王夢珍 綜述，傅斌# 審校

南昌大學第一附屬醫(yī)院泌尿外科，南昌330006

微小 RNA-16（micro RNA-16，miRNA-16）是由22個核苷酸組成的非編碼小分子RNA，定位于13q14，且大多存在于真核細胞中。據報道，miRNA-16首次在慢性粒細胞白血?。╟hronic myelocytic leukemia，CML）中被發(fā)現，并被認為是一種腫瘤抑制基因[1]。隨后研究發(fā)現，miRNA-16與肝癌、肺癌、腎癌、乳腺癌、膠質瘤及白血病等腫瘤的發(fā)生發(fā)展及預后轉歸密切相關[2-6]。因此，本文就miRNA-16與腫瘤的相關研究進展作一綜述。

1 miRNA-16與肺癌

肺癌是全世界范圍內較常見的惡性腫瘤之一，也是腫瘤相關死亡最常見的原因。根據病理類型不同可以將肺癌分為小細胞肺癌（small cell lung cancer，SCLC）和非小細胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC），其中NSCLC較為常見，主要包括腺癌、鱗癌、大細胞癌等。Ke等[3]研究發(fā)現，miRNA-16的表達水平在NSCLC組織及NSCLC細胞系中明顯下調；并且當miRNA-16過表達時，NSCLC細胞的增殖、集落形成、遷移及侵襲能力受到明顯抑制；該研究還發(fā)現，上調或下調miRNA-16的表達均會導致肝癌衍生生長因子（hepatoma-derived growth factor，HDGF）水平的反向變化，因此研究認為miRNA-16的抑瘤作用可能與靶向降低HDGF的表達水平有關。Gu等[7]通過細胞實驗發(fā)現，轉染miRNA-16后的肺腺癌細胞更容易出現早期凋亡；雙熒光素酶基因報告系統(tǒng)檢測結果顯示，miRAN-16可以與野生型原癌基因Wip1的3'-非翻譯區(qū)（3'-untranslated region，3'-UTR）結合，說明miRNA-16抑制肺腺癌的作用可能與沉默原癌基因Wip1的表達有關，因此上調miRNA-16的表達有望成為治療肺腺癌的新策略。紫杉醇作為腫瘤聯合性化療的基礎藥物，是國際上公認的治療肺癌的標準療法。雖然紫杉醇的用途廣泛，但是腫瘤細胞對紫杉醇的耐藥已經較為普遍，因此肺癌患者接受以紫杉醇為基礎的化療方案治療后，較易出現復發(fā)、轉移等不良事件。Chatterjee等[8]通過miRNA微陣列分析比較了紫杉醇耐藥性肺癌細胞與紫杉醇敏感性肺癌細胞的miRNA表達差異，結果發(fā)現紫杉醇耐藥性肺癌細胞中miRNA-17與miRNA-16的表達均明顯下調；進一步研究發(fā)現，過表達miRNA-17可以通過靶向抑制beclin 1基因的表達，降低腫瘤細胞的保護性自噬，而miRNA-16的過表達則可以降低抗凋亡蛋白B細胞淋巴瘤/白血病-2（B cell lymphoma/leukemia-2，Bcl-2）的表達水平，從而促進腫瘤細胞凋亡；該研究還發(fā)現，聯合過表達miRNA-16與miRNA-17的肺癌細胞株對紫杉醇化療的敏感性也會明顯提高，提示藥物運載小分子miRNA用于靶向治療紫杉醇耐藥性肺癌可能會成為一種新的治療選擇。此外，Navarro等[9]通過對70例行根治性切除術的NSCLC患者進行隨訪分析發(fā)現，術前腫瘤組織中miRNA-16高表達患者的總生存期和無病生存期均短于miRNA-16低表達的患者，而miRNA-16表達正?；颊叩纳媲闆r最好，因此，研究認為腫瘤組織中miRNA-16的表達水平可能是判斷NSCLC患者預后的新指標。

2 miRNA-16與胃腸道腫瘤

胃癌和結直腸癌（colorectal cancer，CRC）屬于全球范圍內較常見的惡性腫瘤。近年來，胃腸道腫瘤的發(fā)病率在一些國家特別是發(fā)達國家逐年增高，嚴重威脅了人們的生命健康。Li等[10]研究發(fā)現，與正常胃黏膜上皮細胞相比，胃癌細胞SGC-7901中miRNA-16的表達明顯下調；當過表達miRNA-16時，胃癌細胞SGC-7901中肝細胞生長因子（hepatocyte growth factor，HGF）的表達水平明顯降低，且胃癌細胞SGC-7901的增殖與遷移能力也受到明顯抑制，因此研究認為在胃癌細胞中miRNA-16可以通過抑制HGF的表達發(fā)揮抑癌作用。截至目前，化療仍是中晚期胃癌的主要治療手段，然而在多數情況下，胃癌患者治療失敗的主要原因是腫瘤細胞對多種藥物產生耐藥。Xia等[11]通過miRNA組織芯片發(fā)現，miRNA-16在耐藥胃癌細胞中存在明顯低表達，而當轉染miRNA-16模擬物后，耐藥胃癌細胞對化療藥物的敏感度明顯提升；進一步研究發(fā)現，miRNA-16可以沉默Bcl-2 mRNA表達從而抑制抗凋亡蛋白的產生。也有研究證明，上述機制在結腸癌耐藥細胞中同樣存在[12]。

鼠類肉瘤病毒癌基因（Kirsten rat sarcoma viral oncogene，KRAS）屬于可能導致正常細胞惡性增殖的癌基因家族，也是CRC發(fā)生過程中最常被激活的信號轉導通路之一。相關研究表明，CRC組織中KRAS蛋白的表達水平明顯高于癌旁正常組織，miRNA-16的表達水平明顯低于癌旁正常組織；而通過生信分析及熒光素酶報告基因檢測發(fā)現，miRNA-16可以結合于KRAS mRNA的3'-UTR，從而下調KRAS的表達；細胞實驗結果顯示，miRNA-16可以通過沉默KRAS的表達抑制腫瘤細胞的增殖和侵襲能力，并促進腫瘤細胞凋亡，該結論在小鼠體內的成瘤實驗中也得到了進一步的證實[13]。糖尿病是全世界高發(fā)的慢性代謝性疾病，統(tǒng)計發(fā)現糖尿病患者并發(fā)CRC的風險增加，并且患者的預后也更差，為了探索其中的原因，Yang等[14]研究發(fā)現高血糖CRC患者體內miRNA-16的表達水平較血糖正常CRC患者降低，而且高糖環(huán)境可以增加CRC細胞的增殖與遷移能力；機制研究表明，高血糖通過降低CRC細胞內miRNA-16的表達水平，增強了血管內皮細胞生長因子受體（vascular endothelial growth factor receptor，VEGFR）及轉錄因子 cmyb的表達，從而達到促進腫瘤細胞生長的作用，提示積極控制CRC患者的血糖水平對抑制腫瘤進展可能有益。

3 miRNA-16與乳腺癌

乳腺癌是女性最常見的惡性腫瘤，發(fā)病率和病死率均居首位，并且還有逐年上升的趨勢。因此，深入探索乳腺癌的發(fā)病機制和高危因素對乳腺癌精準有效地治療至關重要。Liu等[5]研究表明，過表達miRNA-16不僅可以抑制乳腺癌MCF-7細胞的增殖，而且還可以加快細胞凋亡；在miRNA表達文庫的基礎上，研究者利用熒光素酶報告基因檢測方法建立了miRNA靶向反向篩選方法，通過該方法發(fā)現細胞周期蛋白 D1（cyclin D1，CCND1）的表達受miRNA-16家族的直接調控，miRNA-16部分通過CCND1誘導腫瘤細胞G1期阻滯。此外，該研究還顯示，其他幾種細胞周期蛋白mRNA包括細胞周期蛋白 D3（cyclin D3，CCND3）、細胞周期蛋白E1（cyclin E1，CCNE1）和周期蛋白依賴性激酶 6（cyclin-dependent kinase 6，CDK6）等也受到miRNA-16的調控，因此研究認為miRNA-16通過同時沉默多個細胞周期蛋白mRNA的表達來抑制腫瘤細胞的增殖。RNA結合蛋白HUR作為CCNA、CCNB1、CCNE1、細胞增殖相關基因c-myc及血管內皮細胞生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）等表達的調節(jié)因子，在多種腫瘤的發(fā)生發(fā)展中起著重要作用。已有研究表明，HUR可以通過結合CCNE1 mRNA的3'-UTR，穩(wěn)定CCNE1的表達，進而發(fā)揮促癌作用；相反，miRNA-16通過競爭性結合CCNE1 mRNA的3'-UTR而沉默其表達，從而抑制腫瘤細胞增殖。研究還發(fā)現，miRNA-16可以通過靶向HUR mRNA的3'-UTR下調HUR蛋白的表達水平，表明miRNA-16可以與HUR互相合作、調節(jié)，共同影響乳腺癌細胞的增殖[15-16]。

4 miRNA-16與肝癌

肝癌是臨床上常見的一種惡性腫瘤，中國的肝癌發(fā)病率居全球首位；盡管手術切除、全身化療和靶向治療等被廣泛應用于肝癌的治療，但是由于嚴重不良反應和耐藥性的產生，肝癌患者的治療及預后仍不理想。隨著對miRNA研究的不斷深入，miRNA-16在肝癌中的作用逐漸被人們認識。已有研究報道，miRNA-16過表達可以抑制肝癌細胞HepG2的增殖、遷移和侵襲，并促進細胞凋亡；蛋白質印跡法分析結果顯示，上述作用是通過上調HepG2細胞中促凋亡蛋白Bcl-2相關X蛋白（Bcl-2-associated X protein，BAX）、E-鈣黏著蛋白的表達，及下調抗凋亡蛋白Bcl-2、基質金屬蛋白酶2（matrix metalloproteinase 2，MMP2）、基質金屬蛋白酶-9（matrix metalloproteinase 9，MMP9）等的表達實現的，并且研究還認為以上作用可能與磷脂酰肌醇-3-激酶（phosphatidylinositol-3-kinase，PI3K）/蛋白激酶B（protein kinase B，PKB，也稱AKT）信號轉導途徑相關[17]。有研究發(fā)現，環(huán)氧化酶-2（cyclooxygenase，COX-2）與肝癌的發(fā)生有關，而COX-2抑制劑可以抑制肝癌細胞在體外實驗及動物模型中的增殖[18]。Noelia等[2]通過實驗發(fā)現，miRNA-16在肝癌細胞中呈低表達，而COX-2在肝癌細胞中呈高表達；采用miRNA-16模擬物轉染肝癌細胞發(fā)現，轉染后肝癌細胞中COX-2的表達水平明顯降低；雙熒光素酶基因報告系統(tǒng)發(fā)現，miRNA-16可以作用于COX-2 mRNA的3'-UTR從而下調COX-2蛋白的表達，但以上作用可以被RNA結合蛋白HUR部分拮抗，表明COX-2的表達受到miRNA-16與HUR的雙向調節(jié)，并且COX-2抑制劑可能對肝癌具有預防和治療的潛能。甲胎蛋白（alpha-fetal protein，AFP）作為肝癌重要的腫瘤標志物之一，被廣泛應用于肝癌的診斷、療效評價及復發(fā)檢測，但是其敏感度及特異度均欠佳。因此，研究新的生物標志物用于肝癌的診斷及預后判斷具有重要意義。Ge等[19]通過實時逆轉錄聚合酶鏈反應發(fā)現，肝癌患者血清中miRNA-16表達水平低于健康者；結合臨床資料分析還發(fā)現，肝癌患者血清中miRNA-16的表達水平與腫瘤直徑有關，因此研究認為外周循環(huán)血清中miRNA-16水平有望成為肝癌診斷和評估腫瘤大小的新型潛在生物學標志物。

5 miRNA-16與膠質瘤

膠質瘤是最常見的一種腦部腫瘤，約占中樞神經系統(tǒng)惡性腫瘤的80%，且預后較差[20]。近年來許多研究發(fā)現，在膠質瘤中存在miRNA的表達失調，并且與腫瘤的生長、轉移和耐藥性相關，因此對miRNA調控機制的研究對膠質瘤的治療十分重要。相關研究證實，與正常腦組織相比，膠質瘤組織中miRNA-16的表達明顯下調，并且其下調程度與腫瘤分級、TNM分期及血管神經侵犯程度有關；體外細胞實驗表明，miRNA-16起著抑制神經膠質瘤細胞增殖、遷移、侵襲及上皮-間充質轉化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）等抑癌基因的功能，而該作用可能與靶向減少SALL4、zyxin、Bcl-2、CCND1、CCNE1、BMI1、Wip1及核因子-κB（nuclear factor of kappa B，NF-κB）等多個信號蛋白的表達有關[21-25]。不僅如此，原癌基因URGCP可以通過轉錄因子c-myc的作用間接下調miRNA-16的表達，從而產生促進腫瘤生長的效果；此外，miRNA-16也可以直接與長鏈非編碼RNA LINC00152作用影響膠質瘤的生長，說明miRNA-16可以通過多種途徑調控膠質瘤的發(fā)生、發(fā)展，因此miRNA-16有可能成為將來治療膠質瘤的重要靶點[6,26]。替莫唑胺聯合放療是目前新診斷腦膠質瘤的標準治療方法，但接受替莫唑胺治療的患者往往產生耐藥性，從而嚴重影響患者的治療效果。Han和Chen[27]通過對替莫唑胺耐藥的膠質瘤細胞系進行miRNA微陣列分析發(fā)現，與非耐藥細胞相比，耐藥細胞中miRNA-16的表達存在明顯下調；該研究還發(fā)現，當下調miRNA-16表達時，一方面非耐藥細胞內的Bcl-2表達水平升高，腫瘤細胞凋亡減少；另一方面非耐藥細胞對替莫唑胺的敏感性也會降低。因此，研究認為膠質瘤對替莫唑胺耐藥性的機制與miRNA-16介導的Bcl-2下調有關，上調miRNA-16表達有可能改善替莫唑胺耐藥的神經膠質瘤的治療效果。

6 miRNA-16與泌尿系統(tǒng)腫瘤

腎細胞癌（renal cell carcinoma，RCC）、膀胱癌及前列腺癌作為泌尿系統(tǒng)三大高發(fā)腫瘤，術后復發(fā)率和病死率均較高。因此，研究新的抗腫瘤分子機制在泌尿系統(tǒng)腫瘤發(fā)生、發(fā)展中的作用十分重要。Chen等[4]通過對48例RCC患者RCC組織及癌旁組織中miRNA-16的表達情況進行研究發(fā)現，RCC組織中miRNA-16呈明顯高表達；細胞實驗顯示，下調miRNA-16表達可以加速腫瘤細胞增殖、遷移并減少凋亡性細胞死亡，說明與在肺癌、胃癌及乳腺癌等腫瘤中發(fā)揮的抑癌作用相反，miRNA-16在RCC中作為促癌基因起作用；此外，生信分析預測miRNA-16在RCC中的促癌作用可能是通過靶向抑制乳腺癌1號基因相關蛋白1（BRCA1 associated protein 1，BAP1）的表達而發(fā)揮作用的，但仍需進一步實驗進行證實。膀胱癌作為泌尿系統(tǒng)發(fā)病率最高的腫瘤，其復雜的發(fā)病機制目前尚未明確。近年來，有研究發(fā)現，中藥對膀胱癌有著潛在的抑制作用，而且通過實驗發(fā)現該作用與miRNA-16相關。青蒿琥酯（artesunate，ART）為臨床治療瘧疾的一線用藥，Zuo等[28]首次報道ART對膀胱癌有抑制作用，并且細胞實驗也證實了ART可以抑制膀胱癌細胞的增殖并誘導其凋亡。此外，研究還發(fā)現ART可以上調膀胱癌細胞內miRNA-16的表達，并降低細胞內COX-2及前列腺素E2（prostaglandin E2，PGE2）的表達水平，而ART的抑癌作用可以被miRNA-16抑制劑逆轉。該研究認為，ART可能是通過上調miRNA-16的表達及抑制COX-2、PGE2的表達來發(fā)揮抑癌作用。Liu等[29]研究顯示，中草藥葛根素與ART一樣，可以抑制腫瘤細胞的活力和增殖能力，但不同之處在于葛根素是通過上調miRNA-16的表達使NF-κB途徑失活，從而下調COX-2的表達來發(fā)揮抑制腫瘤生長的作用。Bonci等[30]研究發(fā)現，與正常前列腺組織相比，miRNA-16在前列腺癌組織中呈低表達，細胞與動物模型實驗結果顯示，miRNA-16不僅可以抑制前列腺癌細胞的增殖及遷移，還能夠抑制小鼠皮下腫瘤的生長；蛋白質印跡法分析發(fā)現，miRNA-16可以通過靶向抑制周期蛋白依賴性激酶1（cyclin-dependent kinase 1，CDK1）、周期蛋白依賴性激酶 2（cyclin-dependent kinase 2，CDK2）、CCND1、無翅型MMTV整合位點家族成員3A（wingless-type MMTV integration site family，member 3A，WNT3A）及 Bcl-2等多種信號蛋白的表達，發(fā)揮抑癌作用[31]。腫瘤與周圍微環(huán)境之間的相互作用在腫瘤的發(fā)生和進展中起著關鍵作用，然而有關miRNA對腫瘤微環(huán)境影響的研究并不多。Musumeci等[32]研究發(fā)現，前列腺癌細胞中miRNA-16的表達下調，而且腫瘤周圍間質中的腫瘤相關成纖維細胞中miRNA-16的表達也存在下調。深入研究發(fā)現，高表達miRNA-16可以抑制腫瘤周圍間質細胞中成纖維細胞生長因子 2（fibroblast growth factor 2，FGF2）及其受體 1（fibroblast growth factor receptor 1，FGFR1）的表達，從而抑制腫瘤細胞及腫瘤周圍間質細胞的增殖，表明miRNA-16在腫瘤細胞和腫瘤周圍間質細胞中發(fā)揮著雙重抗腫瘤作用。

7 miRNA-16與白血病

白血病是造血系統(tǒng)較常見的一種惡性疾病，好發(fā)于年輕人群，是一種易復發(fā)且預后較差的惡性腫瘤。近年來研究發(fā)現，miRNA與白血病的發(fā)生有關[33]。已有研究發(fā)現，慢性淋巴細胞白血?。╟hronic lymphocytic leukemia，CLL）的腫瘤細胞中miRNA-16的表達明顯下調，而Bcl-2的表達明顯上調；當過表達miRNA-16后，CLL腫瘤細胞的凋亡性死亡明顯增多；將CLL腫瘤細胞移植到小鼠體內發(fā)現，腫瘤細胞的增殖能力同樣受到明顯抑制，因此推測miRNA-16在CLL中起著抑癌作用，而且與下調Bcl-2的表達有關[34-35]。T淋巴母細胞白血病是一種來源于前驅T淋巴細胞的高侵襲性腫瘤，青年男性多見，惡性度高，預后差。在與反應性增生的淋巴結作對比的情況下，Li等[36]研究發(fā)現，與腎癌組織中miRNA-16的表達類似，T淋巴母細胞白血病的腫瘤細胞中miRNA-16的表達同樣上調，并且是反應性淋巴結的5倍，而且miRNA-16高表達與患者的生存期更長有關，因此研究認為miRNA-16低表達可以作為T淋巴母細胞白血病患者預后的獨立危險因素。伊馬替尼是CML慢性期的常用藥物，但是，一些晚期患者常常顯示出對伊馬替尼耐藥，而多藥耐藥蛋白1（multidrug resistance protein 1，MDR1）介導的藥物流出功能被認為是CML耐藥的主要原因。Xiao等[37]研究發(fā)現，過表達長鏈非編碼RNA UCA1可以上調MDR1的表達，從而提高CML細胞對伊馬替尼的耐藥性，而miRNA-16通過靶向MDR1 mRNA的3'-UTR，抑制MDR1的表達而競爭性抑制長鏈非編碼RNA UCA1的作用，說明miRNA-16與UCA1可能作為伊馬替尼耐藥的CML患者有希望的治療靶點。

8 miRNA- 1 6與其他腫瘤

Tang等[38]研究發(fā)現，過表達miRNA-16可以抑制卵巢癌細胞的增殖、侵襲能力，并增強卵巢癌細胞對凋亡刺激的敏感性；蛋白質印跡法發(fā)現，過表達miRNA-16可以降低卵巢癌細胞中VEGF、MMP2和Bcl-2蛋白的表達水平，提示miRNA-16可能通過下調VEGF、MMP2和Bcl-2等蛋白的表達，發(fā)揮抑癌作用。骨肉瘤（osteosarcoma，OS）是一種常見的高度惡性和易轉移性骨腫瘤，Chen等[39]研究發(fā)現，miRNA-16在OS細胞系和OS組織中表達下調；而miRNA-16過表達則可以抑制裸鼠中OS細胞的增殖及腫瘤生長。此外，研究還證實，miRNA-16可以靶向抑制胰島素樣生長因子1受體（insulin like growth factor 1 receptor，IGF1R）的表達，并與miRNA-16的抑癌作用有關。Zhu等[40]比較了40例食管鱗狀細胞癌患者腫瘤組織與癌旁組織中miRNA-16的表達水平，發(fā)現食管鱗狀細胞癌組織中miRNA-16的表達水平異常升高，將miRNA-16抑制劑轉染入腫瘤細胞中發(fā)現，其遷移、增殖能力均受到明顯抑制。此外，熒光素酶報告基因分析證實，miRNA-16可以結合RECK和SOX6基因的mRNA 3'-UTR，并通過下調RECK和SOX6的表達在食管鱗狀細胞癌的發(fā)生過程中起重要作用。惡性黑色素瘤是惡性程度最高的惡性腫瘤，其預后受疾病進展狀態(tài)的影響很大。研究者通過病例對照研究發(fā)現，黑色素瘤患者血清中miRNA-16的表達水平明顯降低，而且其下降程度與腫瘤厚度增加、潰瘍發(fā)生和臨床分期較晚等因素呈正相關。進一步研究發(fā)現，miRNA-16在體外和體內均可以抑制黑色素瘤的生長；通過Kaplan-Meier分析和Cox比例風險回歸模型分析揭示了血清miRNA-16表達水平低的黑色素瘤患者較miRNA-16表達水平高的患者預后更差，提示血清中miRNA-16可以作為預測黑色素瘤預后的潛在生物標志物[41]。

9 小結與展望

綜上所述，miRNA-16在大多數腫瘤中呈低表達，如在肺癌、胃癌、結直腸癌、乳腺癌、肝癌、膠質瘤、膀胱癌、前列腺癌等腫瘤中表達下調，從而發(fā)揮抑癌基因的作用；但也有少數腫瘤中miRNA-16呈高表達，如RCC，故發(fā)揮促癌基因的作用。miRNA-16與腫瘤細胞的增殖、遷移、侵襲及凋亡等生物學過程有關，同時還與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、診斷治療、藥物耐藥及復發(fā)監(jiān)測、預后評估等密切相關。miRNA-16可以從基因轉錄后水平調控眾多靶蛋白的表達，而且miRNA-16的表達也被其他的上游基因所調控；此外miRNA-16及其調控通路之間相互影響、相互作用，在腫瘤發(fā)展的每個階段都起著獨特而重要的作用。近年來，miRNA-16已經成為腫瘤研究領域中的熱點，并且取得了很多新的研究成果，然而仍有很多問題有待解決。比如miRNA-16在某些腫瘤組織中呈現高表達，但血清中的表達水平卻很低；腫瘤患者血清中miRNA-16的表達水平是否可以作為特異性腫瘤標志物應用于臨床；在一些腫瘤中miRNA-16的下游靶基因及上游調控因子等，這些問題都將成為以后的研究的方向。相信在不久將來，隨著miRNA-16在腫瘤中研究的不斷深入，miRNA-16有可能成為一種新興分子為腫瘤更加精準的臨床診斷及更加安全有效的治療帶來新的希望。