miR-146b在惡性腫瘤中的研究進(jìn)展

陶嘉楠，王學(xué)紅，張宏琳

(1.青海大學(xué) 研究生院，青海 西寧 810016；2.青海大學(xué)附屬醫(yī)院 消化內(nèi)科，青海 西寧 810000)

1993年，Lee等[1]在研究秀麗隱桿線蟲的發(fā)育時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一種非編碼RNA，這種RNA并沒有被翻譯為蛋白質(zhì)，但對(duì)控制該線蟲的發(fā)育起著非常重要的作用。此種RNA現(xiàn)在被認(rèn)為是一個(gè)成員數(shù)目不斷增長的非編碼RNA家族的成員，該家族就叫做微小RNA(microRNA，miRNA)家族[2]。

miRNA是一種單鏈RNA，長度約為19～25個(gè)核苷酸[3]，它由特定的基因轉(zhuǎn)錄并且經(jīng)過許多復(fù)雜的加工過程而形成[4-6]。近年來研究發(fā)現(xiàn)，在高等真核生物中，miRNA家族的數(shù)量約占基因組的1%，它是最大的基因家族之一[7]。有關(guān)的生物信息學(xué)方面的研究表明，大概三分之一的人類基因受到miRNA的控制[8]。它調(diào)節(jié)諸多過程，包括控制細(xì)胞增殖與凋亡、控制機(jī)體發(fā)育、控制造血細(xì)胞的分化等[9]。由于miRNA可以控制組織細(xì)胞的增殖與凋亡，所以惡性腫瘤的發(fā)生和發(fā)展與miRNA有著十分復(fù)雜的關(guān)系，它與惡性腫瘤的關(guān)系一直是近年來研究的熱點(diǎn)。根據(jù)促進(jìn)或抑制腫瘤的發(fā)生發(fā)展，可以將miRNA分為兩類：抑癌miRNA(tumor-suppressive miRNAs )和促癌miRNA(oncogenic miRNAs )。但miRNA的促癌性或抑癌性不是一成不變的，同一miRNA可能在兩種腫瘤發(fā)生發(fā)展中起著完全相反的作用。目前，多種miRNA與惡性腫瘤的關(guān)系均已有過相關(guān)研究，但是miR-146b與惡性腫瘤的關(guān)系研究較少，故本文就miR-146b在部分惡性腫瘤中的研究進(jìn)展做一綜述。

1 miR-146b概述

miR-146b屬于miR-146家族 ，該家族包括miR-146a和miR-146b兩個(gè)成員，二者結(jié)構(gòu)上的區(qū)別僅僅在于3’-末端2個(gè)核苷酸不同，因此二者的作用很相似[10]，都被稱為轉(zhuǎn)錄后基因沉默子，在調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)中起著非常重要的作用。MIR-146B基因編碼了miR-146b分子，該基因定位于人類第10號(hào)染色體[11]。miR-146b的前體大約由73個(gè)核苷酸組成，并包含一個(gè)莖環(huán)狀結(jié)構(gòu)，分別從其5’端臂和3’端臂加工成成熟的has-miR-146b-5p(序列UGAGAACUGAAUUCCAUAGGCU)和has-miR-146b -3p(序列UGCCCUGUGGAUCAGUUCUGG)[12]。近年來研究發(fā)現(xiàn)，miR-146b在一些惡性腫瘤組織中的表達(dá)水平發(fā)生了變化，提示其可能會(huì)成為相關(guān)腫瘤的腫瘤標(biāo)志物，甚至為腫瘤的治療提供分子靶點(diǎn)。

2 miR-146b在惡性腫瘤中的主要作用機(jī)制

miR-146b是miRNA家族中研究相對(duì)較少的一種，盡管以前有一些相關(guān)研究，但它在惡性腫瘤中的具體作用機(jī)制尚不明確。目前已知的主要機(jī)制是miR-146b-EGFR途徑。

Katakowski等[13]研究發(fā)現(xiàn)，在膠質(zhì)瘤中10號(hào)染色體10q24-26區(qū)域經(jīng)常缺失，而MIR-146B基因恰好在這個(gè)區(qū)域內(nèi)。他們研究發(fā)現(xiàn)，惡性膠質(zhì)瘤細(xì)胞中的miR-146b的表達(dá)明顯下調(diào)，并且還發(fā)現(xiàn)miR-146b抑制人膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞系中表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor，EGFR)的表達(dá)，從而減少了腫瘤細(xì)胞的增殖和侵襲。其可能機(jī)制是miR-146b和EGFR mRNA的3’-非翻譯區(qū)(3’-untranslated region, 3’-UTR)結(jié)合，從而抑制EGFR的表達(dá)。Cai等[14]進(jìn)一步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，以證明miR-146b的作用是否通過EGFR介導(dǎo)，他們將含有miR-146b的質(zhì)粒轉(zhuǎn)染入SGC-996人膽囊癌細(xì)胞系中，發(fā)現(xiàn)EGFR 表達(dá)量明顯降低。反之，將缺乏相應(yīng)3’-UTR的EGFR mRNA表達(dá)載體轉(zhuǎn)染到miR-146b過表達(dá)SGC-996細(xì)胞中，EGFR蛋白的表達(dá)量比空載體轉(zhuǎn)染的細(xì)胞增多。

EGFR突變型肺癌患者對(duì)EGFR靶向藥物即酪氨酸激酶抑制劑(tyrosine kinase inhibitor，TKI)的原發(fā)性和獲得性耐藥仍然是一個(gè)主要的臨床問題[15]。Liu等[16]進(jìn)一步研究了miR-146b是否有助于改善肺癌患者的TKI耐藥，他們將miR-146b特異性模擬物瞬時(shí)轉(zhuǎn)染到TKI耐藥的PC9/gef肺癌細(xì)胞中。隨后，將轉(zhuǎn)染成功的PC9/gef細(xì)胞和未經(jīng)轉(zhuǎn)染的PC9/gef細(xì)胞同時(shí)暴露于吉非替尼，并分析細(xì)胞生存力。結(jié)果顯示用miR-146b特異性模擬物轉(zhuǎn)染的細(xì)胞存在更多的吉非替尼誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡。上述實(shí)驗(yàn)再一次驗(yàn)證了miR-146b可能是通過抑制EGFR的表達(dá)而發(fā)揮作用。

3 miR-146b在部分惡性腫瘤中的研究進(jìn)展

3.1惡性膠質(zhì)瘤 近年來在對(duì)惡性膠質(zhì)瘤(glioblastoma, GBM)診斷和治療方面取得了較好的進(jìn)步，但病程晚期患者的預(yù)后仍然很差[17]。其中一個(gè)重要原因是膠質(zhì)瘤細(xì)胞侵襲性較強(qiáng)，目前已經(jīng)對(duì)參與GBM細(xì)胞遷移和侵襲的基因和基因產(chǎn)物進(jìn)行了相關(guān)研究，例如基質(zhì)金屬蛋白酶基因、生長因子、細(xì)胞因子、整合素和鈣粘蛋白等[18]。Xia等[19]通過基質(zhì)凝膠侵襲試驗(yàn)，研究miR-146b是否影響GBM細(xì)胞遷移和侵襲。結(jié)果表明在惡性膠質(zhì)瘤U373細(xì)胞系中，遷移能力下降的惡性細(xì)胞中常常伴隨miR-146b的過表達(dá)，而敲除miR-146b則促進(jìn)U373細(xì)胞的遷移。此外他們還發(fā)現(xiàn)，基質(zhì)金屬蛋白酶16(matrix metalloprotinase-16, MMP16)基因mRNA 的3’UTR有miR-146b的結(jié)合位點(diǎn)。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)提示miR-146b抑制了MMP16的表達(dá)，這些數(shù)據(jù)表明，miR-146b抑制膠質(zhì)瘤細(xì)胞遷移和侵襲的功能性下游靶點(diǎn)之一就是MMP16。

3.2甲狀腺癌 甲狀腺癌以甲狀腺乳頭狀癌(papillary thyroid carcinoma, PTC)最為常見，其發(fā)病率在世界范圍內(nèi)處于逐年上升趨勢[20]。miR-146b已被確定為一種在PTC中高度上調(diào)的癌癥相關(guān)microRNA[21]。Abdallah等[22]研究發(fā)現(xiàn)miR-146b抑制了JNK/AP1途徑的活性，從而PTC細(xì)胞的抗氧化應(yīng)激能力得以增強(qiáng)。Lima等[23]報(bào)道m(xù)iR-146b通過刺激作為細(xì)胞骨架的肌動(dòng)蛋白的功能而發(fā)揮作用，調(diào)節(jié)PTC細(xì)胞的遷移和侵襲活性。Li等[24]發(fā)現(xiàn)抑制miR-146b的表達(dá)，可以通過調(diào)節(jié)低分化PTC細(xì)胞中鈉/碘轉(zhuǎn)運(yùn)體(NIS)的表達(dá)增加了腫瘤對(duì)放射性碘的敏感性，其機(jī)制可能是miR-146b與NIS基因mRNA的3’-UTR結(jié)合，從而抑制NIS蛋白翻譯并導(dǎo)致對(duì)放射性碘化物治療的不敏感性[25]。綜上所述，miR-146b在PTC的發(fā)生發(fā)展過程中似乎起著促癌基因的作用，但其具體機(jī)制目前仍未研究清楚。

3.3肺癌 肺癌的病死率約占全球癌癥病死率的20%，已成為世界上發(fā)病率和病死率最高的惡性腫瘤之一[26]。惡性程度最高的肺癌是小細(xì)胞肺癌(small cell lung cancer, SCLC)，約占肺癌組織類型的80%[27], 肺癌患者的主要死亡原因是腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移[28]。Han等[29]研究發(fā)現(xiàn)，miR-146b在肺腺癌H1299/DDP和A549/DDP細(xì)胞系中的表達(dá)明顯低于對(duì)照組細(xì)胞(P<0.01)。此外，將miR-146b轉(zhuǎn)染入H1299/DDP和A549/DDP細(xì)胞中之后，H1299/DDP和A549/DDP細(xì)胞的附著和脫離能力顯著被抑制(P<0.01)，表明miR-146b使得肺癌細(xì)胞活動(dòng)性減弱，他們推測可能機(jī)制是miR-146b抑制了肺癌細(xì)胞的上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition, EMT)特性，從而從某一方面降低了肺癌細(xì)胞的侵襲性。Li等[30]使用轉(zhuǎn)移小室(transwell)實(shí)驗(yàn)和傷口愈合實(shí)驗(yàn)分析了過度表達(dá)miR-146b的NSCLC細(xì)胞的遷移和侵襲能力，結(jié)果提示與對(duì)照細(xì)胞相比，H1299細(xì)胞系中miR-146b的異位表達(dá)顯著降低癌細(xì)胞的遷移能力。他們進(jìn)一步將研究從細(xì)胞轉(zhuǎn)至人體層面，使用Kaplan-Meier生存分析表明，miR-146b表達(dá)水平低的患者中位生存期和平均生存期顯著縮短。以上研究說明，miR-146b在NSCLC中可能起著抑癌基因的作用。

3.4肝細(xì)胞癌( hepatocellular carcinoma, HCC) HCC是我國最常見的消化系統(tǒng)惡性腫瘤之一[31]。HCC的發(fā)生發(fā)展十分復(fù)雜，同樣miR-146b在其發(fā)展過程中起著重要的作用。Li等[32]檢測60例HCC患者術(shù)后標(biāo)本中的miR-146b的相對(duì)含量，44例HCC組織(73.33%)檢測到miR-146b表達(dá)下調(diào)，而只有17例HCC組織miR-146b表達(dá)上調(diào)(P<0.001)。他們進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)miR-146b相對(duì)表達(dá)量降低與腫瘤直徑、靜脈浸潤、TNM分期及5年生存率有關(guān)。Ding等[33]利用生物信息學(xué)技術(shù)篩選與HCC發(fā)病相關(guān)的miRNA，在HCC和對(duì)照組之間總共獲得了14個(gè)上調(diào)和16個(gè)下調(diào)的miRNA。研究發(fā)現(xiàn)差異表達(dá)的miRNA參與重要的生物學(xué)過程，如組蛋白H3-K9甲基化的調(diào)節(jié)，共發(fā)現(xiàn)了3個(gè)重要的miRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)：人血清白蛋白-miR-15a、人血清白蛋白-miR-125 b和人血清白蛋白-miR-122。共研究11種差異表達(dá)的miRNA，其中最重要的是調(diào)節(jié)HCC標(biāo)記基因的hsa-miR-146b，推測其可能是HCC基因治療的新一代標(biāo)志物。

3.5胰腺癌(pancreatic cancer, PC) PC是一種高致死性疾病，其特點(diǎn)是臨床表現(xiàn)晚、局部侵襲性強(qiáng)、轉(zhuǎn)移潛能大、對(duì)化療和放療均不敏感，最重要的是總體預(yù)后非常差[34-35]。以往的研究表明，一些miRNA可以作為PC相關(guān)癌基因的抑制劑[36]。Lin等[37]使用miRNA微陣列評(píng)估了人胰腺癌干細(xì)胞中miRNAs的表達(dá)譜，并確定miR-146b是一種與胰腺癌細(xì)胞遷移和侵襲相關(guān)的miRNA。并且他們研究發(fā)現(xiàn)在PC組織中，miR-146b的表達(dá)比配對(duì)的鄰近非腫瘤組織中的表達(dá)低0.34倍。更重要的是，他們的實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，通過用miR-146b模擬物轉(zhuǎn)染PC細(xì)胞，使得細(xì)胞中的miR-146b表達(dá)上調(diào)，PC細(xì)胞的遷移和侵襲被抑制。以上的結(jié)論表明miR-146b在PC中發(fā)揮著抑癌基因的作用，并且通過調(diào)節(jié)miR-146b及其靶基因的表達(dá)，我們可以制定未來PC治療的新策略。

3.6結(jié)直腸癌(colorectal cancer, CRC) CRC是全球常見的惡性腫瘤，不論是在男性還是在女性中，發(fā)病率均居于惡性腫瘤的前幾位[38]。特別是中國結(jié)直腸癌的發(fā)病率不斷上升，這可能與現(xiàn)代新的生活方式有關(guān)，如增加脂肪攝入，減少體力活動(dòng)[39]。雖然可以通過以手術(shù)、放療、化療等為主的綜合治療方法顯著改善CRC患者的預(yù)后，但其總體病死率仍沒有顯著下降。CRC的發(fā)病機(jī)制十分復(fù)雜，某些miRNA在其發(fā)生發(fā)展中起著極為重要的作用。Zhu等[40]采用熒光定量PCR方法測定CRC組織和配對(duì)癌旁組織中miR-146b的相對(duì)含量，結(jié)果顯示與配對(duì)癌旁組織相比，miR-146b在癌組織中的表達(dá)顯著上調(diào)。此外，當(dāng)他們比較從不同TNM期患者收集的組織中miR-146b的表達(dá)時(shí)，發(fā)現(xiàn)miR-146b的較高表達(dá)與晚期CRC相關(guān)。Zhu等[40]進(jìn)一步利用生物信息學(xué)分析miR-146b在CRC中作用的靶分子，推測其可能是線粒體中的丙酮酸脫氫酶B(pyruvate dehydrogenase B, PDHB)。以上表明miR-146b參與了CRC的發(fā)展和進(jìn)展，似乎起著癌基因的作用。

4 總結(jié)與展望

miR-146b在一些腫瘤中起著抑癌基因的作用，而在另外一些腫瘤中又起著癌基因的作用。對(duì)于第一種情況，我們可以利用表達(dá)miR-146b的質(zhì)粒去轉(zhuǎn)染腫瘤細(xì)胞，通過上調(diào)其表達(dá)水平來抑制腫瘤的發(fā)生發(fā)展；對(duì)于第二種情況，我們可以選擇性敲除腫瘤細(xì)胞中的miR-146b基因，從而抑制其增殖及浸潤。但以上設(shè)想目前僅僅停留在理論階段，成熟應(yīng)用于臨床治療尚且面臨很多問題。此外，盡管許多學(xué)者在研究miR-146b與惡性腫瘤的關(guān)系時(shí)得出了有意義的結(jié)論，但是其具體作用機(jī)制仍不明確。今后的研究方向很可能在解析機(jī)制及成果轉(zhuǎn)化方面，相信人們對(duì)miR-146b的不斷研究將為惡性腫瘤的分子靶向治療提供有益的指導(dǎo)和幫助。