劉聰，葛繁梅

(延安市延安大學(xué)附屬醫(yī)院血液免疫科，陜西 西安 716000)

微小RNA在多發(fā)性骨髓瘤中作用的研究進(jìn)展

劉聰，葛繁梅

(延安市延安大學(xué)附屬醫(yī)院血液免疫科，陜西 西安 716000)

微小RNA(MicroRNAs，miRNAs)是在真核生物中發(fā)現(xiàn)的一種具有調(diào)控功能的非編碼RNA，是本世紀(jì)分子生物學(xué)研究的熱點，本文就miRNAs與多發(fā)性骨髓瘤的研究現(xiàn)況進(jìn)行綜述。

miRNAs；多發(fā)性骨髓瘤；發(fā)病機(jī)制；靶向治療

多發(fā)性骨髓瘤(Multiple myeloma，MM)是一種源于pre-B細(xì)胞惡變的腫瘤，其特征是惡性漿細(xì)胞無節(jié)制的增殖并分泌大量單克隆免疫球蛋白，通過多種機(jī)制引起溶骨病變、貧血、出血、腎臟損害等。miRNAs作為一種長度為19～25個核苷酸的非編碼RNA，具有高度保守性、嚴(yán)格的時空性和組織特異性，主要參與各種生物學(xué)過程，包括對細(xì)胞的增殖、分化，組織的生長、發(fā)育，基因的表達(dá)等方面起著重要的調(diào)控作用等。本文簡要概述miRNAs的發(fā)現(xiàn)、合成、作用機(jī)制及生物學(xué)功能，側(cè)重于對miRNAs與MM的發(fā)生、治療、預(yù)后的闡述。

1 miRNAs

miRNAs最早是在線蟲體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的一種不編碼蛋白但可以生成一對小的RNA轉(zhuǎn)錄本，可以通過抑制核蛋白的表達(dá)而調(diào)節(jié)線蟲的幼蟲發(fā)育進(jìn)程。隨后在秀蟲、果蠅、人的細(xì)胞克隆識別了類似的miRNAs，并對它們的生物學(xué)功能進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)它們是一種可以調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)源基因表達(dá)和個體生長發(fā)育，維持機(jī)體正常生理功能的一類重要的小分子RNA。Yang等[1]對新生小鼠卵巢的實驗研究發(fā)現(xiàn)，通過使用一種拮抗劑下調(diào)miR-145作用靶Tgfbr2基因，可增加TGFBR2蛋白表達(dá)和激活Smad蛋白信號通路來調(diào)節(jié)原始卵泡發(fā)展的啟動和維護(hù)原始卵泡靜止；An等[2]發(fā)現(xiàn)在小鼠角膜更新的過程中有15種miRNA表達(dá)下調(diào)，而miR-204的下降幅度最大，被認(rèn)為是一個促進(jìn)角膜上皮細(xì)胞增生和遷移的重要標(biāo)志物。由此可見miRNAs在維持機(jī)體生長及發(fā)育中必不可少，一旦出現(xiàn)異常就可能導(dǎo)致疾病的發(fā)生。迄今為止，已發(fā)現(xiàn)miR-21在急慢性白血病、多發(fā)性骨髓瘤、淋巴瘤、胃癌、肺癌、肝癌、胰腺癌、乳腺癌、前列腺癌、腸癌、腦膠質(zhì)瘤等中均過量表達(dá)[3]。隨后通過微陣列分析和定量逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)(qRT-PCR)等技術(shù)揭示了miRNA在腫瘤細(xì)胞中的差異表達(dá)，并證實miRNAs的失調(diào)發(fā)生在幾乎所有類型的癌癥中，由此可以miRNAs表達(dá)異常作為探索腫瘤的發(fā)生、發(fā)展及預(yù)后等方面有重大意義。

2 多發(fā)性骨髓瘤

多發(fā)性骨髓瘤是一種單克隆漿細(xì)胞惡性增殖性疾病，是常見的血液系統(tǒng)惡性腫瘤。其發(fā)病機(jī)制相當(dāng)復(fù)雜，主要涉及遺傳學(xué)和信號通路異常激活等因素，目前miRNAs已是腫瘤研究領(lǐng)域中的熱點，且已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多種miRNAs的上調(diào)和下調(diào)與MM的發(fā)生、發(fā)展、耐藥以及預(yù)后等方面有關(guān)，故有望以miRNAs作為治療靶點，治療難治性復(fù)發(fā)性骨髓瘤。

2.1 miRNAs異常表達(dá)與MM的發(fā)生

2.1.1 miRNAs異常表達(dá)與MM的演變過程 意義未明的丙種球蛋白血癥(MGUS)被廣泛認(rèn)為是MM發(fā)生的癌前病變[4]。Pichiorri等[5]研究發(fā)現(xiàn)miR-32、miR-21、miR-17-92、miR-181a和b在MM中高度表達(dá)(包括骨髓瘤細(xì)胞系和原發(fā)腫瘤的漿細(xì)胞)，同時檢測出miR-21、miR-181a、miR-181b、miR-106b-25在MGUS和MM細(xì)胞中均表達(dá)上調(diào)，由此可知miR-32、miR-17-92僅在MM中表達(dá)上調(diào)，是MM所特有的生物學(xué)標(biāo)志，并推測miR-32、miR-17-92可能介導(dǎo)由MGUS進(jìn)展至MM的二次基因突變。近年來Wong等[6]發(fā)現(xiàn)在MM患者中檢測到的miR-129-2d甲基化比MGUS患者更為頻繁，致使miR-129-2d表達(dá)下調(diào)，減弱了抑癌作用，由此預(yù)測miR-129-2d是MGUS進(jìn)展成MM的一個重要事件，也是MM患者診斷、復(fù)發(fā)或進(jìn)展的一個重要標(biāo)志。骨髓中新生血管形成也是促使MM發(fā)病及疾病進(jìn)展的重要因素。Umezu等[7]建立模擬的低氧骨髓微環(huán)境，檢測出耐低氧MM細(xì)胞株核外miR-135b顯著表達(dá)，核外miR-135b通過缺FIH-1信號途徑加速血管內(nèi)皮生長因子(HIF1)的合成，增強(qiáng)血管內(nèi)皮細(xì)胞在缺氧環(huán)境中的生成，由此可知核外mirR-135b可能是一個控制MM血管生成的指標(biāo)。Zhang等[8]采用實時PCR技術(shù)檢測出MM細(xì)胞中miR-152和miR-10b-5p下調(diào)或甲基化，可導(dǎo)致DNA甲基化酶1(DNMT1)、調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖的轉(zhuǎn)錄因子(E2F3)、BTRC(可激活NF-kB通路)、MYCBP(增強(qiáng)c-Myc轉(zhuǎn)錄)的激活，進(jìn)而促進(jìn)MM的進(jìn)展。

2.1.2 miRNAs異常表達(dá)與MM染色體異常的關(guān)系 Di Martino等[9]分析超二倍體組和非超二倍體組mRNA和miRNAs后得出結(jié)論：超二倍體組與非超二倍體組的基因和miRNAs表達(dá)是不同的，miR-NA-520c-3p、miR-526b、miR-135a在超二倍體組中高度表達(dá)，抑制抑癌基因TP73和細(xì)胞周期素(CCND2)表達(dá)，而低表達(dá)的miR-30c和miR-361-3p促使受體型蛋白酪氨酸磷酸酶(PTPRK)和結(jié)締組織生長因子(CTGF)基因上調(diào)，同樣發(fā)現(xiàn)miR-142-3p和miR-130a的過度表達(dá)抑制TP73基因。Lionetti等[10]檢測54例未治療MM患者，miR-361-3p、miR-582-5p、miR-30e在t(11；14)或t(6；14)組中高表達(dá)，以miR-582-5p顯著；miR-125a-5p、let-7e、miR-99a、miR-222、miR-221、miR-365在 t(14；16)或 t(14；20)組高表達(dá)，以miR-125a-5p、miR-99a顯著，且miR-125-5p、let-7e、miR-99a位于1染色體9q13.33；miR-150、miR-133b、miR-99a、miR-133a、miR-155、miR-125b-2、miR-1、miR-155、miR-346、let-7c在t(14；16)或t(14；20)高度表達(dá)，miR-133a表達(dá)顯著，miR-125b-2、miR-99a、let-7c定位于染色體21q21.1。因此可見miRNAs表達(dá)異常與染色體畸變之間存在某種聯(lián)系，與MM的發(fā)病密切相關(guān)。Gutiérrez等[11]檢測60例MM患者總結(jié)出：miR-135b、miR-146a、miR-133b位于t(4；14)，miR-125a-5p位于t(1；14)，miR-214、miR-1、miR-449位于t(14；16)，除了miR-1、miR-449調(diào)節(jié)的靶基因下調(diào)，其他均上調(diào)。并且發(fā)現(xiàn)在t(4；14)的MM下調(diào)miR-135b、miR-146a可作用PELI2和IRAKI基因，而這兩個基因涉及IL-1(IL-6誘導(dǎo)物)信號通路，而IL-6與骨髓瘤病情進(jìn)展密切相關(guān)。

2.1.3 miRNAs異常表達(dá)與MM信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的關(guān)系 研究已證明miR-21表達(dá)上調(diào)與導(dǎo)致MM發(fā)病的多條信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路異常激活有關(guān)，包括JAK/ STAT3、PI3K/AKT、Ras-MEK1/2-ERK1/2、NF-κB等[12]。IL-6在瘤細(xì)胞的進(jìn)展、轉(zhuǎn)移、凋亡起重要作用，骨髓瘤細(xì)胞和BMSCs相互作用產(chǎn)生IL-6，IL-6激活JAK/ STAT3通路上調(diào)miR-21，同時miR-21作用于PIAS3 (STAT3抑制劑)，抑制STAT3，形成正反饋調(diào)節(jié)的循環(huán)通路，隨后miR-21激活PTEN，Rho-B，BTG2基因從而促進(jìn)瘤細(xì)胞增殖、生長。miR-15a和miR-16位于染色體13q14位點。諸多研究已證明，miR-15a和miR-16在MM患者中表達(dá)下調(diào)。Roccaro等[13]實驗證實miRNA-15a與miRNA-16-l在體內(nèi)外通過抑制AKT絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶(AKT3)、核糖體蛋白質(zhì)-s6、促分裂原活化蛋白激酶(MAP)、NF-κB激活劑(MAP3KIP3)等調(diào)節(jié)MM，促進(jìn)瘤細(xì)胞生長及增殖。miRNA-17-92簇由7個微小核糖核酸(miRNA-17-3P、miRNA-17-5p、miRNA-18a、miRNA-19a、miRNA-19b、miRNA-20a，miRNA-92-1)組成，具有癌基因和抑癌基因雙重功能。研究發(fā)現(xiàn)miR-19a和miR-19b在MM中表達(dá)上調(diào)，它們下調(diào)SOCS-1(Stat3信號通路的負(fù)調(diào)控因子)基因，從而激活抗凋亡信號通路(如JAK/STAT-3等)而發(fā)揮致癌活性[9]。

2.2 miRNAs異常表達(dá)與MM的診斷 近年來許多學(xué)者通過實驗研究發(fā)現(xiàn)循環(huán)血清中miRNAs可以被固定囊泡和RNA綁定蛋白保護(hù)，不被降解，故而穩(wěn)定存在，因此可作為診斷和治療MM的生物標(biāo)志[14-15]。Oki等[16]應(yīng)用Taqman探針技術(shù)揭示五種下調(diào)的miRNAs，包括：miRNA-144、miRNA-130a、miRNA-34a、let-7d、let-7e，得出結(jié)論：miRNA-130a聯(lián)合let-7e檢測可鑒別MM和正常人，其敏感性達(dá)80.6%，特異性達(dá)91.1%。鑒別MGUS與正常的敏感性達(dá)91.1%，特異性達(dá)96.7%。說明miRNA-130a聯(lián)合let-7e對MM和MGUS有一定的診斷意義。Li等[17]采用qRT-PCR技術(shù)分別檢測58例新發(fā)MM患者，11例復(fù)發(fā)MM患者，12例緩解的MM患者，18例健康患者。發(fā)現(xiàn)新發(fā)和復(fù)發(fā)患者較緩解期MM和健康者miRNA-33b明顯下調(diào)，得出結(jié)論miRNA-33b在MM的診斷和進(jìn)展上有重要意義。Hao等[18]通過檢測108例新發(fā)的MM患者和56例健康自愿者外周血，發(fā)現(xiàn)循環(huán)miRNA-19a和miRNA-4254可區(qū)別MM患者和健康人，并且發(fā)現(xiàn)低表達(dá)miRNA-19a患者對硼替佐米有較好的療效，在硼替佐米治療基礎(chǔ)上可顯著延長低表達(dá)miRNA-19a患者的生存期。由此可斷定循環(huán)miRNA-19a是高危MM患者的一個生物學(xué)標(biāo)志。綜上所述，檢測循環(huán)miRNAs給我們提供一個診斷和了解多發(fā)性骨髓瘤進(jìn)展重要的依據(jù)。

2.3 miRNAs表達(dá)異常為潛在靶點 沙利度胺及其衍生物、蛋白酶體抑制劑已廣泛應(yīng)用于臨床，對于MM的治療及預(yù)后效果顯著，但還是不能徹底根治。miR-29b在惡性漿細(xì)胞表達(dá)下調(diào)導(dǎo)致DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶3a/b(DNMT3a/b)水平增高，進(jìn)而促使SOCS-1沉默，使STAT3磷酸化并調(diào)節(jié)下游的靶點如VEGF-A、IL-8、MMP2、NF-κB等，通過加速新生血管生成和瘤細(xì)胞的遷徙促進(jìn)MM的進(jìn)展。上調(diào)miR-29b可阻止該通路，抑制血管生成和腫瘤遷徙[19]。由此可作為切入點靶向治療MM，然而miR-29b間接影響DNA甲基化過程至今尚未清楚。下調(diào)的miR-15a/16通過AKT3、MAPKs和NF-κB通路作用細(xì)胞周期蛋白(D1、D2)和CDC25A來調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖[20]。miR-15a和miR-16還可以通過調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)的表達(dá)來抑制MM的血管生成[21]。Luo等[22]通過小檗堿作用于RPMI8226細(xì)胞系得出結(jié)論，至少部分骨髓瘤細(xì)胞的抑制是由IL6/STAT3表達(dá)上調(diào)miR-21水平所致的。Raimondi等[23]發(fā)現(xiàn)被miRNA-199a-5p轉(zhuǎn)染的骨髓瘤細(xì)胞顯著的損害血管內(nèi)皮細(xì)胞的遷移，抑制內(nèi)皮細(xì)胞粘附分子(VCAM-1和ICAM-1)的表達(dá)，下調(diào)的miR-199a-5p通過調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮生長因子1a(HIT-1a)來促進(jìn)骨髓血管生成。由此可以以miR-15a、miR-16、miR199a-5p為治療靶點，抑制新生血管的生成，控制腫瘤進(jìn)展。miR-222/221簇定位于t(4；14)，在MM中促進(jìn)惡性漿細(xì)胞增殖，Di Martino等[9]之前報道：通過反義寡核苷酸抑制miR-221/222和上調(diào)關(guān)鍵的miR-221/222靶標(biāo)可誘發(fā)抗MM活動。近年來他們又特別設(shè)計出一種新穎的硫代硫酸修改了13個主要核苷酸的miR-221反義寡核苷酸抑制劑(LNA-i-miR-221)，通過體內(nèi)和體外實驗得出結(jié)論：LNA-i-miR-221可以穩(wěn)定的、有效的對抗t(4；14)的MM細(xì)胞，在治療小鼠的過程中沒有發(fā)現(xiàn)行為的異常和器官相關(guān)的毒副作用產(chǎn)生，適合系統(tǒng)性的應(yīng)用，這些數(shù)據(jù)為臨床上研發(fā)LNA-i-miR-221治療MM提供有力的依據(jù)[24]。除此之外仍有許多以miRNAs為潛在治療靶點的研究正在進(jìn)行中。

2.4 miRNAs與MM預(yù)后 國外學(xué)者檢測新發(fā)MM患者外周血，發(fā)現(xiàn)低表達(dá)miRNA-19a可明顯縮短無進(jìn)展生存期(PFS)和總體生存期(OS)，并分析出miRNA-19a是一個可以預(yù)測MM患者具有短的PFS和OS，是預(yù)測高危MM的一個標(biāo)志物[18]。Navarro等[25]檢測自體干細(xì)胞移植(ASCT)后MM患者循環(huán)miRNAs表達(dá)，發(fā)現(xiàn)移植后具有長期PFS患者miRNA-19b或miRNA-331均高水平表達(dá)，并且得出相反的結(jié)論，miRNA-19b和miRNA-331低表達(dá)出現(xiàn)在移植后短期PFS患者。由此可發(fā)現(xiàn)miRNA-19b和miRNA-331可作為移植后MM患者預(yù)后的一個重要標(biāo)志。miRNA-744、let-7e、miRNA-92a等的異常表達(dá)在預(yù)測高危MM患者和預(yù)測MM患者的預(yù)后方面都有報道，越來越多的miRNAs異常表達(dá)將會被發(fā)現(xiàn)。

3 結(jié) 語

miRNAs已經(jīng)在多發(fā)性骨髓瘤的研究領(lǐng)域中起著至關(guān)重要的作用，不斷深入研究miRNAs可以更加有力明確MM的發(fā)病機(jī)制，對診斷、治療MM都有非常重要的價值。所以，以miRNAs為靶點是最有希望治愈MM的方法之一。

[1]Yang S,Wang S,Luo A,et al.Expression patterns and regulatory functions of microRNAs during the initiation of primordial follicle developmentin the neonataly mouse ovary[J].Biol Reprod,2013,89 (5):126.

[2]An J1,Chen X1,Chen W，et al.MicroRNA expression profile and the role of miR-204 in corneal wound healing[J].Invest Ophthalmol Vis Sci,2015,56(6):3673-3683.

[3]Selculdu SD,Donoghue MT,Spillane C.miR-21 as a key regulator of oncogenic processes[J].Biochem Soc Trans,2009,37(4):918-925.

[4]Kyle RA,Therneau TM,Rajkumar SV,et al.Prevalence of monoclonal gammopathy of undetermined significance[J].N Engl J Med, 2006,354:1362-1369.

[5]Pichiorri F,Suh SS,Ladetto M,et a1.MicroRNAs regulate critical genes associated with multiple myeloma pathogenesis[J].Proc Nail Acad Sci USA,2008,105(35):12885-12890.

[6]Wong KY,Yim RLH,Kwong YL,et al.Epigeneticinactivation of the MIR129-2 in hematological malignancies[J].Hematology&Oncology,2013,2(14):6-16.

[7]Umezu T,Tadokoro H,Azuma K3,et al.Exosomal miR-135b shed from hypoxic multiple myeloma cells enhances angiogenesis by targeting factor-inhibiting HIF-1[J].Blood,2015,6(3):3748-3758.

[8]Zhang W,Wang YE,Zhang Y,et al.Global epigenetic regulation of microRNAs in multiple myeloma[J].PLoS One,2014,9(10): e110973.

[9]Di Martino MT,Guzzi PH,Caracciolo D,et al.Integrated analysis of microRNAs,transcription factors and target genes expression discloses a specific molecular architecture of hyperdiploid multiple myeloma [J].Oncotarget,2015,5(27):1949-1965.

[10]Lionetti M,Agnelli L,Mosca L,et a1.Integrative high-resolution microarray analysis of human myeloma cell lines reveals deregulated miRNA expression associated with aUelic imbalances and gene expression profiles[J].Genes Chromosomes Cancer,2009,48(6): 52l-53l.

[11]Gutiérrez NC1,Sarasquete ME,Misiewicz-Krzeminska I,et al.Deregulation of microRNA expression in the different genetic subtypes of multiple myeloma and correlation with gene expression profiling [J].Leukemia,2010,24(3):629-637.

[12]Bi C,Chng WJ.MicroRNA:Important player in the pathobiology of multiple myeloma[J].BioMed Research International,2014,6(3): 1155-1167.

[13]Roecaro AM,Sacco A,Thomp∞n B,et a1.MicroRNAs-15a and 16 regulate tumor proliferation in multiple myeloma[J].Blood,2009, 113(26):6669-6680.

[14]Sevcikova S,Kubiczkova L,Sedlarikova L,et al.Serum miR-29a as a marker of muitiple myeloma[J].Leuk Lymphoma,3013,54(1): 189-191.

[15]Chen X,Liang H,Zhang J,et al.Secreted microRNA:a new form of intercellular communication[J].Trends Cell Biol,2012,22(3): 125-132.

[16]Oki Y,Copeland A,Younes A.Circulating serum microRNAs as novel diagnostic and prognostic biomarkers for multiple myeloma and monoclonal gammopathy of undetermined significance[J].Heamatologica,2014,99(3):511-518.

[17]Li F,Hao M,Feng X et al.Downregulated miR-33b is a novel predictor associated with disease progression and poor prognosis in multiple myeloma[J].Oncotarget,2015,39(7):793-799.

[18]Hao M,Zang M,Wendlandt E et al.Low serum miR-19a expression as a novel poor prognostic indicator in multiple myeloma[J].International Journal of Cancer,2015,8(136):1835-1844.

[19]Benetatos L.miR-29b:A new demethylator in multiple myeloma [J].Cell Cycle,2013,12(15):3718-37191.

[20]Roccaro AM,Sacco A,Thompson B,et al.MicroRNAs 15a and 16 regulate tumor proliferation in multiple myeloma[J].Blood,2009, 113:6669-6680.

[21]Sun CY,She XM,Qin Y,et al.MiR-15a and miR-16 affect the angiogenesis of multiple myeloma by targeting VEGF[J].Carcinogenesis,2013,34(2):426-435.

[22]Luo X,Gu J,Zhu R,et al.Integrative analysis of differential miRNA and functional study of miR-21 by seed-targeting inhibition in multiple myeloma cells in response to berberine[J].BMC Systems Biology,2014,8:82.

[23]Raimondi L,Amodio N,Di Martino MT et al.Targeting of multiple myeloma-related angiogenesis by miR-199a-5p mimics:in vitro and in vivo anti-tumor activity[J].oncotarget,2014,5(14):3039-3054.

[24]Di Martino MT,Gullà A,Gallo Cantafio ME ET AL.In vitro and in vivo activity of a novel locked nucleic acid(LNA)-inhibitor-miR-221 against multiple myeloma cells[J].PLoS One,2014,2(9):e89659.

[25]Navarro A,Díaz T,Tovar N,et al.A serum microRNA signature associated with complete remission and progression after autologous stem-cell transplantation in patients with multiple myeloma[J].Oncotarget,2015,1(22):1874-1883.

R739.42

A

1003—6350（2016）14—2334—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2016.14.033

2015-10-08)

葛繁梅。E-mail：gfmei@126.com