管金 綜述　王玉杰審校新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院泌尿中心，烏魯木齊830054

微小RNARNA與腎癌關(guān)系的研究進(jìn)展△

管金 綜述王玉杰#審校
新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院泌尿中心，烏魯木齊830054

微小RNA（microRNA，miRNA）是一類全長約為20 nt的非編碼單鏈RNA，在翻譯后水平調(diào)控人類1/3的靶mRNA。特異的miRNA參與腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程，在腫瘤細(xì)胞增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移等方面發(fā)揮重要作用，在疾病狀態(tài)下特異miRNA的表達(dá)水平出現(xiàn)明顯改變。在腎癌細(xì)胞中，miRNA表達(dá)水平和對應(yīng)的循環(huán)miRNA表達(dá)量均會出現(xiàn)特異性改變，而循環(huán)miRNA穩(wěn)定性較好。多項研究顯示通過檢測循環(huán)中miRNA的表達(dá)量來診斷腫瘤及判斷預(yù)后似乎是可行的，近年來對腎癌有了進(jìn)一步研究，本文對現(xiàn)階段miRNA與腎癌之間關(guān)系的研究進(jìn)展進(jìn)行了總結(jié)。

miRNA；腎癌；分子標(biāo)志物

腎細(xì)胞癌（renal cell carcinoma，RCC）起源于腎小管上皮細(xì)胞，其發(fā)病率約占全身惡性腫瘤的3%，占腎臟原發(fā)性惡性腫瘤的85%～90%，為泌尿系統(tǒng)三大惡性腫瘤之一，發(fā)病率僅次于膀胱癌，死亡率高達(dá)40%[1-2]。其病因不明，發(fā)病可能與肥胖、吸煙、長期血液透析等有關(guān)；某些職業(yè)如皮革、石油等產(chǎn)業(yè)工人患病率相對較高；另外其患病存在一定的遺傳風(fēng)險。透明細(xì)胞癌是腎癌最常見的病理類型，對常規(guī)放療和化療均不敏感[3]，目前手術(shù)切除腫瘤仍然是腎細(xì)胞癌最主要的治療方法。多數(shù)腎癌患者臨床癥狀不典型，目前主要通過醫(yī)學(xué)影像學(xué)檢查發(fā)現(xiàn)，近50%腎癌偶然發(fā)現(xiàn)，約25%的患者確診時已發(fā)生轉(zhuǎn)移[4]。腎癌患者的預(yù)后在一定程度上與是否轉(zhuǎn)移有關(guān)，按TNM分期標(biāo)準(zhǔn)分期越高，轉(zhuǎn)移發(fā)生率就越高。根據(jù)腎癌這些特性，故需從分子水平了解腎癌，并尋找有效的分子標(biāo)志物，為腎癌早期診斷和預(yù)后評估提供幫助。miRNA是近期發(fā)現(xiàn)的一種內(nèi)源進(jìn)化保守的非編碼單鏈小分子RNA，越來越多的研究顯示miRNA與腫瘤的分期、轉(zhuǎn)移、預(yù)后、藥物療效均存在密切的聯(lián)系。本文就miRNA與腎癌關(guān)系的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1　miRA概論

miRNA是眾多小RNA中的一類。1993年，Lee和Ambros[5]在秀麗隱桿線蟲中發(fā)現(xiàn)第一個miRNA（lin-4），當(dāng)時并沒有引起重視，直到2001年，這類小RNA分子在脊柱動物中被發(fā)現(xiàn)，才開始引起關(guān)注，并將這類小RNA分子命名為miRNA。miRNA的產(chǎn)生是個極其復(fù)雜的過程，至今沒有完全明了，目前大致的產(chǎn)生機(jī)制：miRNA基因主要位于基因內(nèi)區(qū)（不編碼蛋白質(zhì)），在細(xì)胞核中被RNAP Ⅱ/Ⅲ轉(zhuǎn)錄成長達(dá)數(shù)千個核苷酸的pri-miRNA，隨后pri-miRNA被RNaseⅢ（Drosha）和輔助蛋白DGCR8識別和切割形成長約70 nt的pre-miRNA，不久premiRNA依賴RAN-GTP系統(tǒng)以及胞核/胞質(zhì)轉(zhuǎn)運蛋白Exportin5由細(xì)胞核運至細(xì)胞質(zhì)。至細(xì)胞質(zhì)中，pre-miRNA被另一種RNaseⅢ酶（Dicer）更進(jìn)一步切割成長約20 nt成熟互補(bǔ)雙鏈miRNA（與miRNA互補(bǔ)鏈稱為miRNA*）。miRNA*通常在隨后被降解，成熟的miRNA在RNA誘導(dǎo)沉默復(fù)合物（RNA-induced silencing complex，RISC）引導(dǎo)下，通過與mRNA的3′端非翻譯區(qū)（3′-UTR）完全或不完全互補(bǔ)配對，從而使靶mRNA的翻譯受到影響，最后起到翻譯后水平調(diào)節(jié)基因表達(dá)的作用[6-7]。另外，miRNA參與調(diào)控著人類約30%的mRNA[8]。血清中miRNA穩(wěn)定性較好，在反復(fù)凍結(jié)和解凍過程中，以及在室溫下短時間放置并不明顯導(dǎo)致miRNA降解，另外，血清中特異的miRNA與腫瘤組織中的表達(dá)水平趨向一致，其可能起源于腫瘤組織[9]。在腫瘤患者中，miRNA表達(dá)量常會發(fā)生特異性改變，這使miRNA作為一種新的分子標(biāo)志物成為可能。

2　miRNA與腎細(xì)胞癌的關(guān)系

miRNA充當(dāng)癌基因或抑癌基因參與腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程[10]。趙爽等[11]通過實時熒光定量PCR技術(shù)研究miRNA-142-5p在腎透明細(xì)胞癌中的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)相對于癌旁正常組織，miRNA-142-5p的表達(dá)水平明顯增高。Zhao等[12]發(fā)現(xiàn)miR-210在腎癌患者血清中存在差異性表達(dá)，可能成為腎癌患者的潛在分子標(biāo)志物。不過也存在部分研究結(jié)果不一致情況，例如，Redova等[13]研究發(fā)現(xiàn)在腎癌患者血清中miR-378出現(xiàn)高表達(dá)，可以作為腎癌的分子標(biāo)志物，而Hauser等[14]通過小樣本探索階段發(fā)現(xiàn)在腎癌患者血清中miR-378高表達(dá)，但在隨后的大樣本驗證階段發(fā)現(xiàn)血清中miR-378表達(dá)水平與健康對照組無差異性表達(dá)，并不能為腎癌的早期診斷、轉(zhuǎn)移、預(yù)后評估提供幫助。Jung等[15]在研究腎透明細(xì)胞癌中miRNA表達(dá)變化時，發(fā)現(xiàn)13種miRNA表達(dá)水平出現(xiàn)上調(diào)，20種出現(xiàn)下調(diào)，進(jìn)一步的實時定量PCR驗證，上調(diào)最顯著的有miR-155、miR-16、miR-452*、miR-224和miR-210，聯(lián)合上調(diào)的miR-155和下調(diào)的miR-141進(jìn)行區(qū)別腎透明細(xì)胞癌和正常的腎組織可達(dá)到97%的準(zhǔn)確率。Wulfken等[16]發(fā)現(xiàn)循環(huán)miR-1233在腎癌患者中出現(xiàn)差異性表達(dá)，有望成為潛在分子標(biāo)志物，但是通過大樣本多中心研究得出來的結(jié)果并沒有使他們滿意（AUC為0.588，敏感性為77%，特異性為37.6%）。miRNA的表達(dá)譜可以區(qū)別良性惡性組織，同時還可以區(qū)分不同類型腫瘤細(xì)胞[17-18]。另外，miRNA還與預(yù)后相關(guān)，如在腎癌組織中高表達(dá)的miR-21和低表達(dá)的miR-126相結(jié)合可以判斷腎癌患者的預(yù)后好壞和疾病進(jìn)展[19]，在腎透明細(xì)胞癌中，miR-23b/27b充當(dāng)抑癌基因的作用，其表達(dá)水平可以作為預(yù)后判斷的分子標(biāo)志物[20]。當(dāng)然，miRNA在其他腫瘤中也出現(xiàn)差異性表達(dá)，例如miR-106a在胃癌組織中高表達(dá)，并有促進(jìn)癌細(xì)胞遷移，增加侵襲力作用[21]；miR-29a、miR-92在結(jié)腸癌中出現(xiàn)差異性表達(dá)，是其潛在分子標(biāo)志物[22]；miR-195在乳腺癌中出現(xiàn)差異性表達(dá)[23]；miR-141、miR-26a在前列腺癌中出現(xiàn)差異性表達(dá)，為潛在分子標(biāo)志物[24]。

2.1miRNA參與調(diào)控腫瘤細(xì)胞增殖、分化和凋亡等多個生理生化過程

隨著人們對miRNA的認(rèn)識逐漸深入，發(fā)現(xiàn)miRNA參與調(diào)節(jié)細(xì)胞周期各環(huán)節(jié)，對細(xì)胞增殖、分化以及凋亡等生物學(xué)過程發(fā)揮重要作用[25]。Kumar等[26]在小鼠模型中發(fā)現(xiàn)傳染Let-7可以使細(xì)胞周期G0-G1、G2-M增多，S期減少。miR-221、miR-222在腎癌中高表達(dá)，其可在翻譯水平抑制P27的表達(dá)，P27主要控制G1-S期的轉(zhuǎn)化，可使細(xì)胞周期停滯在靜止期，可見miR-221、miR-22的高表達(dá)促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖[27]。在腫瘤形成過程，血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）起著非常重要的作用，給腫瘤提供豐富的血供，而miR-29b間接調(diào)節(jié)腎癌中VEGF的基因表達(dá)[28]。

2.2miRNA參與調(diào)控腫瘤細(xì)胞遷移、轉(zhuǎn)移和侵襲

上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）在腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移中發(fā)揮重要作用，EMT是由于E-鈣黏蛋白（E-cadherin）減少，導(dǎo)致細(xì)胞間黏附能力下降，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞的游走能力增加而出現(xiàn)轉(zhuǎn)移風(fēng)險。在腎細(xì)胞癌中，miR-141、miR-200c出現(xiàn)低表達(dá)，ZFHX1B在轉(zhuǎn)錄水平上對E-cadherin起阻遏作用，而ZFHX1B在腫瘤細(xì)胞中表達(dá)增加，且是miR-141、miR-200c的靶分子[29]，據(jù)此可推斷出miR-141、miR-200c起著抑制腫瘤發(fā)生的生物學(xué)功能。Gregory等[30]通過體外實驗發(fā)現(xiàn)，miR-200家族和miR-205通過靶基因ZEB1、SIP1下調(diào)E-cadherin的表達(dá)而導(dǎo)致EMT的發(fā)生。多項研究顯示miR-200家族在胰腺癌、結(jié)直腸癌、乳腺癌等中參與類似的過程[31]。miR-21在腎癌中高表達(dá)，并促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖和增加遷移能力[32]。張輝等[33]將Pre-miR-21和antimiR-21分別轉(zhuǎn)染腎癌Caki-1細(xì)胞，實時PCR驗證轉(zhuǎn)染效果，pre-miR-21和anti-miR-21轉(zhuǎn)染后能夠明顯升高和降低Caki-1細(xì)胞miR-21的表達(dá)量，發(fā)現(xiàn)與未轉(zhuǎn)移的腎癌細(xì)胞相比，原發(fā)伴轉(zhuǎn)移腎癌細(xì)胞中miR-21的表達(dá)水平明顯升高，pre-miR-21組穿透濾膜的細(xì)胞數(shù)明顯增加，而anti-miR-21組穿透濾膜的細(xì)胞數(shù)明顯減少，進(jìn)一步證實了miR-21與腎癌的侵襲轉(zhuǎn)移相關(guān)。

3　miRNA的臨床應(yīng)用價值

Chen等[34]研究發(fā)現(xiàn)無論健康人或患者血清中都存在大量的miRNA，以及部分的mRNA、rRNA和其他未分類小分子RNA，證實了血清中有大量miRNA的存在。Valad等[35]在膜結(jié)合酶中發(fā)現(xiàn)含有miRNA，并認(rèn)為血清中的miRNA之所以不被酶消化，膜結(jié)合酶發(fā)揮重要作用。另外，由于特異miRNA在正常組織和腫瘤組織中表達(dá)不同，miRNA有望成為區(qū)分正常組織和腫瘤組織的工具，以及能夠區(qū)分腫瘤中的不同亞型[36]。由于穩(wěn)定性較好，使miRNA應(yīng)用于臨床診斷、預(yù)后評估、評價藥物療效等具有更加可操作性。Dutta等[37]發(fā)現(xiàn)miR-34a在腎癌中高表達(dá)，通過降低miR-34a的表達(dá)水平，可以減慢腫瘤的生長速度。可見miRNA作為治療靶點表現(xiàn)出了巨大的潛力。另外通過給小鼠注射染料木素處理過的腎癌細(xì)胞后，發(fā)現(xiàn)形成腫瘤明顯小于對照組，染料木素在體內(nèi)外可以降低miR-21的表達(dá)，并發(fā)現(xiàn)miR-21的表達(dá)與腎細(xì)胞癌患者的總生存期負(fù)相關(guān)[32]。據(jù)此，可設(shè)想人工合成抗miRNA藥物或miRNA藥物，以恢復(fù)疾病導(dǎo)致上調(diào)或下調(diào)的miRNA的表達(dá)，從而達(dá)到分子水平治療目的，有望成為未來治療腫瘤的一個新方向。檢測血清miRNA的優(yōu)越性主要表現(xiàn)在：①血液標(biāo)本易獲取、穩(wěn)定，患者相對無創(chuàng)傷，可避免病理穿刺引起的腫瘤擴(kuò)散；②血清miRNA反映的是機(jī)體整體的生理病理情況，其檢測結(jié)果具有指導(dǎo)意義，血清中某些特異的miRNA可以指示特異的組織器官病變，因此其又可以作為疾病診斷的一個參數(shù)。另外，Taylor和Gercel-Taylor[38]發(fā)現(xiàn)血清中的miRNA在男女以及不同年齡之間沒有明顯差異性改變。此外，在血清和血漿中miRNA的表達(dá)水平?jīng)]有明顯差異[9]，可見，其受干擾性小，作為分子標(biāo)志物表現(xiàn)出了極大的潛力。

4　小結(jié)

在臨床中，為了避免誤診和及時發(fā)現(xiàn)腎癌，具有十分重要的臨床意義。組織活檢在臨床上無法實現(xiàn)腫瘤的早期診斷和治療效果的正確評估。而血清具有取材方便、相對無創(chuàng)、連續(xù)體外檢測的優(yōu)點。近年來的研究發(fā)現(xiàn)人血清中存在穩(wěn)定且豐富的miRNA，并通過一些相關(guān)實驗證實了miRNA有助于腫瘤患者的早期診斷和預(yù)后評估。而循環(huán)miRNA又容易被實時熒光定量PCR技術(shù)檢測，這使miRNA成為一種新的檢測手段表現(xiàn)出巨大的前景。由于腫瘤的形成過程極其復(fù)雜，有多種因素參與其中發(fā)生發(fā)展，對相關(guān)腫瘤與miRNA關(guān)系的研究提示miRNA有望成為腫瘤治療中的一個新的靶點，為抗腫瘤治療提供了一個合理的分子水平設(shè)想，為癌癥研究指明了一個全新的方向。特異miRNA靶向作用于何種基因，又受到哪些因素的調(diào)控，隨著相關(guān)研究的深入，相關(guān)疑問將會得到合理的解釋。

[1]SiegelR,Ma J,Zou Z,et al.Cancer statistics,2014[J].CA Cancer J Clin,2014,64(1):9-29.

[2]Gottardo F,Liu CG,Ferracin M,et al.Micro-RNA profiling in kidney and bladder cancers[J].Urol Oncol,2007,25(5): 387-392.

[3]Huang Y,Dai Y,Yang J,et al.Microarray analysis of microRNA expression inRenal clear cell carcinoma[J].Eur J Surg Oncol,2009,35(10):1119-1123.

[4]Jiang Z,Chu PG,Woda BA,et al.Combination of quantitative IMP3 and tumor stage:a new system to predict metastasis for patients with localizedRenal cell carcinomas[J].Clin CancerRes,2008,14(17):5579-5584.

[5]LeeRC,Ambros V.An extensive class of smallRNAs in Caenorhabditis eleganzs[J].Science,2001,294(5543):862-864.

[6]van den Berg A,Mols J,Han J.RISC-target interaction: cleavage and translational suppression[J].Biochim Biophys Acta,2008,1779(11):668-677.

[7]Winter J,Jung S,Keller S,et al.ManyRoads to maturity: microRNA biogenesis pathways and theirRegulation[J].Nat Cell Biol,2009,11(3):228-234.

[8]Lewis BP,Burge CB,Bartel DP,et al.Conserved seed pairing,often flanked by adenosines,indicates that thousands of human genes are microRNA targets[J].Cell,2005,120 (1):15-20.

[9]Mitchell PS,ParkinRK,Kroh EM,et al.Circulating microRNAs as stable blood-based markers for cancer detection [J].Proc Natl Acad Sci U S A,2008,105(30):10513-10518.

[10]Bartels CL,Tsongalis GJ.MicroRNAs:novel biomarkers for human cancer[J].Clin Chem,2009,55(4):623-631.

[11]趙爽,王海峰,劉凌琪,等.miRNA-142-5p在腎細(xì)胞癌中高表達(dá)的研究[J].山東醫(yī)藥,2008,48(41):12-14.

[12]Zhao A,Li G,Péoc’h M,et al.Serum miR-210 as a novel biomarker for molecular diagnosis of clear cellRenal cell carcinoma[J].Exp Mol Pathol,2013,94(1):115-120.

[13]Redova M,Poprach A,Nekvindova J,et al.Circulating miR-378 and miR-451 in serum are potential biomarkers forRenal cell carcinoma[J].J Transl Med,2012(10):55.

[14]Hauser S,Wulfken LM,Holdenriede S,et al.Analysis of serum microRNAs(miR-26a-2*,miR-191,miR-337-3p and miR-378)as potential biomarkers inRenal cell carcinoma[J].Cancer Epidemiol,2012,36(4):391-394.

[15]Jung M,Mollenkopf HJ,Grimm C,et a1.MicroRNA profiling of clear cellRenal cell cancer identifies aRobust signature to defineRenal malignancy[J].J Cell Mol Med, 2009,13(9B):3918-3928.

[16]Wulfken LM,MoritzR,Ohlmann C,et al.MicroRNAs inRenal cell carcinoma:diagnostic implications of serum miR-1233 levels[J].PLoS One,2011,6(9):e25787.

[17]Volinia S,Calin GA,Liu CG,et al.A microRNA expression signature of human solid tumors defines cancer gene targets[J].Proc Nati Acad Sci U S A,2006,103(7):2257-2261.

[18]Spector Y,Fridman E,Rosenwald S,et al.Development and validation of a microRNA-based diagnostic assay for classification ofRenal cell carcinomas[J].Mol Oncol, 2013,7(3):732-738.

[19]Vergho D,Kneitz S,Rosenwald A,et al.Combination of expression levels of miR-21 and miR-126 is associated with cancer-specific survival in clear-cellRenal cell carcinoma[J].BMC Cancer,2014(14):25.

[20]Ishihara T,Seki N,Inoguchi S,et al.Expression of the tumor suppressive miRNA-23b/27b cluster is a good prognostic marker in clear cellRenal cell carcinoma[J].J Urol, 2014,192(6):1822-1830.

[21]Zhu M,Zhang N,He S,et al.MicroRNA-106a targets TIMP2 toRegulate invasion and metastasis of gastric cancer[J].FEBS Lett,2014,588(4):600–607.

[22]Huang Z,Huang D,Ni S,et al.Plasma microRNAs are promising novel biomarkers for early detection of colorectal cancer[J].Int J Cancer,2010,127(1):118-126.

[23]Heneghan HM,Miller N,Lowery AJ,et al.Circulating microRNAs as novel minimally invasive biomarkers for breast cancer[J].Ann Surg,2010,251(3):499-505.

[24]MahnR,Heukamp LC,Rogenhofer S,et al.Circulating microRNAs(miRNA)in serum of patients with prostate cancer[J].Urology,2011,77(5):1265.

[25]Lawrie CH,Gal S,Dunlop HM,et a1.Detection of elevated levels of tumour-associated microRNAs in serum of patients with diffuse large B-cell lymphoma[J].Br J Haematol,2008,141(5):672-675.

[26]Kumar MS,Erkeland SJ,PesterRE,et al.Suppression of non-small cell lung tumor development by the let-7 microRNA family[J].Proc Natl Acad Sci U S A,2008,105 (10):3903-3908.

[27]Gillies JK,Lorimer IA.Regulation of p27Kip1 by miRNA 221/222 in glioblastoma[J].Cell Cycle,2007,6(16):2005-2009.

[28]Sinhas S,Dutta S,Datta K,et al.Von Hippel-Lindau gene product modulates TIS11B expression inRenal cell carcinoma:impact on vascular endothelial growth factor expression in hypoxia[J].J Biol Chem,2009,284(47): 32610-32618.

[29]Nakada C,Matsuura K,Tsukamoto Y,et al.Genome-wide microRNA expression profiling inRenal cell carcinoma: significant down-regulation of miR-141 and miR-200c[J].J Pathol,2008,216(4):418-427.

[30]Gregory PA,Bert AG,Paterson EL,et al.The miR-200 family and miR-205Regulate epithelial to mesenchymal transition by targeting ZEB1 and SIP1[J].2008,10(5): 593-601.

[31]Burk U,Schubert J,Wellner U,et al.AReciprocalRepression between ZEB1 and members of the miR-200 family promotes EMT and invasion in cancer cells[J].EMBORep,2008,9(6):582-589.

[32]Zaman MS,Shahryari V,Deng G,et al.Up-regulation of microRNA-21 correlates with lower kidney cancer survival[J].Plos One,2012,7(2):e31060.

[33]張輝,郭艷,尚超,等.miR-21與腎癌轉(zhuǎn)移的相關(guān)性及其對腎癌細(xì)胞侵襲能力的影響[J].中國腫瘤臨床,2013,40 (12):702-704.

[34]Chen X,Ba Y,Ma L,et al.Characterization of microRNAs in serum:a novel class of biomarkers for diagnosis of cancer and other diseases[J].CellRes,2008,18(10): 997-1006.

[35]Valad H,Ekstr?m K,Bossios A,et al.Exosome-mediated transfer of mRNAs and microRNAs is a novel mechanism of genetic exchange between cells[J].Nat Cell Biol,2007, 9(6):654-659.

[36]Di Leva G,Garofalo M,Croce CM.MicroRNAs in cancer [J].AnnuRev Pathol,2014(9):287-314.

[37]Dutta KK,Zhong Y,Liu YT,et al.Association of microRNA-34a overexpression with proliferation is cell type-dependent[J].Cancer Sci,2007,98(12):1845-1852.

[38]Taylor DD,Gercel-Taylor C.MicroRNA signatures of tumor-derived exosomes as diagnostic biomarkers of ovarian cancer[J].Gynecol Oncol,2008,110(1):13-21.

R737.1

A

10.11877/j.issn.1672-1535.2016.14.01.06

新疆維吾爾自治區(qū)自然科學(xué)基金（2013211A101）

（corresponding author），郵箱：wangyj-mr@vip.sina.com

2015-05-22）