劉艷玉 蔣星軍 任彩萍

摘 要：microRNAs （miRNAs）是真核生物中一類長度約為21～25 nt的非編碼小分子RNA，在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控基因的表達。作為microRNA中的一員——miR -9廣泛存在于不同物種中。近年來的研究表明，它在體內(nèi)發(fā)揮重要的生物學作用，參與調(diào)控生物體的生長發(fā)育及細胞的自我更新和多向分化等多種生理活動，而且其表達紊亂與多種腫瘤密切相關(guān)，在腫瘤的發(fā)生、侵襲及轉(zhuǎn)移中起著舉足輕重的作用。因此，miR-9的研究對于揭示基因表達的調(diào)控機理與疾病防治等具有重要意義。

關(guān)鍵詞：miR-9；細胞增殖；細胞分化；腫瘤

中圖分類號：Q74

文獻標識碼：A

文章編號：1007-7847（2014）05-0435-06

自1993年Lee等在線蟲中發(fā)現(xiàn)第一個mi-croRNA（命名為lin一4）以來，在20年的時間里，microRNAs （miRNAs）成為了研究的熱點，作為“明星分子”，其生物學功能與作用成為大家關(guān)注與研究的焦點。miRNAs是一類含約21—25個核苷酸的非編碼小分子單鏈RNA，其序列高度保守，可以在轉(zhuǎn)錄后水平特異性識別靶基因的3非翻譯區(qū)（3'UTR）上的相應靶位點，進而發(fā)揮調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)合成的作用。它們通過堿基互補的方式識別靶基因，其mRNA的沉默程度取決于兩者特異性結(jié)合的程度。在動植物中都存在著大量的miR-NAs，它們可以通過降解或抑制靶mRNA的翻譯兩種方式來調(diào)節(jié)編碼基因的表達。絕大多數(shù)的植物miRNAs可以與靶序列完全匹配進入RNA 干擾途徑降解靶分子；而絕大多數(shù)哺乳動物miRNAs與靶mRNA的3'UTR序列不完全配對，通過RNA誘導沉默復合體（RNA-induced silenc-ing coInplex.RISC）降低靶基因蛋白的表達，在轉(zhuǎn)錄后翻譯水平抑制靶基因的表達。近年來，越來越多的證據(jù)顯示，miR-9在生物體的生理病理過程中起著重要的作用。因此，本文就miR-9在生物體中作用的研究進展進行綜述。

1. miR-9的簡介

與其它miRNAs相同，miR-9的命名遵守miRNAs的命名原則：1）miRNA成熟體簡寫成miR，再根據(jù)其被克隆的先后順序加上阿拉伯數(shù)字.如miR-9；2）高度同源的miRNA則在數(shù)字后而加上英文小寫字母（a、b、c、…），如miR -9a、miR-9b等；3）南不同染色體上的DNA序列轉(zhuǎn)錄加工而成的具有相同成熟體序列的miRNA按照發(fā)現(xiàn)的時間先后，則在后面加上阿拉伯數(shù)字，如miR-9-1、miR -9-2等；4）如果一個前體的2個臂分別加工產(chǎn)生miRNA，則根據(jù)克隆實驗，在表達水平較低的miRNA后面加上，如miR -56和miR-56*，而如果沒有明顯的表達差異，則以“一Sp"和“-3p”分別命名進行命名，如miR -142-5p和miR-142-3p；5）將物種的縮寫置于miRNA之前，如人類的miR -9則寫成has -miR -9；6）確定命名規(guī)則之前發(fā)現(xiàn)的miRNA，則保持原來的名字，如let-7。因此，根據(jù)miRNA的命名原則，將miR-9分別命名miR-9a、miR -9b、miR -9c、miR-9—1、miR -9-2、miR -9 -3、miR -9 -4、miR -9 -5、miR-9-6、miR-9-7n其中miR -9a、miR -9b、miR-9c主要出現(xiàn)在較低等的模式生物黑腹果蠅中，而miR -9—1至miR -9 -7則主要存在于哺乳類、鳥類、魚類等脊椎動物中。

羅丹丹等利用miRBase數(shù)據(jù)庫對后生動物的miR-9基岡序列進行搜索，發(fā)現(xiàn)m1R-9基因家族廣泛存在于不同物種中。在不同的物種中，miR -9序列所在染色體位置與序列數(shù)目不盡相同，人類只有3條miR-9序列，分別為miR-9-1、miR-9-2、miR -9-3，相應的基因定位于人類1、5、15號染色體。而斑馬魚序列最多，有7條。在斑馬魚中，miR-9-1位于16號染色體，miR -9-2位于10號染色體，miR -9—3位于25號染色體，miR-9-4位于22號染色體，miR -9-5位于5號染色體，miR -9-6位于7號染色體，而miR-9-7的位置暫時還未明確。黑腹果蠅中，miR-9a位于3號染色體長臂，miR-9b/9c則位于2號染色體長臂。

2. miR-9與實體腫瘤

隨著對miRNAs的深入研究，人們發(fā)現(xiàn)miR-NA的異常表達與腫瘤的發(fā)生發(fā)展有著密切的關(guān)系。目前，有關(guān)miRNAs與腫瘤的關(guān)系存在著不同的觀點，不同研究者在不同體系中得到的結(jié)論明顯不同，同一種miRNA，有研究者發(fā)現(xiàn)它具有促進腫瘤的作用，也有研究者則認為它具有腫瘤抑制因子的功能。研究發(fā)現(xiàn)，miR -9在膠質(zhì)瘤、喉鱗癌、乳腺癌中表達上調(diào)，而在大腸癌、結(jié)腸癌、胃癌等中則表達下調(diào)，在HPV陽性宮頸癌與HPV陰性宮頸癌中miR -9的表達也有差異。

有研究發(fā)現(xiàn)，與正常組織相比，miR-9在膠質(zhì)瘤中表達明顯增高，miR-9是以色素框同源物7 （chromobox 7，CBX7）為靶點。CBX7是Chro-mobox家族成員之一，在人的大腦、心臟、骨骼肌與腎臟中均高表達，可參與維持多種正常細胞的生長，在正常前列腺細胞和淋巴瘤細胞中過表達CBX7均可促進其生長，并且在前列腺癌中敲低CBX7的表達，可使細胞生長停滯在G1期。，miR-9通過抑制CBX7 mRNA的翻譯，使CBX7在神經(jīng)膠質(zhì)瘤中表達下調(diào)甚至缺失。

也有研究指出，miR-9在喉鱗癌組織及人喉癌細胞株Hep-2中表達明顯上調(diào)，敲低miR -9可以通過調(diào)控細胞周期，使Hep-2細胞阻滯在Gl期而抑制Hep-2細胞增殖。同時，敲低miR-9的Hep-2細胞雖無明顯誘導凋亡現(xiàn)象，但是其存活能力下降?？梢?，在喉鱗癌組織及人喉癌細胞中，miR -9的高表達可以促進喉鱗癌細胞的增殖，并且提高其生存能力。

還有研究指出，惡性乳腺癌患者的初期，其miR -9的水平升高，可促進腫瘤細胞的上皮一間質(zhì)轉(zhuǎn)化，并且miR -9可增強血管的生長，從而增加腫瘤的血液供應，促進腫瘤的生長與侵襲。

Bandres等發(fā)現(xiàn)人類大腸癌細胞系中miR-9表達下調(diào)，采用甲基化特異性聚合酶鏈式反應（methylation -specific polymerase chain reaction，MSP）及亞硫酸鹽測序分析發(fā)現(xiàn)，miR -9的表達與CpC島的甲基化水平呈反比，且與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)。Lujambio等報導，在結(jié)腸癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移細胞系中，miR-9因啟動子CpG島的甲基化而表達下調(diào)，而其相應靶點的表達隨之升高，并與腫瘤的轉(zhuǎn)移能力相關(guān)。Luo等采用實時熒光定量PCR檢測胃癌標本中各種miRNA的含量，發(fā)現(xiàn)miR-9在胃癌標本中的表達水平顯著F調(diào)，且它與RAS基因家族成員RAB34的表達呈負相關(guān)，提示RAB34為miR -9的作用靶點。RAB34屬RAS原瘤基因家族成員，是一種鳥苷三磷酸酶（GTPases），可以調(diào)節(jié)出胞和入胞路徑中囊泡的出芽、接頭及融合。RAS 一旦被活化，就會激活不同的下游信號通路中各種信號轉(zhuǎn)導蛋白，其中一個重要的系統(tǒng)就是絲裂原激活的蛋白激酶（mitogen-activationprotein kinase，MAPK）系統(tǒng)，MAPK系統(tǒng)對于細胞的生長、增殖、分化均起重要作用，同時也參與細胞的應激反應。miR-9下調(diào)，使其基因沉默作用減弱，從而激活RAB34，使其過表達參與胃癌的發(fā)生與形成。

有研究指出，miR-9在HPV陽性的宮頸癌中的含量明顯低于HPV陰性的宮頸癌，并且指出miR-9是以原瘤基因為靶點，當以原瘤基因為靶向的，miR-9的含量下降時，就會導致原瘤基因表達量增加，進而引起宮頸癌的發(fā)生和發(fā)展。

另外，還有研究報道，miR-9與肺癌的放療敏感性有關(guān)。在肺癌細胞中，miR-9與NFkB1的表達負相關(guān)。miR-9與let-7通過抑制NFKB1的表達，可以增加肺癌的電離輻射的敏感度，miR-9的過度表達可以下調(diào)肺癌細胞系H1299中NFKB1的表達水平，從而使γ輻射后的細胞的存活率降低。因此，miR-9可能可以增加肺癌放射治療的效率，為肺癌的治療提供一種新的途徑。但是，其安全性、有效性、穩(wěn)定性等還有待研究。

不僅如此，也有研究表明，miR -9可以作為生物標記物輔助診斷復發(fā)性卵巢癌。與原發(fā)性卵巢癰相比，在復發(fā)性卵巢癌中很多miRNA表達都下調(diào)，其中miR -9的下調(diào)最為顯著，同時伴隨有miR-233的顯著上調(diào)。因此，提示miR -9與miR -233可以作為檢測復發(fā)性卵巢癌的生物標記，這為復發(fā)性卵巢癌的診斷提供了一種更為簡單快捷的方式。

總之，miR-9在各種實體腫瘤中的表達不盡相同，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能是miR-9在它們中的作用機制不同，其靶基因不同。miR -9在不同實體腫瘤中的差異表達，充分證明miR -9的重要性，通過構(gòu)建miR-9載體，對其進行調(diào)節(jié)，可以為其診斷與治療提供一個新的方向。

3 miR-9與惡性血液系統(tǒng)疾病

近年來研究表明，miR-9在血液疾病發(fā)展的調(diào)控及惡性血液系統(tǒng)疾病中起著十分重要的作用。

Emmrich指出兀論在體內(nèi)還是體外實驗中，過表達miR -9可以抑制染色體t（8； 21）易位的急性髓性白血?。╝cute myeloid leukemia，AML）細胞系細胞的生長與分化。進一步研究發(fā)現(xiàn)，miR-9是協(xié)同Let7以抑制LIN28b/HMGA2而發(fā)揮腫瘤抑制作用。LIN28b是一種高度保守的RNA結(jié)合蛋白（RNA binding proleins，RBP），是線蟲和高等物種中決定細胞分化、活動力和其他過程的調(diào)節(jié)子，它在miRNAs表達的調(diào)節(jié)、骨髂肌及心肌分化、腫瘤形成以及多潛能誘導等多種發(fā)育的重要事件中起關(guān)鍵作用。HMGA2是高遷移率旅蛋白家族中的一員，它是一種非組蛋白染色質(zhì)相關(guān)蛋白，可以通過調(diào)節(jié)其他基因的轉(zhuǎn)錄，將反轉(zhuǎn)錄病毒整合到染色體上、誘導轉(zhuǎn)化及促進癌細胞活化等而誘發(fā)腫瘤形成。

Wang等通過MSP的方法比較不同慢性淋巴細胞白血?。╟hronic lymphocyticleukemia，CLL）細胞系以及確診為CLL患者的m液樣本指出，在CLL中miR -9-3啟動子未發(fā)生甲基化，并且過表達miR-9 -3可以抑制NFKB信號通路從而抑制白血病細胞的生長與增殖并且促進細胞的凋亡。

miR -9在AML與CLL中起著抑制細胞增殖的作用。因此，通過調(diào)控miR -9，可能為這些難以治療的血液系統(tǒng)疾病提供一個新的治療方案.為這些患者的治療帶來希望。

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miR-9與干細胞和神經(jīng)細胞

近年來，研究者發(fā)現(xiàn)并證實miR-9參與干細胞與神經(jīng)細胞的發(fā)育與分化以及性狀的維持，在干細胞與神經(jīng)細胞中有著不可或缺的作用。

韓非在探討骨髓問充質(zhì)干細胞（bone mar-row derived mesenchymal stem Cells， BMSCs）在損傷胰腺中分化機制的文章中指出，miR-9 可能參與BMSCs遷移到損傷胰腺中分化為多種細胞來修復胰腺損傷的過程。Jing等也指出，miR-9在促進小鼠BMSCs分化為神經(jīng)細胞的過程中起符舉足輕重的作用，并且表明miR -9是通過抑制Notch信號通路，從而促使BMSCs向神經(jīng)細胞分化。Notch信號通路是一種進化上保守的細胞信號轉(zhuǎn)導機制.它在生物進化、細胞命運決定以及分化過程中起著重要的作用，參與許多細胞過程，包括細胞增殖、分化、細胞凋亡和干細胞的維持。Han等指出，鋅指蛋白 521 （zinc finger protein，Zfp521）為miR-9的靶點，miR -9可以抑制Zfp521的表達，從而促進BMSCs向神經(jīng)細胞分化。盡管不同的研究者對miR -9在BMSCs向神經(jīng)細胞分化中的作用的研究方法不同，但是他們得到的結(jié)淪是一致的——miR-9可以促進BMSCs向神經(jīng)細胞分化。

研究指出，miR-9可能在誘導多能干細胞（induced pluripotent stem cells，iPS細胞）向神經(jīng)干細胞分化以及神經(jīng)干細胞向神經(jīng)膠質(zhì)細胞和神經(jīng)元細胞分化過程中起重要作用。廖偉等指出，miR-9在iPS細胞向神經(jīng)干細胞定向分化的過程中，其含量明顯增高，提示miR -9可能促進iPS細胞向神經(jīng)干細胞分化。Krichevsky等指出miR-124a和miR -9能夠促進胚胎干細胞向神經(jīng)干細胞分化，并且在神經(jīng)干細胞中抑制miR -124、miR-128和miR -9會減少神經(jīng)干細胞向神經(jīng)膠質(zhì)細胞或神經(jīng)元分化。進一步研究發(fā)現(xiàn)，抑制miR -9和miR -124可通過抑制信號傳導及轉(zhuǎn)錄激活因子3 （signal transducer and activator of tran-scription factor3.STAT3）的磷酸化而維持神經(jīng)于細胞干性。

最近研究表明，在脊椎動物中，miR -9通過調(diào)控不同的靶mRNA，對神經(jīng)前體細胞的增殖、遷移和分化等發(fā)揮著多種重要的作用。核受體蛋白TLX是miR-9的一個靶基因，miR-9可抑制TLX mRNA的3'UTR，抑制核受體蛋白TLX的表達，因而抑制神經(jīng)干細胞增殖，并且加速其分化。Stathmin是miR-9的靶基因之一， Stath-miR編碼微管解聚蛋白，可增加微管的不穩(wěn)定性。在神經(jīng)發(fā)育早期，miR一9通過抑制Stathmin，抑制神經(jīng)細胞的遷移，并隨miR-9表達下調(diào)，神經(jīng)元遷移增加。

Tan等指出，miR-9還具有調(diào)控腦發(fā)育的作用。miR -9通過動態(tài)地調(diào)控Hesl （hairy en-hanCer of split l，廣泛地表達于哺乳動物胚胎以及成體的腦、膽囊、神經(jīng)及胰腺等多種組織中，并與神經(jīng)發(fā)生、造血和肌形成等有密切關(guān)系）的表達來調(diào)控腦中神經(jīng)細胞的增殖與分化。過度表達的miR-9與Hesl mRNA 3'UTR結(jié)合，使Hesl蛋白的表達下調(diào)，從而誘導神經(jīng)細胞退出細胞周期，進行神經(jīng)細胞的分化。相反，下調(diào)miR-9則可以抑制神經(jīng)元分化。

由此可見，miR-9在干細胞與神經(jīng)細胞的增殖分化中起著重要的作用，它通過調(diào)控其靶基因的活性或信號通路來調(diào)控干細胞與神經(jīng)細胞的命運。因此，可以根據(jù)實驗需要，通過調(diào)控miR-9達到相應的實驗目的。

5 miR-9在其他方面的研究

miR -9的研究除了涉及腫瘤的發(fā)生發(fā)展以及干細胞的增殖分化以外，在糖尿病、人類遺傳性疾病、酒精耐受性以及血液疾病等等方面也有研究。

有關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，miR -9通過抑制轉(zhuǎn)錄因子Onecut2調(diào)節(jié)GranuPhin/slp4的表達，從而降低葡萄糖引起的胰島素分泌。Onecut2是Onecut家族的一員，有兩個保守的結(jié)構(gòu)域參與DNA結(jié)合，一個切割域位于氨基末端，可時空調(diào)控人類DNA的轉(zhuǎn)錄，GranuPhin/slp4是一個RAB GTP酶效應器，與分泌顆粒協(xié)同作用而調(diào)節(jié)胰島素的釋放。Onecut2通過直接與其啟動子相互作用而抑制Granuphilin/slp4的表達。

近年來研究表明miRNA與人類遺傳性疾病有著密切關(guān)系。在秦兵等的研究中發(fā)現(xiàn)，在脆性X綜合征中，由于脆性X智力低下蛋白（fragile Xmental retardation protein，F(xiàn)MRP）的缺失影響，導致miR-9與miR-30b在脆性X智力低下l（fragileX mental retardation，F(xiàn)mrl）基因敲除小鼠中表達上調(diào)。有研究證實FMRP可以特異調(diào)節(jié)mRNA的翻譯，而且能夠影響特定miRNAs的生成，并日.FMRP在與miRNA共同作用下才能作為精確的翻譯抑制物。這提示miR-9可以作為診斷脆性X綜合征的一個重要標志物。

酒精耐受性在喝酒人群中比較常見，分析和分辯耐受性的分子機制是一項重要的研究項目。Andrzej等利用試管實驗，發(fā)現(xiàn)隨著接觸到酒精，大腦細胞中一種特殊的miR-9會大量增加，而且miR-9會阻斷帶有一個特殊綁定位點的鈣與電壓激活的鉀通道（calcium and voltage activated potas-sium channel，BK）基因的表達。值得注意的是那些BK基因被阻斷的細胞表現(xiàn)出高酒精敏感性，而沒有被阻斷的則敏感性低很多，并且伴隨著耐受性的增加。這證明了接觸酒精會引起miRNA水平的快速變化，也為哪些神經(jīng)元能適應酒精提供了一個新的研究方向。

近期，miRNA參與免疫應答反應也成為研究的熱點。有研究表明，miR -9在炎癥細胞中也有表達。實驗證明，通過分析發(fā)現(xiàn)經(jīng)過Toll樣受體4 （Toll-Iike receptor 4，TLR4）激活后，miR -9在中性粒細胞與單核細胞中都高表達。同時，TLR2、TLR7/8的激動劑與TNF—α、IL-2等促炎因子也可以誘導miR -9的產(chǎn)生。但是，INFγ則不能誘導其產(chǎn)生。另外，存在TLR刺激誘導miR -9等miRNAs的負反饋回路，可以防止過度的炎癥反應，從而促進免疫自穩(wěn)和免疫調(diào)節(jié)。由此可見，miR -9可能參與調(diào)控炎癥反應的發(fā)生。隨著對miR-9的逐步深入了解，與免疫反應相關(guān)的炎癥途徑，疾病的發(fā)展及嚴重程度將會更加明確，從而使其診斷和治療更加明確有效。

6 小結(jié)與展望

miRNA作為新興理解疾病潛在復雜發(fā)病機制的關(guān)鍵節(jié)點越來越受到人們重視，其研究方法和內(nèi)容也越來越豐富。研究證實，miR -9參與了生物體很多的生理與病理活動，深入到了機體健康等多個方面。它與腫瘤的發(fā)生發(fā)展有著密不可分的聯(lián)系，同時它還參與細胞的分化與增殖，并且在多種人類常見疾病中也檢測到其異常表達。miR-9的研究為相關(guān)疾病的發(fā)生發(fā)展以及診斷治療與預后都提供了一個新的突破點，但是若將其用于臨床作為疾病檢測、診斷、治療與預后的一種手段，它的安全性、可靠性、準確性、適用性與持續(xù)性等還需要進行更為準確的研究與論證。生物界存在著一個龐大的miRNAs系統(tǒng)，這些miR-NAs之問通過某些機制相互影響與聯(lián)系著，或是協(xié)同，或是拮抗。在不同生理病理過程中，與miR -9相互作用的其他miRNAs分子不盡相同，它們之問是如何相互調(diào)控的、在疾病過程中又各自起著怎樣的作用，這些問題仍需要更進一步的研究與探討。