MicroRNA let-7与肿瘤关系的研究进展

陈方园(综述)，陈清勇(审校)

(1.浙江中医药大学，杭州310004;2.中国人民解放军第117医院呼吸内科，杭州310004)

已有研究证明［1］，microRNA(miRNA)与多种肿瘤的发生、发展密切相关，它的作用靶点可以是抑癌基因(miR-15a、miR-16-1、let-7等)，定位于扩增区，使其表达上调，则发挥抑癌基因样作用;也可为癌基因(miR-155，miR-17-5p 和 miR-21等)，mRNA表达水平升高时，则阻止细胞的恶性转化。miRNA的多种作用将来可能用于肿瘤的诊治［2］。miRNA的种类较多，其中较为引人注目的是miRNA let-7家族，最近被发现与人类多种肿瘤密切相关。现就miRNA let-7与肺癌、乳腺癌、肝癌之间关系的研究进展进行综述。

1 miRNA let-7家族的概述

1.1 miRNA let-7的生物学特征 let-7最早是在秀丽隐杆线虫(C.elegans)中发现的miRNA之一。在C.elegans里，let-7 家族由 let-7、mir-48、mir-84 和mir-241组成，编码了 4个发育调控 miRNA［3］。let-7长约21 nt，它是从一个具有茎环折叠结构、70个核苷酸前体分子发展而来的。在C.elegans发育后期，let-7决定线虫从幼虫到成虫的形态转变。因此，抑制let-7的活性会造成成虫期发育迟滞。反之，let-7在幼虫期表达上调将会导致发育早熟。

let-7具有高度保守性、时序性、组织细胞特异性，受到发育和空间的调控，并参与细胞的分化、增殖、死亡［4，5］。let-7 是由具有保守性前体分子发展而来［6］，Pasquinelli等［7］在所有两面对称结构的动物实验中(包括人类、老鼠、小鸡、多毛环蠕虫和苍蝇，刺胞动物和海绵动物除外)发现let-7几乎是100%的保守，而且作为含有21个核苷酸的小RNA分子表达出来。同样，人们也发现let-7具有组织特异性，已经被证实和发现let-7在其他不运动的有机体也表达，如软体动物、环节动物、斑马鱼，但是在珊瑚虫、水螅刺胞动物、海绵动物、植物、单细胞有机体中则不表达［8，9］。

1.2 miRNA let-7的作用机制 miRNA let-7具有两种作用模式:①当与靶基因完全互补结合时，直接靶向切割mRNA，如果蝇和子宫颈癌细胞中let-7直接介导RNA诱导的基因沉默复合物分裂切割靶mRNA。②当与靶基因不完全互补结合时，miRNA let-7起调节基因表达的作用，如线虫中Let-7与靶mRNA 3'端非翻译区不完全配对结合后，将抑制调节基因的翻译。

2 miRNA Let-7与肺癌的关系

let-7与人类多种癌症的发生、发展有关，其中与肺癌的关系最为密切。Lagos-Quintana等［10］在人类基因组中鉴定了与C.elegans let-7同源的has-let-7家族，包含9 个成员:hsa-let-7a-1/2/3、hsa-let-7b/c/d/e、hsa-let-7f1/2，它们分别位于多个染色体上和肿瘤发生相关的区域或脆性位点、杂合型丢失区［11］。let-7的靶基因包括Ras家族、高迁移率组A蛋白、c-Myc和细胞周期调节因子(细胞分裂周期基因25A、细胞周期蛋白依赖性激酶6、细胞周期蛋白D2)。其中最典型的两个是促进细胞增殖的Ras家族和参与细胞增殖分化的高迁移率组 A 蛋白［12，13］。

let-7 miRNA家族的过表达能够抑制肺癌细胞的增殖、分化和细胞的侵袭转移。2004年，Takamizawa等［14］通过Northern印迹杂交(一种将RNA从琼脂糖凝胶中转印到硝酸纤维素膜上的方法)分析，首次发现＞60%的肺癌组织和肺癌细胞株中hsa-let-7表达显著降低(＞80%)，并且hsa-let-7表达水平低的患者手术治疗后的预后较差。同样在人类原发性肺癌组织标本中也发现let-7表达下调，其中表达水平下降＞80%的病例占44%，说明let-7在肺癌体内和体外的表达均下调［15，16］。

let-7表达是相对早期癌症的标识。Inamura等［17］针对15例早期支气管肺泡癌(通常认为是原位腺癌)、26例高分化侵袭性腺癌、25例侵袭性腺癌的研究发现相对于正常肺组织，支气管肺泡癌的let-7低表达发生率达87%(13/15)，而全部病例的发生率为79%(52/66)，表明let-7低表达在肺癌早期即发生。let-7家族表达减低在非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer，NSCLC)中尤为多见。Kumar等［12］的实验证实，let-7可显著抑制NSCLC细胞的生长，表达K-rasG12D的鼠肺癌细胞系中引入易位表达的let-7g，可导致细胞周期停止和细胞死亡。Esquela-Kerscher等［18］经免疫缺陷鼠移植实验和培养多细胞系肺癌细胞实验证实，miRNA let-7直接抑制肺癌生长，也证实表达G12D活化K-ras变异对这一效应更敏感。Chin等［19］研究了74个NSCLC病例，从K-ras 3'非编码区中获得let-7互补位点序列，以观察变异和单碱基多态性与NSCLC的关系，发现let-7互补位点6这一多态位点变异型是NSCLC易感性的一重要因素，并且这一位点的变异可降低let-7的癌症抑制因子的作用，从而使发病率升高。

临床研究显示［12，20］，let-7 下调的 NSCLC 患者预后差且手术后存活缩短。但Inamura等［17］将66个肺腺癌病例(支气管肺泡癌15，高分化26，低分化25)依let-7表达情况分为两类，未发现其预后的显著差异性，但发现let-7表达情况对肺癌的细胞学分型有一定影响。这表明let-7表达水平降低可能与肿瘤预后不良有关。但是，Let-7的表达水平能否作为肺癌预后指标，仍需进一步研究证实。

3 miRNA let-7与乳腺癌的关系

乳腺癌是人类最常见的恶性肿瘤之一，居女性恶性肿瘤的第2位。miRNA不仅能够调控基因协调生物发育，而且也能促进乳腺癌细胞的扩散和转移。Iorio等［21］使用miRNA芯片检测发现在乳腺癌let-7中明显呈低表达。这使let-7a应用于乳腺癌靶向治疗成为可能。同时发现，乳腺癌患者中有淋巴结转移或高增殖指数的病例中let-7的表达水平较低，这也提示let-7的低水平和预后较差存在某种关联。

吴凯等［22］应用RNA干扰技术，成功设计并合成let-7a双链，采用脂质体介导将其转染乳腺癌人乳腺癌细胞株，证明let-7a可以抑制人乳腺癌人乳腺癌细胞株的体外增殖，并对其具有凋亡诱导作用，其机制可能与降低肿瘤细胞c-Myc基因及蛋白表达有关。此实验为let-7a用于乳腺癌基因治疗提供了理论依据，也为let-7a用于乳腺癌治疗提供了实验依据。但let-7a对体内乳腺癌细胞作用尚有待动物实验和临床实验证实。另外，目前研究表明let-7a与乳腺癌多种癌基因存在互补配对关系，其中包括调控Ras基因、c-Myc、高迁移率组A蛋白、NIRF(新发现的一种核蛋白)及细胞周期相关癌基因［23，24］。但其对这些癌基因的作用仍有待进一步研究证明。

4 miRNA let-7与肝癌的关系

肝癌是一个复杂的多基因疾病，其发生发展是多因素、多步骤综合作用的结果［25］。目前，发现miRNA在早期肝癌中呈异常表达。在动物模型中发现早期肝癌中 miR-34a、miR-127、miR-200b和miR-16a低表达，这些miRNA的调控涉及到细胞凋亡、细胞增殖、细胞连接等。检测相应的受调控的E2F3(E2F转录调节家族，是一种重要的细胞周期调控因子)、Notch1、Bcl-6、ZFHX1B(又称为 Sip1，Smad相互作用蛋白1，为一种转录辅阻遏物)和Bcl-2蛋白也发生了改变。因此，认为早期肝癌失调的miRNA表达可能是肝癌发展的一个重要因素。

let家庭中不同的mRNA作用不同。let-7c是具有抑癌活性的mRNA，可下调与肝癌发生直接相关的癌基因c-Myc的表达。过氧化物酶体增殖物激活受体(peroxisome proliferator activated receptor，PPAR)的激活能够促进肝细胞增生和肝癌形成，其中可能有miRNA的效应。Shah等［26］发现PPARα表达小鼠模型能够抑制肝细胞增生和肿瘤形成，let-7c在肝肿瘤形成中起着关键性的作用，应用PPARα激动剂可导致let-7表达减少。let-7c与c-Myc基因的3'-UTR结合而直接作用于c-Myc。经由let-7c途径PPARα介导的c-Myc表达致原癌基因miR-1792簇高表达，而PPAR α缺陷的裸鼠无此变化。let-7的高表达使得c-Myc和miR-1792簇表达减少，从而抑制肝癌细胞生长。但是，已有研究证实异位表达的let-7a可降低caspase-3的表达，增加肝癌细胞的耐药性［27］。Gramantieri等［28］在比较肝癌组织和肝硬化肝组织的研究中发现miR-221在83%肝细胞癌中上调，let-7a-1和miR-122a在70%肝细胞癌中下调。Shimizu等［29］研究发现，肝细胞组织let-7c的低表达有助于Bcl-xL的超表达。miRNA let-7在肝癌细胞中低表达可诱导细胞凋亡，与Mcl-1维持抗癌药物的靶向性有一定联系。但具体相关性仍有待于进一步研究。

5 结语

虽然let-7 miRNA表达谱在肿瘤细胞与正常细胞中存在明显差异，但是let-7 miRNA的下游靶基因多数还不明确。如一种let-7 miRNA可以调节多个靶基因，而一个靶基因又可以受多种let-7 miRNA调节，两者关系错综复杂。另外，let-7 miRNA究竟在肿瘤发生、发展过程中如何发挥调节作用，还需进一步深入研究。相信随着后基因组时代的来临，基因组学研究的深入、高通量微阵列和生物信息学的广泛应用，let-7 miRNA将成为潜在的分子诊断标记和分子靶向治疗，以及判断肿瘤预后的良好指标。

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