MicroRNA與胰腺疾病的關(guān)系

張婷　趙嚴(yán)

?

MicroRNA與胰腺疾病的關(guān)系

張婷趙嚴(yán)

隨著社會(huì)生活水平的提高以及隨之而來(lái)的飲食結(jié)構(gòu)的變化，胰腺相關(guān)疾病的發(fā)病率逐年增加，其中胰腺癌在世界范圍內(nèi)居腫瘤死因的第4位，是目前惡性程度最高的腫瘤之一[1]。急性胰腺炎(AP)是胰腺常見(jiàn)疾病，不僅能引起消化系統(tǒng)臟器的損傷，而且常能導(dǎo)致MODS等嚴(yán)重并發(fā)癥，重癥AP的病死率可高達(dá)30%[2]。所以如何早期診斷胰腺相關(guān)疾病、正確地判斷病情的嚴(yán)重程度、準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)其預(yù)后是每位醫(yī)師所迫切追求的。

MicroRNA(miRNA)是一類長(zhǎng)約19～23個(gè)核苷酸的小分子單鏈非編碼RNA,它由一段具有發(fā)夾結(jié)構(gòu)的單鏈RNA前體經(jīng)Drosha酶和Dicer酶剪切后生成。miRNA通過(guò)與目標(biāo)mRNA的3′端非編碼區(qū)域(3′-UTR)互補(bǔ)配對(duì)，抑制目標(biāo)mRNA分子的翻譯或特異性誘導(dǎo)mRNA切割，從而在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控靶基因的表達(dá)[3-5]。研究證明miRNA在多種生理病理過(guò)程中發(fā)揮重要調(diào)節(jié)作用，如細(xì)胞增殖、凋亡、發(fā)育、分化、炎性反應(yīng)、應(yīng)激反應(yīng)等[6-8]。本文就miRNA在胰腺疾病中的作用做一綜述。

一、MicroRNA在胰腺疾病中的表達(dá)譜

大量研究發(fā)現(xiàn)miRNA與胰腺癌及胰腺炎的發(fā)生、發(fā)展相關(guān)。在胰腺癌中表達(dá)上調(diào)的miRNA有miRNA-7d、miRNA-15b、miRNA-18a、miRNA-21、miRNA-31、miRNA-93、miRNA-100、miRNA-103、miRNA-107、miRNA-204、miRNA-221、miRNA-196a等，其所調(diào)節(jié)的靶基因包括原癌基因K-ras、CyclinD1，抑癌基因p53、p21、p16、p27、SMAD4/DPC4[9]。在胰腺炎中miRNA-92b、miRNA-10a、miRNA-7、miRNA-181a-5p等表達(dá)下調(diào)，miRNA-22、miRNA-135a、miRNA-216a、miRNA-9、miRNA-124a、miRNA-24-3p、miRNA-222-3p、miRNA-361-5p、miRNA-1246等表達(dá)上調(diào)；miRNA通過(guò)對(duì)CHSY-1和PARP3等的調(diào)控促使炎癥發(fā)生[10-11]。

二、MicroRNA與急性胰腺炎

1．MicroRNA對(duì)AP的診斷價(jià)值：Liu等[12]使用qRT-PCR方法檢測(cè)3例健康人和12例入院24 h的AP患者血清miRNA表達(dá)，結(jié)果顯示有205種miRNA表達(dá)異常，30%表達(dá)上調(diào)，70%表達(dá)下調(diào)，其中3個(gè)下調(diào)miRNA(miRNA-92b、miRNA-10a和miRNA-7)與AP有密切相關(guān)性。為預(yù)測(cè)其對(duì)AP的診斷潛力，研究者繪制了ROC曲線，三者的曲線下面積均為0.69(P<0.05)，充分證明這3個(gè)miRNA可作為AP早期診斷的生物標(biāo)志物。An等[10]通過(guò)對(duì)82例健康人群、43例輕癥急性胰腺炎(MAP)和36例重癥急性胰腺炎(SAP)患者的血清標(biāo)本研究發(fā)現(xiàn)，miRNA24-3p、miRNA-222-3p、miRNA-361-5p以及miRNA-1246表達(dá)均顯著下調(diào)，miRNA-181a-5p表達(dá)與PTC、IL-1β、IL-6呈負(fù)相關(guān)(r值分別為-0.68、-0.63、-0.58)。此外，血清中IL-6和IL-1β在AP早期(6 h內(nèi))就開(kāi)始異常升高，但6 h后的水平迅速下降，24 h后就幾乎接近正常值；而miRNA-181a-5p在發(fā)病后12 h表達(dá)顯著上調(diào)，24 h后達(dá)穩(wěn)定平臺(tái)期并持續(xù)至96 h。可見(jiàn)miRNA對(duì)AP的診斷存在一定的臨床價(jià)值。

2．MicroRNA與AP病情嚴(yán)重程度的關(guān)系：臨床上經(jīng)常使用的評(píng)估和判斷AP嚴(yán)重程度的指標(biāo)包括血清鈣及CRP、血漿PCT、BISAP評(píng)分、Ranson評(píng)分、APACHEⅡ評(píng)分、BalthazarCT評(píng)分等。但血液檢查中所有指標(biāo)均缺乏高度特異性,除了胰腺炎可引起CRP和血漿PCT指標(biāo)的變化外，還有其他感染性疾病也能引起其升高。Ranson評(píng)分需要發(fā)病48 h后完成，無(wú)法在發(fā)病初期明確疾病嚴(yán)重程度，缺乏早期評(píng)估的優(yōu)勢(shì)；APACHEⅡ評(píng)分則項(xiàng)目多而復(fù)雜，不夠充分反映局部病變情況；CT評(píng)分主要針對(duì)胰腺壞死情況，早期評(píng)估AP嚴(yán)重程度有一定局限性[13-15]。研究發(fā)現(xiàn)血液中部分miRNA的表達(dá)與AP的嚴(yán)重程度關(guān)系密切。miRNA-216a在AP患者中增高，其中SAP的增高明顯高于MAP，診斷SAP的靈敏度和特異度為64.29%，90.62%，與BISAP評(píng)分相接近[16]。另有研究發(fā)現(xiàn)，在低鈣或伴有并發(fā)癥的AP患者血漿中miRNA-551b-5p高表達(dá)，可以作為AP及其嚴(yán)重程度預(yù)測(cè)的生物標(biāo)志物[12]。因此，通過(guò)對(duì)血清中特異性miRNA的檢測(cè)有望能早期判斷AP的嚴(yán)重程度，從而為疾病的治療和預(yù)后判斷提供依據(jù)。

三、MicroRNA與慢性胰腺炎

慢性胰腺炎(CP) 是由于各種原因引起的以胰腺細(xì)胞破壞、進(jìn)行性纖維化為主的病變。臨床主要表現(xiàn)為反復(fù)腹痛,胰腺內(nèi)、外分泌功能降低,從而導(dǎo)致脂肪瀉、 糖尿病。CP病程遷延, 臨床表現(xiàn)多樣, 嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量。研究證明miRNA-124a可以通過(guò)調(diào)控CHSY1及其下游靶點(diǎn)CASP1(caspase 1)的表達(dá)水平參與CP的發(fā)生發(fā)展[17]。目前對(duì)miRNA在CP的診斷、治療以及預(yù)后方面判斷的研究甚少。

四、MicroRNA與胰腺腫瘤

1．MicroRNA對(duì)胰腺導(dǎo)管腺癌早期診斷的價(jià)值：Bloomston等[18]檢測(cè)65例胰腺癌和42例CP患者胰腺組織標(biāo)本miRNA的表達(dá)，結(jié)果顯示有22種miRNA異常表達(dá)，可以很好地鑒別組織的良惡性，準(zhǔn)確率高達(dá)93%。Szafranska等[19]的實(shí)驗(yàn)表明，miRNA-217在正常胰腺組織高表達(dá)，而胰腺導(dǎo)管腺癌(PDAC)組織中miRNA-196a低表達(dá)。通過(guò)qRT-PCR技術(shù)檢測(cè)冰凍標(biāo)本或者穿刺活檢標(biāo)本中miRNA-217和miRNA-196a的表達(dá)水平可鑒別組織的良惡性。Yang等[20]檢測(cè)胰腺癌組織miRNA-21、miRNA-155、miRNA-216表達(dá)水平，結(jié)果顯示胰腺癌組織miRNA-21和miR-155表達(dá)量顯著高于CP患者，而miRA-216則顯著低于CP組。聯(lián)合數(shù)個(gè)miRNA可以提高對(duì)PDAC的診斷率。如miRNA-21聯(lián)合miRNA-155診斷胰腺癌的靈敏度可高達(dá)93.33%。聯(lián)合檢測(cè)miRNA-21、miRNA-155、miRNA-216可以使診斷PDAC的曲線下面積提高至0.8667，靈敏度為83.33%、特異度為83.33%。

2．MicroRNA與PADC的轉(zhuǎn)移、侵襲及預(yù)后評(píng)估：Keklikoglou等[21]報(bào)道PDAC的miRNA-206顯著下調(diào)，而miRNA-206過(guò)表達(dá)可以顯著抑制癌細(xì)胞的侵襲與生長(zhǎng)，其機(jī)制是使細(xì)胞周期停留在G0/G1期，從而抑制PDAC細(xì)胞增殖。同時(shí)，miRNA-206可直接抑制KRAS和ANXA2，通過(guò)對(duì)KRAS的負(fù)調(diào)節(jié)來(lái)抑制NF-κB信號(hào)通路，使其靶基因如IL8、CXCL1、CCL2、CSF2、VEGFA、VEGFC、MMP9等促炎、促血管形成因子表達(dá)下調(diào)，從而抑制腫瘤血管和淋巴管的形成。ANXAS可以促進(jìn)纖溶酶的形成，降解細(xì)胞外基質(zhì)，導(dǎo)致細(xì)胞侵襲，因此，miRNA-206可以通過(guò)抑制ANXAS減少纖溶酶產(chǎn)生，抑制新生血管形成，抑制內(nèi)皮細(xì)胞向血管周圍組織轉(zhuǎn)移增殖。He等[22]研究表明，胰腺癌組織miRNA-371-5p的表達(dá)水平顯著高于正常胰腺組織；通過(guò)Kapan-meier生存分析顯示，組織miRNA-371-5p表達(dá)陽(yáng)性患者的生存時(shí)間短于miRNA-371-5p表達(dá)陰性患者，據(jù)此判斷患者的預(yù)后情況。

3．MicroRNA在PADC化療中的作用：目前研發(fā)的多種化療藥物在肺癌、乳腺癌等實(shí)體腫瘤的Ⅱ、Ⅲ期臨床研究顯示出明顯的療效，然而對(duì)胰腺癌患者的臨床效果不佳，這與胰腺癌對(duì)相關(guān)化療藥物耐藥是分不開(kāi)的。多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)miRNA表達(dá)水平與化療藥物耐藥明顯相關(guān)，通過(guò)調(diào)節(jié)miRNA的表達(dá)有望達(dá)到治療胰腺癌的目的[23]。Bera等[24]的研究發(fā)現(xiàn)，miRNA-125與吉西他濱耐藥有關(guān)；敲除miRNA-125的表達(dá)可逆轉(zhuǎn)胰腺癌細(xì)胞的上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化表型，恢復(fù)PUMA和Neu1等腫瘤抑制物的表達(dá)，從而誘導(dǎo)對(duì)吉西他濱固有耐受的癌細(xì)胞對(duì)吉西他濱產(chǎn)生反應(yīng)。Xiao等[25]使用0～100 μg/ml 5-FU治療胰腺癌細(xì)胞72 h后，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)染了miRNA-137的胰腺癌細(xì)胞的存活率顯著低于未轉(zhuǎn)染的對(duì)照組，證明miRNA-137的過(guò)表達(dá)可以提高胰腺癌細(xì)胞對(duì)5-FU的敏感性。此外，miRNA-21也表現(xiàn)出促使胰腺腫瘤細(xì)胞對(duì)吉西他濱耐藥的特性。原因是miRNA-21 能夠抵抗吉西他濱介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。與對(duì)照組對(duì)比，轉(zhuǎn)染miRNA-21 的胰腺癌細(xì)胞株P(guān)ANC1 和BxPC3對(duì)吉西他濱的治療具有明顯的抵抗性；而轉(zhuǎn)染miRNA-21 抑制劑的PANC1 細(xì)胞和BxPC3細(xì)胞對(duì)吉西他濱的治療相當(dāng)敏感，PANC1細(xì)胞和BxPC3 細(xì)胞的生長(zhǎng)受到顯著的抑制，同時(shí)，miRNA-21抑制劑可提高癌細(xì)胞對(duì)5-FU的敏感性[26]。因此，通過(guò)對(duì)部分miRNA表達(dá)的調(diào)控可以有效提高胰腺癌細(xì)胞對(duì)化學(xué)治療的敏感性，為胰腺癌的治療提供了新的途徑和思路。

4．MicroRNA與胰腺囊性腫瘤：胰腺囊性腫瘤(pancreatic cystic neoplasms，PCN)包括漿液性囊腺瘤(serous cystic neoplasms，SCN)、胰腺黏液性囊腺瘤(mucinous cystic neoplasms，MCN)、導(dǎo)管內(nèi)乳頭狀黏液性腫瘤(intraductal papillary mucinousneoplasm，IPMN)以及實(shí)性假乳頭狀瘤(solid pseudopapillary neoplasm neoplasm，SPN)等。近年來(lái)，隨著影像學(xué)診斷技術(shù)的進(jìn)展，PCN的檢出率較前有所提高。研究表明大約20%的人群中存在PCN，其中部分(主要為MCN和IPMN)發(fā)生惡性變，部分(如SCN)為良性病變。

Frampton等[27]研究表明，惡性IPMN組織中miR-21、miR-155、miR-708表達(dá)水平明顯高于良性病變組；而miR-217的表達(dá)水平則明顯下調(diào)。Permuth-Wey等[28]對(duì)28例IPMN(其中19例為高度不典型增生，9例為低-中度不典型增生)病理檢查結(jié)果顯示，miR-100、miR-99b、miR-99a、miR-342-3p、miR-126、miR-130a在高度不典型增生組的表達(dá)水平明顯低于低-中度不典型增生組，表明一些miRNA可能參與調(diào)節(jié)IPMN的惡變過(guò)程。因此，能否找到血清中對(duì)應(yīng)的特異性miRNA來(lái)早期診斷IPMN并預(yù)測(cè)其是否可能發(fā)生惡變?cè)谂R床上有重大意義，有助于進(jìn)一步對(duì)惡變可能性較高的IPMN進(jìn)行早期干預(yù)治療，改善預(yù)后，同時(shí)也能降低過(guò)度醫(yī)療的發(fā)生率。

miRNA在胰腺疾病中的差異性表達(dá)肯定了其在胰腺疾病發(fā)生、發(fā)展中起著重要的作用，尋找更多與胰腺相關(guān)的miRNA并研究其作用機(jī)制，將會(huì)為胰腺疾病的診斷、治療、預(yù)后判斷帶來(lái)重大的的突破。根據(jù)現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)，諸多miRNA均可作為同一胰腺疾病早期診斷的生物標(biāo)志物，那么確定一個(gè)或多個(gè)穩(wěn)定、易檢測(cè)的miRNA作為疾病診斷新的生物標(biāo)志物就顯得至關(guān)重要。同時(shí)，miRNA與其靶基因的作用是相互的，一個(gè)miRNA可調(diào)控多個(gè)靶基因，而一個(gè)靶基因也可以由多個(gè)miRNA調(diào)控，因此，聯(lián)合檢測(cè)miRNA的表達(dá)水平可顯著提高胰腺癌的早期診斷效率、提高對(duì)AP疾病嚴(yán)重程度的判斷。

[1]Jemal A, Siegel R, Xu J, et al. Cancer statistics, 2010[J]. CA: Cancer J Clin, 2010,60(5): 277-300.

[2]Harper SJ, Cheslyn-Curtis S. Acute pancreatitis[J]. Ann Clin Biochem, 2011,48(Pt 1): 23-37.

[3]Hammond SM, Bernstein E, Beach D, et al. An RNA-directed nuclease mediates post-transcriptional silencing in Drosophila cells[J]. Nature, 2000, 404(6775):293-296.

[4]Pillai RS. MicroRNA function: multiple mechanisms for a tiny RNA[J]? RNA, 2005,11(12): 1753-1761.

[5]Calin GA, Croce CM. MicroRNA signatures in human cancers[J]. Nat Rev Cancer, 2006,6(11): 857-866.

[6]Khvorova A, Reynolds A, Jayasena1 SD. Functional siRNAs and miRNAs exhibit strand bias[J]. Cell, 2003, 115(2): 209-216.

[7]Bian S, Sun T. Functions of noncoding RNAs in neural development and neurological diseases[J]. Mol Neurobiol, 2011, 44(3): 359-373.

[8]Feng W, Feng Y. MicroRNAs in neural cell development and brain diseases[J]. Sci China Life Sci, 2011, 54(12): 1103-1112.

[9]Du Y, Liu M, Gao J, et al. Aberrant microRNAs expression patterns in pancreatic cancer and their clinical translation[J]. Cancer Biother Radiopharm, 2013, 28(5): 361-369.

[10]An F, Zhan Q, Xia M, et al. From moderately severe to severe hypertriglyceridemia induced acute pancreatitis: circulating miRNAs play role as potential biomarkers[J]. PloS One, 2014, 9(11): e111058.

[11]Qin T, Fu Q, Pan YF, et al. Expressions of miR-22 and miR-135a in acute pancreatitis[J]. J Huazhong Univ Sci Technolog Med Sci, 2014, 34(2): 225-233.

[12]Liu P, Xia L, Zhang WL, et al. Identification of serum microRNAs as diagnostic and prognostic biomarkers for acute pancreatitis[J]. Pancreatology, 2014, 14(3):159-166.

[13]Wu J, Zhu Q, Zhu W, et al. Computed tomographic features of abdominal compartment syndrome complicated by severe acute pancreatitis[J]. Zhonghua Yi Xue Za Zhi, 2014, 94(43): 3378-3381.

[14]Cho JH, Kim TN, Chung HH, et al. Comparison of scoring systems in predicting the severity of acute pancreatitis[J]. World J Gastroenterol, 2015, 21(8): 2387-2394.

[15]Yadav J, Yadav SK, Kumar S, et al. Predicting morbidity and mortality in acute pancreatitis in an Indian population: a comparative study of the BISAP score, Ranson's score and CT severity index[J]. Gastroenterol Rep(Oxf). 2015.

[16]李永文. 急性胰腺炎患者血清中miR-216a的表達(dá)及其臨床意義的研究[D]. 中南大學(xué), 2012.

[17]Yuan H, Wu B, Ma S, et al. Reanalysis of the gene expression profile in chronic pancreatitis via bioinformatics methods[J]. Eur J Med Res, 2014, 19:31.

[18]Bloomston M, Frankel WL, Petrocca F, et al. MicroRNA expression patterns to differentiate pancreatic adenocarcinoma from normal pancreas and chronic pancreatitis[J]. JAMA, 2007, 297(17): 1901-1908.

[19]Szafranska AE, Doleshal M, Edmunds HS, et al. Analysis of microRNAs in pancreatic fine-needle aspirates can classify benign and malignant tissues[J]. Clin Chem, 2008,54(10):1716-1724.

[20]Yang JY, Sun YW, Liu DJ, et al. MicroRNAs in stool samples as potential screening biomarkers for pancreatic ductal adenocarcinoma cancer[J]. Am J Cancer Res, 2014, 4(6): 663-673.

[21]Keklikoglou I, Hosaka K, Bender C, et al. MicroRNA-206 functions as a pleiotropic modulator of cell proliferation, invasion and lymphangiogenesis in pancreatic adenocarcinoma by targeting ANXA2 and KRAS genes[J]. Oncogene, 2015, 34(37):4867-4878.

[22]He D, Miao H, Xu Y, et al. MiR-371-5p facilitates pancreatic cancer cell proliferation and decreases patient survival[J]. PloS One, 2014, 9(11): e112930.

[23]Schober M, Jesenofsky R, Faissner R, et al. Desmoplasia and chemoresistance in pancreatic cancer[J]. Cancers(Base1), 2014, 6(4): 2137-2154.

[24]Bera A, VenkataSubbaRao K, Manoharan MS, et al. A miRNA signature of chemoresistant mesenchymal phenotype identifies novel molecular targets associated with advanced pancreatic cancer[J]. PloS One, 2014, 9(9): e106343.

[25]Xiao J, Peng F, Yu C, et al. microRNA-137 modulates pancreatic cancer cells tumor growth, invasion and sensitivity to chemotherapy[J]. Int J Clin Exp Pathol, 2014, 7(11): 7442-7450.

[26]Hwang JH, Voortman J, Giovannetti E, et al. Identification of microRNA-21 as a biomarker for chemoresistance and clinical outcome following adjuvant therapy in resectable pancreatic cancer[J]. PloS One, 2010, 5(5):e10630.

[27]Frampton AE, Gall TM, Giovannetti E, et al. Distinct miRNA profiles are associated with malignant transformation of pancreatic cystic tumors revealing potential biomarkers for clinical use[J]. Expert Rev Mol Diagn, 2013, 13(4): 325-329.

[28]Permuth-Wey J, Chen YA, Fisher K, et al. A genome-wide investigation of microRNA expression identifies biologically-meaningful microRNAs that distinguish between high-risk and low-risk intraductal papillary mucinous neoplasms of the pancreas[J]. PloS One, 2015, 10(1):e0116869.

(本文編輯：呂芳萍)

10.3760/cma.j.issn.1674-1935.2016.01.021

200072上海，同濟(jì)大學(xué)附屬第十人民醫(yī)院消化科

趙嚴(yán)，Email：320zhaoyan@163.com

2015-05-04)