靳 晶 綜述 賀宇彤 審校

miR-21在食管癌中的研究進(jìn)展

靳 晶 綜述 賀宇彤 審校

食管癌是一種常見的惡性腫瘤，發(fā)病率高，預(yù)后差。miR-21在食管癌患者的癌組織、血液、唾液中均表達(dá)上調(diào)，其表達(dá)異常與食管癌發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。miR-21主要通過調(diào)控與腫瘤相關(guān)的靶基因發(fā)揮作用，尤其在食管癌的診斷、治療及預(yù)后中有重要的臨床應(yīng)用價值。

食管癌；microRNA；miR-21；綜述文獻(xiàn)

MicroRNA(miRNA)是機體內(nèi)源性表達(dá)的非編碼蛋白質(zhì)的小分子單鏈RNA，高度保守，長度約為23個核苷酸，能與靶基因mRNA的3′UTR堿基配對，從而抑制蛋白質(zhì)合成。MiR-21基因位于17q23.2染色體FRA17B脆性區(qū)域上，是在人類組織和細(xì)胞中較早發(fā)現(xiàn)、廣泛存在的一種miRNA。研究證明miR-21過表達(dá)與食管癌發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，本文就近年來miR-21與食管癌的研究現(xiàn)狀，尤其在作用及調(diào)控機制、臨床應(yīng)用價值方面做一簡要綜述。

1 miR-21在食管癌中的表達(dá)

1.1 miR-21在食管癌組織中的表達(dá)

食管癌是由食管鱗狀上皮或腺上皮的異常增生所形成的惡性病變，其發(fā)展一般經(jīng)過上皮不典型增生、原位癌、浸潤癌等階段，主要分為食管鱗癌(Esophageal squamous cell carcinoma，ESCC)和食管腺癌(Esophageal adenocarcinoma，EAC)。大量研究證明，miR-21在食管癌組織中高表達(dá)。Feber等[1]用miRNA表達(dá)譜芯片證明了miR-21、miR-93、miR-192和miR-194在ESCC中的表達(dá)顯著高于正常食管上皮細(xì)胞，其中miR-21在癌組織中的表達(dá)水平升高了3～5倍，并且通過對ESCC、EAC、BE(Barrtt食管)及正常食管黏膜組織中的miRNA表達(dá)譜檢測分析發(fā)現(xiàn)，miR-21在ESCC和EAC中的表達(dá)都顯著上調(diào)。Hezova等[2]檢測了23例EAC、22例ESCC和17例癌旁組織中miRNA的表達(dá)水平，結(jié)果顯示miR-21在EAC和ESCC中的表達(dá)水平均顯著上調(diào)。這些研究證明了miR-21在ESCC和EAC中表達(dá)水平均升高。向正凱等[3]通過實時定量PCR檢測72例食管癌組織和同一患者正常食管組織中miR-21的表達(dá)發(fā)現(xiàn)，72例食管癌組織中有63例miR-21的表達(dá)顯著高于正常食管組織；且miR-21的過表達(dá)與分化程度低、發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及TNM分期晚相關(guān)；對患者進(jìn)行生存分析發(fā)現(xiàn)，miR-21的過表達(dá)與食管癌患者預(yù)后差顯著相關(guān)，說明miR-21的過表達(dá)貫穿食管癌的發(fā)生和發(fā)展過程。BE是食管遠(yuǎn)端黏膜的鱗狀上皮被化生的腺上皮所替代，這種化生的腺上皮可異常增生形成腺癌，癌變率高達(dá)10%。Smith等[4]發(fā)現(xiàn)，若BE病變上皮的miR-21表達(dá)上調(diào)，則一定會發(fā)展成為EAC，這也證明了miR-21的過表達(dá)能夠促進(jìn)食管癌變，在食管癌的發(fā)生中發(fā)揮重要作用，對于BE患者，檢測miR-21表達(dá)是否上調(diào)是非常必要的，具有重要的臨床意義。

1.2 miR-21在食管癌患者唾液、血液中的表達(dá)

食管癌患者的唾液和血液中也檢測到了miR-21的高表達(dá)。葉敏華等[5]收集了50例Ⅰ期、50例Ⅱ期食管癌患者和50例正常對照組的唾液、血漿標(biāo)本，檢測miR-21在唾液與血漿的相對表達(dá)量發(fā)現(xiàn)，miR-21在食管癌患者的唾液和血漿中均高表達(dá)，且在唾液和血漿中的表達(dá)水平無統(tǒng)計學(xué)差異。李偉等[6]檢測了112例早期食管癌患者和100例健康對照的唾液和血漿中miR-21的表達(dá)水平，也得出了同樣的結(jié)論。由于食管癌早期無明顯癥狀，導(dǎo)致多數(shù)食管癌患者發(fā)現(xiàn)時就已經(jīng)是中晚期，嚴(yán)重影響患者的治療，而這些研究證明了在食管癌發(fā)展的早期，miR-21的表達(dá)水平就顯著升高，唾液、血液等標(biāo)本也相對容易獲得，說明miR-21在食管癌的早期診斷中具有重要價值。蔣敏等[7]采用xMAP液態(tài)芯片的方法，檢測45名食管癌患者和45名正常對照組外周血單個核細(xì)胞中miR-21的表達(dá)水平，發(fā)現(xiàn)食管癌患者外周血單個核細(xì)胞中miR-21的表達(dá)水平顯著高于正常對照組，而miR-21在ESCC和EAC中的表達(dá)水平差異無顯著性。郭文濤等[8]利用納米磁分離(MS)實時熒光RT-PCR法，檢測60例ESCC患者及60例健康體檢者血液中miR-21的表達(dá)發(fā)現(xiàn)，ESCC患者血清中miR-21表達(dá)水平顯著高于健康體檢者，且ESCC患者血清miR-21的表達(dá)水平與TNM分期高以及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)。Komatsu等[9]發(fā)現(xiàn)miR-21在食管癌患者的血液中高表達(dá)并且表達(dá)穩(wěn)定，其高表達(dá)與腫瘤的侵襲程度及術(shù)后復(fù)發(fā)相關(guān)。這些研究說明了唾液、血液中的miR-21水平與食管癌的發(fā)展相關(guān)，可作為食管癌的標(biāo)記物，具有很好的研究價值。

1.3 miR-21在細(xì)胞和動物實驗水平的表達(dá)

miR-21在食管癌中的作用也在食管癌細(xì)胞實驗和食管癌動物模型實驗中得到驗證。劉鳳霞等[10]將miR-21和miR-21抑制劑分別轉(zhuǎn)染食管癌細(xì)胞系Eca109，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)染miR-21的細(xì)胞系增殖和遷移能力顯著增高，而轉(zhuǎn)染miR-21抑制劑的細(xì)胞系增殖和遷移能力則明顯被抑制，并且發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)染miR-21抑制劑后，細(xì)胞系中ERK1/2的mRNA水平無變化，而其蛋白表達(dá)受到明顯抑制，說明miR-21是在轉(zhuǎn)錄后正調(diào)控ERK1/2/MAPK信號通路，發(fā)揮促進(jìn)食管癌細(xì)胞增殖和遷移的作用。李紅霞等[11]也做了類似的研究，發(fā)現(xiàn)miR-21抑制劑可能通過下調(diào)Bcl-2的表達(dá)來誘導(dǎo)人食管癌細(xì)胞EC109的凋亡。劉濤等[12]建立了裸鼠食管癌移植瘤模型，分別用miR-21、miR-21抑制劑和生理鹽水進(jìn)行干預(yù)，并檢測Ki-67、Caspase-3、Snail等相關(guān)腫瘤標(biāo)志物的表達(dá)，結(jié)果表明，使用miR-21可促進(jìn)瘤體的生長，且其Ki-67和Snail顯著高于生理鹽水組和miR-21抑制劑組，而使用miR-21抑制劑則抑制瘤體的生長，其Caspase-3的表達(dá)水平顯著高于miR-21組和生理鹽水組，說明miR-21與食管癌生長相關(guān)，抑制miR-21可抑制移植瘤生長，并且通過影響Ki-67、Caspase-3和Snail的表達(dá)發(fā)揮作用。這些研究結(jié)果證明了miR-21廣泛存在于食管癌患者的組織與血液中，其過表達(dá)能夠促進(jìn)食管癌的發(fā)生與發(fā)展，并且與惡性程度和轉(zhuǎn)移相關(guān)；在細(xì)胞和動物實驗中，降低其表達(dá)水平可以在一定程度上抑制食管癌細(xì)胞的增殖和遷移能力，說明了miR-21與食管癌密切相關(guān)，其表達(dá)異常在食管癌發(fā)展的各個階段都有重要意義。

2 miR-21在食管癌中的作用及調(diào)控機制

2.1 miR-21的作用機制

miR-21通過調(diào)控與腫瘤相關(guān)的靶基因來調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移等過程。目前miR-21已被證實的靶基因主要有PDCD4、PTEN、FAS/FASL、TIMP3、RECK等。PDCD4是調(diào)控細(xì)胞凋亡的關(guān)鍵因子，參與調(diào)控多條信號通路，通過抑制多種癌基因的來對腫瘤的進(jìn)展和轉(zhuǎn)移發(fā)揮抑制作用。Liao等[13]研究發(fā)現(xiàn)，miR-21的過表達(dá)可通過靶向作用于PDCD4和激活其下游的JNK信號通路來促進(jìn)細(xì)胞的遷移和侵襲。PTEN主要是通過P13K/AKT系統(tǒng)來發(fā)揮抑癌作用，miR-21表達(dá)上調(diào)可抑制PTEN表達(dá)，從而促進(jìn)腫瘤的發(fā)生。Wu等[14]研究發(fā)現(xiàn)，抑制miR-21可以降低食管癌細(xì)胞TE11的增殖和侵襲能力，并升高G0、G1期細(xì)胞比例，降低S、G2和M期細(xì)胞比例，miR-21通過靶向調(diào)控PTEN/PI3K/AKT信號通路中的關(guān)鍵蛋白PTEN，來促進(jìn)細(xì)胞增殖、遷移、侵襲，抑制食管癌細(xì)胞的凋亡。FAS及其配體FASL是細(xì)胞凋亡相關(guān)的膜表面分子；TIMP3是組織金屬蛋白酶抑制因子，具有拮抗基質(zhì)金屬蛋白酶活性、抑制腫瘤生長、侵襲、轉(zhuǎn)移和血管形成的作用；RECK是一種抑癌基因，普遍存在于各種正常組織和非腫瘤細(xì)胞系中，而在一些腫瘤細(xì)胞及細(xì)胞系中表達(dá)被抑制。Wang等[15]在研究食管癌細(xì)胞系中下調(diào)miR-21的表達(dá)對細(xì)胞活性的影響時發(fā)現(xiàn)，miR-21表達(dá)下調(diào)，通過靶向FASL、TIMP3和RECK基因誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡，從而抑制細(xì)胞生長、侵襲。miR-21發(fā)揮促癌作用主要是通過作用于抑癌基因來實現(xiàn)。

2.2 miR-21的調(diào)控機制

miR-21的生成一般先由非編碼基因序列轉(zhuǎn)錄生成pri-miRNA，該過程受到轉(zhuǎn)錄因子(Transcription factor)的調(diào)控，轉(zhuǎn)錄因子與miRNA基因結(jié)合這一步驟在miRNA轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)機制中至關(guān)重要。劉海榮等[16]關(guān)于miR-21轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子的結(jié)構(gòu)特征及其與miR-21轉(zhuǎn)錄結(jié)合位點的研究發(fā)現(xiàn)，其研究的所有轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子二級結(jié)構(gòu)均由α-螺旋、無規(guī)則卷曲和擴(kuò)展鏈結(jié)構(gòu)三種形式組成，且所有轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子均有兩個作用位點，并在三級結(jié)構(gòu)中呈現(xiàn)典型的發(fā)夾型結(jié)構(gòu)特征，這可能有利于對miR-21轉(zhuǎn)錄表達(dá)的調(diào)控。目前尚無直接證據(jù)證明miR-21在食管癌中的調(diào)控機制，但STAT3能調(diào)控miR-21的表達(dá)已在多種腫瘤中被證明。如Jiang等[17]發(fā)現(xiàn)，p-STAT3在人類唾液腺樣囊性癌中的表達(dá)改變可引起miR-21表達(dá)的改變；Venturutti等[18]發(fā)現(xiàn)，在乳腺癌中，STAT3和NErbB-2共同作用能激活miR-21啟動子區(qū)的GAS位點，可上調(diào)miR-21表達(dá)；Lu等[19]在皮膚癌和Liu等[20]在肺癌中的研究發(fā)現(xiàn)，下調(diào)STAT3的表達(dá)，可以降低miR-21的表達(dá)水平。miR-21的過表達(dá)貫穿食管癌發(fā)生發(fā)展的全過程，其表達(dá)下調(diào)可在一定程度上抑制食管癌的發(fā)展，通過其調(diào)控機制，降低其表達(dá)水平，可以為食管癌的治療提供的新的研究思路。

3 miR-21潛在的臨床應(yīng)用價值

好的腫瘤標(biāo)志物一般敏感性高、特異性好、檢測方便，能夠準(zhǔn)確檢出早期腫瘤患者，靈敏度好可反映腫瘤的動態(tài)變化，能監(jiān)測治療效果、復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移等。miR-21是普遍認(rèn)可的致癌miRNA，且廣泛存在于食管癌患者的組織、唾液、血液、血漿以及二便中。ESCC患者血清中miR-21的表達(dá)水平顯著升高，且表達(dá)穩(wěn)定，說明檢測血液中的miR-21可用于食管癌的早期診斷[8-9]。miR-21的表達(dá)水平在術(shù)后顯著降低，在復(fù)發(fā)的患者顯著升高，說明動態(tài)監(jiān)測miR-21對篩選術(shù)后復(fù)發(fā)患者病情分類、個性化治療，改善患者預(yù)后等具有重要的臨床意義。唾液是血循環(huán)的末端產(chǎn)物，采集唾液簡便、無創(chuàng)，且比采集血液更為方便。一個包括195例食管癌患者的大樣本隊列研究結(jié)果顯示，miR-21表達(dá)水平高與食管癌預(yù)后差相關(guān)，且miR-21可被確定為一個獨立的食管癌預(yù)后標(biāo)志物[5]。一個包括四項研究的Meta分析結(jié)果顯示，miR-21的表達(dá)水平和術(shù)后生存之間呈顯著負(fù)相關(guān)(HR：1.56，95%CI：1.18～2.07)。李冰馨等[21]研究發(fā)現(xiàn)，食管癌患者經(jīng)放療后血清中miR-21的表達(dá)水平顯著降低，且放療后miR-21水平降低不明顯的患者生存期較短。Kurashige等[22]研究發(fā)現(xiàn)，食管癌患者術(shù)后血清中miR-21水平顯著低于術(shù)前，且miR-21表達(dá)水平低的食管癌患者對化療敏感度較好，提示miR-21可作為食管癌化療療效評估的指標(biāo)。Komatsu等[23]發(fā)現(xiàn)miR-21的過表達(dá)促進(jìn)了ESCC患者的化療耐藥性，循環(huán)miR-21可能作為預(yù)測化療耐藥性的生物標(biāo)志物。Lv等[24]發(fā)現(xiàn)，miR-21表達(dá)的升高可降低放療的靈敏度，并增加復(fù)發(fā)頻率。李曉寧等[25]回顧性分析了85例食管癌病例，所有患者均采用放療聯(lián)合PF化療，結(jié)果顯示，治療后全部患者的外周血miR-21水平均顯著低于治療前，低放療劑量聯(lián)合PF化療通過降低外周血中miR-21水平，來延長生存時間和降低放療副作用。miR-21的表達(dá)水平在食管癌發(fā)生的早期就已經(jīng)升高，并且對治療效果反應(yīng)靈敏，可作為好的診斷或治療標(biāo)志物。

4 小結(jié)與展望

miRNA是目前生命科學(xué)領(lǐng)域里的研究熱點，miR-21作為一個重要的原癌miRNA，在食管癌組織中的表達(dá)顯著異常，且與其進(jìn)展密切相關(guān)，具有重要的臨床意義。隨著對其轉(zhuǎn)錄調(diào)控機制、靶基因及其靶基因作用機制研究的不斷深入，miR-21必將在食管癌的診斷、治療和預(yù)后中有著廣闊的應(yīng)用前景。

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(收稿：2017-01-04)

Research progress of miR-21 in esophageal cancer

JINJing，HEYutong

Cancer Institute，The Fourth Hospital of Hebei Medical University，Shijiazhuang 050011，China

Esophageal cancer is a common malignancy with a high incidence and a poor prognosis.MiR-21 is up-regulated in cancer tissues，blood and saliva of esophageal cancer patients.Its abnormal expression is closely related to the development of esophageal cancer.MiR-21 plays an important role in the regulation of tumor-related target genes，especially in the diagnosis，treatment and prognosis of esophageal cancer.

Esophageal cancer；microRNA；miR-21；Review literature

河北醫(yī)科大學(xué)第四醫(yī)院腫瘤研究所(石家莊 050011)

靳晶，男，(1986-)，碩士，研究實習(xí)員，從事腫瘤流行病學(xué)的研究。

賀宇彤，E-mail：doc106@163.com

R735.1

A

10.11904/j.issn.1002-3070.2017.03.018