miRNA在食管癌中的表達調(diào)控與臨床意義

李亞男，張 莉，熊枝繁

華中科技大學(xué)同濟醫(yī)學(xué)院附屬梨園醫(yī)院消化內(nèi)科（武漢 430077）

中國是食管癌發(fā)病率較高的國家之一，占全球食管癌總病例數(shù)和死亡人數(shù)的一半[1]。食管癌患者早期常無明顯癥狀，確診時多已為疾病中晚期，診治難度較大，預(yù)后普遍較差，五年總生存率僅為15%～25%[2]。目前食管癌的檢出主要依賴胃鏡檢查與組織活檢，但胃鏡檢查費用較高且易造成患者出現(xiàn)惡心、嘔吐等不良反應(yīng)，導(dǎo)致部分患者檢出延誤。因此，篩選食管癌診斷與預(yù)后的生物標志物及治療靶點具有重要意義。miRNA是一類長度為19～25個核苷酸的小分子非編碼RNA，具有在轉(zhuǎn)錄后水平上通過抑制mRNA翻譯或促進mRNA降解以調(diào)節(jié)基因表達的能力[3]。與蛋白質(zhì)、mRNA等傳統(tǒng)生物標志物相比，miRNA診斷惡性腫瘤的能力可能更高。作為一種新型生物標志物，近年來，miRNA在食管癌中的作用受到廣泛關(guān)注，本文就miRNA在食管癌中的表達調(diào)控機制及其在食管癌的臨床診斷、治療、預(yù)后中的作用作一綜述。

1 食管癌中miRNA的表達調(diào)控機制

1.1 circRNA-miRNA

circRNA是一類特殊的非編碼RNA分子，是RNA領(lǐng)域最新的研究熱點。與傳統(tǒng)線性RNA不同，circRNA分子呈封閉環(huán)狀結(jié)構(gòu)，不受RNA外切酶影響，表達更穩(wěn)定，不易降解。在功能上，近年研究表明，circRNA分子富含miRNA結(jié)合位點，在細胞中起到miRNA海綿作用，有利于解除miRNA對其靶基因的抑制作用。通過與疾病關(guān)聯(lián)的miRNA相互作用，circRNA在疾病中發(fā)揮著重要的調(diào)控作用。Pan等研究發(fā)現(xiàn)has_circ_0006948 在食管癌組織中過表達與預(yù)后不良和淋巴轉(zhuǎn)移有關(guān)，且其可通過miR-490-3p海綿作用增強HMGA2誘導(dǎo)上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化，提示has_circ_0006948可能是食管癌的生物標志物[4]。Shi等研究顯示has_circ_0006168在食管癌組織和細胞系中高表達，下調(diào)has_circ_0006168可抑制食管癌細胞的增殖、侵襲和遷移能力，其可通過充當miRNA海綿來攜帶miR-100并調(diào)節(jié)mTOR表達，以促進食管鱗狀細胞癌（esophageal squamous cell carcinoma，ESCC）的進程[5]。Hou等研究發(fā)現(xiàn)，circ3340的下調(diào)通過影響miR-564/TPX2途徑來誘導(dǎo)細胞凋亡及抑制細胞增殖和入侵，相關(guān)動物實驗表明，circ3340的下調(diào)可以抑制體內(nèi)腫瘤的生長，有望成為ESCC患者的潛在治療靶點[6]。Lan等研究發(fā)現(xiàn)，circRAD23B在食管癌患者中上調(diào)，可促進食管癌細胞的增殖和侵襲，并通過miR-5095海綿作用促進PARP2和AKT2的表達[7]。未來還需進一步通過前瞻性臨床研究加以驗證，circRNA和miRNA之間的相互作用可為食管癌治療提供新啟示。

1.2 lncRNA-miRNA

lncRNA是長度大于200個核苷酸的非編碼RNA，大量研究表明lncRNA在表觀遺傳調(diào)控、細胞周期調(diào)控和細胞分化調(diào)控等眾多生命活動中發(fā)揮著重要作用，已成為遺傳學(xué)研究熱點。lncRNA調(diào)控miRNA的主要方式為：①發(fā)揮內(nèi)源性miRNA海綿作用以抑制miRNA的表達，miRNA與lncRNA結(jié)合可導(dǎo)致lncRNA降解，影響腫瘤的發(fā)生發(fā)展。②lncRNA與miRNA通過競爭同一mRNA的3' UTR，抑制miRNA對靶基因的調(diào)控。③某些lncRNA是miRNA的“儲庫”，作為miRNA前體的lncRNA被細胞核中RNaseⅢ酶Drosha裂解，并被細胞質(zhì)中RNaseⅢ 酶Dicer切割產(chǎn)生miRNA，對mRNA進行調(diào)控從而發(fā)揮功能。④lncRNA還可與其他RNA轉(zhuǎn)錄本競爭，作為ceRNA結(jié)合相同的miRNA以實現(xiàn)調(diào)控[8]。

Li等研究發(fā)現(xiàn)食管癌組織中l(wèi)ncRNA ZFAS1表達上調(diào)、miR-124表達下調(diào)，沉默ZFAS1可抑制體外食管癌細胞的增殖、遷移、侵襲和腫瘤生長，誘導(dǎo)食管癌細胞凋亡，因此lncRNA ZFAS1被認為是調(diào)控miR-124的ceRNA，從而提高STAT3的表達[9]。Shen等研究表明lncRNA PVT1的下調(diào)可以上調(diào)miR-145的表達，從而抑制FSCN1的表達，同時通過下調(diào)MAT1、CD147和VEGFR2的表達以抑制食管癌細胞的增殖、侵襲和遷移[10]。Wang等研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA HOTAIR可以特異性結(jié)合miR-204，作為ceRNA調(diào)控miR-204和HOXC8，沉默HOTAIR或升高miR-204可抑制食管癌細胞的增殖、遷移和侵襲，并刺激其凋亡，為食管癌提供新的治療靶點[11]。Li等研究發(fā)現(xiàn)DRAIC和NFIB在食管癌細胞中高表達，而miR-149-5p低表達，DRAIC可通過miR-145-5p的競爭性結(jié)合作為內(nèi)源RNA調(diào)節(jié)NFIB的表達，下調(diào)DRAIC、NFIB和過度表達miR-149-5p，可抑制食管癌細胞的增殖和侵襲，改善細胞凋亡和自噬，DRAIC有望成為食管癌診斷和治療的關(guān)鍵基因[12]。Cui等發(fā)現(xiàn)lncRNA 00460在食管癌組織和細胞系中均明顯過表達，其可作為分子海綿吸附miR-1224-5p，促進食管癌細胞的轉(zhuǎn)移潛能（包括細胞遷移、侵襲）和上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化，將為食管癌的治療提供新的思路[13]。

2 miRNA在食管癌中的作用

miRNA作為腫瘤抑制因子或致癌因子，在食管癌的臨床診斷、治療及預(yù)后中發(fā)揮著重要作用。

2.1 在診斷中的作用

成熟的miRNA被包裹在脂質(zhì)泡中以微小泡或蛋白復(fù)合物的形式存在，可避免被RNA酶降解[14]，因此循環(huán)miRNA可穩(wěn)定存在于血清和血漿等多種體液中。對食管癌與癌旁正常組織、食管癌患者與健康人群血清miRNA的比較發(fā)現(xiàn)，miRNAs在食管癌中存在差異表達，可作為腫瘤抑制因子或致癌因子在食管癌的臨床診斷中發(fā)揮一定作用。王燕忠等研究發(fā)現(xiàn)，與健康體檢者相比，食管癌患者血清中miRNA-21-5p呈高表達，且其預(yù)測靶基因STAT3 mRNA在癌組織中也呈高表達，兩者呈正相關(guān)，血清中miRNA-21-5p的異常升高可作為食管癌的無創(chuàng)性生物學(xué)標志物[15]。Tanaka等通過qRT-PCR檢查了ESCC患者和無癥狀膽囊結(jié)石等良性疾病患者的miR-21表達水平，結(jié)果顯示ESCC患者外泌體miR-21表達水平顯著高于對照組，且外泌體miR-21表達水平與腫瘤分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移等密切相關(guān)，表明外泌體中的miR-21可能有助于食管癌的診斷[16]。Hirajima等研究發(fā)現(xiàn)，食管癌早期患者（如pTis-1和pStage 0-I）血漿中miR-18a表達水平顯著高于健康對照組，提示miR-18a可用于食管癌的早期篩查[17]。

此外，miR-1、miR-1304等作為致癌因子在食管癌診斷中也發(fā)揮著重要作用。Yao等比較了癌組織和正常食管組織樣品中miR-1的相對表達水平，結(jié)果顯示原發(fā)食管癌組織樣品中miR-1被顯著下調(diào)，且與腫瘤侵襲和臨床晚期進展情況顯著相關(guān)，miR-1靶基因的GO富集分析表明，mRNA簇在轉(zhuǎn)錄、細胞蛋白代謝、蛋白二聚化活性和分子功能的調(diào)控方面顯著富集[18]。Luo等對食管癌患者血清和組織中miR-1304表達水平的分析顯示，其表達水平顯著高于癌旁組織和正常血清，且癌旁組織與血清miR-1304的表達水平呈正相關(guān)（r= 0.330，P＜0.001），ROC曲線分析顯示miR-1304診斷食管癌的曲線下面積為0.912，認為miR-1304具有較高的診斷價值。綜上，作為無創(chuàng)性的生物標志物，miRNA在食管癌的診斷中具有較好的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

2.2 在治療中的作用

食管癌患者最初常無明顯癥狀，通常到晚期才被診斷出，因此患者預(yù)后普遍較差，五年生存率較低?；熁蚍暖熓侵委熗砥谑彻馨┗颊叩闹匾椒?，但僅部分對化療或放療較敏感的患者才能長期獲益。在此背景下，篩選治療效果預(yù)測標志物顯得十分重要。

有研究顯示，miRNA的表達方式與癌細胞的藥物反應(yīng)相關(guān)，重塑miRNA的表達譜可能有助于提高化療的療效[19]。Li等研究發(fā)現(xiàn)食管癌患者的腫瘤組織和血清樣本中miR-29c在STAT5A的調(diào)控下經(jīng)常下調(diào)，且其在體內(nèi)外均可直接通過與FBXO31的3' UTR相互作用而抑制FBXO31的表達和下游p38 MAPK的激活，并調(diào)節(jié)5-氟尿嘧啶（5-fluorouracil，5-FU）的化療耐藥性，提示重塑miR-29c的表達譜可有利于提高食管癌患者的化療敏感性[20]。Chang等研究顯示，食管癌中TUSC7與miR-224表達呈負相關(guān)，TUSC7高水平表達提示更長的總生存期，體外實驗表明，過表達TUSC7可抑制miR-224并通過DESC1/EGFR/AKT途徑抑制細胞增殖和化療耐藥；體內(nèi)實驗表明，過表達TUSC7可抑制腫瘤生長和化療耐藥[21]。Han等研究發(fā)現(xiàn)，miR-338-5p在對5-FU化療耐藥的ESCC細胞中低表達，miR-338-5p可通過靶向Id 1使ESCC細胞對5- FU治療敏感[22]。Zhang等研究發(fā)現(xiàn)E2F1在食管癌中可增加順鉑的化療敏感性，可能是其靶基因miR-26b上調(diào)所致，miR-26b通過抑制細胞周期G1/S阻滯而發(fā)揮抑癌作用[23]。

腫瘤細胞潛在致死性損傷修復(fù)能力是腫瘤細胞輻射耐受的重要機制之一[24]，miRNA可通過多種信號通路來調(diào)節(jié)電離輻射引起的細胞損傷。Wang等研究發(fā)現(xiàn)，lncTUG1與miR-144-3p在食管癌細胞和組織中的表達呈負相關(guān)，lncTUG1通過降低miR-144-3p水平和調(diào)節(jié)MET/EGFR/AKT通路來增強ESCC的放療耐藥[25]。Liu等研究發(fā)現(xiàn)circRNA在調(diào)節(jié)ESCC的放療抵抗中起重要作用，circRNA-100367可通過miR-217 / Wnt3途徑減弱ESCC的放射抗性并抑制ESCC細胞的增殖和遷移[26]。Zhang等研究發(fā)現(xiàn)miR-519上調(diào)可通過滅活PI3K/AKT/mTOR信號傳導(dǎo)途徑增強食管癌的放射敏感性，同時miR-519的低水平表達與食管癌患者的不良預(yù)后密切相關(guān)[27]。Wang等研究發(fā)現(xiàn)，放化療后食管癌患者血漿miR-21、miR-93的相對表達明顯低于治療前，且高表達miR-21和miR-93的患者三年內(nèi)的死亡風(fēng)險增加，因此miR-21和miR-93可作為預(yù)測食管癌放化療療效和三年總生存期的有效生物標志物[28]。綜上，通過檢測血清或血漿中miRNA的相對表達水平，可簡便有效地預(yù)測食管癌的化療或放療效果。

2.3 在預(yù)后中的作用

大量研究表明miRNA的表達與食管癌的預(yù)后相關(guān)。Zhang等通過分析成對的癌組織和鄰近非癌組織樣本確定了5個在食管癌中差異表達的miRNA，分別為miR-100-5p、miR-133b下調(diào)與miR-155-5p、miR-21-5p、miR-223-3p上調(diào)，其中hsa-miR-100-5p和hsa-miR-133b與較好的預(yù)后密切相關(guān)[29]。Gao等研究顯示食管癌患者中miR-105低表達與較高的總生存率顯著相關(guān)，且其表達水平和TNM分期是預(yù)測食管癌患者總體生存的獨立因素[30]。癥狀出現(xiàn)后未經(jīng)治療的食管癌患者一般在1年內(nèi)死亡，探索食管癌的惡性進展和轉(zhuǎn)移的分子機制，尋找新的治療靶點，對改善患者預(yù)后具有重要意義。

3 結(jié)語

miRNA在眾多疾病中差異表達，在癌癥的早期診斷、治療評價、預(yù)后判斷等方面顯示出高度特異性。近年來，miRNA作為熱門無創(chuàng)性新型生物標志物受到高度關(guān)注，未來研究方向可能包括：篩選出較高靈敏度和特異度的miRNA，尤其是循環(huán)miRNA，以不斷提高早期食管癌的檢出率；篩選和鑒別更多與預(yù)后相關(guān)的分子，以便進一步了解食管癌的分子發(fā)病機制。