微小RNA-181家族與白血病關(guān)系的研究進展▲

賴春萍 陳萬靈

(廈門醫(yī)學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)系，福建省廈門市 361023，電子郵箱：1292778668@qq.com)

【提要】 白血病是一類造血干祖細胞的惡性克隆性疾病，包括急性髓系白血病、急性淋巴細胞白血病、慢性髓系白血病、慢性淋巴細胞白血病等。已有研究表明，微小RNA(miRNA)-181家族與白血病存在著密切的關(guān)系，它們在白血病的發(fā)生發(fā)展、診斷、治療和預(yù)后等方面充當著重要的角色。本文就miRNA-181家族與白血病關(guān)系的研究進展進行綜述，旨在揭示miRNA-181家族與不同類型白血病的關(guān)系，為臨床診斷與治療白血病及評價白血病患者預(yù)后提供參考依據(jù)。

白血病是最常見的造血系統(tǒng)惡性腫瘤，為造血干祖細胞的惡性克隆性疾病，表現(xiàn)為造血細胞不受控制地增殖，逐漸取代骨髓的正常造血[1]。白血病分為兩大類：急性白血病和慢性白血病。急性白血病分為急性髓系白血病(acute myeloid leukemia,AML)和急性淋巴細胞白血病(acute lymphocytic leukemia,ALL)。慢性白血病則分為慢性髓系白血病(chronic myeloid leukemia,CML)、慢性淋巴細胞白血病(chronic lymphocytic leukemia,CLL)和毛細胞白血病、幼淋巴細胞白血病等少見類型的白血病。遺傳性疾病、化學(xué)制品、物理因素(如電離輻射)和病毒感染為白血病的主要病因[2]。

微小RNA(microRNA，miRNA)是一類小分子非編碼RNA，由約20～24個核苷酸組成，在轉(zhuǎn)錄后水平上負調(diào)控基因的表達，在正常和病理性生物學(xué)過程中發(fā)揮著主要調(diào)節(jié)因子的作用[3]。miRNA的異常表達與許多疾病相關(guān)，包括血液系統(tǒng)惡性腫瘤疾病[4-5]。已有研究表明，miRNA參與白血病造血細胞的分化、增殖和生存等過程[6]，影響治療反應(yīng)與預(yù)后[7]。因此，miRNA的表達異常與功能失調(diào)，將影響靶基因的表達異常與功能，可能成為白血病的診斷或預(yù)后的生物標志物，甚至可作為治療靶點[8]。

miRNA-181家族與白血病存在著密切的關(guān)系。miRNA-181家族包括4個高度保守的成熟miRNA成員，即miRNA-181a、miRNA-181b、miRNA-181c和miRNA-181d，它們來源于3條不同的染色體，miRNA-181a-1與miRNA-181b-1位于1號染色體，miRNA-181a-2 與miRNA-181b-2位于9號染色體，miRNA-181c 與 miRNA-181d位于19號染色體。miRNA-181家族參與造血細胞的分化和成熟，在白血病患者中異常表達，參與白血病的發(fā)生發(fā)展過程[9]，在白血病的診斷、治療和預(yù)后等方面充當著重要的角色。本文對miRNA-181家族與白血病關(guān)系的研究進展進行綜述，旨在揭示miRNA-181家族與不同類型白血病的關(guān)系，為臨床診斷與治療白血病及評估預(yù)后提供參考依據(jù)。

1 miRNA-181家族與AML

AML為我國最常見的白血病類型，在美國，AML占白血病死亡的最高百分比(62%)[10]。miRNA-181家族可通過影響造血細胞增殖、分化等生物學(xué)功能而參與AML的發(fā)生發(fā)展過程，且具有重要的臨床意義。

1.1 miRNA-181家族在AML中的作用與機制 miRNA-181a參與AML細胞增殖，影響細胞周期，在細胞分化中發(fā)揮重要的調(diào)控作用。馬岳等[11]的研究顯示，miRNA-181a在大部分AML細胞系中表達上調(diào)，促進白血病細胞增殖，提示miRNA-181a在AML中可能起到“癌基因”的作用，同時還發(fā)現(xiàn)miRNA-181a可促進細胞周期發(fā)生轉(zhuǎn)變(G0/G1期細胞向S期及G2期細胞轉(zhuǎn)變)。Liu等[12]的研究也顯示，miRNA-181a在兒童AML患者中高表達，并促進AML細胞增殖和周期轉(zhuǎn)變，共濟失調(diào)突變基因(ataxia telangiectasia mutated,ATM)為其直接作用靶點。華佳葉等[13]的研究也證實了ATM為miRNA-181a的作用靶點，在AML中，miRNA-181a表達上調(diào)并與ATM表達水平呈負相關(guān)，而且過表達miRNA-181a可促進AML細胞增殖。還有研究表明，miRNA-181a可介導(dǎo)p27表達而調(diào)控AML細胞分化[14-15]。Su等[16]報告miRNA-181a介導(dǎo)蛋白激酶C-δ、羧基末端區(qū)域小磷酸化酶樣蛋白、鈣/鈣調(diào)蛋白依賴性蛋白激酶激酶1表達下調(diào)而抑制造血細胞分化。

1.2 miRNA-181家族在AML中的臨床意義 研究顯示，miRNA-181a與法美英分型存在一定關(guān)聯(lián)，miRNA-181a在FAB M1/M2型患者中的表達水平高于M4/M5型患者[17-19]。這些研究結(jié)果也間接說明miRNA-181a與造血細胞分化存在一定關(guān)系。Qiang等[20]的研究顯示，與正常人相比，AML患者中miRNA-181a-3p的表達增加，在誘導(dǎo)化療后獲得完全緩解的患者中，80%的患者miRNA-181a-3p表達降低，但仍高于正常人。提示miRNA-181a-3p或許可作為診斷AML的參考指標。

miRNA-181a表達水平與AML患者臨床預(yù)后相關(guān)。Schwind等[18]的研究表明，在正常核型AML患者中，治療后，miRNA-181a表達水平較高者完全緩解率較高、總生存期及無病生存期更長。Qiang等[20]報告miRNA-181a-3p高表達者，更易獲得完全緩解，總生存期更長，但未影響無病生存期。另一項研究表明， has-miRNA-181a-5p高表達者，預(yù)后較好[21]。Xu等[22]調(diào)查miRNA-181a與同源盒基因A(homeobox gene A,HOXA)7、HOXA9和HOXA11之間的關(guān)聯(lián)性，并探討其在預(yù)測AML預(yù)后中的作用，發(fā)現(xiàn)HOXA7、HOXA9和HOXA11的表達水平與miRNA-181a的表達水平呈負相關(guān)，miRNA-181a高表達者與HOXA基因低表達者的預(yù)后較好，同時對化療的反應(yīng)較好。Xue等[23]發(fā)現(xiàn)miRNA-181a-2是非M3型AML患者預(yù)后的影響因素。因此，miRNA-181a可能是預(yù)示AML患者預(yù)后的生物標志物，可作為治療AML的候選基因。

miRNA-181b在AML患者中的表達也上調(diào)，但高表達水平的miRNA-181b提示患者預(yù)后不良。向立麗等[24]的研究顯示，AML患者miRNA-181b的表達水平較正常人群顯著升高，其中M1、M5、M6型患者升高更明顯，生存分析提示miRNA-181b高表達者完全緩解率較低，總生存期較短。另外，Iravani Saadi等[25]評估了miRNA-181b在AML患者中的表達及其與造血干細胞移植后治療反應(yīng)的相關(guān)性，結(jié)果顯示，與健康人相比，AML患者的miRNA-181b表達顯著增加，但是miRNA-181b表達水平與治療反應(yīng)無關(guān)。

Guo等[26]的一項薈萃分析結(jié)果顯示，在395名美國AML患者中miRNA-181高表達者生存期更長，但在325名中國AML患者中miRNA-181高表達者生存期卻更短；進一步進行亞組分析和Meta回歸分析，發(fā)現(xiàn)AML患者的來源是導(dǎo)致總生存期與miRNA-181之間的關(guān)系出現(xiàn)異質(zhì)性的原因。這些結(jié)果表明miRNA-181有希望作為AML患者預(yù)后的評估指標，但可能需考慮患者群體的來源問題。

1.3 miRNA-181家族與AML耐藥的關(guān)系 Nanbakhsh等[27]的研究表明，miRNA-181a在白血病耐藥細胞對柔紅霉素的敏感性中發(fā)揮著決定作用，提示miRNA-181a可能為治療免疫和化療耐藥AML細胞提供一個良好的選擇。還有研究證實miRNA-181b在白血病細胞株HL-60與耐藥株HL-60/ADMCR間的差異表達，可能通過調(diào)節(jié)髓樣細胞白血病1表達水平在AML多藥耐藥中起重要作用[28]。因此，miRNA-181b有望成為逆轉(zhuǎn)AML耐藥的靶點。

2 miRNA-181家族與ALL

ALL是兒童中最常見的急性白血病類型，在成年人中為第二常見的白血病。75%的ALL病例起源于B系淋巴祖細胞，其他起源于T系淋巴祖細胞[29]。miRNA-181家族在造血細胞分化過程中發(fā)揮著重要的調(diào)節(jié)作用，包括T細胞、B細胞、自然殺傷細胞等[30-31]。

2.1 miRNA-181家族在ALL中的作用與機制 Baghbani等[32]發(fā)現(xiàn)，在Jurkat細胞中采用小干擾RNA沉默PTPN22基因表達，可導(dǎo)致miRNA-181a和miRNA-181b表達下調(diào)，提示PTPN22、miRNA-181a、miRNA-181b可能參與ALL的發(fā)生發(fā)展過程。目前研究已揭示miRNA-181a在ALL中發(fā)揮癌基因的作用，可通過多種機制介導(dǎo)發(fā)病過程。Lyu等[33]的研究顯示，ALL患者的miRNA-181a-5p表達水平較正常人增高，miRNA-181a-5p可誘導(dǎo)ALL細胞生長和增殖，還可直接下調(diào)Wnt抑制因子1的表達，并進一步激活Wnt/β-catenin信號通路。miRNA-181a過表達還可抑制抑癌基因早期生長應(yīng)答基因1表達而促進細胞增殖[34]。李永軍等[35]的研究表明，miRNA-181a過表達可以激活磷脂?；?-激酶/蛋白激酶信號通路，促進細胞異常增殖以及抑制細胞凋亡，導(dǎo)致T淋巴細胞免疫表型ALL的發(fā)生。

但是有些研究提示miRNA-181a在兒童ALL中起著抑癌基因的作用。Yang 等[36]的研究顯示，ETV6/RUNX1陽性的兒童ALL患者miRNA-181a-1表達下調(diào)，在17種miRNA中最為明顯；染色質(zhì)免疫沉淀法顯示ETV6/RUNX1直接結(jié)合miRNA-181a-1的調(diào)節(jié)區(qū)域，敲除ETV6/RUNX1可增加miRNA-181a-1的表達水平；進一步的功能實驗提示miRNA-181a可以靶向ETV6/RUNX1，引起ETV6/RUNX1蛋白表達水平降低，導(dǎo)致細胞生長停滯，細胞凋亡增加，誘導(dǎo)細胞分化。Nabhan等[37]的研究顯示，與正常人相比，兒童ALL患者miRNA-181a表達降低。miRNA-181a可通過靶向Smad7發(fā)揮抑癌作用[37]。

2.2 miRNA-181家族在ALL中的臨床意義 Gutierrez-Camino等[38]對45篇文獻進行系統(tǒng)分析，有7項研究結(jié)果顯示，與正常對照者相比，ALL患者miRNA-181表達上調(diào)，尤其是B淋巴細胞免疫表型ALL。這些結(jié)果提示miRNA-181可作為診斷ALL的參考指標。Rzepiel等[39]的研究顯示，在治療第1周內(nèi)，ALL患者的miRNA-181b-5p、miRNA-181a-5p表達均顯著下降，但在治療第8天后，兩者表達并未進一步降低。此外，Zhou等[40]發(fā)現(xiàn)，與正常人相比，miRNA-181b在B淋巴細胞免疫表型ALL患者中低表達，且miRNA-181b低表達者總生存期較短。提示miRNA-181的表達水平與治療效果存在一定聯(lián)系，其或可用于指導(dǎo)治療。

2.3 miRNA-181家族與ALL耐藥的關(guān)系 Yan等[41]報告在人胚胎腎細胞293中，過表達miRNA-181a可促進細胞增殖，激活蛋白激酶，并增加細胞對阿霉素的耐藥性；在暴露于化療藥物(如阿霉素、環(huán)磷酰胺、阿糖胞苷和順鉑等)的Jurkat細胞中miRNA-181a表達上調(diào)，并伴隨著蛋白激酶的激活；抑制miRNA-181a表達，則可增強Jurkat耐藥細胞對化療藥物的敏感性，表明miRNA-181a參與了ALL細胞獲得性化療耐藥過程。李永軍等[35]的研究也表明過表達miRNA-181a可以激活磷脂?；?-激酶/蛋白激酶信號通路，誘導(dǎo)細胞對化療藥物耐藥。

3 miRNA-181家族與CML

CML是一種惡性骨髓增殖性腫瘤，每10萬成年人中有1～2例發(fā)病，約占初治成人白血病病例的15%[42]。CML的分子特征是存在Ph染色體和(或)BCR-ABL融合基因。酪氨酸激酶抑制劑如甲磺酸伊馬替尼、尼洛替尼、達沙替尼，可抑制BCR-ABL陽性細胞的增殖，為CML的一線治療藥物。

3.1 miRNA-181家族在CML中的作用與機制 Fei等[43]的研究表明，在K562細胞中，RALA為miRNA-181a的直接作用靶基因，過表達miRNA-181a可通過靶向RALA抑制細胞生長，促使細胞周期停滯，促進細胞凋亡。Ma等[44]的研究顯示，在CML患者CD34+細胞中miRNA-181a/RALA軸高表達，miRNA-181a可能通過RALA抑制CML患者CD34+細胞生長，但其對正常人的CD34+細胞并無影響。Cu等[45]的研究也證實CML中RALA為miRNA-181a的作用靶點，RALA可通過激活Ras相關(guān)的信號通路而促進CML進展。除RALA這一靶基因外，Gu等[46]的研究表明，在CML中PPFIA1也是miRNA-181a直接作用的靶基因，并報告了miRNA-181a/PPFIA1/PARP1/NF-κB-P65/KIT軸為CML的關(guān)鍵調(diào)控機制。

3.2 miRNA-181家族與CML耐藥的關(guān)系 Wang等[47]發(fā)現(xiàn)，miRNA-181a在CML患者外周血單個核細胞和CML K562細胞系中呈低表達；在K562細胞中過表達miRNA-181a可增強其對伊馬替尼的敏感性，其潛在機制可能與miRNA-181a抑制K562細胞生長和/或誘導(dǎo)細胞凋亡和分化有關(guān)。Ma等[44]的研究揭示miRNA-181a表達可增加CML CD34+細胞對甲磺酸伊馬替尼的敏感性。這些結(jié)果提示miRNA-181a可能是評估CML細胞對伊馬替尼治療敏感性的有效指標。

miRNA-181c在CML耐藥中也具有重要作用。Zhao等[48]的研究顯示，耐藥細胞系和CML/多藥耐藥標本中miRNA-181c表達下調(diào)，miRNA-181c表達水平的改變影響K562、對阿霉素耐藥的K562細胞株的多藥耐藥表型，上調(diào)miRNA-181c表達可通過直接靶向抑制ST8SIA4表達，促使K562/阿霉素耐藥細胞對阿霉素敏感。這些結(jié)果提示miRNA-181c在耐藥性治療中具有潛在價值。

4 miRNA-181家族與CLL

CLL好發(fā)于老年人群，其特征是外周血、骨髓、脾臟和淋巴結(jié)等淋巴組織中出現(xiàn)大量克隆性B淋巴細胞。免疫球蛋白重鏈可變區(qū)基因突變、染色體異常、CD38、ZAP70是與CLL預(yù)后相關(guān)的指標[49]。

有文獻報告miRNA-181與CLL的作用靶點與機制密切相關(guān)。Pekarsky等[50]的研究顯示，在CLL中miRNA-181表達水平與T細胞淋巴瘤1表達呈負相關(guān)，miRNA-181可通過調(diào)節(jié)T細胞淋巴瘤1表達參與CLL發(fā)病過程。Zhu等[51]的研究表明，在CLL中miRNA-181a/b可抑制B淋巴細胞瘤2、髓樣細胞白血病1等與細胞凋亡相關(guān)的蛋白的表達。

Furtado等[52]的研究顯示，與健康人比較，CLL患者miRNA-181a和miRNA-181b表達下調(diào)。Farahat等[53]發(fā)現(xiàn)，初治CLL患者miRNA-181a的表達較正常人群下調(diào)，而在ZAP-70陽性的CLL患者中miRNA-181a表達上調(diào)。Zhu等[51]的研究顯示，在CLL細胞中miRNA-181a表達下調(diào)，在預(yù)后較差的亞組中miRNA-181a/b表達水平更低，而且miRNA-181a/b低表達者其總生存期更短。Szymczyk等[54]的研究顯示，miRNA-181a高表達者疾病進展時間長?？梢?，miRNA-181在CLL中表現(xiàn)為低表達，其表達水平的高低與患者的預(yù)后相關(guān)。

5 小 結(jié)

綜上所述，miRNA-181家族可通過調(diào)控靶基因影響細胞增殖、細胞周期、細胞凋亡與細胞分化等生物學(xué)過程而參與白血病的發(fā)生發(fā)展。miRNA-181家族在不同類型白血病中的表達、作用機制與臨床意義有所區(qū)別，有關(guān)miRNA-181家族與AML、ALL關(guān)系的報告更為多見。miRNA-181家族的4個成員中，以miRNA-181a在白血病中的研究更為突出，目前miRNA-181c、miRNA-181d在白血病中的研究報告較少?？傊?，miRNA-181家族在白血病的發(fā)生發(fā)展過程，以及診斷、治療和預(yù)后等方面充當著重要的角色，有望成為評估白血病的預(yù)后指標，可能成為治療白血病的潛在靶點。