miR-223-3p和FOXO3在結(jié)直腸癌中的研究進展

[摘要]近年來，結(jié)直腸癌的發(fā)病率和死亡率一直居高不下，且出現(xiàn)年輕化趨勢。結(jié)直腸癌具有異質(zhì)性和隱匿性，且其在放化療過程中可能出現(xiàn)藥物耐受，導致結(jié)直腸癌的診斷和治療結(jié)果一直不令人滿意，患者預后較差。研究發(fā)現(xiàn)微RNA（microRNA，miRNA）在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮調(diào)控作用，miRNA可作為結(jié)直腸癌診療的生物靶點。本文就miR-223-3p和叉頭框O3在結(jié)直腸癌中的研究進展作一綜述。

[關鍵詞]miR-223-3p；叉頭框O3；結(jié)直腸癌；靶向治療

[中圖分類號]R735[文獻標識碼]A[DOI]10.3969/j.issn.1673-9701.2024.21.031

結(jié)直腸癌是第二大常見腫瘤，亦是第三大致死腫瘤[1]。中國結(jié)直腸癌的發(fā)病率和死亡率居高不下，且呈年輕化趨勢。結(jié)直腸癌的治療方法包括手術治療、放化療和靶向治療等。然而，由于結(jié)直腸癌發(fā)展緩慢，且早期缺乏典型臨床表現(xiàn)，大多數(shù)患者初次確診時便已處于疾病晚期，失去手術治療機會的患者只能選擇放化療。但由于化療的非特異性，其在治療過程中伴隨其他不良反應，極大降低患者的生存質(zhì)量[2]。目前常用的化療方案，如氟尿嘧啶類藥物聯(lián)合奧沙利鉑或伊立替康，大多數(shù)化療治療早期有效的患者最終都會產(chǎn)生藥物耐受，治療效果無法令人滿意。因此，研究結(jié)直腸癌的發(fā)生發(fā)展途徑、發(fā)現(xiàn)新的分子治療靶點、為藥物研制和早期診斷提供新的思路可能是當前結(jié)直腸癌診療迫切需要解決的關鍵問題。近年來，人們逐漸關注到微RNA（microRNA，miRNA）在多種類型腫瘤中的表達失調(diào)，參與包括細胞增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移和凋亡在內(nèi)的多個生物學過程的調(diào)控[3-4]。本文就miR-223-3p和叉頭框O（forkheadboxO，F(xiàn)OXO）3的關系及二者在結(jié)直腸癌進展中發(fā)揮的作用作一綜述，為進一步研究二者在結(jié)直腸癌治療及早期診斷中的潛在作用提供依據(jù)。

1miR-223-3p與結(jié)直腸癌

miRNA是一類由約20個核苷酸構(gòu)成的內(nèi)源性非編碼RNA，通過靶向結(jié)合信使RNA的3'非翻譯區(qū)調(diào)節(jié)相關蛋白的合成，從而調(diào)控細胞的生長、分化、增殖、凋亡及代謝[5]。miR-223-3p是miR-223的重要表達形式，被認為是一種高度保守的miRNA，在多種腫瘤疾病中的表達存在差異。miR-223-3p在肝癌中作為一種抑癌基因，表達水平下降，但在胃癌和乳腺癌中其表達水平升高[6-8]。

1.1miR-223-3p在結(jié)直腸癌中的表達

與癌旁正常組織相比，研究證實miR-223-3p在結(jié)直腸癌組織中的表達水平上調(diào)，結(jié)直腸癌患者的血清及糞便中也發(fā)現(xiàn)miR-223表達水平上調(diào)，這些分泌物中miR-223-3p的差異表達可有效區(qū)分結(jié)直腸癌患者和健康人群[9-11]。研究證實miR-223-3p參與結(jié)直腸癌的發(fā)生，有成為診斷和治療結(jié)直腸癌生物標志物的潛能；但關于結(jié)直腸癌癌前病變（如腺瘤樣息肉）是否也存在這種差異表達的相關研究較少。

1.2miR-223-3p參與調(diào)節(jié)結(jié)直腸癌的生理病理過程

腫瘤細胞因其異常的增殖、侵襲、遷移及轉(zhuǎn)移等生物學特性，致使腫瘤的治療困難。miR-223-3p可與相應靶基因結(jié)合，調(diào)控結(jié)直腸癌細胞的細胞周期，促進結(jié)直腸癌細胞的增殖、凋亡、侵襲和遷移，影響腫瘤的發(fā)生發(fā)展。研究顯示miR-223-3p可通過促進抗凋亡蛋白Bcl-2的表達抑制結(jié)腸癌細胞的凋亡[12]。在另一項研究中，一種長鏈非編碼RNALINC00961通過海綿包裹miR-223-3p，下調(diào)miR-223-3p的表達，上調(diào)Sox11的表達，達到抑制腫瘤細胞遷移和侵襲的目的[13]。磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B（proteinkinaseB，PKB，又稱Akt）/哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（mammaliantargetofrapamycin，mTOR）信號通路被證實在包括結(jié)直腸癌在內(nèi)的多種腫瘤中發(fā)揮重要作用，mTOR抑制劑被廣泛應用于腫瘤的臨床治療。Liu等[14]研究發(fā)現(xiàn)miR-223可與WD重復結(jié)構(gòu)域蛋白7（WDrepeatdomain?containing7，F(xiàn)BXW7）基因結(jié)合并抑制其表達，通過Notch和Akt/mTOR信號通路增加結(jié)直腸癌細胞的增殖并阻止其細胞凋亡，從而發(fā)揮致癌基因的作用。單因素分析也發(fā)現(xiàn)，miR-223過表達與結(jié)直腸癌轉(zhuǎn)移顯著相關[15]。

1.3miR-223-3p在臨床診療中的潛在作用

結(jié)直腸癌發(fā)病隱匿，多數(shù)患者在疾病晚期才出現(xiàn)腹痛、便血或體質(zhì)量減輕等表現(xiàn)，且結(jié)直腸癌的發(fā)病機制復雜，臨床常用的消化道腫瘤標志物對結(jié)直腸癌的特異性不佳。血清miRNA作為一種新型標志物，具有取材方便、檢測費用低廉、敏感度高和化學性質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點，應用于人群疾病的普查更為便利。miR-223-3p被證實在結(jié)直腸癌患者的組織、血清及糞便中表達水平上調(diào)，表明其有成為結(jié)直腸癌早期診斷標靶的潛力[9-11]。

miR-223-3p可導致結(jié)直腸癌患者對5-氟尿嘧啶（5-fluorouracil，5-FU）和阿霉素耐藥的發(fā)生。Ding等[16]研究發(fā)現(xiàn)，在結(jié)直腸癌細胞中miR-223表達水平上調(diào)可直接靶向下調(diào)FBXW7水平，促進結(jié)直腸癌細胞對阿霉素耐藥，延長腫瘤細胞生存時間。在另一項研究中，在5-FU作用下的結(jié)直腸癌細胞中轉(zhuǎn)染miR-223-3p模擬物可使含山梨醇和SH3結(jié)構(gòu)域蛋白1（sorbinandSH3domaincontaining1，SORBS1）的表達水平下調(diào)，提高細胞存活率，促進細胞耐藥的發(fā)生[17]。同時在結(jié)直腸癌中發(fā)現(xiàn)，miR-223的過表達與E-鈣黏蛋白表達水平的下調(diào)和波形蛋白表達水平的上調(diào)有關，E-鈣黏蛋白和波形蛋白的改變常被認為是上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial-mesenchymaltransition，EMT）的標志，同時EMT也可通過復雜的機制參與結(jié)直腸癌耐藥，可見miR-223誘導的結(jié)直腸癌耐藥機制可能與EMT有關。上述研究提示，miR-223-3p對結(jié)直腸癌化療耐藥具有促進作用，提示miR-223-3p有成為結(jié)直腸癌治療靶點的潛能。此外，較高水平的miR-223與較高的腫瘤臨床分期和較低的總生存期有關，提示其在臨床分期和結(jié)直腸癌患者預后方面發(fā)揮一定的指導作用[15，18]。

2FOXO3與結(jié)直腸癌

FOXO3的失活、缺乏和突變可導致多種惡性腫瘤的發(fā)生，提示FOXO3可作為一種抑癌因子在腫瘤的治療中發(fā)揮作用。

2.1FOXO3參與調(diào)節(jié)結(jié)直腸癌的生物學過程

FOXO3是重要的轉(zhuǎn)錄因子，其轉(zhuǎn)錄和翻譯后修飾影響腫瘤相關的多條通路，在細胞的增殖、分化、存活、衰老、DNA損傷修復和細胞周期調(diào)控等生理功能中發(fā)揮重要作用，與腫瘤的發(fā)生發(fā)展及耐藥密切相關[19-20]。FOXO3是多條信號通路的重要下游靶因子，F(xiàn)OXO3表達水平的調(diào)節(jié)可對多種類型腫瘤進展產(chǎn)生影響。研究發(fā)現(xiàn)齊墩果酸通過p38/FOXO3a/沉默信息調(diào)節(jié)因子6途徑誘導FOXO3a的核積累，增強FOXO3a的轉(zhuǎn)錄活性，導致結(jié)直腸癌HCT116發(fā)生凋亡；同時，體內(nèi)實驗也證實該過程可抑制小鼠腫瘤的生長[21]。另有研究顯示，血管生成素樣蛋白1通過促進FOXO3a的表達抑制腫瘤細胞的遷移及腫瘤干性[22]。

炎癥性腸病作為一種公認的可能導致結(jié)直腸癌的癌前病變，病理上以中心粒細胞浸潤為特點，在一定程度上可增加患結(jié)直腸癌的風險。有研究在FOXO3敲除小鼠中發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)OXO3缺乏的中心粒細胞在推動小鼠結(jié)腸炎癥及腫瘤形成方面發(fā)揮重要作用，且中心粒細胞的FOXO3缺乏提示結(jié)直腸癌更強的侵襲性和小鼠更差的生存率[23]。FOXO3的翻譯后修飾在腫瘤發(fā)展中的作用不容忽視。FOXO3被激酶磷酸化或乙酰化后，一方面促進其核排斥，進入到細胞質(zhì)中，下調(diào)其表達和增殖；另一方面磷酸化或乙?；腇OXO3活性也可降低甚至失活[24-26]。去磷酸化或去乙?；腇OXO3可進入細胞核，通過誘導下游腫瘤抑制蛋白BIM、SIRT6和PUMA等的表達，促進細胞凋亡，限制細胞生長、侵襲和轉(zhuǎn)移，并與疾病預后相關?？梢姡現(xiàn)OXO3在細胞中的表達量、細胞定位及翻譯后修飾關系到腫瘤細胞的增殖、凋亡、活性等，提示其有成為治療結(jié)直腸癌的生物標靶的潛能。

2.2FOXO3在臨床診療中的潛在作用

化療藥物耐受一直是臨床上結(jié)直腸癌治療的一大難題。FOXO3被認為是化療藥物作用的關鍵因子。既往研究表明順鉑誘導FOXO3a去磷酸化，促進其核轉(zhuǎn)位并激活其功能，發(fā)揮細胞毒作用，在對順鉑耐藥的細胞中，F(xiàn)OXO3a的激活相比于親代細胞降低，可見FOXO3是順鉑治療腫瘤的關鍵因子[27]。FOXO3過表達可通過抑制核因子紅系2相關因子2（nuclearfactorerythroid2-relatedfactor2，Nrf2）/硫氧還蛋白還原酶1信號通路使5-FU耐藥細胞再次對5-FU敏感，F(xiàn)OXO3激動劑可增強耐藥細胞對5-FU的敏感度[28]。Ghosh等[29]使用腸道微生物代謝物尿石素A（urolithinA，UroA）及其類似物UAS03對5-FU耐藥結(jié)直腸癌細胞進行治療，發(fā)現(xiàn)UroA及其類似物UAS03通過Nrf2依賴途徑減少Akt或胞外信號調(diào)節(jié)激酶激活FOXO3/FOXO1軸，下調(diào)藥物轉(zhuǎn)運蛋白的表達和活性，而藥物轉(zhuǎn)運蛋白的表達和活性改變是結(jié)直腸癌對包括5-FU在內(nèi)的化療藥物產(chǎn)生耐藥的機制之一，最終使對5-FU耐藥的腫瘤細胞重新對化療敏感，同時，UroA及其類似物UAS03似乎也可降低DSS造模的炎癥性腸病小鼠的腫瘤負擔。一項結(jié)直腸癌細胞對阿霉素敏感度的研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)OXO3可通過多藥耐藥蛋白1促進結(jié)直腸癌細胞對化療藥物的耐受，且促進腫瘤細胞的增殖[30]。這與既往研究中FOXO3作為一種抑癌因子的觀點是相悖的。上述研究說明FOXO3在結(jié)直腸癌治療中的機制是復雜的。

3miR-223-3p、FOXO3與結(jié)直腸癌

FOXO3是miRNA-223-3p的潛在靶基因之一。一項研究提出miR-223-3p靶向作用于FOXO3a，抑制FOXO3a的表達，降低細胞糖酵解，導致前列腺癌細胞對放射治療的輻射抗性，表明miR-223-3p和FOXO3a相互作用可能在腫瘤治療中發(fā)揮作用，參與腫瘤細胞對放療的反應[31]。結(jié)合上文可發(fā)現(xiàn)miR-223-3p和FOXO3在結(jié)直腸癌中分別發(fā)揮作用。因此推測miRNA-223-3p可通過FOXO3影響結(jié)直腸癌的發(fā)生、發(fā)展。

Ju等[32]發(fā)現(xiàn)給予結(jié)直腸癌細胞SW620miR-223抑制劑或在細胞中過表達FOXO3均可顯著增加FOXO3和Bcl-2相互作用細胞死亡調(diào)節(jié)因子（Bcl-2interactingmediatorofcelldeath，BIM）的表達，增強細胞凋亡，同時雙熒光素酶報告基因?qū)嶒烌炞CFOXO3的確是miR-223下游靶基因。該研究首次提出miR-223/FOXO3a/BIM信號通路參與結(jié)直腸癌發(fā)生發(fā)展過程，然而實驗僅在體外細胞中進行，需體內(nèi)研究進一步驗證。

4小結(jié)與展望

結(jié)直腸癌發(fā)病具有隱匿性和異質(zhì)性，其診斷和治療始終差強人意。盡管關于結(jié)直腸癌的診療已有較多研究，但其發(fā)病率和死亡率依然居高不下，且出現(xiàn)年輕化趨勢。多項研究表明miR-223-3p和FOXO3各自在結(jié)直腸癌細胞的增殖、凋亡、侵襲及轉(zhuǎn)移中發(fā)揮重要作用，且miR-223-3p似乎有能力成為結(jié)直腸癌早期診斷的生物標志物；miR-223-3p和FOXO3在結(jié)直腸癌的化療耐藥中各自起關鍵作用。研究針對該靶點的藥物似乎可增加結(jié)直腸癌對化療藥物的敏感度，甚至逆轉(zhuǎn)耐藥，提高患者的總生存率，降低病死率。目前有研究發(fā)現(xiàn)在其他疾病中miR-223-3p可靶向下調(diào)FOXO3，影響疾病的進展和治療，但關于miR-223-3p調(diào)節(jié)FOXO3的具體分子機制及其相互作用導致的上游或下游因子的改變在結(jié)直腸癌發(fā)生發(fā)展中的機制研究仍不清楚。在未來研究中，應就miR-223-3p與FOXO3在結(jié)直腸癌中的關系及兩者發(fā)揮作用的具體分子機制進行深入研究，并進一步探索miR-223-3p與FOXO3就“正常-腺瘤-腺癌”演變過程中發(fā)揮的作用及機制，為結(jié)直腸癌的早期診斷和治療提供新的思路和方向，對提高結(jié)直腸癌患者5年生存率、降低病死率具有重要意義。

利益沖突：所有作者均聲明不存在利益沖突。

[參考文獻]

[1] SUNGH，F(xiàn)ERLAYJ，SIEGELRL，etal.Globalcancerstatistics2020：GLOBOCANestimatesofincidenceandmortalityworldwidefor36cancersin185countries[J].CACancerJClin，2021，71（3）：209–249.

[2] SUNL，HUANGY，LIUY，etal.Ipatasertib，anovelAktinhibitor，inducestranscriptionfactorFOXO3aandNF-κBdirectlyregulatesPUMA-dependentapoptosis[J].CellDeathDis，2018，9（9）：911.

[3] LUM，GONGB，WANGY，etal.CircBNC2affectsepithelialovariancancerprogressionthroughthemiR-223-3p/LARP4axis[J].AnticancerDrugs，2023，34（3）：384–394.

[4] FENGQ，HEP，WANGY.MicroRNA-223-3pregulatescellchemo-sensitivitybytargetingFOXO3inprostaticcancer[J].Gene，2018，658：152–158.

[5] MISHRAS，YADAVT，RANIV.ExploringmiRNAbasedapproachesincancerdiagnosticsandtherapeutics[J].CritRevOncolHematol，2016，98：12–23.

[6] XUJ，WANG B，LIUZT，etal.MiR-223-3pregulatingtheoccurrenceanddevelopmentoflivercancercellsbytargetingFAT1gene[J].MathBiosciEng，2019，17（2）：1534–1547.

[7] ZHUY，LIK，YANL，etal.MiR-223-3ppromotescellproliferationandinvasionbytargetingArid1aingastriccancer[J].ActaBiochimBiophysSin（Shanghai），2020，52（2）：150–159.

[8] QUH，ZHUF，DONGH，etal.Corrigendum：UpregulationofCCT-3inducesbreastcancercellproliferationthroughmiR-223competitionandWnt/b-cateninsignalingpathwayactivation[J].FrontOncol，2022，12：917378.

[9] BADERELDINNG，F(xiàn)AROUKS，ABDEL-SALAMLO，etal.ThepotentialvalueofmiRNA-223asadiagnosticbiomarkerforEgyptiancolorectalpatients[J].EurJGastroenterolHepatol，2021，33（1）：25–31.

[10] RANJBARANJ，SAFARPOURH，NOMIRIS，etal.Experimentalvalidationofinsilicoanalysisestimatedthereverseeffectofupregulatedhsa-miR-106a-5pandhsa-miR-223-3ponSLC4A4geneexpressioninIranianpatientswithcolorectaladenocarcinomabyRT-qPCR[J].CancerMed，2023，12（6）：7005–7018.

[11] CHANGPY，CHENCC，CHANGYS，etal.MicroRNA-223andmicroRNA-92ainstoolandplasmasamplesactascomplementarybiomarkerstoincreasecolorectalcancerdetection[J].Oncotarget，2016，7（9）：10663–10675.

[12] 趙涓涓，劉敏，江忍，等.MiR-223-3p在老年結(jié)腸癌組織和癌旁組織中的表達水平及其生物學功能作用機制[J].中國老年學雜志，2023，43（3）：730–734.

[13] WUH，DAIY，ZHANGD，etal.LINC00961inhibitsthemigrationandinvasionofcoloncancercellsbyspongingmiR-223-3pandtargetingSOX11[J].CancerMed，2020，9（7）：2514–2523.

[14] LIUZ，MAT，DUANJ，etal.MicroRNA-223-inducedinhibitionoftheFBXW7geneaffectstheproliferationandapoptosisofcolorectalcancercellsviatheNotchandAkt/mTORpathways[J].MolMedRep，2021，23（2）：154.

[15] LIZW，YANGYM，DULT，etal.OverexpressionofmiR-223correlateswithtumormetastasisandpoorprognosisinpatientswithcolorectalcancer[J].MedOncol，2014，31（11）：256.

[16] DINGJ，ZHAOZ，SONGJ，etal.MiR-223promotesthedoxorubicinresistanceofcolorectalcancercellsviaregulatingepithelial-mesenchymaltransitionbytargetingFBXW7[J].ActaBiochimBiophysSin（Shanghai），2018，50（6）：597–604.

[17] 林依琳，王文波，王雅，等.MiR-223-3p通過靶向SORBS1增加結(jié)直腸癌細胞對5-氟尿嘧啶的耐藥性[J].中南大學學報（醫(yī)學版），2023，48（3）：356–368.

[18] ZHANGJ，LUOX，LIH，etal.MicroRNA–223functionsasanoncogeneinhumancolorectalcancercells[J].OncolRep，2014，32（1）：115–120.

[19] GROSSIV，F(xiàn)ASANOC，CELESTINIV，etal.ChasingtheFOXO3：Insightsintoitsnewmitochondriallairincolorectalcancerlandscape[J].Cancers（Basel），2019，11（3）：414.

[20] BERETTAGL，CORNOC，ZAFFARONIN，etal.RoleofFOXOproteinsincellularresponsetoantitumoragents[J].Cancers（Basel），2019，11（1）：90.

[21] POTO?NJAKI，?IMI?L， VUKELI?I，etal.OleanolicacidinducesHCT116coloncancercelldeaththroughthep38/FOXO3a/Sirt6pathway[J].ChemBiolInteract，2022，363：110010.

[22] CHANGTY，LANKC，CHIUCY，etal.ANGPTL1attenuatescancermigration，invasion，andstemnessthroughregulatingFOXO3a-mediatedSOX2expressionincolorectalcancer[J].ClinSci（Lond），2022，136（9）：657–673.

[23] GHIMIREJ，IFTIKHARR，PENROSEHM，etal.FOXO3deficiencyinneutrophilsdrivescolonicinflammationandtumorigenesis[J].IntJMolSci，2023，24（11）：9730.

[24] ZHUZ，SONGJ，GUOY，etal.LAMB3promotestumourprogressionthroughtheAKT-FOXO3/4axisandistranscriptionallyregulatedbytheBRD2/acetylatedELK4complexincolorectalcancer[J].Oncogene，2020，39（24）：4666–4680.

[25] GUOY，YEQ，DENGP，etal.SperminesynthaseandMYCcooperatetomaintaincolorectalcancercellsurvivalbyrepressingBimexpression[J].NatCommun，2020，11（1）：3243.

[26] CHENHN，LIANGKH，LAIJK，etal.EpCAMsignalingpromotestumorprogressionandproteinstabilityofPD-L1throughtheEGFRpathway[J].CancerRes，2020，80（22）：5035–5050.

[27] FERNáNDEZDEMATTOSS，VILLALONGAP，CLARDYJ，etal.FOXO3amediatesthecytotoxiceffectsofcisplatinincoloncancercells[J].MolCancerTher，2008，7（10）：3237–3246.

[28] LIUC，ZHAOY，WANGJ，etal.FOXO3reverses5-fluorouracilresistanceinhumancolorectalcancercellsbyinhibitingtheNrf2/TR1signalingpathway[J].CancerLett，2020，470：29–42.

[29] GHOSHS，SINGHR，VANWINKLEZM，etal.Microbialmetaboliterestricts5-fluorouracil-resistantcolonictumorprogressionbysensitizingdrugtransportersviaregulationofFOXO3-FOXM1axis[J].Theranostics，2022，12（12）：5574–5595.

[30] GAOZ，LIZ，LIUY，etal.ForkheadboxO3promotescoloncancerproliferationanddrugresistancebyactivatingMDR1expression[J].MolGenetGenomicMed，2019，7（3）：e554.

[31] ZHOUK，WEIY，LIX，etal.MiR-223-3ptargetsFOXO3atoinhibitradiosensitivityinprostatecancerbyactivatingglycolysis[J].LifeSci，2021，282：119798.

[32] JUH，TANJY，CAOB，etal.EffectsofmiR-223oncolorectalcancercellproliferationandapoptosisthroughregulatingFOXO3a/BIM[J].EurRevMedPharmacolSci，2018，22（12）：3771–3778.

（收稿日期：2023–09–28）

（修回日期：2024–07–04）