MicroRNA在幽門螺桿菌陰性胃癌中的研究進展*

王 璐 李學(xué)良

南京醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院消化內(nèi)科(210029)

胃癌是常見的上消化道惡性腫瘤之一，盡管在過去的50年中，胃癌的發(fā)病率和死亡率在世界范圍內(nèi)有所下降，但仍是第三大癌癥相關(guān)死亡原因[1]。早期一項前瞻性隊列研究[2]表明，胃癌僅發(fā)生在幽門螺桿菌(Helicobacterpylori, Hp)感染陽性患者中。然而后續(xù)的研究結(jié)果顯示，在部分胃癌患者中未發(fā)現(xiàn)Hp感染的證據(jù)，該類型胃癌被定義為幽門螺桿菌陰性胃癌(Helicobacterpylori-negative gastric cancer, HpNGC)[3]。與幽門螺桿菌陽性胃癌(Helicobacterpylori-positive gastric cancer, HpPGC)相比，HpNGC具有不同的臨床病理特征和預(yù)后[3-4]。說明HpNGC的發(fā)病機制可能與HpPGC并不完全相同。

已有研究表明HpNGC和HpPGC之間存在差異表達的microRNA(miRNA)，說明miRNA在HpNGC的發(fā)病中起有重要作用[5-6]。MiRNA是一種內(nèi)源性非編碼小RNA，存在于真核細胞中，由21～25個核苷酸組成[7]，可調(diào)節(jié)慢性炎癥性疾病和各種腫瘤性疾病的發(fā)生。正確認識HpNGC并深入了解相關(guān)miRNA在其中的致病機制，有助于闡明HpNGC相關(guān)的生物學(xué)標(biāo)志物以及新型治療靶標(biāo)的鑒定。本文就HpNGC中差異表達且起致病作用的miRNA及其機制和相關(guān)治療靶點作一綜述。

一、HpNGC的概述

1. HpNGC的定義和診斷：HpNGC定義為無Hp現(xiàn)癥感染、既往感染和既往可疑感染時所發(fā)生的胃癌。結(jié)合既往研究文獻，診斷HpNGC需同時滿足以下條件[3,8]：①無Hp現(xiàn)癥感染：快速尿素酶試驗、尿素呼氣試驗、組織切片染色鏡檢等檢查至少一項為陰性；②無Hp既往感染：無Hp感染史和根除史，且血清Hp抗體為陰性；③無Hp既往可疑感染：a. 無組織病理學(xué)萎縮和腸化生；b. 無內(nèi)鏡下萎縮，且胃體下部有規(guī)律排列的小靜脈；c. 無血清學(xué)萎縮，即血清胃蛋白酶原(pepsinogen, PG)檢測陰性(PGⅠ>70 ng/mL，PGⅠ/Ⅱ>3.0)。

目前研究表明胃黏膜萎縮和腸化生主要由Hp感染引起[9-10]。嚴重的萎縮和腸化生會導(dǎo)致Hp無法定植而自發(fā)消失[11]，且由于抗菌藥物治療其他疾病時可能會意外根除Hp[12]，故臨床檢測Hp感染會出現(xiàn)假陰性結(jié)果，因此評估胃黏膜萎縮是有必要的。目前發(fā)現(xiàn)嚴格定義下的HpNGC患病率為0.42%～5.4%[3-4]。

2. HpNGC的病因：關(guān)于HpNGC的病因和發(fā)病機制目前尚不完全明確。除Hp感染外，目前已知胃癌的患病風(fēng)險與多種因素有關(guān)，其中生活方式因素占主導(dǎo)作用。一項在中國胃癌高危地區(qū)進行的配對病例對照研究[13]表明，吸煙、反流、情緒經(jīng)常較差增加了HpNGC的發(fā)病風(fēng)險。此外，病毒感染、自身免疫病、家族聚集性和種系突變等因素也可能導(dǎo)致了HpNGC的發(fā)生。

二、HpNGC中差異表達的miRNA

多種miRNA在HpNGC與HpPGC之間存在差異表達，可作為研究胃癌發(fā)生和預(yù)后的分子基礎(chǔ)。了解miRNA在HpNGC中的致病機制并鑒定早期診斷標(biāo)志物，對HpNGC分子遺傳學(xué)的進一步研究至關(guān)重要。目前發(fā)現(xiàn)在HpNGC中表達上調(diào)的miRNA包括miR-204-5p、miR-338-5p、miR-135b-5p、miR-93、miR-372、miR-122、miR-455、miR-200a-5p、miR-943、miR-25等；在HpNGC中表達下調(diào)的miRNA包括miR-99b-3p、miR-564、miR-143-3p、miR-145-5p、miR-146a、miR-302a、miR-302b、miR-196b、miR-138等[5-6,14-19]。

三、在HpNGC中表達上調(diào)的miRNA

1. MiR-338-5p：Chang等[5]的研究應(yīng)用miRNA微陣列檢測8例HpNGC和8例HpPGC組織標(biāo)本之間miRNA的表達譜，結(jié)果顯示miR-338-5p在HpNGC組織中的表達增高，而在HpPGC中表達降低。MiR-338-5p已被確定為胃癌的潛在調(diào)節(jié)因子，與胃癌患者較短的總生存期和無復(fù)發(fā)生存期有關(guān)[20]。由此推測，miR-338-5p過表達可能與HpNGC患者預(yù)后不良有關(guān)。

2. MiR-25：Abdi等[19]發(fā)現(xiàn)miR-25在HpNGC中表達上調(diào)，而在HpPGC中表達降低。Ning等[21]的實驗證實miR-25-3p過表達在體外可顯著促進胃癌細胞生長和侵襲，在體內(nèi)抑制miR-25-3p表達可抑制腫瘤的發(fā)生。Kong等[22]證實胃癌血清miR-25高表達與較晚的疾病分期顯著相關(guān)。在按腫瘤大小、浸潤深度和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移分層的亞組分析中，高血清miR-25水平與預(yù)后不良相關(guān)。He等[23]的研究發(fā)現(xiàn)miR-25表達在順鉑耐藥的胃癌細胞中上調(diào)，并通過抑制FOXO3a表達以促進細胞周期進程。抑制miR-25表達可導(dǎo)致細胞周期阻滯，并增強胃癌細胞對順鉑的化療敏感性。由此推測，靶向miR-25可能是治療HpNGC腫瘤轉(zhuǎn)移和順鉑耐藥的有前景的方法。

3. MiR-135b-5p：Lee等[6]的研究發(fā)現(xiàn)miR-135b-5p在HpNGC和HpPGC中的表達均明顯增加，但在HpNGC中的表達約為HpPGC中的3倍，說明兩者存在著部分相同的致癌機制。Chen等[24]的研究發(fā)現(xiàn)Krüppel樣因子4(KLF4)是miR-135b-5p的靶點，miR-135b-5p通過靶向并下調(diào)KLF4在胃癌細胞中的表達，從而發(fā)揮促進胃癌細胞增殖、遷移、侵襲和有絲分裂以及降低細胞凋亡的作用，因此抑制miR-135b-5p表達對HpNGC有治療價值。Lu等[25]的研究結(jié)果顯示，CMTM3為miR-135b-5p的另一直接靶點，miR-135b-5p過表達可抑制CMTM3表達，促進胃癌的進展和轉(zhuǎn)移。MiR-135b-5p/CMTM3軸的發(fā)現(xiàn)為預(yù)測HpNGC預(yù)后、開發(fā)治療策略提供了一個新的方向。

4. MiR-93：Liu等[15]的研究構(gòu)建了HpNGC和HpPGC的競爭內(nèi)源性RNA(competing endogenous RNA, ceRNA)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)HpNGC ceRNA網(wǎng)絡(luò)中存在9種特有的miRNA，其中miR-93在調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中RNA的相互作用數(shù)中位列第一，推測其可能是中樞基因，在整個網(wǎng)絡(luò)和疾病發(fā)生中發(fā)揮重要作用。Guan等[26]發(fā)現(xiàn)胃癌組織中miR-93高表達與較高的TNM分期顯著相關(guān)。在功能上，miR-93的異位表達在體外可促進細胞增殖、遷移、侵襲、上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition, EMT)，并抑制細胞凋亡和G1細胞周期阻滯，在體內(nèi)促進腫瘤形成。進一步實驗結(jié)果表明，TIMP2是miR-93的直接靶標(biāo)，miR-93通過靶向TIMP2在胃癌發(fā)生中起著腫瘤啟動子的作用。Shen等[27]發(fā)現(xiàn)miR-93-5p過表達通過靶向下調(diào)AHNAK表達來激活Wnt信號通路，并可抑制典型上皮細胞標(biāo)志物E-cadherin表達而增加間質(zhì)標(biāo)志物vimentin和Snail表達，從而促進胃癌的EMT。EMT是分化的上皮細胞失去上皮特征并獲得間充質(zhì)細胞遷移性的生物過程，是腫瘤轉(zhuǎn)移過程中的重要環(huán)節(jié)，可增強細胞遷移和侵襲能力，與癌癥的侵襲和轉(zhuǎn)移過程密切相關(guān)。由此可見，miR-93可能在HpNGC的發(fā)生和進展過程中起有舉足輕重的作用，有望成為HpNGC診斷的生物學(xué)標(biāo)志物和治療靶標(biāo)。

5. MiR-372：MiR-372是HpNGC調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中特有的miRNA之一，其在HpNGC中的表達上調(diào)[17]。Zhou等[28]的研究結(jié)果顯示miR-372直接靶向并下調(diào)TNFAIP1表達，參與調(diào)節(jié)NF-κB信號通路，促進胃癌細胞增殖并抑制細胞凋亡，在控制細胞生長和凋亡中起致癌作用。Wang等[29]發(fā)現(xiàn)，上調(diào)miR-372表達可靶向調(diào)控FOXO3a并抑制其表達，促進胃癌細胞增殖，減少凋亡并可增強順鉑的耐藥。Pan等[30]的研究發(fā)現(xiàn)ADAMTS9-AS2/miR-372/CADM2可能為胃癌的潛在調(diào)控軸，在胃癌的發(fā)病中起有關(guān)鍵作用。上述研究提示miR-372、ADAMTS9-AS2/miR-372/CADM2軸可作為HpNGC治療的潛在靶點，并有望解決HpNGC化療耐藥的問題。

四、在HpNGC中表達下調(diào)的miRNA

1. MiR-146a：Shomali等[16]的研究表明miR-146a在HpNGC中表達下調(diào)，而在HpPGC中上調(diào)，并可促進HpNGC細胞遷移；功能研究表明miR-146a是一種腫瘤抑制因子，其低表達預(yù)示著較差的無復(fù)發(fā)生存率。Kipkeeva等[31]發(fā)現(xiàn)miR-146a表達降低與胃癌區(qū)域淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和遠處轉(zhuǎn)移的發(fā)生有關(guān)，可作為胃癌轉(zhuǎn)移風(fēng)險的生物學(xué)標(biāo)志物。Chen等[32]的研究發(fā)現(xiàn)miR-146a可通過靶向TAK1抑制NF-κB信號通路，從而促進胃癌細胞凋亡。在化療和預(yù)后方面，Luo等[33]發(fā)現(xiàn)miR-146a通過調(diào)節(jié)其靶基因LIN52影響晚期胃癌的化療敏感性和預(yù)后，miR-146a低表達的腫瘤患者的化療敏感性和預(yù)后均較差。由此可見，miR-146a可作為HpNGC抗轉(zhuǎn)移替代治療的候選基因。

2. MiR-143-3p：Wang等[14]的研究發(fā)現(xiàn)與鄰近非癌組織相比，HpNGC中miR-143-3p表達降低，而在HpPGC中的表達升高，并發(fā)現(xiàn)AKT2是miR-143-3p的功能靶點。MiR-143-3p通過直接靶向AKT2基因來調(diào)控腫瘤的生長、遷移和侵襲，是一種腫瘤抑制性miRNA。MiR-143-3p表達下調(diào)可促進細胞增殖，抑制細胞凋亡，并促進細胞遷移和侵襲。該研究還發(fā)現(xiàn)miR-143-3p低表達與臨床分期和腫瘤轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，導(dǎo)致HpNGC患者的預(yù)后較差。Fan等[34]發(fā)現(xiàn)lncRNA CCDC144NL-AS1可海綿化miR-143-3p，并上調(diào)其直接內(nèi)源性靶基因MAP3K7在胃癌中的表達，從而促進細胞增殖、侵襲和遷移并抑制細胞凋亡，在胃癌發(fā)生、發(fā)展中起致癌的作用。CCDC144NL-AS1/miR-143-3p/MAP3K7軸為進一步探究HpNGC的發(fā)病機制和治療提供了啟示。

3. MiR-145-5p：Lee等[6]的研究發(fā)現(xiàn)與非癌組織相比，HpNGC中miR-145-5p表達明顯降低，而在HpPGC中表達無明顯變化。Jiang等[35]的研究提示miR-145-5p活性降低與EMT的增加有關(guān)。MiR-145-5p可通過直接靶向N-cadherin和ZEB2來抑制EMT，從而抑制胃癌細胞侵襲和遷移。MiR-145-5p作為抑癌基因，與腫瘤浸潤深度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和TNM分期有關(guān)，因此其表達下調(diào)與患者較差的預(yù)后相關(guān)。Teng等[36]發(fā)現(xiàn)SERPINE1為miR-145-5p的靶標(biāo)，lncRNA NKX2-1-AS1表達在胃癌細胞株和腫瘤組織中上調(diào)，其充當(dāng)負調(diào)控miR-145-5p的ceRNA。LncRNA NKX2-1-AS1/miR-145-5p軸可誘導(dǎo)SERPINE1的翻譯，從而激活VEGFR-2信號通路，促進腫瘤進展和血管生成。Zhou等[37]證實了ANGPT2為miR-145-5p的另一靶標(biāo)，miR-145-5p過表達可通過抑制ANGPT2來抑制胃癌細胞的增殖、遷移和侵襲。上述研究結(jié)果表明NKX2-1-AS1/miR-145-5p/SERPINE1軸和miR-145-5p/ANGPT2/Nod樣受體軸可能為HpNGC潛在的治療靶標(biāo)。

4. MiR-138：Yang等[18]的研究發(fā)現(xiàn)miR-138在HpNGC中表達下調(diào)。Pang等[38]的實驗證實SOX4是miR-138在胃癌細胞中的直接靶點，而SOX4是EMT的主要介導(dǎo)因子。蛋白質(zhì)印跡法結(jié)果顯示miR-138過表達通過上調(diào)上皮標(biāo)志物E-cadherin、下調(diào)間質(zhì)標(biāo)志物N-cadherin和vimentin來抑制胃癌細胞的EMT進程。功能分析表明，miR-138過表達抑制了胃癌細胞的體外增殖、克隆形成、遷移和侵襲，并可抑制體內(nèi)腫瘤的生長；而胃癌中miR-138低表達與TNM分期有關(guān)。提示miR-138可作為HpNGC的治療靶點。Sun等[39]的研究結(jié)果證實miR-138為lncRNA MCM3AP-AS1的下游靶標(biāo)，lncRNA MCM3AP-AS1通過海綿化miR-138，從而上調(diào)FOXC1的表達來促進胃癌對順鉑的耐藥性。上述研究可能為HpNGC的治療和化療耐藥提供一種新的解決途徑。

5. MiR-196b：MiR-196b表達和功能的研究結(jié)果仍存在爭議。Yang等[18]的生物信息學(xué)分析和實驗發(fā)現(xiàn)HpNGC中miR-196b表達明顯低于HpPGC。生存分析表明，miR-196b-3p與胃癌患者的預(yù)后顯著相關(guān)，miR-196b-3p表達較低的患者預(yù)后較差。相反，Abdi等[19]的研究發(fā)現(xiàn)miR-196b在HpNGC中表達上調(diào)，而在HpPGC中表達降低。Li等[40]的研究證實miR-196b表達上調(diào)可通過調(diào)節(jié)PI3K/AKT/mTOR途徑來促進胃癌細胞的增殖和侵襲能力。由此可見，miR-196b在HpNGC中的表達和作用仍需行進一步的研究。

由于既往研究中納入的病例存在對HpNGC定義不嚴格的問題，部分差異表達的miRNA(如miR-196b)在不同研究中的表達呈相反的趨勢。因此HpNGC中差異表達的miRNA及其致病機制的研究仍需結(jié)合嚴格的診斷標(biāo)準行進一步探討。

五、LncRNA-miRNA-mRNA在HpNGC中的分析

將miRNA置入其發(fā)揮作用的網(wǎng)絡(luò)中來研究HpNGC的發(fā)病機制具有重要意義。一個或多個miRNA應(yīng)答元件被mRNA和lncRNA共享，lncRNA可作為天然的miRNA海綿，導(dǎo)致細胞內(nèi)miRNA功能的下調(diào)[41]。由lncRNA-miRNA-mRNA構(gòu)建的ceRNA網(wǎng)絡(luò)在癌癥的發(fā)生、發(fā)展、侵襲和轉(zhuǎn)移中起重要作用。

Liu等[15]構(gòu)建了HpNGC和HpPGC的ceRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)以探究兩者間的差異，并首次報道了miRNA在HpNGC的ceRNA網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵作用。結(jié)果顯示HpPGC中三種差異表達的RNA數(shù)量均少于HpNGC，說明HpNGC具有較高的異質(zhì)性。進一步GO分析顯示HpNGC富集于細胞分化、細胞周期、凋亡過程、血管發(fā)育和ERK級聯(lián)；KEGG通路富集分析發(fā)現(xiàn)，HpNGC的ceRNA網(wǎng)絡(luò)的獨特通路包括細胞周期、肌動蛋白細胞骨架的調(diào)節(jié)和環(huán)磷酸腺苷信號通路。這項研究結(jié)果可能為進一步探究miRNA和ceRNA網(wǎng)絡(luò)在HpNGC中獨特的致病機制提供了依據(jù)。

六、小結(jié)與展望

Hp感染是目前胃癌的主要致病因素，然而隨著人們對Hp根除治療的重視，HpNGC的患病率未來將有上升的趨勢，并有可能成為更常見的胃癌類型。因此需要深入認識HpNGC，并針對HpNGC制定新的癌癥預(yù)防、治療策略。由于目前HpNGC發(fā)病率低，既往部分研究對HpNGC的納入標(biāo)準的制定并不嚴格，未來應(yīng)進行嚴格納入標(biāo)準的大樣本研究，從而更有利于準確探究HpNGC差異表達的miRNA和其他分子標(biāo)志物。目前對于HpNGC的病因、危險因素和致病分子機制的相關(guān)研究較少，進一步找尋HpNGC的患病高危因素并探究其發(fā)病的分子機制對未來胃癌的預(yù)防和治療有重要意義。