miRNA-34a與惡性腫瘤的相關研究進展

趙硯之 羅洪亮

(南昌大學 1第一臨床醫(yī)學院，江西 南昌 330031;2第二附屬醫(yī)院胃腸外科)

miRNA-34a是miRNA的一種，在生物體的細胞發(fā)育和細胞凋亡中有著重要作用，其功能主要有細胞周期阻滯、影響細胞衰老、阻止細胞遷移等，在部分惡性腫瘤疾病治療中，再活化的miRNA-34a可阻止腫瘤細胞的遷移和浸潤。異常表達的miRNA-34a通過靶向不同目的mRNA，調(diào)控相關蛋白的表達，使宿主細胞功能異常，進而導致組織病變，嚴重甚至會導致腫瘤的發(fā)生。而惡性腫瘤是當今社會的一種常見病、多發(fā)病，也是目前危害人類健康最嚴重的一類疾病。各種惡性腫瘤都可能威脅人類生命健康，帶來不良后果。而miRNA-34a在細胞中的表達升高，利于抑制腫瘤細胞的增殖；在病變的不同階段，宿主生物微環(huán)境中miRNA的含量可成為診斷惡性腫瘤的一個重要指標；miRNA34a還可干擾某些重要蛋白質(zhì)的合成，間接影響細胞生物周期；同時其也是現(xiàn)代治療惡性腫瘤的一個有效靶點，通過作用靶基因調(diào)控相關靶基因的信號通路，廣泛參與腫瘤細胞增殖、侵襲、轉移等惡性生物學行為，在促進腫瘤細胞凋亡過程中發(fā)揮重要作用。本文對miRNA-34a與惡性腫瘤的相關研究進展進行綜述。

1 miRNA-34a與前列腺癌

前列腺癌是影響男性生活質(zhì)量、威脅生命的一種嚴重的惡性腫瘤之一。Lin等〔1〕證明了一種pH和谷胱甘肽敏感的納米載體的制備，用于多西紫杉醇和靶向miRNA-34a激活劑的共傳遞，治療紫杉醇耐藥前列腺癌。于淼等〔2〕研究以寡核苷酸適配體APT為靶頭，靶向具有前列腺癌細胞膜表面(PSMA)表達前列腺癌細胞的聚陽離子載體納米基因給藥系統(tǒng)提供實驗依據(jù)，并為臨床應用 miRNA-34a治療激素依賴型前列腺癌增殖提供借鑒。Chalanqui等〔3〕研究認為，miRNA-34a下調(diào)與轉移進展之間的相關性在這一領域引起了極大的興趣。表明miRNA-34a是去勢抵抗性前列腺癌(CRPC)基因治療的理想靶點。未來的研究應側重于miRNA-34a上調(diào)在CRPC中的作用，涉及轉移到骨微環(huán)境和成骨發(fā)展。miRNA-34a能作為一種治療手段取決于開發(fā)合適的運載系統(tǒng)和針對骨微環(huán)境。

2 miRNA-34a與肺癌

根據(jù)組織類型可將肺癌分為小細胞肺癌和非小細胞肺癌(NSCLC)兩種〔4〕，其中NSCLC占肺癌總數(shù)的80%以上，是肺癌的主要類型。曾婷等〔5〕認為miRNA-34a通過miRNA-34a與c-myc轉錄生成的編碼RNA結合發(fā)揮其抑制腫瘤發(fā)生的作用。并在研究中證實，miRNA-34a對c-myc的調(diào)控作用受P53蛋白的調(diào)節(jié)。許晶晶等〔6〕發(fā)現(xiàn)正常肺組織和癌旁肺組織中miRNA-34a呈高表達，而c-myc呈低表達。正常情況下miRNA-34a在人體調(diào)控的目的mRNA 為 c-myc，cmyc蛋白主要的作用是促進細胞進入S期完成DNA的合成復制，在人體內(nèi)一旦c-myc的過度表達則被認為是腫瘤發(fā)生的強烈信號。正常肺組織中miRNA-34a通過與c-myc的結合降低c-myc蛋白的表達水平，從而發(fā)揮其抑制腫瘤發(fā)生的作用。部分實驗也證明了miRNA-34a和c-myc在肺腺癌組織中呈負相關，以及miRNA-34a負性調(diào)控c-myc高表達，引起肺腺癌發(fā)生的推測。這也為臨床上防治肺腺癌提供基因治療的理論依據(jù)。肺癌發(fā)生的機制研究是解釋肺癌產(chǎn)生和變化的關鍵性問題，但有關肺癌中miRNA-34a的網(wǎng)絡調(diào)控機制相對復雜，miRNA-34a通過哪些不同方法路徑調(diào)控c-myc導致肺腺癌發(fā)生、轉歸還有待進一步研究。Li等〔7〕對60例NSCLC患者和相應的癌旁組織進行了實時定量聚合酶鏈反應結果顯示，在NSCLC組織樣本中，miRNA-34a的表達水平明顯低于相應的非腫瘤組織樣本，miRNA-34a的下調(diào)與腫瘤大小密切相關。同時來自對照細胞的腫瘤巢表現(xiàn)出大面積的肺組織破壞和壞死，而大量的miRNA-34a細胞形成越來越小的腫瘤巢，miRNA-34a抑制非小細胞肺癌的增殖和遷移。黃崇宇等〔8〕研究認為，miRNA-34a 可通過調(diào)節(jié)B淋巴細胞瘤(Bcl)-2的表達情況而抑制NSCLC細胞系A549的增殖和遷移。在NSCLC治療中，miRNA-34a可作為一種潛在的治療靶點。趙淑燦等〔9〕研究表明miRNA-34a 的基因表達在NSCLC中高表達。提示miRNA-34a在肺癌細胞中表達量與惡性腫瘤診斷治療的意義。

3 miRNA-34a與胃癌

胃癌的發(fā)生、發(fā)展及其變化是一個相當復雜過程，涉及到各種致癌信號傳導通路，其中表觀遺傳學變化的作用越來越受到重視。鄧曉晶等〔10〕通過實時定量聚合酶鏈反應檢測人正常胃黏膜上皮細胞及人胃癌細胞株miRNA-34a等表達水平。體外將表達人miRNA-34a慢病毒感染人胃癌SGC7901細胞。熒光顯微鏡觀察評估細胞感染情況，MTT 實驗、流式細胞術檢測感染后胃癌SGC7901細胞的增殖、細胞周期及凋亡情況。發(fā)現(xiàn)miRNA-34a在多種人胃癌細胞，尤其是SGC7901細胞中呈低表達。miRNA-34a可抑制胃癌SGC7901細胞的增殖，誘導細胞周期停滯及細胞凋亡。并通過隨后的多項研究顯示，miRNA-34a可引起腫瘤細胞的功能抑制，包括增殖活性減弱、細胞周期停滯、細胞凋亡，同時miRNA-34a還可抑制細胞上皮間質(zhì)轉化(EMT)介導的細胞惡性侵襲和異常轉移，并對腫瘤干細胞有明顯的抑制作用。充分說明miRNA-34a作用的多樣性。Cao等〔11〕通過研究發(fā)現(xiàn)在人胃癌細胞系中，miRNA-34a的表達水平下調(diào)。miRNA-34a能負性調(diào)控生存素蛋白表達，抑制胃癌細胞增殖和侵襲。治療性增強miRNA-34a表達或沉默生存素基因可能對胃癌患者有益。Liu等〔12〕研究表明，miRNA-34a通過下游磷脂酰肌醇-3-激酶(PI3K)信號級聯(lián)抑制表皮生長因子受體(EGFR)信號，從而調(diào)節(jié)胃癌中基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)7的表達。因此，miRNA-34a是預防胃癌轉移的有效靶點。劉棣等〔13〕研究表明氟尿嘧啶是眾多影響核酸生物合成藥物中的一種，是目前臨床上運用最廣的抗嘧啶類藥物。腫瘤細胞可抑制活化氟尿嘧啶所需的關鍵酶，增強其代謝酶的活性，降解胸腺嘧啶核苷酸合成酶還原性葉酸底物，活性變化，這些機制都會產(chǎn)生對抗氟尿嘧啶的作用。在細胞中上調(diào)了miRNA-34a的表達，檢測胃癌細胞發(fā)現(xiàn)，癌細胞對化療藥物的敏感性增加。上調(diào)miRNA-34a的表達后，腫瘤細胞的增殖被抑制，提示腫瘤細胞因此表現(xiàn)為對化療藥物更為敏感。推測miRNA-34a在胃癌細胞中的這種調(diào)控機制可能與其下游的Notch和Bcl-2等基因相關，它可能參與了胃癌腫瘤干細胞的自我更新和分化。Li等〔14〕研究報告了miRNA-34a可能是胃癌中化療耐藥性的一個重要調(diào)節(jié)因子，就像miRNA-34a模擬和抑制劑一樣，分別增強和抑制紫杉醇的化療效果。Zhou等〔15〕研究發(fā)現(xiàn)血糖激酶(HK)1是miRNA-34a的直接靶點，在胃癌細胞中miRNA-34a過表達后，HK1mRNA或蛋白水平下調(diào)。此外，木犀草素和miRNA-34a抑制劑共處理后，HK1蛋白水平下降，部分恢復。抑制抗木犀草素胃癌細胞中HK1的表達可提高細胞對木犀草素的敏感性。因此，首次提出miRNA-34a可通過靶向HK1來調(diào)節(jié)胃癌細胞對木犀草素的敏感性，對胃癌患者的治療具有潛在的指導意義。

4 miRNA-34a與結直腸癌

結腸癌是我國常見的消化系統(tǒng)惡性腫瘤之一。結腸癌發(fā)病率位居我國惡性腫瘤第3位，致死率居第5位，表現(xiàn)出高復發(fā)和易轉移的特點。金芳玲等〔16〕研究構建miRNA-34a過表達的慢病毒載體，并穩(wěn)定轉染結腸癌HT29細胞，通過實時定量聚合酶鏈反應證實轉染成功導致miRNA-34a 的表達顯著上調(diào)，揭示miRNA-34a過表達后結腸癌HT29細胞對X線照射的敏感性增強，表現(xiàn)在細胞增殖能力和存活分數(shù)下降上，克隆形成能力受到miRNA-34a抑制。解釋了miRNA-34a在結腸癌放療敏感性中的作用，并對其調(diào)控機制進行了檢測，推動結腸癌放療抵抗miRNA-靶基因作用模式的發(fā)展，為放療技術和方案的發(fā)展提供有價值的實驗證據(jù)。莊彪等〔17〕研究證實miRNA-34a的過表達能夠抑制人結腸癌HCT116細胞的增殖和侵襲轉移，這一作用可能是通過調(diào)控Bcl-2/BAX和MMP-2、MMP-9蛋白的表達相關，初步揭示了miRNA-34a在結腸癌的治療和診斷中的潛在價值。付玉娟等〔18〕在XIST/miRNA-34a信號軸調(diào)控結直腸癌細胞SW480放療敏感性的機制研究中，發(fā)現(xiàn)XIST在結直腸癌組織和細胞系中表達量增加，下調(diào)XIST的表達可增加結直腸癌SW480細胞的放療敏感性，抑制miRNA-34a的表達可逆轉該作用。李軍等發(fā)現(xiàn)miRNA-34a可能通下調(diào)SIRT1的表達水平發(fā)揮抑制結腸癌細胞增殖并促進癌細胞凋亡作用。推測出miRNA-34a可能成為新的結腸癌生物治療靶點。Luo等〔19〕研究發(fā)現(xiàn)長鏈非編碼RNA通過競爭性地將miRNA-34a與sirt1結合并增強wnt/β-catenin信號通路來促進結直腸癌的治療進展。miRNA-34a在惡性腫瘤診斷方面還有顯著作用。Ma等〔20〕探討miRNA-34a在大腸良惡性病變中的表達差異。選擇癌、癌旁組織和息肉標本，用常規(guī)的實時聚合酶鏈反應方法提取總RNA，檢測miRNA-34a的表達。另外，用去甲基化劑5-氮胞苷對大腸癌細胞進行培養(yǎng)，篩選出差異表達的miRNA-34a。經(jīng)藥物治療后，大腸癌細胞株的miRNA-34a表達增強，實時聚合酶鏈反應結果顯示，與癌旁組織相比，細胞株和大腸癌組織中miRNA-34a的表達水平均較低(P<0.05)。息肉組織表達明顯高于癌旁組織和大腸癌組織(P<0.05)。miRNA-34a-5p可能在結直腸癌中發(fā)揮抑癌基因的作用，并與DNA甲基化有關。

5 miRNA-34a與乳腺癌

乳腺癌是女性惡性腫瘤死亡的主要原因，轉移相關復發(fā)在臨床上占治療失敗的90%以上?；熓前┌Y治療的3種主要方法之一,在臨床癌癥治療中繼續(xù)發(fā)揮著關鍵作用。然而由于嚴重不良反應的發(fā)生和耐藥性的因素，傳統(tǒng)化療目前面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。Elham等〔21〕發(fā)現(xiàn)miRNA參與多種生物學過程，其失調(diào)是各種疾病包括乳腺癌發(fā)生的常見原因。研究檢測乳腺腫瘤組織標本和乳腺癌患者血漿中miRNA-34a的表達水平，比較其組織標本和血漿標本的表達模式，分析其與腫瘤臨床特征的關系，在實驗過程中發(fā)現(xiàn)患者中的miRNA-34a表達水平顯著下調(diào)。說明miRNA-34a具有區(qū)分腫瘤組織和健康組織的能力，研究其在組織中的表達水平可作為診斷乳腺癌患者和健康女性的生物標志物。Shadan等〔22〕認為miRNA-34a在不同的乳腺癌亞型中下調(diào)，它還作用于三陰性乳腺癌的其他通路位點。劉棣等〔23〕發(fā)現(xiàn)miRNA-34a是一種有效的下調(diào)腫瘤抑制因子，但它在乳腺癌等部分人類癌癥中存在缺陷。通過靶向多個基因，如Bcl-2、細胞周期素(Cyclin)D1和沉默信息調(diào)節(jié)因子、miRNA-34a能夠抑制腫瘤血管生成，誘導癌細胞凋亡、阻止增殖、恢復EMT，從而抑制腫瘤生長。多西紫杉醇是一種廣譜的化療藥物，具有很強的抗多種人類癌癥的活性，如轉移性乳腺癌、肺癌、前列腺癌和卵巢癌，通過與β-微管蛋白結合并穩(wěn)定微管，導致細胞周期停滯和細胞凋亡。而細胞溶質(zhì)介導的途徑和核殼納米載體傳遞miRNA-34a和多西紫杉醇利于治療乳腺癌，有重要的臨床意義。Kastl等〔24〕也有相關的miRNA-34a與降低腫瘤細胞對多西紫杉醇耐藥性的研究。而杜冬英等〔25〕的研究發(fā)現(xiàn)，格列美脲對人乳腺癌細胞 MCF-7 增殖具有抑制作用，其機制可能是通過調(diào)低miRNA-34a的表達水平，促進Bax、Bcl-2和caspase-3高表達，啟動了細胞凋亡程序，導致了人乳腺癌細胞MCF-7 細胞凋亡，說明miRNA-34a在許多的治療惡性腫瘤類藥物治療過程中都發(fā)揮著重要作用。

6 miRNA與其他惡性腫瘤

鼻咽癌高發(fā)于中國南方及東南亞地區(qū)，因為其隱蔽性，大部分鼻咽癌患者就診時已屬局部晚期，由于鼻咽的特殊解剖位置及病理學特點，放射治療是鼻咽癌首選和重要的治療手段。黃關宏〔26〕認為調(diào)強放療有效提高靶區(qū)劑量，同時使周圍危及器官得以保護，已成為鼻咽癌放射治療的主流技術。而遠處轉移是當前鼻咽癌的主要治療失敗原因，探究鼻咽癌遠處轉移的分子調(diào)控機制將為解決鼻咽癌遠處轉移提供新思路及治療靶點。miRNA可通過轉錄后水平調(diào)控基因表達，參與腫瘤侵襲轉移進程，鼻咽癌中miRNA-34a通過靶向關鍵分子(SMAD)4逆轉(TGF)-β誘導的上皮間質(zhì)轉化，miRNA-34a有可能作為鼻咽癌治療的靶分子。

目前，一些研究表明miRNA-34a可作為包括肝細胞惡性腫瘤的抑制因子。在此之前，miRNA-34a在肝癌中被下調(diào)，并參與了肝癌的發(fā)生和發(fā)展；然而，其機制尚不清楚。Ren等〔27〕研究應用微陣列技術分析miRNA-34a在肝癌中的表達，并分析miRNA-34a的預測靶點及其相關的生物學途徑，以評估m(xù)iRNA-34a在肝癌中的表達，確定miRNA-34a在肝癌進展和惡化中的具體機制。Lv等〔28〕研究發(fā)現(xiàn)組蛋白去乙?；?HDAC)1過表達可阻斷miRNA-34a對卵巢腺癌(SKOV)3細胞增殖的抑制作用，miRNA-34a通過直接結合和下調(diào)HDAC 1表達對卵巢癌細胞有抑制作用，從而降低了對順鉑的耐藥性，抑制了卵巢癌細胞的增殖。另外，Zuo等〔29〕在食管鱗狀上皮癌研究、余淦等〔30〕在膀胱癌細胞周期研究、Yu等〔31〕在腎癌細胞研究、Wang等〔32〕在宮頸癌的相關研究、Duan等〔33〕在骨肉瘤的相關研究、Lee等〔34〕在黑色素瘤的相關研究等研究中，均發(fā)現(xiàn)了miRNA-34a至關重要的作用。因此，可發(fā)現(xiàn)在各種常見的惡性腫瘤中，miRNA-34a都有其生物學上的治療意義和基因學上的臨床價值。從影響轉化通路到治療癌癥的關鍵靶分子，從抑制惡性腫瘤發(fā)展機制到限制癌癥擴散轉移，從影響腫瘤細胞耐藥性到配合藥物綜合治療，miRNA-34a都起到了較為重要的作用，也證實了其可能成為將來醫(yī)學發(fā)展與抗癌研究的新方向的可能性。

綜上，miRNA-34a在惡性腫瘤細胞中具有重要的調(diào)節(jié)作用。miRNA-34a在限制腫瘤細胞增殖發(fā)展、抑制癌細胞浸潤轉移方面有重要作用；同時其影響腫瘤細胞耐藥性，在各類惡性腫瘤中的表達水平變化也為今后的抗癌研究提供新思路。在將來應向基因和生物超微結構領域方面做出更多研究，以探求更多疾病的本質(zhì)，從而對癥下藥，增加治療效率，改良治療手段，提高治療水平。