MiR-1在肿瘤中的研究进展

蒋森，赵亚萍，杜云翔

(1.蚌埠医学院，安徽 蚌埠 233000;2.解放军第八二医院肿瘤中心，江苏淮安 223001;3.解放军第八二医院检验科，江苏 淮安 223001)

微小RNA(microRNA，miRNA)是一类高度保守的、具有调控功能的非编码小分子RNA［1］。目前发现的miRNA有15 000多种，其中人类有2 000多种［2］。据研究，miRNA参与调节人类大约30%蛋白质的翻译［3］，几乎与细胞分化、代谢、生长、增殖和凋亡等所有分子过程的调节有关。越来越多的研究表明，miRNA多定位于肿瘤相关的脆性位点，与肿瘤的发生密切相关［4］。近年来，miRNA-1(miR-1)在肿瘤发生、发展过程中的作用受到关注，本文就此作一综述。

1 miR-1的基本特征

miR-1 家族包括 miR-1-1、miR-1-2 和 miR206［5］。Hsa-miR-1家族由2个miRNAs组成:hsa-miR-1-1和hsa-miR-1-2。miR-1-1位于人的第20号染色体上C20orf166基因初级转录本的第2个内含子区，miR-1-2位于人的18号染色体上蛋白质编码基因MIB1的第12个内含子区。miR-1的生物合成与其他miRNA一样，首先由细胞核内编码miRNA的基因转录产生初始miRNA(primary miRNA，pri-miRNA)［6］，pri-miRNA 被RNaseⅢ内切酶进一步切割成前体miRNA(precursor miRNA，pre-miRNA)［7-9］。该前体在 Exprotin-5 的作用下转运到细胞质内［10］。在细胞质内，被RNA内切酶ⅢDicer酶剪切成成熟 miRNA［7，11］。在基因沉默复合物(RISC)的引导下，成熟的miRNA与特定靶基因mRNA的3'端非翻译区完全或不完全碱基互补配对引导RISC与目的mRNA结合，从而降解靶基因mRNA或阻遏其翻译［2］，在转录后水平沉默基因的表达。通过在线数据库miRanda(http://www.microrna.org/)分析发现miR-1在心脏、甲状腺、子宫、前列腺、卵巢等组织中均有表达，参与细胞生长、分化、凋亡以及心脏、内耳发育等生理过程，与肿瘤、代谢类疾病、精神类疾病有关［12］。

2 miR-1在肿瘤中的表达

已有研究表明，miR-1在多种肿瘤细胞中表达异常，并参与了肿瘤的增殖、侵袭、迁移和凋亡(表1)。miR-1在绝大部分肿瘤中表达下调，发挥了抑癌基因的角色，然而，Liu等［13］分析胃癌患者和正常人血清标本miRNA表达谱，发现miR-1在胃癌患者血清中含量明显上调，具体机制尚不十分清楚。

表1 miR-1在肿瘤中的表达情况

3 miR-1的靶基因

分析与鉴定miR-1的靶基因对于研究miR-1的功能具有重要意义。然而，由于miR-1与靶mRNA3'端非翻译区并非完全匹配，导致鉴定其靶基因有一定的困难，但是，目前对其靶基因的研究也取得了一定的进展，首先通过Targetscan、miRbase、Pictar等在线软件进行靶标预测，进一步采用荧光素酶报告实验、蛋白质印迹实验、实时荧光定量PCR技术进行验证，发现miR-1作用靶标基因多参与细胞增殖、侵袭、凋亡等(表2)，提示miR-1可能通过下调这些基因表达参与肿瘤的发生发展的机制。

表2 miR-1的靶基因

4 miR-1与肿瘤的形成与发展

4.1 miR-1与肿瘤增殖和凋亡

肿瘤的发生是一个复杂的过程，与细胞的异常增殖和凋亡密切相关［36-37］。miR-1可通过抑制肿瘤细胞增殖和促进细胞凋亡而抑制肿瘤的发生。Taulli等［38］证实了miR-1在人类横纹肌肉瘤中的作用。过表达miR-1可以促进横纹肌肉瘤细胞的肌源性分化，同时抑制细胞的增殖。Wu等［14］研究发现miR-1转染的鼻咽癌细胞呈现出典型的凋亡代谢过程，其机制可能与下调PTMA(靶基因胸腺素a)表达有关。另外，Nohata等［19-20］利用 qRT-PCR技术发现，与正常组织相比，miR-1在上颌窦鳞状细胞癌组织中表达明显减少，而TAGLN2和PNP mRNA表达明显上升。过表达miR-1可以抑制癌细胞增殖、诱导其凋亡，生物信息学分析提示TAGLN2和PNP是受miR-1调节的靶基因。进一步研究证明这两种靶基因沉默后都能抑制肿瘤细胞增殖，从而间接提示miR-1可以通过抑制TAGLN2和PNP表达产生抑制肿瘤增殖的作用。

4.2 miR-1与肿瘤侵袭和迁移

miR-1不仅参与了肿瘤的增殖和凋亡，而且也同时参与了肿瘤细胞的侵袭和迁移。miR-1表达失调在肿瘤侵袭迁移过程中起着关键作用。Leone等［16］研究提示miR-1在甲状腺癌中表达下调，并参与了甲状腺肿瘤细胞的迁移。有趣的是，miR-1表达下调也出现在甲状腺非肿瘤性病变例如甲状腺肿。利用生物信息学方法找到趋化因子CXCR4和基质细胞衍生因子SDF-1a为miR-1的靶基因。在乳突状和未分化甲状腺癌中，miR-1表达水平和CXCR4、SDF-1a蛋白表达水平呈负相关。miR-1可能通过调控CXCR4和SDF-1a基因表达对甲状腺癌细胞侵袭和迁移产生影响。Yip等［39］也发现与非侵袭性乳头状甲状腺癌相比，侵袭性甲状腺癌miR-1表达明显下调，提示miR-1与肿瘤侵袭性行为密切相关。另外，Kojima等［15］检测了miR-1在前列腺癌细胞中的功能和意义，发现与正常前列腺组织相比，前列腺癌组织中miR-1表达明显下调。miR-1可以抑制前列腺癌细胞PC3和DU145侵袭和迁移。进一步采用全基因组基因表达分析和荧光素酶报告试验提示，前列腺癌组织标本表达显著增高的基因PNP受miR-1直接调节，miR-1通过沉默PNP基因抑制了PC3和DU145迁移和侵袭。该发现为揭示前列腺癌肿瘤形成机制提供了新的思路。Nasser等［32］将稳定转染miR-1的肺癌细胞A549和H1299细胞接种裸鼠，发现A549和H1299细胞的成瘤性、肿瘤生长和转移性均受到了明显的抑制。另有研究表明miR-1与肾细胞癌、膀胱癌、头颈部鳞状细胞癌等肿瘤的侵袭和迁移能力也密切相关［18，24-25］。

4.3 DNA甲基化对miR-1表达的调节

表观遗传学改变对miR-1的表达具有调控作用。miR-1编码启动子序列的CpG岛可以发生DNA的甲基化，从而调节miR-1的表达。而miR-1可通过调节甲基化的相关酶，改变肿瘤细胞的DNA甲基化状态，从而调控肿瘤的生长和转移。Datta等［34］利用DNA去甲基化试剂和组蛋白去乙酰化酶抑制剂处理肝癌细胞，使肝癌细胞发生表观遗传学改变，检测发现miR-1表达水平升高。肝癌细胞系和组织中甲基化是普遍存在的，DNA去甲基化试剂作用于肝癌细胞可以重新激活miR-1的表达，从而抑制下游靶蛋白MET和FOXP1的表达，抑制了肝癌细胞的生长、诱导细胞凋亡。Suzuki等［40］以结肠癌细胞为研究对象，同样发现miR-1的表达受DNA甲基化的调节。

5 展 望

miR-1在绝大部分肿瘤中表达下调，且与肿瘤细胞增殖、侵袭、迁移和凋亡密切相关，提示这是一条在肿瘤诊断、病情监测以及预后判断中具有重要价值的miRNA。然而，目前有关miR-1的研究还处于初步阶段，对其作用靶基因需要进一步证实，许多靶基因尚有待进一步研究，有关其在肿瘤发生、发展机制中的研究多停留在体外实验，体内研究报道很少。由于组织特异性miR-1具有调节转录产物的能力，过表达miR-1可以抑制癌基因表达、阻止肿瘤生长，比起单个靶基因药物治疗肿瘤，作为一种无毒分化因子，miR-1可能具有更好的治疗潜能，在肿瘤诊治中发挥重要作用。

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