王俊 王巖哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院泌尿外科，哈爾濱151

MicroRNA在腫瘤診治中的研究進(jìn)展△

王俊 王巖#
哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院泌尿外科，哈爾濱1500010

MicroRNA（miRNA）是一類小的非編碼RNA，在轉(zhuǎn)錄后水平通過負(fù)性調(diào)節(jié)基因的表達(dá)從而維持細(xì)胞分化、增殖、凋亡等多種過程的動(dòng)態(tài)平衡。大量研究已表明，作為腫瘤抑制和致癌途徑中組成部分的miRNA，它們表達(dá)的異常與多種癌癥的發(fā)生相關(guān)。盡管目前在控制腫瘤形成方面已有進(jìn)展，但是針對(duì)不同的腫瘤仍缺乏有效的診斷和治療。研究顯示，不同腫瘤中具有特異性的miRNA表達(dá)譜，對(duì)此進(jìn)行分析可能有助于解決腫瘤診斷和治療方面的難題。本文對(duì)近些年miRNA在腫瘤中的相關(guān)研究做了總結(jié)，以為腫瘤的診斷和治療提供新的視角。

癌癥；miRNA；診斷；治療

MicroRNA（miRNA）是一類長度在19～25個(gè)核苷酸的內(nèi)源性單鏈小分子非編碼RNA［1］。在過去幾年的大量研究發(fā)現(xiàn)，miRNA調(diào)控著人類基因組中超過30%的編碼基因，通過與所調(diào)控的基因互補(bǔ)結(jié)合，在轉(zhuǎn)錄后水平誘導(dǎo)靶基因沉默或破壞靶基因的穩(wěn)定性，從而對(duì)細(xì)胞的分化、增殖、凋亡，甚至代謝等生物學(xué)過程起調(diào)節(jié)作用［2-3］。由于多方面的生物學(xué)影響，miRNA表達(dá)異?；蛴绊憁iRNA生成因素的改變均會(huì)導(dǎo)致一些疾病的發(fā)生，如腫瘤［4-5］。又有越來越多的研究證據(jù)表明，miRNA表達(dá)異常在腫瘤的發(fā)生中起重要作用，它們通過控制腫瘤抑制基因或致癌基因的表達(dá)，調(diào)控著腫瘤細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移。此外，不同miRNA在腫瘤中的表達(dá)是有差異的，有些miRNA表達(dá)上調(diào)，而有些表達(dá)是下調(diào)的［6］。這種差異性表達(dá)提示與腫瘤的特性有關(guān)，因此對(duì)miRNA的研究可能會(huì)為腫瘤的診斷和治療提供新的途徑。

1　miRNA在腫瘤中的作用

隨著近幾年對(duì)miRNA研究的深入，大量研究結(jié)果顯示miRNA與腫瘤的發(fā)生和發(fā)展有著密切關(guān)系。研究表明腫瘤患者血液、尿液、組織中miRNA表達(dá)水平均不同于正常組織［7］。miRNA表達(dá)異常會(huì)改變腫瘤發(fā)生和進(jìn)展中關(guān)鍵基因的表達(dá)，使得機(jī)體正常的信號(hào)通路發(fā)生異常，最終導(dǎo)致癌癥發(fā)生［8］。Guo等［9］研究發(fā)現(xiàn)miR-137在90%的膀胱癌患者中表達(dá)上調(diào)，且miR-137的表達(dá)水平與膀胱癌的TNM分期有關(guān)系。

miRNA下調(diào)可導(dǎo)致致癌基因表達(dá)增加，而miRNA的上調(diào)也可引起腫瘤抑制基因被抑制。這種差異性表達(dá)與腫瘤的特性有關(guān)，還與它們調(diào)節(jié)的癌癥相關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路上成百上千的蛋白編碼基因有關(guān)。一種miRNA可以調(diào)節(jié)多種靶基因的表達(dá)，而一種基因又受到多種miRNA的調(diào)節(jié)，miRNA在腫瘤中所起的作用很大程度上取決于其所調(diào)節(jié)的主要基因。利用RT-PCR、基因芯片等方法對(duì)不同腫瘤組織標(biāo)本中miR-137表達(dá)進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)miR-137在大多數(shù)腫瘤中表達(dá)下調(diào)，如卵巢癌［9］、肺癌［10］、結(jié)直腸癌［11］，但是在膀胱癌中表達(dá)上調(diào)［12］。Godlewski等［13］發(fā)現(xiàn)miR-451在膠質(zhì)瘤中表達(dá)上調(diào)，進(jìn)一步研究顯示它通過直接作用于靶基因CAB39，調(diào)節(jié)LKB1/AMPK信號(hào)通路介導(dǎo)的葡萄糖代謝，從而使膠質(zhì)瘤細(xì)胞能夠適應(yīng)代謝微環(huán)境的變化而存活，這種特性是其他腫瘤所不具有的。然而，Lv等［14］對(duì)肝癌的研究發(fā)現(xiàn)，miR-451表達(dá)低于正常肝臟組織，生物學(xué)實(shí)驗(yàn)表明miR-451能夠直接負(fù)性調(diào)節(jié)致癌基因ATF2，從而對(duì)肝癌細(xì)胞的增殖和遷移產(chǎn)生抑制。因此，miRNA在不同腫瘤中的作用是有差異的，具體調(diào)節(jié)不同腫瘤中癌癥相關(guān)基因的表達(dá)，參與腫瘤發(fā)生和進(jìn)展的機(jī)制，仍需要今后進(jìn)一步探究。

2　miRNA在腫瘤診斷中的作用

癌癥是引起死亡的主要疾病，早期診斷和治療能在一定程度上控制癌癥的進(jìn)展。雖然許多腫瘤標(biāo)志物，如AFP、PSA已經(jīng)用于癌癥的診斷，但是有時(shí)它們?cè)趨^(qū)分良性病變和惡性腫瘤上仍缺乏準(zhǔn)確性［15］，所以這些標(biāo)志物對(duì)早期腫瘤檢測(cè)的敏感性較低。近些年對(duì)miRNA的研究發(fā)現(xiàn)，它可能會(huì)成為合適的診斷腫瘤的新標(biāo)志物。Dharanija等［16］發(fā)現(xiàn)循環(huán)血液中異常的miRNA表達(dá)譜可用于癌癥的診斷。循環(huán)miRNA是腫瘤細(xì)胞分泌的存在于血漿、血清、尿液、唾液中的miRNA，它們與Argonaute蛋白或高密度脂蛋白的關(guān)系密切，而后者對(duì)低pH值，異常的溫度，RNase活性有抵抗作用，使得miRNA在循環(huán)中具有高度的穩(wěn)定性，可作為潛在的腫瘤診斷標(biāo)志物。通過近些年的研究，已有研究成果表明miRNA可作為診斷腫瘤的標(biāo)志物。

Stiegelbauer等［17］報(bào)道在結(jié)直腸癌的研究中miR-126調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮生長因子A（VEGF-A）的表達(dá)，從而影響結(jié)直腸癌的血管生成及腫瘤的進(jìn)展；miR-31能夠調(diào)節(jié)結(jié)直腸癌細(xì)胞對(duì)化療藥物的敏感性，抑制miR-31表達(dá)可增強(qiáng)癌細(xì)胞對(duì)化療藥物的敏感性。可見miRNA不但可以作為判斷腫瘤進(jìn)展的標(biāo)志物，還有助于評(píng)估化療藥物治療腫瘤的效果。

Markou等［18］分析乳腺癌患者的miRNA表達(dá)譜，結(jié)果發(fā)現(xiàn)miR-205表達(dá)下調(diào)以及miR-21表達(dá)上調(diào)的患者總體生存率較高，且具有較低的復(fù)發(fā)率。說明通過檢測(cè)miRNA的表達(dá)可對(duì)患者的生存周期進(jìn)行初步評(píng)估。在淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移性乳腺癌的淋巴液中檢測(cè)到miR-10b和miR-373表達(dá)升高，因此miR-10b和miR-373可作為轉(zhuǎn)移性乳腺癌的標(biāo)志物［19］。

循環(huán)miRNA，如miR-125a-5p、miR-145可作為非小細(xì)胞肺癌的標(biāo)志物。因?yàn)檠芯堪l(fā)現(xiàn)它們均具有腫瘤抑制作用，但在不同的腫瘤類型中它們的表達(dá)存在差異。相關(guān)報(bào)道顯示，miR-125a-5p通過阻滯EGFR信號(hào)通路抑制肺癌細(xì)胞遷移和侵襲，miR-145通過靶向作用于c-Myc抑制肺癌的進(jìn)展，然而通過檢測(cè)非小細(xì)胞肺癌血清中miRNA表達(dá)譜卻發(fā)現(xiàn)miR-125a-5p和miR-145在血清中均是過表達(dá)的［20］。這種不同的表達(dá)水平對(duì)區(qū)分腫瘤的類型有一定幫助。

前列腺癌的發(fā)生機(jī)制目前尚不清楚，所以仍缺乏有效的早期診治方法。研究發(fā)現(xiàn)前列腺癌中大多數(shù)miRNA是下調(diào)的，然而miR-375在前列腺癌患者血液中卻過度表達(dá)，且miR-375表達(dá)水平與高度淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移具有直接關(guān)系。此外，由于作用的靶基因不同，miR-375在雄激素依賴型和非依賴型前列腺癌中分別扮演著不同的角色［21］。因此把miR-375作為前列腺癌的標(biāo)志物，對(duì)前列腺癌的早期診斷，癌癥類型判斷及評(píng)估預(yù)后均具有重要的參考價(jià)值。

3　miRNA在腫瘤治療中的作用

由于miRNA控制了腫瘤抑制基因或致癌基因的表達(dá)，所以在調(diào)節(jié)參與腫瘤發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)移的信號(hào)通路上有巨大潛力。在腫瘤治療中，利用miRNA降解抗凋亡基因或沉默miRNA來上調(diào)腫瘤抑制基因。如上調(diào)miR-214表達(dá)不但可以抑制膀胱腫瘤的增殖，還能抑制腫瘤細(xì)胞的遷移和侵襲［22-23］。抑制前列腺癌細(xì)胞中miR-223-3p的表達(dá)能夠明顯抑制細(xì)胞的生物學(xué)行為。基于此，研究者對(duì)如何改變生物體內(nèi)miRNA的表達(dá)量從而發(fā)揮治療腫瘤的作用進(jìn)行了深入的探討。最初研究者發(fā)現(xiàn)通過病毒介導(dǎo)以及基于脂質(zhì)體的miRNA傳導(dǎo)系統(tǒng)可以將miRNA導(dǎo)入體內(nèi)，然而受到了細(xì)胞毒性和相關(guān)免疫反應(yīng)的限制［24］。目前研究發(fā)現(xiàn)納米?？梢宰鳛閭鬟f介質(zhì)將miRNA或anti-miRNA導(dǎo)向特定的蛋白。新研發(fā)的聚L-賴氨酸復(fù)合物釋放的微量anti-miRNA進(jìn)入癌細(xì)胞后能持續(xù)1周，效率高且無細(xì)胞毒性［15］。已有研究證實(shí)，在乳腺癌小鼠模型中采用該方法合成的miRNA能夠沉默過表達(dá)的HER-2［25］。

循環(huán)miRNA參與細(xì)胞與細(xì)胞間的信息傳遞，似乎具有潛在的治療作用?；谘h(huán)中這些小分子的過表達(dá)或低表達(dá)，一些關(guān)于它們?cè)谀[瘤治療上的研究也正在如火如荼地進(jìn)行。在結(jié)腸癌中，研究發(fā)現(xiàn)循環(huán)中miR-135b表達(dá)的上調(diào)能夠活化APC/β-catenin和SRC-PI3K通路，引起細(xì)胞逃逸凋亡；對(duì)小鼠結(jié)腸癌模型的研究表明抑制miR-135b的表達(dá)可以抑制結(jié)腸癌的發(fā)展［26］。另外，在肝癌的動(dòng)物模型中，恢復(fù)miR-26的表達(dá)可以抑制細(xì)胞周期調(diào)節(jié)基因cyclin D2和cyclin E2，從而增加癌細(xì)胞的凋亡［26］。

靶向作用于miRMA還可以增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞對(duì)化療藥物的敏感性。Mostert等［27］研究表明抑制miR-200b和miR-21表達(dá)后，膽管上皮癌細(xì)胞對(duì)吉西他濱的敏感性增加。Iorio等［28］發(fā)現(xiàn)miR-205可以靶向作用于HER-3受體抑制AKT下游信號(hào)通路，進(jìn)而提高乳腺癌細(xì)胞對(duì)酪氨酸激酶抑制劑的反應(yīng)性；研究還發(fā)現(xiàn)引入miR-205后乳腺癌細(xì)胞的克隆性增殖受到抑制，對(duì)吉非替尼和拉帕替尼的敏感性增強(qiáng)。這些研究結(jié)果均提示，通過改變機(jī)體miRNA表達(dá)，有望攻克腫瘤治療所面臨的難題。

4　展望

癌癥是個(gè)復(fù)雜且多因素導(dǎo)致的疾病，有太多的未知需要探索。由于缺乏特異性的診斷導(dǎo)致目前的治療并不能很好地控制癌癥的進(jìn)展，因此提高癌癥的診治效果和改善患者的生活質(zhì)量仍是一項(xiàng)巨大的挑戰(zhàn)。然而通過近些年的大量研究發(fā)現(xiàn)miRNA具有靶向作用于致癌基因或下游信號(hào)蛋白的特性，這對(duì)癌癥的診治具有突破性的參考價(jià)值。目前，關(guān)于miRNA在癌癥的病因分析、診斷、治療及預(yù)后評(píng)估等方面的研究已有初步進(jìn)展，而且通過檢測(cè)miRNA相關(guān)分子和通路蛋白的表達(dá)可以更精確地評(píng)估癌癥患者的總體生存率，特別是納米粒介導(dǎo)的miRNA傳導(dǎo)系統(tǒng)可以精確地作用于靶向目標(biāo)，從而減少了細(xì)胞毒性及對(duì)非靶向目標(biāo)的損害，這對(duì)癌癥的治療而言無疑是種巨大的飛躍。當(dāng)然，關(guān)于miRNA在各類腫瘤中發(fā)揮的作用仍處于邊緣研究階段，因此要從根源上解決診治癌癥的難題仍是目前眾多醫(yī)學(xué)研究者面臨的重任。隨著對(duì)miRNA在癌癥發(fā)生分子機(jī)制中的作用以及診治等各方面不斷地認(rèn)識(shí)，這將會(huì)更有助于癌癥的早期診斷，且基于miRNA的新型藥物應(yīng)用于臨床治療腫瘤也指日可待。

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R730. 5

A

110.11877/j.issn.1672-1535.2016.14.05.03

黑龍江省教育廳科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目（12541545）

（corresponding author），郵箱：yymnwangyan@126.com

2015-11-03）