熊焱強(qiáng)，劉朝奇，李志英

(三峽大學(xué) 1.仁和醫(yī)院； 2.分子生物學(xué)研究所， 湖北 宜昌 443002)

?

短篇綜述

miRNA在宮頸癌早期診斷及預(yù)后中的研究進(jìn)展

熊焱強(qiáng)1,2，劉朝奇2，李志英1*

(三峽大學(xué) 1.仁和醫(yī)院； 2.分子生物學(xué)研究所， 湖北 宜昌 443002)

微小RNA(miRNA)在宮頸癌的發(fā)生、侵襲、轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)等過(guò)程中扮演重要角色，與其預(yù)后密切相關(guān)。宮頸癌患者血清中異常表達(dá)的miRNA可作為其無(wú)創(chuàng)診斷和預(yù)后判斷的生物標(biāo)志物，通過(guò)研究血清miRNA可以早期診斷宮頸癌，減少腫瘤的轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)，尋找治療靶點(diǎn)，為宮頸癌的診療提供突破點(diǎn)。

宮頸癌；微小RNA；早期診斷；預(yù)后

宮頸癌是最常見(jiàn)的婦科惡性腫瘤，全球每年共有52萬(wàn)余人被診斷為宮頸癌，其中超過(guò)26萬(wàn)人死亡，在女性惡性腫瘤中發(fā)病率排第2位，病死率排第4位[1]。宮頸癌的發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)歸是一個(gè)極其復(fù)雜的多階段、多基因調(diào)控異常的過(guò)程。最新研究發(fā)現(xiàn)miRNA在腫瘤細(xì)胞代謝、增殖、分化和凋亡等生物學(xué)過(guò)程中發(fā)揮著重要的調(diào)節(jié)作用，是當(dāng)前腫瘤領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。miRNA對(duì)于宮頸癌的早期診斷、預(yù)后監(jiān)測(cè)及其機(jī)制的闡明具有重要意義。本文就miRNA在宮頸癌早期診斷及預(yù)后中的研究進(jìn)展作一綜述。

1 miRNA的生物學(xué)特性

MicroRNA是一類(lèi)長(zhǎng)度約為18～22nt的非編碼小RNA，它是生物體內(nèi)重要的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控子[2]。miRNA通過(guò)不完全堿基互補(bǔ)的方式與靶基因mRNA的3′非編碼區(qū)(3′UTR)結(jié)合，在轉(zhuǎn)錄后水平上對(duì)基因的表達(dá)進(jìn)行負(fù)調(diào)控，導(dǎo)致mRNA的降解或抑制翻譯。miRNA具有高度保守性、時(shí)序表達(dá)特異性和組織特異性，在細(xì)胞增殖、細(xì)胞死亡和腫瘤形成等生物過(guò)程中起著重要的作用[3]。最近研究表明，miRNA在人體循環(huán)和體液如血清、唾液、精液和尿液中都能保持穩(wěn)定狀態(tài)，可以作為疾病診斷的標(biāo)志物，開(kāi)啟了疾病研究的新時(shí)代[4]。

2 miRNA在宮頸癌中的表達(dá)情況

隨著miRNA芯片、qRT-PCR等技術(shù)的發(fā)展，人類(lèi)不同腫瘤的miRNA表達(dá)譜不斷的被發(fā)現(xiàn)。特異性miRNA在腫瘤中的異常表達(dá)十分常見(jiàn)，與腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，關(guān)于miRNA在宮頸癌中的研究報(bào)道較多。一些miRNA在宮頸癌細(xì)胞中表達(dá)降低，提示它們可能作為抑癌基因，這些miRNA包括miR- 9、miR- 199s、miR- 199a*、miR- 199a、miR- 199b、miR- 145、miR- 133a、miR- 133b、miR- 214、miR- 127和miR- 203等。其中，miR- 199轉(zhuǎn)染宮頸癌細(xì)胞系后能抑制宮頸癌細(xì)胞生長(zhǎng)，而miR- 127的表達(dá)則與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移呈正相關(guān)[5]。miR- 203可以通過(guò)調(diào)控VEGFA啟動(dòng)子的甲基化來(lái)抑制宮頸癌，已有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)了miR- 203能明顯抑制裸鼠體內(nèi)宮頸癌細(xì)胞的增殖、腫瘤生長(zhǎng)及血管生成[6]。而miR- 214的異位表達(dá)可以通過(guò)直接抑制Bcl- 2的表達(dá)從而促進(jìn)細(xì)胞凋亡并提高宮頸癌HeLa和C- 33A細(xì)胞系對(duì)順鉑的敏感性，其機(jī)制是通過(guò)增加caspase- 9、caspase- 8及caspase- 3的表達(dá)來(lái)誘導(dǎo)宮頸癌細(xì)胞凋亡[7]。miR- 214是受DNA甲基化和組蛋白脫乙酰的調(diào)控。盡管不同miRNA在宮頸癌發(fā)生發(fā)展中的作用各不相同，但是這些表達(dá)異常的miRNA都可能成為宮頸癌治療的新策略。

隨著宮頸癌病理進(jìn)程的發(fā)展，某些特異性miRNA的表達(dá)量是呈遞增或遞減性的改變。使用miRNA芯片技術(shù)對(duì)HPV16陽(yáng)性的正常宮頸組織、CIN2- 3和鱗狀細(xì)胞癌3種組織標(biāo)本中875種miRNA進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)從正常到宮頸癌組織中有17種mRNA表達(dá)明顯上調(diào)，14種明顯下調(diào)[8]。其中，miR- 218在宮頸癌組織中下調(diào)最顯著，miR- 29是表達(dá)量最高的。miR- 29能通過(guò)YY1和CDK6途徑來(lái)促進(jìn)由HPV引起的宮頸癌細(xì)胞周期進(jìn)展和凋亡，并抑制其惡性轉(zhuǎn)化。這些都提示了異常表達(dá)的miRNAs參與了宮頸癌的發(fā)病和進(jìn)展，可以將miRNA作為宮頸癌新的診斷標(biāo)志物和生物治療新的靶點(diǎn)。

3 miRNA在宮頸癌早期診斷中的意義

miRNA不僅在宮頸癌中起重要作用，在諸多癌前期病變中也至關(guān)重要[9]，且其表達(dá)具有組織特異性。因此，miRNA可以作為一種新的生物標(biāo)志物來(lái)檢測(cè)宮頸癌的發(fā)生和進(jìn)展。miR- 25/miR- 92和miR- 22/miR- 29a的比值可用于診斷HPV感染導(dǎo)致的宮頸癌[10]，其機(jī)制可能與HPV E6和E7有關(guān)。miR- 646、miR- 141*和miR- 542- 3p等幾種特定miRNA在宮頸鱗狀細(xì)胞癌患者血清中的表達(dá)較正常人有顯著差異[11]，被認(rèn)為是宮頸癌潛在的無(wú)創(chuàng)性診斷和治療后隨訪(fǎng)監(jiān)測(cè)的生物標(biāo)志物。宮頸癌患者的血清中miR- 218血清大幅減少[12]，且miR- 218的表達(dá)與臨床病理特征存在關(guān)系，其表達(dá)下調(diào)與宮頸癌淋巴節(jié)轉(zhuǎn)移呈正相關(guān)。故miR- 218不僅可以用于宮頸癌的診斷也可以作為其淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的標(biāo)志物。通過(guò)RT-qPCR檢測(cè)1021位HPV感染陽(yáng)性的婦女的宮頸脫落細(xì)胞發(fā)現(xiàn)了6種特異表達(dá)的miRNA (miR- 424、miR- 375、miR- 34a、miR- 218、miR- 92a、miR- 93)[13]。在高級(jí)CIN異常細(xì)胞中miR- 424、miR- 375、miR- 34a和miR- 218的表達(dá)水平均低于低級(jí)CIN和正常細(xì)胞(P<0.05)。其中miR- 424和miR- 375檢測(cè)宮頸癌的靈敏度分別為76.0%和74.9%，明顯高于巴氏試驗(yàn)的63.8%(P<0.05)，且有著更高的NPV(85.7%、85.4%均高于79.3%，P<0.05)。同時(shí)，對(duì)CIN2、CIN2和CIN3+有著相似的準(zhǔn)確率。以miR- 424、miR- 375和miR- 218為基礎(chǔ)的多標(biāo)志物檢測(cè)能進(jìn)一步提高檢測(cè)性能，其效果優(yōu)于單一miRNA測(cè)試和巴氏試驗(yàn)。綜上可知，miRNA在宮頸癌的早期診斷的研究較為成熟，如能提高其診斷的靈敏度和穩(wěn)定性，其在不久的將來(lái)完全有可能取代傳統(tǒng)的巴氏試驗(yàn)、細(xì)胞刷片甚至是HPV分型檢測(cè)而成為宮頸癌診斷的新手段。

4 miRNA對(duì)宮頸癌預(yù)后判斷的意義

miRNA的表達(dá)情況與宮頸癌重要臨床特征如化療耐藥性、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、浸潤(rùn)性疾病和整體生存情況相關(guān)[14]。目前臨床上宮頸癌最困難的是確定術(shù)前是否存在淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，因?yàn)榱馨徒Y(jié)轉(zhuǎn)移與否決定著子宮切除術(shù)、化療與放療治療手段的選擇。然而，目前確定淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移通常需要活檢來(lái)確診。因此，可以用于確定疾病程度的非侵入性檢測(cè)對(duì)降低手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和優(yōu)化治療至關(guān)重要，而血清miRNA則是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。宮頸癌患者血清中miR- 20a和miR- 203的表達(dá)水平高于健康對(duì)照組[15]，其中發(fā)生淋巴轉(zhuǎn)移患者往往miR- 20a超表達(dá)，而miR- 203表達(dá)低于未轉(zhuǎn)移者。經(jīng)臨床試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)血清中miR- 20a診斷宮頸癌淋巴轉(zhuǎn)移的敏感性和特異性分別達(dá)到75%和72.5%。此外，miR- 1246、miR- 20a、miR- 2392、miR- 3147、miR- 3162- 5p和miR- 4484等6種血清miRNA在伴淋巴轉(zhuǎn)移和無(wú)轉(zhuǎn)移的宮頸癌樣本之間的表達(dá)水平存在明顯差異[16]，6種miRNA聯(lián)合檢測(cè)的AUC=0.992，敏感性和特異性分別為0.967和0.950，均高于鱗狀細(xì)胞癌相關(guān)抗原(SCC)：AUC=0.713，敏感性和特異性分別為0.612和0.700。這些都表明了血清miRNA能夠用來(lái)預(yù)測(cè)宮頸癌患者淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況。此外，miRNA在宮頸癌化療敏感性中也起到作用，P53:miR- 34c:E2F1和P53:miR- 605:MDM2信號(hào)通路的活化對(duì)ⅡB期宮頸癌的新輔助化療起到保護(hù)和改善結(jié)果的作用[17]。綜上所述，miRNA的異常表達(dá)與宮頸癌的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況、化療耐藥性以及整體生存情況明顯相關(guān)，它可以作為宮頸癌預(yù)后的重要評(píng)判指標(biāo)，與宮頸癌預(yù)后相關(guān)的miRNA的概述如表1[15,18- 23]。

5 結(jié)語(yǔ)

在宮頸癌細(xì)胞系、臨床組織標(biāo)本及患者血清中都有大量的miRNA表達(dá)異常，應(yīng)當(dāng)加快miRNA在宮頸癌臨床中的應(yīng)用：1)借助特異的血清miRNA對(duì)宮頸癌及其分化程度進(jìn)行診斷，尤其是早期診斷。2)miRNA可以用于宮頸癌基因靶向治療或表觀治療。3)miRNA對(duì)宮頸癌預(yù)后評(píng)估判斷以及對(duì)放、化療的療效預(yù)測(cè)方面將有很好的臨床價(jià)值。但是，目前miRNA研究仍存在著一些亟待解決的難題：1)miRNA表達(dá)譜研究費(fèi)用昂貴，臨床推廣難度大。2)現(xiàn)行臨床樣本數(shù)相對(duì)于整體宮頸癌患者基數(shù)極小，現(xiàn)有研究結(jié)論須進(jìn)一步擴(kuò)大樣本證實(shí)。3)許多未知的miRNA仍有待發(fā)現(xiàn)和研究。期望隨著miRNA相關(guān)新技術(shù)的發(fā)展能夠逐步解決上述問(wèn)題。

表1 miRNA與宮頸癌預(yù)后判斷的作用

[1] Ferlay J, Soerjomataram I, Dikshit R,etal.Cancer incidence and mortality worldwide:Sources, methods and major patterns in GLOBOCAN 2012[J].Int J Cancer,2015,5:359- 386.

[2] Bartel DP. MicroRNAs:genomics, biogenesis, mechanism, and function [J].Cell, 2004,116:281- 297.

[3] Zhang H, Chen Z,Wang X,etal.Long non-coding RNA:a new player in cancer [J]. J Hematol Oncol,2013,6:37-43.

[4] Silva SS,Lopes C,Teixeira AL,etal.Forensic miRNA: Potential biomarker for body fluids[J].Forensic Sci Int Genet, 2014,10:1-10.

[5] Lee JW,Choi CH,Choi JJ,etal.Altered MicroRNA expression in cervical carcinomas [J].Clin Cancer Res,2008,14:2535-2542.

[6] Zhu X,Er K,Mao C,etal.miR- 203 suppresses tumor growth and angiogenesis by targeting VEGFA in cervical cancer[J].Cell Physiol Biochem,2013,32:64-73.

[7] Wang F,Liu M,Li X,etal.miR- 214 reduces cell survival and enhances cisplatin-induced cytotoxicity via down-regulation of Bcl2l2 in cervical cancer cells [J]. FEBS Lett,2013,587:488-495.

[8] Li Y, Wang F,Xu J,etal.Progressive miRNA expression profiles in cervical carcinogenesis and identification of HPV-related target genes for miR- 29[J]. J Pathol, 2011,244:484-495.

[9] Cheung TH, Man KN, Yu MY,etal. Dysregulated microRNAs in the pathogenesis and progression of cervical neoplasm[J].Cell Cycle,2013,11:2876-2884.

[10] Wang X, Wang HK,Li Y,etal.microRNAs are biomarkers of oncogenic human papillomavirus infections[J]. Proc Natl Acad Sci U S A, 2014,111:4262-4267.

[11] Wang WT,Zhao YN,Yan JX,etal.Differentially expressed microRNAs in the serum of cervical squamous cell carcinoma patients before and after surgery[J]. J Hematol Oncol,2014,7:6-15.

[12] Yu J, Wang Y, Dong R,etal.Circulating microRNA-218 was reduced in cervical cancer and correlated with tumor invasion[J].J Cancer Res Clin Oncol,2012,138: 671-674.

[13] Tian QF, Li Y,Wang FF,etal.MicroRNA Detection in cervical exfoliated cells as atriage for human papillomavirus-positive women[J].J Natl Cancer Ins,2014, 241-248.

[14] Gilabert-Estelles J,Braza-Boils A,Ramon LA,etal.Role of microRNAs in gynecological pathology[J].Curr Med Chem,2012,19:2406-2413.

[15] Zhao S, Yao D, Chen J,etal. Circulating miRNA-20a and miRNA- 203 for screening lymph node metastasis in early stage cervical cancer[J].Genet Test Mol Biomarkers,2013,17:631- 636.

[16] Chen J, Yao D, Li Y,etal.Serum microRNA expression levels can predict lymph node metastasis in patients with early-stage cervical squamous cell carcinoma[J]. Int J Mol Med, 2013,32:557- 567.

[17] Sun H, Xin J, Lu Z,etal.Potential molecular mechanisms for improved prognosis and outcome with neoadjuvant chemotherapy prior to laparoscopical radical hysterectomy for patients with cervical cancer[J].Cell Physiol Biochem,2013,32: 1528- 1540.

[18] Ke G, Liang L, Yang J M,etal.miR- 181a confers resistance of cervical cancer to radiation therapy through targeting the pro-apoptotic PRKCD gene [J].Oncogene,2013,32:3019- 3027.

[19] Shi TY, Chen XJ, Zhu ML,etal. A pri-miR- 218 variant and risk of cervical carcinoma in Chinese women [J].BMC Cancer,2013,13:19- 26.

[20] Shen SN, Wang LF, Jia YF,etal. Upregulation of microRNA- 224 is associated with aggressive progression and poor prognosis in human cervical cancer [J]. Diagn Pathol,2013,1:69- 78.

[21] Wang F, Li Y, Zhou J,etal.miR- 375 is down-regulated in squamous cervical cancer and inhibits cell migration and invasion via targeting transcription factor SP1 [J].Am J Pathol,2011,179:2580- 2588.

[22] Xu J,Li Y,Wang F,etal.Suppressed miR- 424 expression via upregulation of target gene Chk1 contributes to the progression of cervical cancer[J].Oncogene,2013, 32:976- 987.

[23] Luo M, Shen D, Zhou X,etal.MicroRNA- 497 is a potential prognostic marker in human cervical cancer and functions as a tumor suppressor by targeting the insulin-like growth factor 1 receptor[J].Surgery,2013,153:836- 847.

Advances on miRNA in early diagnosis and prognosis of cervical cancer

XIONG Yan-qiang1,2, LIU Chao-qi2, LI Zhi-ying1*

(1.Ren-he Hospital; 2.Institute of Molecular Biology,China Three Gorges University, Yichang 443002, China)

MicroRNA plays an important role in the process of cervical cancer incidence, invasion, metastasis and recurrence, and closely related to the prognosis. The abnormal expression of miRNAs in serum of cervical cancer patients can be used as a noninvasive diagnostic and prognostic biomarkers.Based on studies of serum microRNAs, the early phase of cervical cancer can be found, and thus reduce tumor metastasis and recurrence, search for therapeutic targets, tumor recurrence are reduced, and find targets and breakthrough in diagnosis and treatment of cervical cancer.

cervical cancer; miRNA; early diagnosis; prognosis

2014- 11- 24

2015- 01- 22

湖北省教育廳自然科學(xué)研究重點(diǎn)項(xiàng)目(D20121308)

1001-6325(2015)06-0842-04

R737.33

A

*通信作者(corresponding author)：zhiying969@126.com