胡文佳，陳 晨，黃 輝，唐旭東，羅海清，李祥勇※

(1. 廣東醫(yī)科大學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)研究所 廣東醫(yī)科大學(xué)抗腫瘤活性物質(zhì)研發(fā)協(xié)同創(chuàng)新中心，廣東 湛江 524023； 2.廣東醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院腫瘤中心，廣東 湛江 524001)

微RNA(microRNA，miRNA)是一類進(jìn)化上高度保守而天然存在的非編碼小分子RNA，長(zhǎng)度一般為18～24 nt。miRBase 21.0版發(fā)現(xiàn)，截至目前，科學(xué)家已從223個(gè)物種中鑒定出35 828種成熟miRNA，其中人類miRNA前體1 881種，成熟miRNA超過2 588種。miRNA主要通過不完全互補(bǔ)的方式與編碼蛋白信使RNA(message RNA，mRNA)3′非編碼區(qū)(3′ untranslated region，3′UTR)的堿基進(jìn)行配對(duì)結(jié)合，引起靶mRNA的失活、降解或翻譯受阻，在轉(zhuǎn)錄后水平進(jìn)行對(duì)基因表達(dá)的調(diào)控，這類小分子在生命活動(dòng)中具有廣泛的調(diào)節(jié)功能，對(duì)基因表達(dá)、生長(zhǎng)發(fā)育和病理活動(dòng)(腫瘤的增殖、轉(zhuǎn)移、侵襲、周期改變、自噬，還有腫瘤治療的應(yīng)答等)均有十分深遠(yuǎn)且復(fù)雜的效應(yīng)，在諸多細(xì)節(jié)方面仍需進(jìn)一步研究。miR-199a是一類在人體組織中廣泛存在的基因家族，大量研究發(fā)現(xiàn)，miR-199a在多種腫瘤組織中呈異常表達(dá)，表明miR-199a與腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)[1-3]。 miR-199a的兩種不同成熟體miR-199a-3p和miR-199a-5p在多種腫瘤中具有不同的靶基因，發(fā)揮不同的調(diào)控功能，也有文獻(xiàn)報(bào)道m(xù)iR-199a-5p和miR-199a-3p可共同作用于一個(gè)靶基因[4-5]。miR-199a家族成員多樣、功能復(fù)雜，全面深入地了解miR-199a的作用十分必要，現(xiàn)對(duì)miR-199a家族與腫瘤關(guān)系的研究進(jìn)展予以綜述。

1 miR-199a家族基因的概述

miR-199a是位于發(fā)動(dòng)蛋白2(dynamin-2，DNM2)基因16號(hào)內(nèi)含子的miRNA，由德國(guó)科學(xué)家通過計(jì)算機(jī)分析并首先在鼠細(xì)胞中成功克隆[6]。在人源細(xì)胞中，pre-miR-199a-1和pre-miR-199a-2是目前發(fā)現(xiàn)的兩種has-miR-199a，分別定位于人第19號(hào)和1號(hào)染色體，經(jīng)Dicer裂解后可得到miR-199a-5p和miR-199a-3p兩種成熟的miRNA。研究發(fā)現(xiàn)，miR-199a家族基因在人體各組織中廣泛表達(dá)，但體內(nèi)表達(dá)受多種因素調(diào)控，包括miR-199a啟動(dòng)子的甲基化、組蛋白修飾、DNM2/DNM3基因座編碼表達(dá)以及堿性螺旋-環(huán)-螺旋轉(zhuǎn)錄因子1和早期生長(zhǎng)反應(yīng)因子1對(duì)miR-199a基因所在染色體的調(diào)控等[4,7-9]。

2 miR-199a在腫瘤中的表達(dá)調(diào)控

miR-199a在多種腫瘤細(xì)胞中呈異常表達(dá)，在肝癌、肺癌、乳腺癌、膀胱癌、前列腺癌、宮頸癌等腫瘤細(xì)胞中的表達(dá)明顯降低，在骨肉瘤、胃癌、胰腺癌等腫瘤細(xì)胞中的表達(dá)顯著升高，提示miR-199a在腫瘤細(xì)胞中發(fā)揮類似抑癌基因或癌基因的作用。miR-199a主要通過調(diào)控腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)增殖、細(xì)胞凋亡、侵襲、轉(zhuǎn)移和耐藥等生物學(xué)過程在腫瘤細(xì)胞的發(fā)生與發(fā)展中發(fā)揮重要作用。近年來，有關(guān)miR-199a在腫瘤細(xì)胞中的作用已成為關(guān)注的熱點(diǎn)，并開展了大量的研究。miR-199a在不同腫瘤細(xì)胞中的表達(dá)模式及其作用不同，見表1。

表1 miR-199a在人類腫瘤中的調(diào)節(jié)和功能

FZD7：卷曲蛋白7；Wnt/β-catenin：Wnt/β聯(lián)蛋白；HIF-1α:缺氧誘導(dǎo)因子1α；CTGF：結(jié)締組織生長(zhǎng)因子；MAP3K11:絲裂原活化蛋白激酶激酶激酶11；CCND1：細(xì)胞周期蛋白D1；MLK3/NF-κB：絲裂原活化蛋白3激酶11/核因子κB；Smad1：Smad家族成員1；PIAS3:活化STAT3的蛋白質(zhì)抑制劑；STAT3：信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子3；VEGF：血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子；caveolin-2：陷窩蛋白2；FAK：黏著斑激酶；Src：類固醇受體輔助激活因子；Akt：蛋白激酶B；mTOR：哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白；PAK4：Ras相關(guān)的C3肉毒素底物1活化激酶4；MEK：促分裂原活化的細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶；ERK：細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶；ZHX1：鋅指結(jié)構(gòu)和同源框1；SRF：血清應(yīng)答因子；E-cadherin:上皮鈣黏素；ITGA3:整合素亞單位α3；CCR7：細(xì)胞趨化因子受體7；PIK3CD：磷脂酰肌醇-3-激酶催化亞基δ；TGF-β2：轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β2；FOXA2：叉框蛋白A2；Sp1：轉(zhuǎn)錄因子特異性蛋白1；-：未報(bào)道

2.1調(diào)控腫瘤細(xì)胞的增殖、周期、凋亡 目前認(rèn)為，無限快速增殖是腫瘤細(xì)胞有別于正常細(xì)胞最顯著的生長(zhǎng)特性。細(xì)胞凋亡作為多基因表達(dá)調(diào)控的主動(dòng)過程，是維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定的重要因素，一旦細(xì)胞凋亡發(fā)生異常就會(huì)引發(fā)腫瘤。miR-199a在多種腫瘤細(xì)胞中可通過發(fā)揮抑癌基因或癌基因的作用抑制或促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)增殖，涉及miR-199a對(duì)腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)增殖和凋亡的有效調(diào)控。研究發(fā)現(xiàn)，相對(duì)于正常組織，miR-199a在肝癌、卵巢癌、濾泡甲狀腺癌、食管癌、膀胱尿路上皮癌、腎細(xì)胞癌、黑色素瘤等多種腫瘤組織細(xì)胞中都呈現(xiàn)明顯的低表達(dá)，而靶向增加miR-199a的表達(dá)后，可有效抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)增殖并誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生凋亡，起到類似抑癌基因的作用[33-34]。miR-199a抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)增殖的過程中通常涉及對(duì)細(xì)胞周期的抑制。Song等[1]研究發(fā)現(xiàn)，肝癌細(xì)胞中miR-199a通過抑制靶基因卷曲蛋白7有效下調(diào)下游基因(如β聯(lián)蛋白、Jun、細(xì)胞周期蛋白D1和Myc)的表達(dá)，進(jìn)而抑制細(xì)胞的增殖和周期。Cheng等[10]認(rèn)為，miR-199a可通過調(diào)節(jié)其靶基因CD44的表達(dá)影響卵巢腫瘤細(xì)胞的正常生長(zhǎng)周期，并抑制腫瘤的發(fā)生發(fā)展。此外，Yang等[11]對(duì)黑色素瘤B16和HME1細(xì)胞系的研究發(fā)現(xiàn)，過表達(dá)miR-199a-5p可下調(diào)缺氧誘導(dǎo)因子1α的表達(dá)，抑制黑色素瘤細(xì)胞的增殖，使細(xì)胞停留在G1期，同時(shí)體內(nèi)實(shí)驗(yàn)也證實(shí)，過表達(dá)miR-199a-5p能顯著抑制腫瘤的生長(zhǎng)大小。在濾泡甲狀腺癌中，miR-199a-5p模擬物可通過阻止G0期的細(xì)胞周期來降低FTC-133細(xì)胞的存活力[12]。除對(duì)細(xì)胞周期的影響外，多種其他通路也參與miR-199a抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)增殖的過程。食管癌中，miR-199a-5p通過靶向絲裂原活化蛋白3激酶11來抑制腫瘤細(xì)胞的增殖能力[13]。在結(jié)腸直腸癌中，miR-199a抑制靶基因卷曲蛋白6的表達(dá)后，通過Wnt信號(hào)通路來調(diào)節(jié)腫瘤的發(fā)生發(fā)展，發(fā)揮抑癌基因的作用[35]。在膀胱尿路上皮癌中，miR-199a-5p通過絲裂原活化蛋白3激酶11/核因子κB通路調(diào)節(jié)膀胱癌的腫瘤發(fā)生[14]。Zhong等[15]的研究發(fā)現(xiàn)，miR-199a-5p通過靶向結(jié)合缺氧誘導(dǎo)因子1α mRNA的3′-UTR，調(diào)控缺氧誘導(dǎo)因子1α基因參與的信號(hào)通路中相關(guān)分子(如血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子、趨化因子受體4、Bcl-2相互作用蛋白3和Bcl-2家族成員Bcl-xL)的表達(dá)，實(shí)現(xiàn)對(duì)前列腺癌細(xì)胞生長(zhǎng)增殖的抑制和誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生凋亡。此外，由于miR-199a在腫瘤細(xì)胞中的表達(dá)和功能具有明顯的組織特異性，且在部分腫瘤中呈現(xiàn)高表達(dá)，發(fā)揮類似癌基因的作用。骨肉瘤是最常見的原發(fā)性骨質(zhì)惡性腫瘤。Wang等[17]的研究發(fā)現(xiàn)，miR-199a-5p在骨肉瘤細(xì)胞中高表達(dá)，可通過靶向抑制活化信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子3的蛋白質(zhì)抑制劑和p27的表達(dá)刺激細(xì)胞中信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子3基因的活化，促進(jìn)細(xì)胞周期的進(jìn)展，最終促進(jìn)細(xì)胞增殖和腫瘤生長(zhǎng)。也有研究發(fā)現(xiàn)，miR-199a-3p在結(jié)腸癌組織細(xì)胞中明顯高表達(dá)，miR-199a-3p不僅在結(jié)腸癌組織及其細(xì)胞中明顯高表達(dá)，且miR-199a-3p高表達(dá)與結(jié)腸直腸癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、TNM分期均呈正相關(guān)，將miR-199a-3p抑制劑轉(zhuǎn)染入SW480細(xì)胞后，可引起G0/G1停滯、S期和G2/M期百分比降低、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡增多，明顯抑制細(xì)胞的生長(zhǎng)增殖[19]。Shatseva等[22]發(fā)現(xiàn)，乳腺癌細(xì)胞中miR-199a-3p可通過抑制內(nèi)源性和外源性陷窩蛋白2蛋白的活性促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞系的增殖和存活。此外，有研究認(rèn)為，miR-199a-3p在胃癌細(xì)胞系和組織中也顯著上調(diào)，進(jìn)一步的機(jī)制研究發(fā)現(xiàn)，miR-199a-3p可通過靶向抑制鋅指結(jié)構(gòu)和同源框1的表達(dá)，提高胃癌細(xì)胞的增殖能力并抑制其細(xì)胞發(fā)生凋亡[25]。但也有文獻(xiàn)報(bào)道，miR-199a-3p在人胃癌細(xì)胞和組織中低表達(dá)，并通過靶向哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白通路抑制癌細(xì)胞的惡性增殖[27]。有研究認(rèn)為，miR-199a-3p可通過p53信號(hào)通路誘導(dǎo)骨肉瘤細(xì)胞的凋亡[36]。這些矛盾的研究結(jié)果表明，miR-199a對(duì)基因的調(diào)節(jié)效果可能與組織特異性和個(gè)體差異密切相關(guān)，可見miR-199a在腫瘤細(xì)胞中的調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)具有一定的復(fù)雜性和多樣性。

2.2miR-199a家族調(diào)控腫瘤細(xì)胞的侵襲轉(zhuǎn)移并影響腫瘤患者的預(yù)后 目前認(rèn)為，腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移是腫瘤預(yù)后不良和患者死亡的最主要因素。miR-199a不僅在多種腫瘤中具有明顯的差異表達(dá)，在不同轉(zhuǎn)移能力的同種腫瘤細(xì)胞中的表達(dá)也有明顯差異，表明miR-199a參與多種腫瘤細(xì)胞的侵襲轉(zhuǎn)移和上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)等生物學(xué)過程。miR-199a可明顯抑制包括肝癌、前列腺癌、甲狀腺乳頭狀癌、膀胱癌、皮膚鱗狀細(xì)胞癌、乳腺癌、結(jié)腸直腸癌和睪丸癌在內(nèi)的多種腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移。

Sakaguchi等[28]對(duì)膀胱癌的研究發(fā)現(xiàn)，miR-199家族成員(miR-199a-3p/-5p和miR-199b-3p/-5p)是良好的膀胱癌潛在預(yù)后標(biāo)志物，可通過靶向作用整合素亞單位α3抑制腫瘤細(xì)胞的侵襲轉(zhuǎn)移。Zhou等[29]的研究表明，miR-199a-3p通過靶向細(xì)胞趨化因子受體7調(diào)控細(xì)胞EMT，進(jìn)而有效抑制膀胱癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移。Koshizuka等[5]通過RNA測(cè)序分析并結(jié)合細(xì)胞實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，miR-199家族(包括miR-199a-5p、miR-199a-3p、miR-199b-5p和miR-199b-3p)對(duì)頭頸部鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞的侵襲轉(zhuǎn)移具有明顯的抑制作用。miR-199a不僅與甲狀腺乳頭狀癌的侵襲轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，還可通過靶向Smad1抑制前列腺癌細(xì)胞的侵襲、靶向NLK基因和缺氧誘導(dǎo)因子1α/血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子途徑，抑制結(jié)腸直腸癌細(xì)胞的遷移和侵襲[2,16,20-21]。miR-199a家族被認(rèn)為與乳腺癌的惡性發(fā)展密切相關(guān)。Li等[23]發(fā)現(xiàn)，miR-199a-5p在乳腺癌細(xì)胞中的低表達(dá)可引起其靶基因Ets-1的表達(dá)及活性升高，從而通過黏著斑激酶/類固醇受體輔助激活因子/蛋白激酶B/哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白信號(hào)通路促進(jìn)乳腺癌的侵襲作用。有研究表明，miR-199a-3p和miR-199b-3p的低表達(dá)與乳腺癌細(xì)胞系MDA-MB-231的生長(zhǎng)、遷移和侵襲呈負(fù)相關(guān)，通過體外過表達(dá)miR-199a-3p和miR-199b-3p后，可通過Ras相關(guān)的C3肉毒素底物1活化激酶4/促分裂原活化的細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶/細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶信號(hào)通路有效抑制乳腺癌細(xì)胞的發(fā)展[24]。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，miR-199a-5p通過對(duì)腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)增殖、細(xì)胞凋亡及侵襲和遷移能力的影響，在三陰性乳腺癌細(xì)胞中發(fā)揮重要的抗腫瘤作用[30]。上述研究結(jié)果表明，miR-199家族成員在腫瘤細(xì)胞侵襲轉(zhuǎn)移過程中起重要調(diào)控抑制作用。

miR-199a在一些腫瘤細(xì)胞中明顯高表達(dá)，發(fā)揮類似癌基因的作用促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的侵襲轉(zhuǎn)移。He等[26]研究發(fā)現(xiàn)，miR-199a-5p在胃癌組織顯著高表達(dá)，與患者腫瘤TNM分期及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移呈正相關(guān)。進(jìn)一步的體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，miR-199a-5p通過作用靶基因klotho促進(jìn)胃癌細(xì)胞的侵襲轉(zhuǎn)移。另有研究發(fā)現(xiàn)，miR-199a-5p的高表達(dá)與胃癌患者預(yù)后不良顯著相關(guān)，胃癌細(xì)胞EMT及侵襲轉(zhuǎn)移過程中血清應(yīng)答因子/miR-199a-5p/上皮鈣黏素通路發(fā)揮重要作用[3]。此外，miR-199a也被發(fā)現(xiàn)在胰腺癌中高表達(dá)，叉框蛋白A2是一種新型的腫瘤抑制因子，通過熒光素酶分析顯示，miR-199a可與抑癌基因叉框蛋白A2的3′非翻譯區(qū)結(jié)合后，有效抑制其蛋白表達(dá)，進(jìn)而誘導(dǎo)胰腺癌細(xì)胞增殖，并促進(jìn)細(xì)胞的轉(zhuǎn)移和侵襲[31]。以上結(jié)果表明，miR-199a在腫瘤細(xì)胞侵襲轉(zhuǎn)移中的作用具有組織特異性。

miR-199a的表達(dá)水平還與腫瘤患者的預(yù)后相關(guān)。Zuberi等[37]采用實(shí)時(shí)熒光定量聚合酶鏈反應(yīng)的方法對(duì)比70例上皮性卵巢癌患者血清和70例健康志愿者血清樣本發(fā)現(xiàn)，miR-199a在腫瘤患者血清中的表達(dá)顯著偏低，進(jìn)一步的臨床病理分析表明，miR-199a的表達(dá)水平與腫瘤分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)移呈明顯負(fù)相關(guān)。對(duì)膀胱癌的分析研究發(fā)現(xiàn)，低表達(dá)miR-199家族(miR-199a-3p、miR-199a-5p、miR-199b-3p、miR-199b-5p)患者比高表達(dá)miR-199患者預(yù)后更差[28]。

2.3miR-199a促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的化學(xué)藥物敏感性 當(dāng)前，化學(xué)藥物療法仍是腫瘤治療的重要手段，各種因素引起的腫瘤細(xì)胞對(duì)化療藥物的耐藥性使化療藥物不能完全有效殺死腫瘤細(xì)胞，從而影響治療效果，這也是導(dǎo)致腫瘤化學(xué)治療失敗的主要原因之一?？梢?，化療藥物敏感性問題是腫瘤化療過程中最亟待解決的問題。順式二氯二氨合鉑Ⅱ (cis-dichlorodiam-minoplatinumⅡ，DDP)是一種傳統(tǒng)的抗癌化療藥物，在腫瘤治療中發(fā)揮重要作用。近年來，在結(jié)腸直腸癌、卵巢癌、骨肉瘤和乳腺癌等多種腫瘤細(xì)胞中存在DDP耐藥，且miR-199a與DDP的耐藥性密切相關(guān)。通過建立耐DDP的骨肉瘤細(xì)胞系和耐DDP的乳腺癌細(xì)胞系觀察發(fā)現(xiàn)，耐藥細(xì)胞株中miR-199a低表達(dá)，且過表達(dá)miR-199a時(shí)，細(xì)胞對(duì)DDP敏感性增強(qiáng)[38-39]。此外，有研究認(rèn)為，結(jié)腸直腸癌細(xì)胞對(duì)DDP的耐藥主要源于腫瘤干細(xì)胞，如果體外增加干細(xì)胞miR-199a和miR-199b的表達(dá)，可靶向下調(diào)糖原合成酶激酶3β，并通過Wnt/β聯(lián)蛋白信號(hào)通路調(diào)節(jié)DDP耐藥[40]。對(duì)卵巢癌細(xì)胞的研究發(fā)現(xiàn)，miR-199a可通過抑制哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白表達(dá)增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞對(duì)DDP的敏感性[41-42]。Cui等[43]發(fā)現(xiàn)，卵巢癌組織細(xì)胞中miR-199a-3p的恢復(fù)可通過靶向抑制整合素β8亞單位從而抑制腫瘤發(fā)展，導(dǎo)致DDP的敏感性增加。細(xì)胞自噬參與miR-199a家族影響腫瘤細(xì)胞化療藥物敏感性的過程。Li等[18]發(fā)現(xiàn)，過表達(dá)miR-199a-5p靶向作用自噬相關(guān)基因Beclin 1后可通過抑制細(xì)胞自噬促進(jìn)DDP對(duì)骨肉瘤細(xì)胞的殺傷作用。Xu等[44]的研究發(fā)現(xiàn)，DDP處理不僅使肝癌細(xì)胞miR-199a-5P表達(dá)顯著下調(diào)，同時(shí)通過miR-199a-5p靶向自噬相關(guān)基因7激活肝癌細(xì)胞系HepG2的自噬，促進(jìn)細(xì)胞增殖，表明miR-199a-5p/自噬信號(hào)通路是調(diào)節(jié)DDP化學(xué)耐藥的新途徑，可為腫瘤化學(xué)治療提供新的靶點(diǎn)。

3 小 結(jié)

miRNA在腫瘤發(fā)生發(fā)展中起重要作用。miR-199a家族作為重要的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控因子，通過廣泛參與腫瘤相關(guān)基因的調(diào)控，參與腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)增殖、凋亡、分化與轉(zhuǎn)移等生物學(xué)進(jìn)程，并通過調(diào)節(jié)化療藥物的敏感性參與腫瘤的治療。目前認(rèn)為，miR-199a在腫瘤中的作用機(jī)制除對(duì)細(xì)胞周期、細(xì)胞自噬、細(xì)胞EMT和腫瘤干細(xì)胞的調(diào)控外，還參與調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞的糖代謝過程及血管生成[32,45-47]。當(dāng)前，關(guān)于miR-199a與腫瘤相關(guān)性的研究仍不全面，隨著科學(xué)的進(jìn)步和研究的深入，人們將會(huì)發(fā)現(xiàn)miR-199a在腫瘤發(fā)生發(fā)展中更重要的作用，以miR-199a為靶點(diǎn)的生物靶向治療將會(huì)成為腫瘤治療的新熱點(diǎn)，在腫瘤預(yù)防、腫瘤診斷和腫瘤治療及預(yù)后中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。