKM1 表達(dá)，影響細(xì)胞的能量代謝，抑制腫瘤的生長；miR-124 直接下調(diào)DNMT3B 或者非直接下調(diào)DNMT1（直接靶向SP1）導(dǎo)致結(jié)直腸癌細(xì)胞整體DNA 的低甲基化，抑制腫瘤的進(jìn)展［38］；iASPP 是miR-124 的直接靶點(diǎn)，過度表達(dá)的miR-124 下調(diào)iASPP 蛋白的表達(dá)，上調(diào)其下游的信號(hào)分子NF-KB，調(diào)節(jié)結(jié)直腸癌細(xì)胞的增殖［39］；野生型p53 調(diào)節(jié)miR-124 增強(qiáng)子，上調(diào)了miR-124的表達(dá)，下調(diào)IASPP，影響光動(dòng)力療法（PDT）的療效［40］；進(jìn)一步的研究［41］發(fā)現(xiàn)了STAT1-miR124-P63-miR 155-STAT1 反饋環(huán)構(gòu)成一個(gè)閉合回路調(diào)節(jié)結(jié)直腸癌的生長。

此外，過度表達(dá)的miR-124 可以增加結(jié)直腸癌細(xì)胞對(duì)放療的敏感性，而抑制其表達(dá)則誘發(fā)了放療抵抗，進(jìn)一步探索其中的分子機(jī)制發(fā)現(xiàn)PRRX1（屬于同源盒蛋白基因家族）是miR-124 直接的靶基因，miR-124 下調(diào)PPRRX1 增加了細(xì)胞對(duì)放療的敏感性，并發(fā)現(xiàn)這個(gè)過程涉及到EMT 和腫瘤干細(xì)胞，進(jìn)一步的機(jī)制需要更深層的研究［42-43］；同時(shí)miRNA-124 也可增加藥物的敏感性，如miR-124 下調(diào)CNPA2（編碼Calpain 蛋白）促進(jìn)奧沙利鉑的作用和影響腫瘤的形成［44］。

綜上，miR-124 下調(diào)其下游靶基因抑制結(jié)直腸癌的發(fā)生發(fā)展和轉(zhuǎn)移，也可影響細(xì)胞的能量代謝、DNA 的甲基化狀態(tài)以及對(duì)化療敏感性；同時(shí)，研究發(fā)現(xiàn)，其他分子如P53、STAT1、lncRNA 等均可調(diào)節(jié)miRNA-124，構(gòu)成一個(gè)閉合回路發(fā)揮反饋性調(diào)節(jié)，這對(duì)結(jié)直腸癌的分子機(jī)制的研究及相關(guān)靶向治療提供了新依據(jù)。

2 與miR-124 通路相關(guān)的靶向治療

2.1 靶向miR-124 治療結(jié)直腸癌的潛能靶向miRNA 的治療策略存在兩種基本方法：（1）使用RNA 模擬物（RNA-mimics）增加低表達(dá)的抑腫瘤miRs；（2）使用干擾RNA降低高表達(dá)的促腫瘤miRs［45-46］；如AKAO 等［45］使用miR-143（被描述為腫瘤抑制性miRNA）脂質(zhì)體復(fù)合物在結(jié)直腸癌動(dòng)物模型上發(fā)揮了生長抑制效果，其他相關(guān)的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)包括miR-34a、miR-135b、miR-145、miR-4689；脂質(zhì)體miR-34a 模擬物（命名MRX34）臨床實(shí)驗(yàn)（NCT01829971）治療47 個(gè)患有難治性實(shí)體腫瘤（包括結(jié)直腸癌）的患者發(fā)揮了積極的抗腫瘤效果［46-47］，但該實(shí)驗(yàn)最終因?yàn)閲?yán)重的免疫副反應(yīng)至4 人死亡被終止［47］。近期，再次針對(duì)MRX34 臨床Ⅰ期實(shí)驗(yàn)表明使用地塞米松預(yù)先處理可控制免疫毒副反應(yīng)，藥效結(jié)果肯定了miRNA 腫瘤治療的概念證明，針對(duì)這類治療需要更進(jìn)一步發(fā)展控制免疫相關(guān)的毒性反應(yīng)［48］；另外，siRNA，ASOs 等RNA靶向治療都在不斷成熟，部分RNA 藥物已經(jīng)開始臨床應(yīng)用，如諾西那生鈉（nusinersen），依特普森（etplirsen）的運(yùn)用發(fā)揮了里程碑式的作用，近來隨著4 種RNA 靶向藥被批準(zhǔn)商業(yè)使用并進(jìn)入3 期臨床實(shí)驗(yàn)，標(biāo)志著RNA 靶向治療臨床運(yùn)用的時(shí)代即將到來［49］。miR-124 在多種腫瘤中表達(dá)并發(fā)揮多種功能，其在結(jié)直腸癌中低表達(dá)，通過各種信號(hào)通路發(fā)揮著腫瘤調(diào)節(jié)作用?；诖?，開發(fā)基于miR-124 的靶向治療結(jié)直腸癌，尤其是Ⅲ、Ⅳ期結(jié)直腸癌及復(fù)發(fā)結(jié)直腸癌的治療將是一個(gè)潛在的靶點(diǎn)。

2.2 靶向miR-124 相關(guān)靶基因治療結(jié)直腸癌結(jié)直腸癌組織內(nèi)、組織間均存在異質(zhì)性，導(dǎo)致結(jié)直腸癌治療方式選擇多樣性，即使處于同一分期，對(duì)治療藥物的反應(yīng)、效果及藥物抵抗也可出現(xiàn)不同。因此，精準(zhǔn)個(gè)人治療可能是結(jié)直腸癌治療的希望，了解結(jié)直腸癌發(fā)生發(fā)展的分子機(jī)制，以制定特定靶向藥物，以期取得良好的治療效果。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)抑制miR-124 相關(guān)靶基因可抑制腫瘤的發(fā)生發(fā)展；用A34（一種源自p53 linker 小分子肽）可直接結(jié)合到P53 凋亡刺激蛋白抑制因子（IASPP），競爭性抑制iASPP-P53 的相互作用，導(dǎo)致有野生型P53 介導(dǎo)的Bax 和PUMA 轉(zhuǎn)錄激活和腫瘤細(xì)胞的凋亡。另外，在黑色素瘤細(xì)胞，JNJ-7706621（一種細(xì)胞周期蛋白B/CDK1 的小分子抑制物）抑制了iASPP 的磷酸化，從而抑制了iASPP 進(jìn)入細(xì)胞核，進(jìn)而誘導(dǎo)了野生型P53 依賴的細(xì)胞凋亡和腫瘤生長抑制［48］，而iASPP 作為miR-124 的直接靶點(diǎn)在結(jié)直腸癌中發(fā)揮作用，針對(duì)iASPP 結(jié)直腸癌的藥物性試驗(yàn)或許可以成為結(jié)直腸癌治療的方向；DNMT 是miR-124 的直接靶基因，LI 等［49］在CAC 小鼠上，給于低劑量的DNMT 抑制物（DAC 或AZA）導(dǎo)致hub 基因（BAD）和肌醇聚磷酸磷酸酶樣1 基因（INPPL1）的上調(diào)誘發(fā)細(xì)胞凋亡，發(fā)揮了有效的抗腫瘤效果；鴨膽亭醇（BOL），可作為STAT3（miR-124 的一個(gè)直接靶基因）抑制物單獨(dú)或者與MEK 抑制物聯(lián)合治療人類結(jié)直腸癌［50］。P4HA1 是miR-124 直接靶點(diǎn)，在結(jié)直腸癌組織中，P4HA1 高表達(dá)，與結(jié)直腸癌轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，沉默P4HA1 可抑制結(jié)直腸癌肝轉(zhuǎn)移及骨轉(zhuǎn)移，在PDX 結(jié)直腸癌模型中，用P4HA1 抑制劑（diethyl-pythiDC）治療后發(fā)現(xiàn)明顯減緩了癌細(xì)胞的增殖、侵襲、和轉(zhuǎn)移以及癌組織的生長，這為diethyl-pythiDC 臨床實(shí)驗(yàn)提供了基礎(chǔ)［36，50］。

3 結(jié)局與展望

結(jié)直腸癌是一個(gè)異質(zhì)性腫瘤，與基因調(diào)節(jié)、表觀遺傳改變及環(huán)境因素密切相關(guān)。一直以來，關(guān)于結(jié)直腸癌的分子機(jī)制的研究促進(jìn)了結(jié)直腸癌的預(yù)測、診斷、治療、預(yù)后；miR-124 廣泛存在于各種腫瘤，自2013年首次發(fā)現(xiàn)在結(jié)直腸癌表達(dá)以來［32］，針對(duì)miR-124 在結(jié)直腸癌中的分子機(jī)制的研究不斷深入，但具體機(jī)制仍不清楚，仍需要進(jìn)一步探索miR-124 如何調(diào)控結(jié)直腸癌的發(fā)生發(fā)展，為結(jié)直腸癌的診斷治療、判斷預(yù)后等方面提供理論依據(jù)。

RNA 靶向治療為腫瘤治療提供了新的方向，讓精準(zhǔn)的個(gè)體化治療成為可。mimicRNA 抗腫瘤效果明顯；siRNA、ASOs 雖然部分已經(jīng)運(yùn)用于臨床，并且發(fā)揮了好的療效，但仍然面臨巨大挑戰(zhàn)，在帶來突破與希望的同時(shí)也伴隨著失望，其徹底運(yùn)用于臨床依然充滿著障礙，如RNA 治療引起的巨大毒副作用像肝毒性、血小板減少、皮膚損傷、免疫毒性等，RNA 如何有效降解以及如何避免誘發(fā)人體免疫反應(yīng)，如何克服治療過程脫靶效應(yīng)，如何減少治療濃度及縮小治療時(shí)間，以及如何有效運(yùn)輸?shù)龋?5-49］。伴隨醫(yī)學(xué)化學(xué)、醫(yī)學(xué)物理學(xué)的發(fā)展，如納米運(yùn)輸，siRNA GalNAc 修飾等為解決這些障礙提供了保障和希望［49］，未來有效解決這些障礙，開發(fā)針對(duì)miR-124 有效的RNA 靶向治療致力于結(jié)直腸癌精準(zhǔn)化治療。

靶基因靶向抑制物可抑制腫瘤的發(fā)生發(fā)展，針對(duì)miR-124 相關(guān)靶基因的藥物研究初見成效，無論是實(shí)驗(yàn)層面還是臨床層面都有取得了些許成效；進(jìn)一步探索miR-124 相關(guān)靶基因及靶基因抑制物研究依然任重道遠(yuǎn)。

總之，miR-124 通過復(fù)雜的調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)調(diào)控結(jié)直腸癌的發(fā)生發(fā)展，對(duì)結(jié)直腸癌的預(yù)測、診斷、治療、預(yù)后等方面具有良好價(jià)值，隨著研究的進(jìn)一步深入，必將推動(dòng)結(jié)直腸癌精準(zhǔn)治療的跨越發(fā)展。