非小細(xì)胞肺癌腦轉(zhuǎn)移相關(guān)miRNA的研究進(jìn)展

洪佳慧 焦德敏 劉永洋 陳清勇*

肺癌（LC）是全球癌癥發(fā)病率和死亡率最高的疾病，根據(jù)細(xì)胞的外觀和形態(tài)，肺癌可分為小細(xì)胞肺癌（SCLC）和非小細(xì)胞肺癌（NSCLC），其中NSCLC 占大多數(shù)。腦是肺癌最常見的遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移部位。盡管治療方式取得了進(jìn)展，但腦轉(zhuǎn)移的發(fā)展仍是肺癌患者預(yù)后不良和死亡率的主要因素之一。因此，更好地了解肺癌腦轉(zhuǎn)移（LCBM）的機(jī)制對于抑制癌細(xì)胞和提高患者的總體生存率非常重要。累積的證據(jù)表明，miRNA 在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、預(yù)后中起著重要作用。本文綜述了NSCLC腦轉(zhuǎn)移相關(guān)miRNA 的研究進(jìn)展。

1 介紹

肺癌是全球癌癥死亡的主要原因。NSCLC 占所有肺癌病例的85%以上，且在組織學(xué)上分為腺癌、鱗癌和大細(xì)胞癌。大多數(shù)肺癌相關(guān)死亡由轉(zhuǎn)移引起。肺癌是腦轉(zhuǎn)移患者中最常見的原發(fā)性癌癥，占腦轉(zhuǎn)移（BM）的56%，發(fā)病率高，生存率有限［1］。研究表明，NSCLC 診斷后的中位總生存期（OS）為13.33 個(gè)月，腦轉(zhuǎn)移后的中位OS 為10.6 個(gè)月［2］。深入了解肺癌腦轉(zhuǎn)移的機(jī)制非常重要。

MicroRNA 是一組非編碼RNA，通過作用于信使RNA 的3’-非翻譯區(qū)（UTR）在轉(zhuǎn)錄后和翻譯水平上充當(dāng)基因表達(dá)的調(diào)節(jié)因子［3］。越來越多的研究發(fā)現(xiàn)miRNA 與腫瘤的增殖、分化、侵襲和轉(zhuǎn)移關(guān)系密切。一些miRNA 通過改變參與血管生成或細(xì)胞外基質(zhì)侵襲基因的表達(dá)對NSCLC 中腦轉(zhuǎn)移產(chǎn)生影響［4］。隨著測序等技術(shù)的進(jìn)步，其在肺癌腦轉(zhuǎn)移的診斷和治療中顯示出獨(dú)特的作用。此篇綜述簡要闡述了miRNA 在NSCLC 腦轉(zhuǎn)移中的研究近況，以期為NSCLC 腦轉(zhuǎn)移預(yù)測、診斷、治療提供幫助。

2 miRNA參與腫瘤腦轉(zhuǎn)移

大腦作為身體中最受保護(hù)的器官之一，反而易發(fā)生肺癌轉(zhuǎn)移［3］。腦轉(zhuǎn)移的主要步驟是細(xì)胞與原發(fā)腫瘤分離、侵犯周圍基質(zhì)和基底膜、癌細(xì)胞內(nèi)滲、外滲和血腦屏障（BBB）的破壞，然后是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的侵襲和定植。分化的上皮細(xì)胞去分化，移動(dòng)至遠(yuǎn)處，然后重新分化以形成新的結(jié)構(gòu)。這種現(xiàn)象被稱為上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）。眾多研究表明，miRNA是控制EMT 信號通路和TF 的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子［5］。miRNA 和EMT-TF 形成緊密互連的負(fù)反饋環(huán)，調(diào)節(jié)TF 的表達(dá)、上皮細(xì)胞可塑性和細(xì)胞遷移。間充質(zhì)癌細(xì)胞系中這些基因組位點(diǎn)的缺失和隨后的miRNA 表達(dá)缺失，與包括NSCLC 在內(nèi)的癌癥進(jìn)展有關(guān)［6］。

3 肺癌腦轉(zhuǎn)移相關(guān)miRNA

miRNA 可以調(diào)節(jié)肺癌腦轉(zhuǎn)移的發(fā)生和發(fā)展。一些miRNA傾向于促進(jìn)肺癌細(xì)胞增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移，而另一些則抑制肺癌細(xì)胞向腦轉(zhuǎn)移，可作為潛在的治療靶點(diǎn)。作者將在以下各節(jié)中討論它們的作用和相關(guān)分子機(jī)制。

3.1 促進(jìn)肺癌腦轉(zhuǎn)移中的miRNA （1）miR-21：miR-21 在許多惡性腫瘤中具有高表達(dá)。SINGH 等［7］的研究中，利用來自肺到腦轉(zhuǎn)移的患者來源的干細(xì)胞系來檢查STAT3 在腦轉(zhuǎn)移起始細(xì)胞中的調(diào)節(jié)作用。DONG 等［8］研究發(fā)現(xiàn)，miR-21 預(yù)測BM 發(fā)生的敏感性和特異性分別為92.3%和60.7%，miR-21 的過表達(dá)可能與NSCLC 患者BM 的發(fā)生和進(jìn)展密切相關(guān)。（2）miR-330-3p：miR-330-3p 可以與其靶標(biāo)EGR2 結(jié)合，增加NSCLC 細(xì)胞增殖［9］。SHEN 等［10］證明了miR-330-3p 直接靶向人類錳超氧化物歧化酶（hSOD2）的3'非翻譯區(qū)，且敲低miR-330-3p 抑制了體外肺癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。（3）miR-328：ARORA 等［11］通過15 例NSCLC 患者的驗(yàn)證隊(duì)列中BM+與BM-的病例，發(fā)現(xiàn)在BM+的患者中，胸部和腦樣本中miR-328 的表達(dá)升高，MiR-328 在A549 細(xì)胞中的過表達(dá)顯著促進(jìn)細(xì)胞遷移，賦予癌細(xì)胞遷移潛力，并可能導(dǎo)致NSCLC 患者的BM。然而，miR-328 在不同癌癥中的表達(dá)存在爭議，例如在NSCLC、HCC 中有所不同［12］。LU 等［13］研究發(fā)現(xiàn)miR-328-3p 通過抑制吡咯啉-5-羧酸還原酶1（PYCR1）的表達(dá)從而抑制肺腺癌發(fā)生。兩者研究結(jié)果的不同可能是受到樣本量、腫瘤或外周血等影響，對腦轉(zhuǎn)移的影響還需要進(jìn)一步驗(yàn)證。（4）miR-378：miR-378 負(fù)調(diào)節(jié)RBX1 表達(dá)，從而促進(jìn)肺癌細(xì)胞的EMT［14］。另外miR-378 通過增加MMP-9、MMP-7 和VEGF 的表達(dá)水平，降低參與血管生成、通過細(xì)胞外基質(zhì)侵入血管和VM 形成的關(guān)鍵基因Sufu 的水平，促進(jìn)腦轉(zhuǎn)移。CHEN等［15］也證實(shí)了miR-378 通過抑制Sufu 和Fus-1 的表達(dá)來促進(jìn)腫瘤生長和血管生成。高血清外泌體miR-378 表達(dá)也被證實(shí)是NSCLC 的獨(dú)立不良預(yù)后標(biāo)志物［16］。（5）其他miRNA：腦轉(zhuǎn)移相關(guān)miRNA 的微陣列分析發(fā)現(xiàn)miR-423-5p 直接通過靶向轉(zhuǎn)移抑制因子1 促進(jìn)NSCLC 細(xì)胞的侵襲［17］。與無BM 的EGFR 突變腫瘤患者相比，腫瘤為EGFR 突變的BM 患者中，miR-197、miR-184 的基因表達(dá)量顯著升高。miR-197 通過下調(diào)腫瘤抑制基因p53 和HIPK2 的表達(dá)促進(jìn)腫瘤的轉(zhuǎn)移［18］。而miR-184 則是通過調(diào)節(jié)細(xì)胞周期轉(zhuǎn)換信號（如C-MYC）來抑制細(xì)胞增殖，并與腫瘤侵襲行為有關(guān)［19］。

3.2 抑制肺癌侵襲和腦轉(zhuǎn)移的miRNA （1）miR-145：miR-145 在大多數(shù)癌癥中均被下調(diào)，ZHAO 等［20］通過功能測定，發(fā)現(xiàn)miR-145 在體外可以調(diào)節(jié)A549 和SPC-A1 細(xì)胞的增殖能力，在腦轉(zhuǎn)移樣本中miR-145 明顯下調(diào)，但與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、遷移和侵襲無關(guān)。DONZELL 等［21］研究發(fā)現(xiàn)與NSCLC 原發(fā)灶相比，腦轉(zhuǎn)移癌中miR-145-5p 表達(dá)有顯著差異，而miR-145-3p表達(dá)無顯著差異。miR-145-5p下調(diào)歸因于其5'調(diào)節(jié)區(qū)CpG 島甲基化增加和幾種蛋白質(zhì)靶標(biāo)升高。另外，YIN 等［22］發(fā)現(xiàn)miR-145 通過調(diào)節(jié)NSCLC 細(xì)胞中的MTDH 在TGF-β 誘導(dǎo)的EMT 來抑制癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移。（2）miR-4317：使用miRNA 陣列譜對32 例BM 的患者與55 例無BM 的患者進(jìn)行的研究表明，miR-4317 表達(dá)水平可以預(yù)測NSCLC 中的OS，miR-4317 的增強(qiáng)表達(dá)在體外顯著抑制了NSCLC 細(xì)胞系的增殖、集落形成、遷移和侵襲。在小鼠異種移植、肺和腦轉(zhuǎn)移研究證實(shí)，miR-4317 抑制腫瘤生長和腦肺轉(zhuǎn)移［23］。（3）miR-375：miR-375首先被確定為胰島葡萄糖穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，其調(diào)節(jié)胰島素分泌和細(xì)胞質(zhì)量［24］。具有BM 的NSCLC 患者miR-375 表達(dá)顯著下調(diào)［25］，可能是NSCLC 患者的獨(dú)立不良預(yù)后因素。（4）miR-142-3p：研究發(fā)現(xiàn)大腦中的星形膠質(zhì)細(xì)胞通過外泌體傳遞的miR-142-3p 介導(dǎo)TRPA1 的下調(diào)來對抗腦轉(zhuǎn)移［26］。（5）其他相關(guān)miRNA：與正常肺組織相比，腫瘤抑制因子miR-590、miR-596-3p 在腦轉(zhuǎn)移性病變中顯著下調(diào)［27-28］。另外，通過miRNA 參與隨機(jī)森林算法開發(fā)的LUAD腦轉(zhuǎn)移預(yù)測模型，發(fā)現(xiàn)has-miR-15a、has-miR-210 和hasmiR-214 能以高靈敏度和特異性預(yù)測BM 亞型［29］。

4 miRNA在腫瘤腦轉(zhuǎn)移中的診斷和治療潛力

miRNA 被證實(shí)在癌癥播散和轉(zhuǎn)移中的作用，這使得人們開始研究腦脊液miRNA 水平可以作為腦癌診斷的標(biāo)志物和治療的靶標(biāo)。

4.1 miRNA 作為診斷標(biāo)志物 在對25 例NSCLC 原發(fā)灶和腦轉(zhuǎn)移灶的組織切片進(jìn)行系統(tǒng)的miRNA 表達(dá)譜分析發(fā)現(xiàn)，差異表達(dá)的miR-199 家族的所有成員、miR-150-5p、miR-142-3p的絕對表達(dá)與其診斷潛力相關(guān)［30］。

4.2 miRNA 作為治療靶標(biāo) HOSSEINAHLI 等［31］的研究首次證明了Let-7 的抑瘤活性及其作為肺癌治療靶點(diǎn)的潛力。雙鏈抑癌藥miR-193b 通過靶向抑制細(xì)胞周期蛋白D1、Ajuba LIM 蛋白和具有EGF 樣結(jié)構(gòu)域1 的心臟發(fā)育蛋白，降低了轉(zhuǎn)移性肺癌細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移潛能，是肺癌腦轉(zhuǎn)移的新型治療靶點(diǎn)［32］。

5 小結(jié)

由于LC 是全球死亡率最高的癌癥，其中NSCLC 占LC的絕大多數(shù)，大約40%的NSCLC 患者會(huì)發(fā)生腦轉(zhuǎn)移，因此NSCLC 的BM 患者初步診斷和治療非常關(guān)鍵。近年來，miRNA一直是研究領(lǐng)域的熱門話題，miRNA 與BM 的相互作用逐漸引起人們的關(guān)注。miRNA 可分為腫瘤促進(jìn)性的和抑制性的，本文作者回顧并討論了關(guān)于miRNA 在NSCLC BM 中的作用和重要性的研究進(jìn)展。這些miRNA 譜與肺癌的預(yù)后和臨床治療反應(yīng)相關(guān)，可能是肺癌治療的潛在靶標(biāo)。作者推測，通過miRNA 進(jìn)行更準(zhǔn)確有效的預(yù)測、臨床治療和預(yù)后是NSCLC BM 的未來趨勢。