荀靜宇, 李福軍, 孫 晨, 吳德全
哈爾濱醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院普通外科六病房,黑龍江 哈爾濱 150086
miR-135a在消化系統(tǒng)腫瘤中的研究進展
荀靜宇, 李福軍, 孫 晨, 吳德全
哈爾濱醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院普通外科六病房,黑龍江 哈爾濱 150086
microRNAs(miRNAs)是由17~27個核苷酸組成的非編碼小RNA,它通過信使RNA(messenger RNA,mRNA)降解目標RNA或抑制蛋白質(zhì)的翻譯來調(diào)節(jié)基因的表達,大多數(shù)microRNAs都參與腫瘤細胞的增殖、擴散、轉(zhuǎn)移和凋亡,并在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展過程中扮演著重要角色。消化系統(tǒng)腫瘤的發(fā)生率和死亡率呈上升趨勢,對人們的身體健康存在著嚴重威脅。相關(guān)研究表明miR-135a在腫瘤的早期診斷和相關(guān)治療中都起到重要作用,本文將對miR-135a在消化系統(tǒng)腫瘤中的研究進展作一概述。
miR-135a;消化系統(tǒng)腫瘤;診斷;治療
microRNAs是一種保守的非編碼小RNA,它能與目標RNA特定的3′-端非翻譯區(qū)(3′-UTR)的堿基互補配對,從而抑制蛋白質(zhì)的翻譯,許多腫瘤的發(fā)生都與microRNAs的異常表達有關(guān)[1],有證據(jù)表明基于microRNAs的基因調(diào)節(jié)功能,它可作為癌基因或抑癌基因存在于腫瘤組織中[2]。其中miR-135家族包含miR-135a和miR-135b。黏著斑激酶(focal adhesion kinase,F(xiàn)AK)在許多腫瘤中過表達,而miR-135a在FAK的3′-UTR上有一個恒定的結(jié)合位點,與之結(jié)合后會抑制其熒光素酶的活性,從而影響腫瘤的發(fā)生與發(fā)展[3]。消化系統(tǒng)腫瘤的發(fā)生率呈現(xiàn)逐年上升趨勢,而對其的早期診斷及后期治療均存在局限性,導致其死亡率也較高,近年的研究[4]發(fā)現(xiàn)miR-135a在消化系統(tǒng)腫瘤的早期診斷、靶基因治療和判斷預后等方面都起到重要的作用,現(xiàn)將miR-135a在消化系統(tǒng)腫瘤中的研究進展作一概述。
在中國,大多數(shù)肝癌患者都是因為感染了HBV或HCV,其發(fā)生率和死亡率均較高,中國肝癌患者約占全球肝癌患者的55%[5]。目前治療肝癌最有效的方法是外科手術(shù),但很多患者在確診時已經(jīng)是腫瘤晚期或伴遠處轉(zhuǎn)移,從而失去了手術(shù)切除腫瘤的機會,因此我們要深入了解肝癌轉(zhuǎn)移的分子機制,為肝癌患者的治療尋找新的靶點。Zeng等[6]研究發(fā)現(xiàn)miR-135a與FOXO1mRNA的3′-UTR相結(jié)合,導致SNAI1和MMP2超表達、促進AKT磷酸化,抑制FOXO3a磷酸化。SNAI1和MMP2能促進腫瘤的浸潤和轉(zhuǎn)移,其超表達可促使腫瘤發(fā)生轉(zhuǎn)移,AKT磷酸化后可介導下游信號傳導,增強細胞的抗凋亡能力。FOXO3a具有促使肝癌細胞增殖和形成細胞集落的能力[7],F(xiàn)OXO3a磷酸化后細胞核脫出,其功能將發(fā)生減退[8]。miR-135a在肝癌細胞和肝癌組織中超表達,這種異常表達的miR-135a促進了肝癌細胞的浸潤和擴散[6]。Liu等[9]研究發(fā)現(xiàn)miR-135a的超表達促進肝癌患者門靜脈癌栓(portal vein tumor thrombus,PVTT)形成和癌細胞發(fā)生轉(zhuǎn)移,門靜脈癌栓形成嚴重影響患者生存,在裸鼠的原位移植模型中研究發(fā)現(xiàn)抑制miR-135a表達后,PVTT的發(fā)生率明顯降低。因此檢測miR-135a可以判斷PVTT患者的預后情況。KLF4在細胞增殖和凋亡周期中起到重要的作用[10],KLF4/VDR信號通路可阻止肝癌的進展[11],過表達的KLF4可抑制肝癌細胞的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移[12]。Yao等[13]研究發(fā)現(xiàn),在肝癌組織中miR-135a通過與TGF-β1配對誘導KLF4的表達下調(diào),miR-135a在肝癌組織中的表達比癌旁組織高,當miR-135a受到抑制后,KLF4的表達明顯升高。這些都提示miR-135a在肝癌治療中的價值,檢測miR-135a的表達水平既可以對肝癌做出早期診斷,也可以預測肝癌患者的預后,同時也可以通過基因的治療來降低miR-135a的表達,為肝癌患者的治療提供新的方式。
膽囊癌惡性程度較高,很多患者確診時已經(jīng)是腫瘤晚期,患者預后非常差。Zhou等[14]研究發(fā)現(xiàn)極低密度脂蛋白受體(very low density lipoprotein receptor,VLDLR)在膽囊癌中過表達,VLDLR被認為是miR-135a的直接功能目標,p38 MAPK被證明參與miR-135a-VLDLR的下游信號,miR-135a-VLDLR-p38軸可導致膽囊癌細胞增殖,所以在膽囊癌中miR-135a表達下調(diào),抑制膽囊癌細胞的增殖。Yin等[15]證實miR-135a在膽囊癌組織中低表達,具有抑癌作用,但在膽囊癌細胞中過表達,可促進膽囊癌細胞的G1期阻滯,降低S期百分比,抑制膽囊癌細胞增殖。目前miR-135a在膽囊癌中研究相對較少,但可以證實miR-135a在膽囊癌中有抑癌基因的作用,可作為膽囊癌治療的靶點。
胰腺癌是消化系統(tǒng)惡性腫瘤中的一種,其中胰腺導管腺癌(pancreatic ductal adenocarcinoma,PDAC)占胰腺癌的90%,患者預后極差,5年生存率僅為5%左右,胰腺癌具有高侵襲性,早期缺乏典型的臨床癥狀,對于胰腺癌的早期診斷非常困難,在臨床上除了根治性手術(shù)切除之外,尚缺乏有效的靶向治療藥物[16]。有研究[17]證實Bmi1基因是原癌基因,在PDAC組織中高表達,并與PDAC患者的不良預后有關(guān),當下調(diào)Bmi1的表達后可以抑制PDAC細胞的增殖和侵襲能力。Dang等[18]研究發(fā)現(xiàn)Bmi1在胰腺癌組織中的表達明顯高于癌旁組織,通過熒光素酶檢測顯示miR-135a可與Bmi1的3′-UTR相結(jié)合,從而抑制Bmi1的轉(zhuǎn)錄,下調(diào)Bmi1的表達。采用Western blotting檢測幾個與細胞周期和凋亡相關(guān)的Bmi1下游分子顯示,miR-135a過表達后cyclin D1、Cdk2、Cdk4的表達下調(diào)。這些都證明miR-135a可以抑制胰腺癌細胞的增殖與侵襲,可以為胰腺癌的診斷提出新的方向。秦濤等[19]通過體外試驗研究miR-135a對人胰腺癌細胞株Bxpc-3的增殖及凋亡的影響發(fā)現(xiàn),miR-135a的高表達可能與胰腺癌的發(fā)生及Bxpc-3細胞的增殖有關(guān),下調(diào)miR-135a的表達后,可使Bxpc-3細胞的增殖率降低,同時也能增強Bxpc-3細胞對5-FU的敏感性,這為胰腺癌的基因治療提供了新的靶點。
胃癌患者在早期沒有典型的臨床癥狀,對于胃癌的早期診斷、治療及轉(zhuǎn)移的相關(guān)研究仍是一個棘手的問題。有研究證實KIFC1可促進胃癌細胞的生長和促進癌細胞集落形成,在調(diào)節(jié)胃癌細胞的發(fā)生和發(fā)展中起到重要作用[20]。Zhang等[21]同時轉(zhuǎn)染MKN-45和MGC-803細胞模仿miR-135a對于KIFC1的影響,實驗證實miR-135a與KIFC1的3′-UTR結(jié)合后下調(diào)KIFC1的表達,抑制其增殖,促進胃癌細胞凋亡。Wu等[22]研究發(fā)現(xiàn)miR-135a在胃癌中過表達可以下調(diào)JAK2蛋白的表達,同時減弱了p-STAT3的活性和cyclin D1、Bcl-xL蛋白的表達,從而抑制胃癌細胞的增殖和胃癌細胞集落的生成。由此可見miR-135a在胃癌中發(fā)揮抑癌基因的作用。淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移是胃癌患者相關(guān)死亡的主要原因,然而調(diào)節(jié)胃癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的相關(guān)因素尚未完全闡明[23],目前認為腫瘤的淋巴管生成是胃癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的標志,血管內(nèi)皮生長因子C(vascular endothelial growth factor C,VEGF-C)在淋巴管生成中有重要的作用[24]。Yang等[25]研究發(fā)現(xiàn)VEGF-C可導致miR-135a表達下調(diào),miR-135a可作為胃癌早期診斷和判斷預后的指標。Shin等[26]研究發(fā)現(xiàn)在早期胃癌伴淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移患者ROCK1表達要比不伴淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移顯著升高,而miR-135a在胃癌組織中可下調(diào)ROCK1的表達,抑制胃癌淋巴結(jié)的轉(zhuǎn)移,阻滯了胃癌的進一步發(fā)展,這也為miR-135a在胃癌早期診斷和判斷預后上指出了新的方向。miR-135a也會影響化療藥物對胃癌的敏感性,田甜甜等[27]通過體外研究發(fā)現(xiàn)miR-135a表達水平與化療藥物紫杉醇敏感性呈負相關(guān),在化療無效組中表達水平明顯高于化療有效組,miR-135a可抑制紫杉醇誘導的細胞周期G2期阻滯,從而抑制紫杉醇的抗腫瘤作用,miR-135a可作為臨床上預測化療藥物敏感性的標志物。
結(jié)直腸癌是癌癥相關(guān)死亡的重要原因之一,居世界惡性腫瘤發(fā)病率第三位[28]。Wang等[29]通過對照研究發(fā)現(xiàn)結(jié)腸癌組患者的血清中miR-135a的表達要高于結(jié)腸息肉組和健康組,與結(jié)腸息肉組和健康組在靈敏性、特異性、準確性、陽性預測值和陰性預測值等方面相比,miR-135a的靈敏度和陰性預測值要比CEA和CA199單獨檢測或聯(lián)合檢測高。Quan等[30]通過試驗證明,結(jié)腸癌患者血清中的miR-135a的表達水平明顯低于正常人。這些都證明了血清中的miR-135a可作為結(jié)腸癌診斷的生物學標志物。Zhou等[31]研究發(fā)現(xiàn)在結(jié)腸癌SW480和SW620細胞系中,miR-135a與抑癌基因MTSS1的3′-UTR相結(jié)合,下調(diào)MTSS1的表達,從而促進結(jié)腸癌細胞的增殖和侵襲,如果抑制miR-135a的表達,結(jié)腸癌細胞的增殖、侵襲能力就會降低。Vickers等[32]研究發(fā)現(xiàn)miR-135a可抑制抑癌基因APC的表達,誘導Wnt信號通路,從而促進結(jié)直腸癌的發(fā)展,與癌旁組織相比miR-135a在腫瘤組織中高表達,具有促進腫瘤轉(zhuǎn)移的能力。腺瘤性結(jié)腸息肉病是結(jié)腸癌的癌前病變,miR-135a在腺瘤性結(jié)腸息肉病的生成中起到了調(diào)控作用,Chen等[33]研究發(fā)現(xiàn)miR-135a可抑制下游Wnt/β-catenin信號通路,影響3T3-L1脂肪形成和分化,促進腺瘤性結(jié)腸息肉病的發(fā)生,同時miR-135a可與結(jié)腸癌基因APC的3′-UTR端的兩個靶點Apc-m3和Apc-w相結(jié)合,從而下調(diào)APC的表達,miR-135a具有促進結(jié)腸癌細胞的增殖的作用,可作為判斷結(jié)腸癌患者預后的標志物。
綜上所述,miR-135a可與靶基因的3′-UTR相結(jié)合,調(diào)控靶基因的表達,同時可以抑制抑癌基因的活性,在消化系統(tǒng)腫瘤的發(fā)生和發(fā)展中起到調(diào)控作用,miR-135a也會影響消化系統(tǒng)腫瘤化療藥物的活性和細胞周期的進程,由此證明miR-135a在消化系統(tǒng)腫瘤的進程中發(fā)揮了重要的作用,但消化系統(tǒng)腫瘤的發(fā)病原因尚不明確,在早期診斷和治療方面還存在著一定的局限性,因此深入探索miR-135a在消化系統(tǒng)腫瘤中作用及通過各種信號轉(zhuǎn)導調(diào)控靶基因的表達,可為消化系統(tǒng)腫瘤的早期診斷、治療和判斷預后等方面提供新的靶點。
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(責任編輯:陳香宇)
Progress of miR-135a in digestive system tumor
XUN Jingyu, LI Fujun, SUN Chen, WU Dequan
The Sixth Department of General Surgery, The Second Affiliated Hospital of Harbin Medical University, Harbin 150086, China
MicroRNAs (miRNAs) is composed of 17-27 nucleotide non-coding small RNA, it regulates gene expression through the degradation of target RNA or inhibition of protein translation. Most of the microRNAs involved in the proliferation, spreading, metastasis and apoptosis of tumor cells, which play an important role in the occurrence and development of tumors. The incidence and mortality of digestive system cancer have been on an upward trend, it is a serious threat to people’s health. Studies have shown that miR-135a plays an important role in early diagnosis and treatment of tumor, recently. This article will review the progress of miR-135a in digestive system tumor.
miR-135a; Digestive system tumor; Diagnosis; Therapy
10.3969/j.issn.1006-5709.2017.07.026
黑龍江省青年科學基金項目(QC2012C051)
荀靜宇,在讀碩士研究生。E-mail: 550654721@qq.com
吳德全,主任醫(yī)師,教授,博士生導師,研究方向:肝膽胰脾外科,器官移植。E-mail:dqwu56@163.com
R735
A
1006-5709(2017)07-0816-03
2016-09-13