蔣森，趙亞萍，杜云翔

(1.蚌埠醫(yī)學(xué)院，安徽 蚌埠 233000;2.解放軍第八二醫(yī)院腫瘤中心，江蘇淮安 223001;3.解放軍第八二醫(yī)院檢驗(yàn)科，江蘇 淮安 223001)

微小RNA(microRNA，miRNA)是一類高度保守的、具有調(diào)控功能的非編碼小分子RNA［1］。目前發(fā)現(xiàn)的miRNA有15 000多種，其中人類有2 000多種［2］。據(jù)研究，miRNA參與調(diào)節(jié)人類大約30%蛋白質(zhì)的翻譯［3］，幾乎與細(xì)胞分化、代謝、生長(zhǎng)、增殖和凋亡等所有分子過程的調(diào)節(jié)有關(guān)。越來越多的研究表明，miRNA多定位于腫瘤相關(guān)的脆性位點(diǎn)，與腫瘤的發(fā)生密切相關(guān)［4］。近年來，miRNA-1(miR-1)在腫瘤發(fā)生、發(fā)展過程中的作用受到關(guān)注，本文就此作一綜述。

1 miR-1的基本特征

miR-1 家族包括 miR-1-1、miR-1-2 和 miR206［5］。Hsa-miR-1家族由2個(gè)miRNAs組成:hsa-miR-1-1和hsa-miR-1-2。miR-1-1位于人的第20號(hào)染色體上C20orf166基因初級(jí)轉(zhuǎn)錄本的第2個(gè)內(nèi)含子區(qū)，miR-1-2位于人的18號(hào)染色體上蛋白質(zhì)編碼基因MIB1的第12個(gè)內(nèi)含子區(qū)。miR-1的生物合成與其他miRNA一樣，首先由細(xì)胞核內(nèi)編碼miRNA的基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生初始miRNA(primary miRNA，pri-miRNA)［6］，pri-miRNA 被RNaseⅢ內(nèi)切酶進(jìn)一步切割成前體miRNA(precursor miRNA，pre-miRNA)［7-9］。該前體在 Exprotin-5 的作用下轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞質(zhì)內(nèi)［10］。在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，被RNA內(nèi)切酶ⅢDicer酶剪切成成熟 miRNA［7，11］。在基因沉默復(fù)合物(RISC)的引導(dǎo)下，成熟的miRNA與特定靶基因mRNA的3'端非翻譯區(qū)完全或不完全堿基互補(bǔ)配對(duì)引導(dǎo)RISC與目的mRNA結(jié)合，從而降解靶基因mRNA或阻遏其翻譯［2］，在轉(zhuǎn)錄后水平沉默基因的表達(dá)。通過在線數(shù)據(jù)庫miRanda(http://www.microrna.org/)分析發(fā)現(xiàn)miR-1在心臟、甲狀腺、子宮、前列腺、卵巢等組織中均有表達(dá)，參與細(xì)胞生長(zhǎng)、分化、凋亡以及心臟、內(nèi)耳發(fā)育等生理過程，與腫瘤、代謝類疾病、精神類疾病有關(guān)［12］。

2 miR-1在腫瘤中的表達(dá)

已有研究表明，miR-1在多種腫瘤細(xì)胞中表達(dá)異常，并參與了腫瘤的增殖、侵襲、遷移和凋亡(表1)。miR-1在絕大部分腫瘤中表達(dá)下調(diào)，發(fā)揮了抑癌基因的角色，然而，Liu等［13］分析胃癌患者和正常人血清標(biāo)本miRNA表達(dá)譜，發(fā)現(xiàn)miR-1在胃癌患者血清中含量明顯上調(diào)，具體機(jī)制尚不十分清楚。

表1 miR-1在腫瘤中的表達(dá)情況

3 miR-1的靶基因

分析與鑒定miR-1的靶基因?qū)τ谘芯縨iR-1的功能具有重要意義。然而，由于miR-1與靶mRNA3'端非翻譯區(qū)并非完全匹配，導(dǎo)致鑒定其靶基因有一定的困難，但是，目前對(duì)其靶基因的研究也取得了一定的進(jìn)展，首先通過Targetscan、miRbase、Pictar等在線軟件進(jìn)行靶標(biāo)預(yù)測(cè)，進(jìn)一步采用熒光素酶報(bào)告實(shí)驗(yàn)、蛋白質(zhì)印跡實(shí)驗(yàn)、實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)進(jìn)行驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)miR-1作用靶標(biāo)基因多參與細(xì)胞增殖、侵襲、凋亡等(表2)，提示miR-1可能通過下調(diào)這些基因表達(dá)參與腫瘤的發(fā)生發(fā)展的機(jī)制。

表2 miR-1的靶基因

4 miR-1與腫瘤的形成與發(fā)展

4.1 miR-1與腫瘤增殖和凋亡

腫瘤的發(fā)生是一個(gè)復(fù)雜的過程，與細(xì)胞的異常增殖和凋亡密切相關(guān)［36-37］。miR-1可通過抑制腫瘤細(xì)胞增殖和促進(jìn)細(xì)胞凋亡而抑制腫瘤的發(fā)生。Taulli等［38］證實(shí)了miR-1在人類橫紋肌肉瘤中的作用。過表達(dá)miR-1可以促進(jìn)橫紋肌肉瘤細(xì)胞的肌源性分化，同時(shí)抑制細(xì)胞的增殖。Wu等［14］研究發(fā)現(xiàn)miR-1轉(zhuǎn)染的鼻咽癌細(xì)胞呈現(xiàn)出典型的凋亡代謝過程，其機(jī)制可能與下調(diào)PTMA(靶基因胸腺素a)表達(dá)有關(guān)。另外，Nohata等［19-20］利用 qRT-PCR技術(shù)發(fā)現(xiàn)，與正常組織相比，miR-1在上頜竇鱗狀細(xì)胞癌組織中表達(dá)明顯減少，而TAGLN2和PNP mRNA表達(dá)明顯上升。過表達(dá)miR-1可以抑制癌細(xì)胞增殖、誘導(dǎo)其凋亡，生物信息學(xué)分析提示TAGLN2和PNP是受miR-1調(diào)節(jié)的靶基因。進(jìn)一步研究證明這兩種靶基因沉默后都能抑制腫瘤細(xì)胞增殖，從而間接提示miR-1可以通過抑制TAGLN2和PNP表達(dá)產(chǎn)生抑制腫瘤增殖的作用。

4.2 miR-1與腫瘤侵襲和遷移

miR-1不僅參與了腫瘤的增殖和凋亡，而且也同時(shí)參與了腫瘤細(xì)胞的侵襲和遷移。miR-1表達(dá)失調(diào)在腫瘤侵襲遷移過程中起著關(guān)鍵作用。Leone等［16］研究提示miR-1在甲狀腺癌中表達(dá)下調(diào)，并參與了甲狀腺腫瘤細(xì)胞的遷移。有趣的是，miR-1表達(dá)下調(diào)也出現(xiàn)在甲狀腺非腫瘤性病變例如甲狀腺腫。利用生物信息學(xué)方法找到趨化因子CXCR4和基質(zhì)細(xì)胞衍生因子SDF-1a為miR-1的靶基因。在乳突狀和未分化甲狀腺癌中，miR-1表達(dá)水平和CXCR4、SDF-1a蛋白表達(dá)水平呈負(fù)相關(guān)。miR-1可能通過調(diào)控CXCR4和SDF-1a基因表達(dá)對(duì)甲狀腺癌細(xì)胞侵襲和遷移產(chǎn)生影響。Yip等［39］也發(fā)現(xiàn)與非侵襲性乳頭狀甲狀腺癌相比，侵襲性甲狀腺癌miR-1表達(dá)明顯下調(diào)，提示miR-1與腫瘤侵襲性行為密切相關(guān)。另外，Kojima等［15］檢測(cè)了miR-1在前列腺癌細(xì)胞中的功能和意義，發(fā)現(xiàn)與正常前列腺組織相比，前列腺癌組織中miR-1表達(dá)明顯下調(diào)。miR-1可以抑制前列腺癌細(xì)胞PC3和DU145侵襲和遷移。進(jìn)一步采用全基因組基因表達(dá)分析和熒光素酶報(bào)告試驗(yàn)提示，前列腺癌組織標(biāo)本表達(dá)顯著增高的基因PNP受miR-1直接調(diào)節(jié)，miR-1通過沉默PNP基因抑制了PC3和DU145遷移和侵襲。該發(fā)現(xiàn)為揭示前列腺癌腫瘤形成機(jī)制提供了新的思路。Nasser等［32］將穩(wěn)定轉(zhuǎn)染miR-1的肺癌細(xì)胞A549和H1299細(xì)胞接種裸鼠，發(fā)現(xiàn)A549和H1299細(xì)胞的成瘤性、腫瘤生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移性均受到了明顯的抑制。另有研究表明miR-1與腎細(xì)胞癌、膀胱癌、頭頸部鱗狀細(xì)胞癌等腫瘤的侵襲和遷移能力也密切相關(guān)［18，24-25］。

4.3 DNA甲基化對(duì)miR-1表達(dá)的調(diào)節(jié)

表觀遺傳學(xué)改變對(duì)miR-1的表達(dá)具有調(diào)控作用。miR-1編碼啟動(dòng)子序列的CpG島可以發(fā)生DNA的甲基化，從而調(diào)節(jié)miR-1的表達(dá)。而miR-1可通過調(diào)節(jié)甲基化的相關(guān)酶，改變腫瘤細(xì)胞的DNA甲基化狀態(tài)，從而調(diào)控腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移。Datta等［34］利用DNA去甲基化試劑和組蛋白去乙?；敢种苿┨幚砀伟┘?xì)胞，使肝癌細(xì)胞發(fā)生表觀遺傳學(xué)改變，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)miR-1表達(dá)水平升高。肝癌細(xì)胞系和組織中甲基化是普遍存在的，DNA去甲基化試劑作用于肝癌細(xì)胞可以重新激活miR-1的表達(dá)，從而抑制下游靶蛋白MET和FOXP1的表達(dá)，抑制了肝癌細(xì)胞的生長(zhǎng)、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。Suzuki等［40］以結(jié)腸癌細(xì)胞為研究對(duì)象，同樣發(fā)現(xiàn)miR-1的表達(dá)受DNA甲基化的調(diào)節(jié)。

5 展 望

miR-1在絕大部分腫瘤中表達(dá)下調(diào)，且與腫瘤細(xì)胞增殖、侵襲、遷移和凋亡密切相關(guān)，提示這是一條在腫瘤診斷、病情監(jiān)測(cè)以及預(yù)后判斷中具有重要價(jià)值的miRNA。然而，目前有關(guān)miR-1的研究還處于初步階段，對(duì)其作用靶基因需要進(jìn)一步證實(shí)，許多靶基因尚有待進(jìn)一步研究，有關(guān)其在腫瘤發(fā)生、發(fā)展機(jī)制中的研究多停留在體外實(shí)驗(yàn)，體內(nèi)研究報(bào)道很少。由于組織特異性miR-1具有調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的能力，過表達(dá)miR-1可以抑制癌基因表達(dá)、阻止腫瘤生長(zhǎng)，比起單個(gè)靶基因藥物治療腫瘤，作為一種無毒分化因子，miR-1可能具有更好的治療潛能，在腫瘤診治中發(fā)揮重要作用。

［1］AMBROS V.The functions of animal microRNAs［J］.Nature，2004，431(7006):350-355.

［2］KOZOMARA A，GRIFFITHS-JONES S.miRBase:integrating microRNA annotation and deep-sequencing data［J］.Nucleic Acids Res，2011，39(Database issue):152-157.

［3］FILIPOWICZ W，BHATTACHARYYA S N，SONENBERG N.Mechanisms of post-transcriptional regulation by microRN-As:are the answers in sight?［J］.Nat Rev Genet，2008，9(2):102-114.

［4］CALIN G A，SEVIGNANI C，DUMITRU C D，et al.Human microRNA genes are frequently located at fragile sites and genomic regions involved in cancers［J］.Proc Natl Acad Sci USA，2004，101(9):2999-3004.

［5］LU L，ZHOU L，CHEN E Z，et al.A Novel YY1-miR-1 regulatory circuit in skeletal myogenesis revealed by genome-wide prediction of YY1-miRNA network［J］.PLoS One，2012，7(2):e27596.

［6］van ROOIJ E，OLSON E N.MicroRNAs:powerful new regulators of heart disease and provocative therapeutic targets［J］.J Clin Invest，2007，117(9):2369-2376.

［7］LEE Y，AHN C，HAN J，et al.The nuclear RNase III Drosha initiates microRNA processing［J］.Nature，2003，425(6956):415-419.

［8］DENLI A M，TOPS B B，PlASTERK R H，et al.Processing of primary microRNAs by the microprocessor complex［J］.Nature，2004，432(7014):231-235.

［9］GREGORY R I，YAN K P，AMUTHAN G，et al.The microprocessor complex mediates the genesis of microRNAs［J］.Nature，2004，432(7014):235-240.

［10］LUND E，GUTTINGER S，CALADO A，et al.Nuclear export of microRNA precursors［J］.Science，2004，303(5654):95-98.

［11］ HUTVAGNER G，MCLACHLAN J，PASQUINELLI A E，et al.A cellular function for the RNA-interference enzyme Dicer in the maturation of the let-7 small temporal RNA［J］.Science，2001，293(5531):834-838.

［12］ZHAO Y，SAMAL E，SRIVASTAVA D.Serum response factor regulates a muscle-specific microRNA that targets Hand2 during cardiogenesis［J］.Nature，2005，436(7048):214-220.

［13］LIU R，ZHANG C，HU Z，et al.A five-microRNA signature identified from genome-wide serum microRNA expression profiling serves as a fingerprint for gastric cancer diagnosis［J］.Eur J Cancer，2011，47(5):784-791.

［14］WU C D，KUO Y S，WU H C，et al.MicroRNA-1 induces apoptosis by targeting prothymosin alpha in nasopharyngeal carc-inoma cells［J］.J Biomed Sci，2011，18:80.

［15］KOJIMA S，CHIYOMARU T，KAWAKAMI K，et al.Tumour suppressors miR-1 and miR-133a target the oncogenic function of purine nucleoside phosphorylase(PNP)in prostate cancer［J］.Br J Cancer，2012，106(2):405-413.

［16］LEONE V，D'ANGELO D，RUBIO I，et al.MiR-1 is a tumor suppressor in thyroid carcinogenesis targeting CCND2，CXCR4，and SDF-1alpha［J］.J Clin Endocrinol Metab，2011，96(9):E1388-E1398.

［17］WANG F，SONG G，LIU M，et al.miRNA-1 targets fibronectin1 and suppresses the migration and invasion of the HEp2 la-ryngeal squamous carcinoma cell line［J］.FEBS Lett，2011，585(20):3263-3269.

［18］KAWAKAMI K，ENOKIDA H，CHIYOMARU T，et al.The functional significance of miR-1 and miR-133a in renal cell ca-rcinoma［J］.Eur J Cancer，2012，48(6):827-836.

［19］NOHATA N，HANAZAWA T，KIKKAWA N，et al.Tumour suppressive microRNA-874 regulates novel cancer networks in maxillary sinus squamous cell carcinoma［J］.Br J Cancer，2011，105(6):833-841.

［20］NOHATA N，HANAZAWA T，KIKKAWA N，et al.Identification of novel molecular targets regulated by tumor supperssive miR-1/miR-133a in maxillary sinus squamous cell carcinoma［J］.Int J Oncol，2011，39(5):1099-1107.

［21］OBERG A L，F(xiàn)RENCH A J，SARVER A L，et al.miRNA expression in colon polyps provides evidence for a multihit model of colon cancer［J］.PLoS One，2011，6(6):e20465.

［22］SARVER A L，F(xiàn)RENCH A J，BORRALHO P M，et al.Human colon cancer profiles show differential microRNA expression depending on mismatch repair status and are characteristic of undifferentiated proliferative states［J］.BMC Cancer，2009，9:401.

［23］NOHATA N，SONE Y，HANAZAWA T，et al.miR-1 as a tumor suppressive microRNA targeting TAGLN2 in head and neck squamous cell carcinoma［J］.Oncotarget，2011，2(1-2):29-42.

［24］CHIDS G，F(xiàn)AZZARI M，KUNG G，et al.Low-level expression of microRNAs let-7d and miR-205 are prognostic markers of head and neck squamous cell carcinoma［J］.Am J Pathol，2009，174(3):736-745.

［25］ YOSHINO H，ChIYOMARU T，ENOKIDA H，et al.The tumour-suppressive function of miR-1 and miR-133a targeting T-AGLN2 in bladder cancer［J］.Br J Cancer，2011，104(5):808-818.

［26］WANG P，F(xiàn)U T，WANG X.Primary，study of miRNA expression patterns in laryngeal carcinoma by microbarr-ay［J］.Lin Chung Er Bi Yan Hou Tou Jing Wai Ke Za Zhi，2010，24(12):535-538.

［27］RAO P K，MISSIAGLIA E，SHIELDS L，et al.Distinct roles for miR-1 and miR-133a in the proliferation and differentiation of rhabdomyosarcoma cells［J］.FASEB J，2010，24(9):3427-3437.

［28］YAN D，DONG XDA E，et al.MicroRNA-1/206 targets c-Met and inhibits rhabdomyosarcoma development［J］.J Biol C-hem，2009，284(43):29596-29604.

［29］MIYACHI M，TSUCHIYA K，YOSHIDA H，et al.Circulating muscle-specific microRNA，miR-206，as a potential diagnostic marker for rhabdomyosarcoma［J］.Biochem Biophys Res Commun，2010，400(1):89-93.

［30］DUAN Z，CHOY E，NIELSEN G P，et al.Differential expression of microRNA(miRNA)in chordoma reveals a role for miRNA-1 in Met expression［J］.J Orthop Res，2010，28(6):746-752.

［31］MELKAMU T，ZHANG X，TAN J，et al.Alteration of microRNA expression in vinyl carbamate-induced mouse lung tumors and modulation by the chemopreventive agent indole-3-carbinol［J］.Carcinogenesis，2010，31(2):252-258.

［32］NASSER M W，DATTA J，NUOVO G，et al.Down-regulation of microRNA-1(miR-1)in lung cancer.Suppression of tumorigenic property of lung cancer cells and their sensitization to doxorubicin induced apoptosis by miR-1［J］.J Biol Chem，2008，283(48):33394-33405.

［33］CHIYOMARU T，ENOKIDA H，KAWAKAMI K，et al.Functional role of LASP1 in cell viability and its regulation by mic-roRNAs in bladder cancer［J］.Urol Oncol，2012，30(4):434-443.

［34］DATTA J，KUTAY H，NASSER M W，et al.Methylation mediated silencing of microRNA-1 gene and its role in hepatocellular carcinogenesis［J］.Cancer Res，2008，68(13):5049-5058.

［35］AMBS S，PRUEITT R L，YI M，et al.Genomic profiling of microRNA and messenger RNA reveals deregulated microRNA expression in prostate cancer［J］.Cancer Res，2008，68(15):6162-6170.

［36］石明，仇雪梅，樊紅.血漿miRNA檢測(cè)在腫瘤臨床應(yīng)用的研究進(jìn)展［J］.東南大學(xué)學(xué)報(bào):醫(yī)學(xué)版，2012，31(1):122-125.

［37］徐效峰，周懷君.miRNA-30c的研究進(jìn)展［J］.東南大學(xué)學(xué)報(bào):醫(yī)學(xué)版，2011，30(3):514-518.

［38］TAULLI R，BERSANI F，F(xiàn)OGLIZZO V，et al.The musclespecific microRNA miR-206 blocks human rhabdomyosarcoma growth in xenotransplanted mice by promoting myogenic differentiation［J］.J Clin Invest，2009，119(8):2366-2378.

［39］YIP L，KELLY L，SHUAI Y，et al.MicroRNA signature distinguishes the degree of aggressiveness of papillary thyroid carc-inoma［J］.Ann Surg Oncol，2011，18(7):2035-2041.

［40］SUZUKI H，TAKATSUKA S，AKASHI H，et al.Genome-wide profiling of chromatin signatures reveals epigenetic regulation of microRNA genes in colorectal cancer［J］.Cancer Res，2011，71(17):5646-5658.