MicroRNA与胰腺癌关系研究进展

张艳敏，崔乃强，张淑坤

MicroRNA与胰腺癌关系研究进展

张艳敏1，崔乃强2，张淑坤2

胰腺癌；microRNA；诊断

胰腺癌因其起病隐匿、早期诊断难、手术切除困难、放化疗不敏感以及预后差、死亡率高等原因，成为危害最大的恶性肿瘤之一，其相关的分子机制的研究具有重要临床意义。microRNA(miRNA)是一类单链非编码RNA分子，是与肿瘤发生发展有关的新的调节分子家族之一。miRNA不编码蛋白，具有高度的保守性、时序性和组织特异性，通过与靶mRNA的3'端非编码区（3'-untranslational region,UTR）结合，降解或者抑制mRNA的翻译导致靶基因的转录后沉默，从而参与靶基因功能的调节。近年来，miRNA在肿瘤发生机制中的研究呈增多趋势，包括血液源性肿瘤和实体肿瘤[1]，其中miRNA在胰腺癌中的上调与下调与胰腺癌的生物学特性存在密切关系，现就miRNA在胰腺癌中的研究进展作一综述。

1 胰腺癌研究现状

因胰腺癌病变不易早期发现，手术困难，且对放疗、化疗均不敏感，该肿瘤被认为是目前已知的恶性度最高的肿瘤之一，预后极差。近年来胰腺癌发病率在国内外均呈持续上升趋势。在我国，特别是在经济较发达的地区，胰腺癌的发病率已与西方国家持平[2]。在世界范围内居肿瘤死因的第4位[3]，是所有消化系统肿瘤中第2位最常见的恶性肿瘤，在国内胰腺癌已跃居全身肿瘤第7位。其临床症状多不典型，大多数胰腺癌患者发现时已处于进展期，其5年生存率小于10%，超过95%的患者死于病理诊断后的5年内。因此早期诊断胰腺癌和早期手术治疗可以显著提高患者的生存率、明显改善预后。因肿瘤是基因的疾病，肿瘤的发生先有基因的异常，故对胰腺癌发生过程中基因变化的研究有助于胰腺癌的早期发现和早期治疗，从而提高生存率。随着免疫和分子生物学在肿瘤的发生、发展和转移机制研究的不断深入，为胰腺癌的治疗提供了新的治疗希望，不少免疫治疗已进入临床I、Ⅱ期试验[4]。人们在研究中不断发现新的癌基因参与胰腺癌的发生和发展，同时还寻求置换有正常功能的基因或增补缺陷基因的方法来治疗胰腺癌。虽然这些措施尚处于实验阶段，可以预见基因治疗胰腺癌的前景看好，它将成为一种治疗有效和安全的新途径。随着分子生物学理论和技术的发展，胰腺癌相关基因的研究不断取得进展，在这一领域内的相关研究成为新的热点。分子生物学的基本理论认为，肿瘤的发生过程同时也是肿瘤相关基因异常变化的过程。在肿瘤发病的分子模式中，既包括癌基因及其受体的活化，也包括抑癌基因的灭活和丢失。胰腺癌的分子发病机制，也符合这种模式。相关的基因通过不同的和共同的信号途径改变细胞的生物学特性如凋亡、分化等，对胰腺癌的发生发展发生影响。这些基因和信号途径已经得到整理归纳和发布。为相关分子生物学的进一步深入研究提供了基础和线索。

具体在胰腺癌的相关研究中，已经发现在胰腺癌的发生中起重要作用的一些蛋白和基因，如CA-199等蛋白合成的增加，部分原癌基因和抑癌基因如P53、K-ras、CDKNZA、Smad2/4的改变等，但这些分子标志物在单独应用时，其诊疗效果均不理想，并存在着许多问题：(1)是否有更多其他的基因参与胰腺癌的发生发展；(2)基因技术尚不完善；(3)基因治疗的靶向性尚不够明确；(4)临床试验有限等。随着科学技术进步，一类新的基因miRNA的发现，为肿瘤相关基因的系统研究提供了重大突破。

2 microRNA概述

miRNA是一类广泛分布的非编码小RNA，占动物基因组总量的1%左右[5]，它们在多细胞生物中的表达不仅有时间和空间的特异性，而且具有组织和细胞特异性，并且在生物的进化中是高度保守的，它们对动植物发育中多数基因的表达起重要的调控作用[6]。最初miRNAs定义可从表达和生物学产生两个方面按以下标准界定[7]：⑴成熟的miRNA有约22个核苷酸长度的转录本，且产物可通过RNA印迹检测到；⑵成熟的miRNA来源于具有特定二级结构如茎环结构的前体，而siRNAs却来源于长的双链RNAs；⑶成熟的miRNA由Dicer酶加工，在Dicer酶缺陷型的个体中，会检测到miRNA前体的累积；⑷另外一个可选但不常被使用的标准是，成熟的miRNA序列以及通过其预测的发卡结构应该在不同物种间保守。一个理论上的miRNA应满足以上所有标准，虽然实际中存在一些例外，但它起码要满足前两项标准[8]。

3 microRNA与胰腺癌的关系

Croce研究小组2004年6月在美国科学院学报上第1次提出了miRNA组(miRNome)的概念，即：单个细胞内全部miRNA的集合(the full complement of miRNAs in a cell)[9]，其可以在确定肿瘤的组织来源和定性等方面发挥作用。但这种分子标签应该以大样本并结合临床-病理分析结果才能最终确定。

3.1 microRNA在胰腺癌中的异常表达 miRNA参与细胞基因表达的调节，其在癌组织中和正常组织中的表达存在明显差异。目前将miRNA在肿瘤中的作用被归类到癌基因或抑癌基因家族中。作为抑癌基因是通过抑制癌基因方式实现的，作为癌基因则是通过抑制抑癌基因实现的。一般认为，在肿瘤细胞中呈上调表达的miRNA为癌基因，它们通过抑制抑癌基因或控制细胞分化或凋亡的基因而促进肿瘤的发展，如Bloomston等[10]应用miRNA芯片和Real-time PCR技术，在8个胰腺癌组织和良性胰腺组织中发现7个miRNA（miR-21，miR-221，miR-222，miR-181a，miR-181b，miR-181d，miR-155）在胰腺癌组织中上调。此外，Volinia等[11]通过miRnome分析了包括胰腺肿瘤在内的大宗病例后发现,一些在肿瘤中高水平表达的miRNA，如miR-17-5p、miR-20a、miR-21、miR-92、miR-106a和miR-155等。

miRNA在胰腺癌表达也有下调的，提示其为一些抑癌基因,如miR-34在胰腺癌细胞株中的表达是下降的。Chang等[12]研究发现2个未转化胰腺导管细胞系（HPNE和HPDE）中miR-34a呈高表达，提示在胰腺导管细胞中miR-34a是正常表达的，而与HPNE和HPDE相比，所有的15个胰腺癌细胞株中miR-34a表达至少降低2倍以上，有11个细胞株中miR-34a表达甚至降低10倍以上或缺失。另外Ji等[13]和Lodygin等[14]研究发现，胰腺癌细胞株MiaPaCa-2和Bxpc-3中miR-34的表达水平极低。Yoshimasa等[15]发现，miR-127在一些人原发性肿瘤中表达下调或缺失，而在正常细胞中表达正常，因而认为其是一个潜在的抑癌基因。Gaur等[16]通过比较美国国家癌症研究所(national cancer institute，NCI)的60种肿瘤细胞和正常组织中241种miRNA的表达水平后，发现大部分miRNA在肿瘤细胞中低表达，提示大部分miRNA可能是一些抑癌基因。其他下调的还有miR-200家族的miR-141和miR-200c等和let-7家族成员。

3.2 miRNA表达谱可用于鉴别胰腺癌和良性胰腺疾病 有研究认为，miR-204主要表达于有胰岛素分泌功能的胰岛素瘤中。Ki-67是反应肿瘤增殖的标志物，在许多肿瘤的研究中显示与预后有关。过度表达的miR-21与高Ki-67增殖指数和出现肝转移密切相关，因此提示miRNA改变与胰腺内分泌肿瘤及腺瘤转化及恶性肿瘤的进展相关。Roldo等[17]筛查了12例非胰腺肿瘤组织和胰腺原发肿瘤(其中12例胰岛素瘤，28例无功能的胰腺内分泌肿瘤，4例腺癌)组织中miRNA的表达谱后，发现有一些共同的miRNA表达模式能够区分肿瘤和正常胰腺组织。Zhang等[18]监测与肿瘤发生发展相关的95个miRNA的在10个胰腺癌细胞株和17例胰腺癌组织中的表达，并与正常人类胰腺导管上皮细胞（human pancreatic ductal epithelial,HPDE）或正常胰腺组织比较，结果发现 8 个 miRNA（miR-196a，miR-190，miR-186，miR-221，miR-222，miR-200b，miR-15b，miR-95）在大多数胰腺癌组织和细胞株中表达上调，上调倍数为3～2 018倍。作者认为，胰腺癌组织/细胞株有独特的miRNA表达谱。Bloomston等[10]应用miRNA芯片技术监测65例胰腺癌、42例慢性胰腺炎和正常胰腺组织标本中326个人类miRNA的表达，PAM分析（prediction analysis of microarrays，PAM）发现，与正常胰腺组织比较，在90%的胰腺癌中21个miRNA上调，4个miRNA下调，与慢性胰腺炎组织相比，胰腺癌中15个miRNA上调和8个miRNA下调，这些miRNA的表达谱用于鉴别慢性胰腺炎和胰腺癌的准确性达到93%。随后的簇分析发现，慢性胰腺炎和正常胰腺的miRNA表达模式极其相似，而胰腺癌和慢性胰腺炎及正常胰腺中的miRNA表达模式有明显的不同，因此可认为，胰腺癌有不同的miRNA表达谱，这可用于从良性疾病中鉴别胰腺癌。Szafranska等[19]研究簇分析结果也发现，miRNA表达谱可用于鉴别胰腺癌、慢性胰腺炎和正常胰腺。

3.3 miRNA表达谱可用于协助胰腺癌与其他肿瘤的鉴别miRNA的表达是有很强的组织特异性的，Volinia等[11]应用miRNA芯片技术监测了6种肿瘤（胰腺、肺、乳腺、胃、前列腺和结肠）363个组织标本和相应177个正常组织标本228个miRNA的表达情况，结果发现在90%标本中,有表达的137个miRNA的表达谱可以很好的区别肿瘤组织来源。应用miRNA平均绝对表达值进行簇分析可以发现,这些miRNA的表达谱可以不管疾病状态而很好地区分不同的组织来源。近4年来的研究发现，不同肿瘤具有特定的miRNA表达模式，包括慢性淋巴细胞性白血病、胃癌、肺癌、乳腺癌、前列腺癌、胰腺癌、肝癌和甲状腺癌在内的多种肿瘤均有特异的miRNA表达谱。Szafranska等[19]研究认为，miR-216、miR-217表达和miR-133a的缺失表达可作为胰腺组织的特征，用于确定组织或细胞的胰腺来源。

4 展望

作为发病率和恶性程度都较高的人类肿瘤之一，胰腺癌的诊断和治疗方法研究一直都受到很大的关注。其发生发展是多种基因改变、多步骤的复杂过程，因此单一基因治疗难以奏效。随着分子生物学理论和技术的发展，胰腺癌相关基因的研究不断取得进展，特别是近期一类新的调控基因microRNA的发现和逐步深入研究，为胰腺癌的早期诊断和有效治疗提供了新的希望。

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R735.9

A

1007-6948(2011)01-0114-03

10.3969/j.issn.1007-6948.2011.01.050

1.天津中医药大学研究生院(天津 300073）

2.天津市南开医院

崔乃强，E-mail：nctsui@126.com

（收稿：2010-06-26 修回：2010-09-22）

（责任编辑 傅 强）