MiRNA-186 在非小細胞肺癌中的研究進展*

陳怡文，金銘，陳金亮，張冬梅，陳建榮*

(南通大學第二附屬醫(yī)院1 呼吸與危重癥醫(yī)學科，2 臨床實驗中心，南通 226001)

肺癌是目前全球發(fā)病率最高的癌癥，每年有超過110 萬人死于肺癌，是世界范圍內(nèi)癌癥死亡的主要原因[1]。約85%的肺癌病理類型為非小細胞肺癌(nonsmall cell lung cancer,NSCLC)，可進一步分為鱗狀細胞癌、腺癌和大細胞癌等。吸煙、職業(yè)暴露、既往肺部慢性感染、大氣污染、遺傳因素等可能與肺癌高患病率相關[2]。特異性生物學標志物的缺乏，以及影像學檢查存在的高假陽性率和累積輻射暴露問題，使NSCLC 患者的早期篩查和診斷仍面臨困境。同時，化療藥物耐藥的頻繁發(fā)生及患者本身的基因突變，使現(xiàn)有治療策略面臨考驗，因此探尋NSCLC 新的篩查手段和探究治療的潛在靶點成為未來疾病研究的主流方向[3]。

微小RNA(microRNAs,miRNAs)是基因組衍生的、控制細胞轉錄后基因表達的非編碼小RNA 超家族?；蚪M缺失、甲基化或加工過程改變而導致的miRNAs 功能失調(diào)，通過與信使RNA(mRNA)的3'非翻譯區(qū)(3'-untranslated region,3'UTR)結合，以抑制mRNA 翻譯或誘導降解的方式，引發(fā)多種與腫瘤相關途徑和過程的改變，甚至對現(xiàn)有治療的敏感性產(chǎn)生影響[4]。MiRNA-186 的表達模式已在多種癌癥[5-6]中進行了研究。隨著對miRNA-186 研究的深入，發(fā)現(xiàn)其在NSCLC 中普遍呈低表達，miRNA-186 在NSCLC 中的作用也被逐漸揭示。

1 MiRNA-186 的生物化學特點

MiRNA-186 位于染色體帶1q31.1。MiRNA-186基因轉錄后，pri-miR-186 被切割生成pre-miR-186，在Disher 的作用下，被進一步切割成miR-186-5p 和miR-186-3p。根據(jù)測序結果顯示，miR-186-5p比miR-186-3p 更常見，并在多種疾病中發(fā)揮生物學功能[7]。Y.XIANG等[8]發(fā)現(xiàn)，miRNA-186 在肌細胞分化過程中表現(xiàn)出與ZRANB2 相似的表達譜，也就是說，miRNA-186 與其宿主基因ZRANB2 同步轉錄。宿主基因啟動子或轉錄因子(與啟動子或其他順式元件結合)的DNA 甲基化階段可能在轉錄水平上調(diào)控癌細胞miRNA-186 的水平。更常見的是，它可能在轉錄后水平受到lncRNAs 的調(diào)控。在多數(shù)研究[9-10]中，miRNA-186 被證明是一種促腫瘤因子，而一些研究[11-12]證實miRNA-186 是一種腫瘤抑制因子。在癌癥中，相互矛盾的作用可能會阻礙miRNA-186 作為診斷和治療靶點的應用。然而，探索相互矛盾發(fā)現(xiàn)背后的可能機制對深入了解miRNA-186 具有重要意義[13]?？偟膩碚f，miRNA-186 在腫瘤中的作用主要依賴于其對多種腫瘤細胞生物學行為的影響，包括增殖、凋亡、遷移，以及侵襲等多個方面，并作為潛在靶點調(diào)節(jié)現(xiàn)有治療的敏感性。

2 MiRNA-186 調(diào)控NSCLC 的信號通路

MiRNA-186 在NSCLC 中表達異常，主要通過影響上下游調(diào)節(jié)因子來實現(xiàn)對腫瘤細胞的調(diào)控。上游因子包括各種類型的非編碼RNA，如環(huán)狀RNA(circular RNA,circRNA)和長鏈非編碼RNA(long noncoding RNA,lncRNA)。下游因子通過參與或組成不同信號通路的各個部分來構建分子與疾病發(fā)生之間的橋梁。構成信號通路的元件包括受體和配體、蛋白激酶和蛋白磷酸酶、轉錄因子三部分。

2.1 受體和配體 細胞分裂周期蛋白42(cell division cycle 42,CDC42)屬于Rho-GTPase 家族。通過腫瘤細胞表面受體(如生長因子受體)的信號被過度激活，這些受體聚集在調(diào)節(jié)其GDP/GTP 交換的鳥嘌呤核苷酸交換因子上，在細胞膜的交通、細胞周期和細胞轉錄的調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要的作用。Y.DONG等[14]研究發(fā)現(xiàn)，miRNA-186 以CDC42 mRNA 的3'UTR 為靶點，以轉錄后方式下調(diào)CDC42 蛋白水平。通過特異性地影響絲狀孢子的定位，CDC42 在調(diào)節(jié)細胞極性和遷移方面發(fā)揮著重要作用。因此，miRNA-186可通過影響這一過程的生物標志物，如E-cadherin、vimentin 和α-平滑肌肌動蛋白，從而影響CDC42 依賴的細胞黏附能力來調(diào)控上皮間質(zhì)轉化(epithelial to mesenchymal transition,EMT)，最終抑制NSCLC 細胞的遷移和侵襲能力。在NSCLC 中，miRNA-186 靶向結合CDC42 mRNA 的3'UTR，這一發(fā)現(xiàn)對于精確的癌癥治療以及抑制旁路信號是一種很有前途的治療策略，使miRNA-186 有望成為治療肺癌的潛在靶點。

表觀遺傳調(diào)節(jié)因子6(Sirtuin6,SIRT6)是Sirtuin家族中NAD+依賴酶家族的成員之一，它在染色質(zhì)信號和基因組維持中發(fā)揮了重要作用。處于不同組織類型和細胞環(huán)境下，SIRT6 在不同的癌癥類型中可能具有癌基因或腫瘤抑制基因的差異性功能表達。在NSCLC 中，miRNA-186 通過與SIRT6 mRNA的3'UTR 結合來靶向調(diào)節(jié)SIRT6 基因，從而在轉錄和翻譯水平上影響內(nèi)源性SIRT6 的表達。L.B.RUAN等[15]發(fā)現(xiàn)，miRNA-186 通過誘導細胞周期阻滯和凋亡，直接調(diào)控SIRT6 發(fā)揮腫瘤抑制作用。一種miR-186/SIRT6 相互作用為治療靶點的治療新策略，為肺癌的臨床診療提供了新的思路。

2.2 蛋白激酶和蛋白磷酸酶 Rho 相關激酶1(Rho-associated kinase 1,ROCK1)是小GTP 酶RhoA的下游效應因子。作為一種絲氨酸/蘇氨酸激酶，ROCK1 通過促進F-肌動蛋白的形成，在維持細胞骨架的轉換中發(fā)揮重要作用。并且，F(xiàn)-肌動蛋白的合成和降解與包括肺癌在內(nèi)的多種腫瘤的遷移和動員密切相關。G.H.CUI等[16]發(fā)現(xiàn)，過表達miRNA-186 可靶向ROCK1 抑制NSCLC 細胞的增殖，并且在NSCLC 組織中ROCK1 的mRNA 水平與miRNA-186 呈負相關，ROCK1 的修復明顯逆轉了miRNA-186 對NSCLC 細胞增殖的抑制作用。ROCK1 除參與腫瘤生長外，還參與了腫瘤的轉移。在細胞運動和侵襲過程中，ROCK1 促進了肌動蛋白細胞骨架的重組，表明ROCK1 的升高可能與NSCLC 的進展有關。在NSCLC 中，miRNA-186 下調(diào)ROCK1 表達，抑制細胞的遷移和侵襲。

絲裂原活化蛋白激酶激酶激酶2(mitogen-activated protein kinase kinase kinase 2,MAP3K2)是一種絲氨酸/蘇氨酸激酶，作為MAP3K 調(diào)節(jié)MAPKs 的激活。目前對MAP3K2 作用機制的研究發(fā)現(xiàn)，MAP3K2參與了包括MAP 激酶信號通路、β-catenin 途徑和Hedgehog 途徑在內(nèi)的多種反應通路。T.H.HUANG等[17]研究發(fā)現(xiàn)過表達miRNA-186 抑制了腫瘤細胞中MAP3K2 的蛋白表達。MiRNA-186 靶向作用于MAP3K2 的3'UTR，從而沉默MAP3K2，通過轉錄后調(diào)控使其mRNA 和蛋白質(zhì)表達水平顯著降低，同時抑制NSCLC 細胞增殖并誘導其凋亡。此外，MAP3K2的過表達部分逆轉了miR-186 對A549 和HCC827細胞遷移和侵襲的抑制作用，miRNA-186 對NSCLC細胞的抑制作用也與MAP3K2 的減少相關。MiRNA-186 通過抑制MAP3K2 的表達調(diào)節(jié)肺癌的生長和轉移，miR-186-MAP3K2 可能成為肺癌診斷和治療的潛在靶點。

第10 號染色體缺失的磷酸酶張力蛋白同源物基因(phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome 10,PTEN)編碼在染色體10q23 上，是一種脂質(zhì)和蛋白雙重磷酸酶。作為磷酸肌醇-3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinases,PI3K)信號通路的負調(diào)控因子，PTEN 在腫瘤發(fā)生中發(fā)揮著腫瘤抑制因子和代謝調(diào)節(jié)因子的作用。H.X.FENG等[18]發(fā)現(xiàn)，PTEN是miR-186-5p 的直接靶點，且miR-186-5p 在肺腺癌中表達上調(diào)，并通過抑制PTEN 促進NSCLC 細胞的增殖、遷移和侵襲。這種新的miR-186-5p/PTEN軸，為肺癌的遺傳學研究帶來了新的見解。

2.3 轉錄因子 轉錄因子陰陽1(Yin Yang 1,YY-1)在不同細胞生物學行為中扮演著重要角色，通過參與細胞周期調(diào)控和細胞凋亡，在腫瘤惡性表型的演變、患者生存預后的進展等方面發(fā)揮著紐帶作用。T.H.HUANG等[19]研究表明，在NSCLC 組織中，miRNA-186 表達下調(diào)，與YY-1 呈負相關。MiRNA-186 可直接抑制NSCLC 細胞的增殖能力，但在促進肺癌細胞凋亡方面，是通過靶向抑制YY-1 來間接實現(xiàn)的。YY-1 也直接參與調(diào)控Snail1 基因的轉錄，并抑制EMT 過程誘導的E-cadherin 合成，miRNA-186 通過靶向調(diào)控YY-1 mRNA 和蛋白的表達，間接抑制了腫瘤細胞的侵襲和轉移。

垂體腫瘤轉化基因-1(pituitary tumor-transforming gene-1,PTTG1)與腫瘤侵襲性相關，已被確定為與腫瘤轉移相關的關鍵標志基因。PTTG1 在細胞復制、DNA 損傷/修復，器官發(fā)育和新陳代謝中發(fā)揮重要作用，通過細胞轉化、細胞凋亡，以及致瘤微環(huán)境反饋參與腫瘤發(fā)生。基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMP)-2、MMP-9 在PTTG1 誘導肺癌細胞侵襲能力中具有重要作用，且可被miRNA-186 調(diào)控。在NSCLC 中，miRNA-186 可通過下調(diào)MMP-9的表達，抑制細胞的遷移和侵襲。PTTG1 表達下調(diào)導致表皮生長因子誘導的LIM 激酶(LIM kinase,LIMK)和絲切蛋白(cofilin,CFL)磷酸化減弱，提示PTTG1直接參與細胞骨架重排，進而影響細胞的侵襲能力。H.L.LI等[20]發(fā)現(xiàn)PTGG1 被敲除后，表皮生長因子誘導的Akt473 和Akt308 的磷酸化水平顯著降低，進一步表明PTTG1 參與NSCLC 侵襲的一個可能的分子機制是調(diào)節(jié)PI3K/Akt 信號通路。更重要的是，miRNAs 的生物信息學搜索和RNA 免疫共沉淀結果顯示，miR-186 能直接靶向PTTG 的3'UTR，調(diào)節(jié)腫瘤細胞的侵襲能力。

2.4 Circ-RNAs 和lncRNAs 在惡性腫瘤中，circ-RNA/miRNAs/mRNA 的信號通路已有許多報道circ-RNAs 的調(diào)節(jié)作用是通過吸收或結合miRNAs 和靶基因的mRNA 來實現(xiàn)的。Circ-RNAs 的表達譜顯示circ-PAX2 在肺癌組織中表達上調(diào)，并且circ-PAX2在肺癌組織和肺癌細胞中的實驗證實了其促腫瘤作用。L.WANG等[21]研究發(fā)現(xiàn)，miRNA-186 與circ-PAX2在肺癌發(fā)生發(fā)展中具有反向作用，并且circ-PAX2是miRNA-186 的靶標。Circ-PAX2 作為miRNA-186 的吸收劑，調(diào)節(jié)PAX2 mRNA 的轉錄過程和翻譯功能。Circ-PAX2 可通過吸收miRNA-186，抑制細胞凋亡，促進細胞增殖和遷移。

根據(jù)環(huán)境的不同，一些lncRNA 具有癌基因、腫瘤抑制因子基因，或兩者兼而有之的功能。X-非活性特異性轉錄本(X-inactive specific transcript,XIST)是一種新發(fā)現(xiàn)的長鏈非編碼RNA，可能與許多類型的惡性腫瘤的發(fā)生有關，lncRNAs 在轉錄后水平作為競爭內(nèi)源性受體，調(diào)控miRNA 靶標的下調(diào)。MiR-186-5p 被證實是調(diào)控NSCLC 中受lncRNA XIST 調(diào)控的miRNAs 之一。進一步研究發(fā)現(xiàn)，miR-186-5p可以挽救lncRNA XIST 基因敲除所產(chǎn)生的效應。結果表明，在NSCLC 中存在一個新的lncRNA XIST/miR-186-5p 軸，lncRNA XIST 基因敲除可能通過調(diào)節(jié)miR-186-5p 的表達，從而抑制NSCLC 的增殖并促進細胞凋亡[22]。

總而言之，miRNA-186 在NSCLC 的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮著重要作用，通過直接或間接的方式，影響NSCLC 細胞的生物學行為。上下游因子各自扮演某種角色，與miRNA-186 相互作用形成復雜的調(diào)控網(wǎng)絡。在NSCLC 中，上游非編碼RNA 作為競爭內(nèi)源性受體，下游靶基因扮演信號通路中的不同角色，與miRNA-186 功能交互，發(fā)揮腫瘤調(diào)節(jié)作用。

3 MiRNA-186 參與NSCLC 診療

由于miRNA 易于獲取(血液中循環(huán)的miRNA)和穩(wěn)定性，miRNA 作為癌癥生物標志物受到了極大的關注。MiRNA-186 在NSCLC 中明顯失調(diào)，為NSCLC 中miRNA 的檢測提供了方向[23]。目前，逆轉腫瘤耐藥的有效療法仍在探索中，在一系列研究中觀察到miRNA-186 參與癌癥化療。既往研究[7]證明，miRNA-186 在NSCLC 中普遍表達異常，miRNA-186 在患者的全血、血漿、尿液和糞便中的失調(diào)，使得無創(chuàng)性癌癥診斷成為可能。

H.Y.WANG等[22]發(fā)現(xiàn)，miR-186-5p 通過lncRNA XIST/miR-186-5p 調(diào)節(jié)軸介導了XIST 基因敲除所發(fā)揮的抑瘤作用，確定lncRNA XIST 是治療NSCLC 的一個新的治療靶點。H.X.FENG等[18]證實，miR-186-5p 和PTEN 共表達可部分挽救miR-186-5p 過表達誘導的LUAD 細胞表型，miR-186-5p 可作為LUAD 的一種新的分子標志物和治療靶點。miR-186-5p 的過表達在功能上抑制A549/DDP 和H1299/DDP 細胞的增殖、遷移和侵襲，促進細胞凋亡。并且，SIX1 被鑒定為miR-186-5p 的下游靶點，并在A549/DDP 和H1299/DDP 細胞中高表達。研究[24]發(fā)現(xiàn)SIX1 調(diào)節(jié)糖酵解基因的表達，從而促進Warburg效應和腫瘤生長。MiR-186-5p 的上調(diào)可能通過靶向SIX1 在體內(nèi)外抑制DDP 耐藥NSCLC 細胞對順鉑的耐藥性[25]。J.J.YE等[26]研究發(fā)現(xiàn)，miR-186 的過表達使A549 和H1299 細胞對紫杉醇增敏，而抑制miR-186 則使這些細胞產(chǎn)生耐藥性。微管相關蛋白tau(microtubule-associated protein tau,MAPT)是miRNA-186 在化療耐藥調(diào)節(jié)作用中的直接靶點，因其作為微管穩(wěn)定劑的作用，在功能上類似于紫杉醇，過表達MAPT 會發(fā)揮其腫瘤抑制作用。MiRNA-186 通過調(diào)節(jié)MAPT 在體內(nèi)外的表達水平，進而影響p53 介導的凋亡途徑來調(diào)節(jié)NSCLC 細胞的化療耐藥性[27]。細胞周期蛋白依賴激酶1(cyclin dependent kinase 1,CDK1)是細胞周期和RNA 轉錄的關鍵調(diào)節(jié)因子。目前研究[28]報道，CDK1 在幾種類型的癌癥中經(jīng)常上調(diào)并與不良預后相關，miRNA-186 通過靶向CDK1，阻斷細胞周期進程，抑制其推動細胞分離的能力，可能成為相關癌癥治療的新思路。L.LI等[29]發(fā)現(xiàn)，石蒜堿可上調(diào)NSCLC 細胞中miRNA-186 的表達，從而顯著抑制細胞增殖并誘導其凋亡，揭示了石蒜堿部分通過調(diào)節(jié)miR-186/CDK1 軸抑制NSCLC 進展的新的分子機制。J.ZHANG等[30]研究表明，caspase-10 被確定為miRNA-186 的靶標，姜黃素通過miRNA 途徑誘導A549 細胞凋亡。因此，miRNA-186 可作為姜黃素治療的潛在基因治療靶點，通過靶向調(diào)節(jié)caspase-10 蛋白表達，抑制腫瘤生長和誘導細胞凋亡。

由此可見，miRNA-186 的表達水平與NSCLC對化療的敏感性關系密切，可能對動態(tài)觀察預后做出有效評價。應在傳統(tǒng)治療方案的基礎上，尋求更加有效的治療方案(如靶向治療)，識別有效的生物標志物。深入了解miRNA-186 在NSCLC 化療耐藥中的調(diào)節(jié)作用，有望成為改善NSCLC 患者臨床結局的一個新的治療策略。

4 MiRNA-186 影響NSCLC 的預后

MiRNA-186 低表達的NSCLC 患者的總生存期明顯短于miRNA-186 高表達者，提示miRNA-186低表達是預后不良的危險因素。MiRNA-186 水平與細胞周期蛋白D1、CDK2 或CDK6 的表達及腫瘤進展呈負相關。XIST 在腫瘤中的高表達，使XIST 可作為一種新的預后生物標志物，并可能成為各種癌癥臨床病理特征的潛在預測因子。H.Y.WANG等[22]發(fā)現(xiàn)在NSCLC 中存在一個新的lncRNA XIST/miR-186-5p，可能與不良的臨床預后有關。H.L.LI等[20]研究發(fā)現(xiàn)，PTTG1 受miRNA-186 靶向調(diào)節(jié)，在LIMK/cofilin 和Akt/MMP 兩條主要途徑中發(fā)揮其腫瘤抑制作用。因此，PTTG1 和miRNA-186 可能是NSCLC 的預后標志物和NSCLC 侵襲干預的新靶點。此外，與NSCLC 患者預后密切相關的MAP3K2、YY-1 也受miRNA-186 的調(diào)節(jié)[17,19]。在化療耐藥的NSCLC 患者中發(fā)現(xiàn)miR-186 表達下調(diào)，這種下調(diào)與較差的存活率有關。因此，miRNA-186 的表達水平與NSCLC 患者的臨床病理特征和生存率密切相關，這使其成為一個判斷預后的候選生物標志物。

5 小結

MiRNA-186 作為一種有效的抑癌因子，在NSCLC 組織和細胞系中普遍低表達。通過調(diào)控靶基因的表達和調(diào)節(jié)信號通路的傳導，在NSCLC 細胞的生長、增殖、侵襲、凋亡等過程中扮演著重要角色，對藥物療效評估及患者預后判斷都有著重要意義。MiRNA-186 對NSCLC 的調(diào)控作用屬于一種復雜網(wǎng)絡，其本身也受多因素調(diào)控，對此網(wǎng)絡進行梳理是未來的研究發(fā)展方向。隨著現(xiàn)代分子生物學的逐步深入，希望可以建立系統(tǒng)規(guī)范的miRNA 對NSCLC 診斷、治療、預后評估的標準化方案，促進miRNA 在實際臨床中發(fā)揮其應有的作用。