MicroRNA-150在肿瘤发生发展中作用的研究进展

杨珂 郑建明

·综述与讲座·

MicroRNA-150在肿瘤发生发展中作用的研究进展

杨珂 郑建明

MicroRNAs(miRNAs)是一类长约18～22个核苷酸的小分子单链非编码RNA分子(non-coding RNA，ncRNA)，它通过破坏靶mRNA的稳定性或者抑制其翻译的方式对基因的表达进行调控[1]。目前的研究认为，miRNA作为转录后调控分子，参与了人类癌症的发生和发展过程。通过分析miRNA表达谱有助于对人类肿瘤的诊断、分期、预后及治疗效果等方面进行评估[2-3]。自1993年首次在秀丽新小杆线虫中发现了lin-4 RNA以来，越来越多的miRNAs和它们各自的作用靶点及相应功能被人们发现并研究[4]。miR-150作为miRNAs家族中的一员，在肿瘤性疾病和非肿瘤性疾病中均具有重要的作用。现就miR-150在肿瘤发生发展中的作用研究进展作一综述。

一、miR-150的特征

miR-150是一种在成熟的淋巴细胞中特异性表达的miRNA[5]，主要表达于淋巴结和脾脏，并且在成熟的T细胞和B细胞发展过程中明显高表达，在不成熟B细胞阶段表达也急剧上调。miR-150在造血干细胞中的过表达对CD8+T细胞、CD4+T细胞、粒细胞和巨噬细胞的形成均没有影响，但对成熟B细胞的形成却有巨大的破坏作用，阻碍从祖B细胞阶段到前B细胞阶段的转变[6]。miR-150还可以通过作用于转录因子c-myb来促进NK细胞的成熟及发挥作用。与之相比，miR-150的过表达则可导致胸腺和外周淋巴器官中的NK/T细胞大量减少[7-8]。miR-150在巨核细胞的生成和血小板的产生中也发挥着重要作用[9]。

二、miR-150与肿瘤

miR-150在多种肿瘤中存在异常表达，既有上调发挥癌基因作用的报道，也有下调发挥抑癌基因作用的报道。分析其作用机制，有研究显示c-myb是miR-150的一个进化保守的作用靶点，miR-150和c-myb的相互作用在肿瘤形成过程中可能发挥重要的作用。乳腺癌细胞和白血病细胞中miR-150的异常表达在mRNA和蛋白水平上均可抑制内生性的c-myb，在一些白血病细胞系、原发性白血病细胞和正常淋巴细胞中miR-150的表达水平均与c-myb呈负相关关系[10]。Zhang等[11]证实miR-150与c-myb mRNA的3′UTR相互作用，miR-150的过表达可下调c-myb的蛋白水平，并且可导致细胞周期调节因子cyclin D1和细胞生成调节因子Bcl-2的减少。另有研究显示[12]，在胰腺癌组织中miR-150表达与MUC4的表达呈负相关性。Watanabe等[13]则证实在NK/T细胞淋巴瘤中，miR-150可直接下调DKC1和AKT2的表达，降低AKT磷酸化，增加Bim和p53等肿瘤抑制物的水平。

1．miR-150作为癌基因：Wu等[14]研究发现，miR-150在胃癌细胞株和组织中均过表达，异常表达的miR-150可通过直接作用于EGR2，促进胃癌的发生以及癌细胞的生长和增殖。Lulla等[15]则通过real-time PCR的方法分析得出在骨肉瘤组织中miR-150表达较正常成骨细胞增加，推测miR-150对于骨肉瘤的发生也起一定的作用。Lin等[16]通过对miRNA微阵列和qRT-PCR进一步证实miR-150在结直肠癌伴肝转移中表达上调，表明miRNAs不仅参与结直肠癌的发生，而且参与结直肠癌肝脏转移的过程。

颅咽管瘤起源于垂体胚胎发生过程中残存的扁平上皮细胞，是一种常见的先天性颅内良性肿瘤，其发病机制目前尚不十分清楚。Campanini等[17]报道，miR-150在颅咽管瘤中过表达，但其表达水平与肿瘤大小和是否复发均无明显的相关性。

肝母细胞瘤是儿童时期最常见的肝脏肿瘤，属于恶性胚胎性肿瘤。Magrelli等[18]采用微阵列和qRT-PCR的方法检测到miRNA在肝母细胞瘤和非肿瘤组织中的表达存在差异，而且与肝细胞癌相比，miR-150在肝母细胞瘤中表达上调。近期Di Masi等[19]对多种肝癌细胞株进行研究后发现，miR-150可以用来区分人类正常的肝细胞和肝癌细胞。

Wang等[20]收集了33例慢性淋巴细胞性白血病患者的淋巴结标本以及37例慢性淋巴细胞性白血病患者的外周血标本，采用qRT-PCR方法检测15种miRNAs的表达，其中miR-150在两种标本均呈高表达，并且与免疫球蛋白重链(IgH)是否突变和ZAP-70表达是否阳性均无明显关系；通过RNA原位杂交也显示miR-150在增殖中心以外的肿瘤细胞中呈强阳性，且与BIC/miR-155的表达呈负相关。Fulci等[21]采用成熟miRNAs的qRT-PCR和miRNA克隆两种独立的方法检测原发性慢性淋巴细胞白血病细胞miRNAs的表达，发现miR-150在慢性淋巴细胞白血病患者中表达明显异常。Cai等[22]采用miRNA微阵列的方法检测结膜黏膜相关淋巴瘤及正常邻近组织中的miRNAs表达谱，并通过qRT-PCR进一步确认后得出miR-150的表达水平在眼结膜黏膜相关淋巴瘤中较正常组织升高。

2．miR-150作为抑癌基因：白血病是一类造血干细胞异常的恶性克隆性疾病，是儿童和青年中最常见的一种恶性肿瘤，病死率较高。Agirre等[23]报道，miR-150在慢性髓细胞性白血病患者的单核细胞和CD34+细胞中的表达水平较正常对照组均下调。Machova等[24]也报道，miR-150在慢性粒细胞白血病确诊患者及急变期患者中表达水平降低，在67%的复发患者中水平降低，并且与已知靶蛋白c-myb和BCR-ABL转录水平呈负相关。Flamant等[25]则发现，用甲磺酸伊马替尼治疗两周后的慢性粒细胞白血病患者血液标本中miR-150的表达升高，在慢性期和急变期患者的外周血细胞中miR-150的表达量较正常血细胞降低了约30倍，提示miRNAs可能作为该病的一个新的临床有用的生物标记。Xu等[26]研究发现，在儿童急性淋巴母细胞性白血病的早期复发病例，miR-150的表达下调。

Gibcus等[27]采用qRT-PCR和miRNA微阵列的方法检测霍奇金淋巴瘤及B细胞非霍奇金淋巴瘤的miRNA 表达谱，发现只有miR-150在霍奇金淋巴瘤的表达较非霍奇金淋巴瘤中表达明显下调。Zhao等[28]报道，miR-150在套细胞淋巴瘤的表达较正常B淋巴细胞明显下调。

胰腺癌是一种恶性程度很高的肿瘤。Srivastava等[12]研究发现，胰腺癌组织miR-150表达下调，并且与MUC4的表达呈负相关性。研究还显示，miR-150与MUC4的3′UTR结合可抑制它的翻译，从而抑制MUC4蛋白的表达，并伴随人表皮生长因子受体HER2表达下调。进一步的研究发现，miR-150过表达可抑制胰腺癌细胞的生长、集落生成、迁移和侵袭。我们初步的实验结果也证实，miR-150、c-myb及MUC4的表达在胰腺癌及癌旁组织中存在差异，miR-150还可影响胰腺癌细胞的凋亡。

三、展望

作为一类在转录后基因调控中发挥功能的非编码小RNAs，由于它强大且广泛的调控作用，miRNAs已经成为了目前的研究热点之一。它通过与靶基因mRNA(通常与mRNA非翻译区结合)的碱基互补配对来影响mRNA的稳定性或抑制其翻译，参与包括细胞分化、发育和细胞增殖、凋亡等多种生物学过程。目前研究认为，miRNAs可通过类似癌基因、抑癌基因或其他方式调控肿瘤的发生、发展和转归过程。肿瘤细胞与正常组织细胞miRNA 表达谱具有明显差异，且多数 miRNA 基因都位于肿瘤形成相关的脆弱基因位点，miRNA 基因高频率地出现在这些与肿瘤密切相关的易变基因组中，提示miRNA在肿瘤形成过程中可能扮演着重要的角色。

miR-150作为众多miRNAs的一员，在血细胞生成、肿瘤及多种非肿瘤性疾病中起着重要的调控作用。但其在肿瘤发生、发展过程中的精细调控机制以及miR-150表达和肿瘤生物学特性变化之间的关系等方面都还有待进一步研究。目前国内外尚未见到从作用靶点c-myb的角度探讨miR-150对胰腺癌的发生、发展和生物学特征影响，以及miR-150及靶基因表达与胰腺癌临床病理参数和预后间相关性的报道。因此，随着生物信息学及基因芯片技术的发展，对包括miR-150在内的众多miRNAs的研究将会不断深入，有望为预防、诊断及治疗包括肿瘤在内的各种疾病提供新的思路及广阔的应用前景。

[1] Zhao Y, Srivastava D. A developmental view of microRNA function. Trends Biochem Sci, 2007, 32:189-197.

[2] Calin GA, Croce CM. MicroRNA signatures in human cancers. Nat Rev Cancer, 2006, 6:857-866.

[3] Jeffrey SS. Cancer biomarker profiling with microRNAs. Nat Biotechnol, 2008, 26:400-401.

[4] Bartel DP. MicroRNAs:genomics,biogenesis,mechanism,and function. Cell, 2004, 116:281-297.

[5] Xiao C, Calado DP, Galler G, et al. MiR-150 controls B cell differentiation by targeting the transcription factor c-Myb. Cell, 2007, 131:146-159.

[6] Zhou B, Wang S, Mayr C, et al. miR-150, a microRNA expressed in mature B and T cells, blocks early B cell development when expressed prematurely. Proc Natl Acad Sci USA, 2007,104:7080-7085.

[7] Bezman NA, Chakraborty T, Bender T, et al. miR-150 regulates the development of NK and iNKT cells. J Exp Med, 2011, 208: 2717-2731.

[8] Zheng Q, Zhou L, Mi QS, et al. MicroRNA miR-150 is involved in Vα14 invariant NKT cell development and function. J Immunol, 2012, 188: 2118-2126.

[9] Edelstein LC, Bray PF. MicroRNAs in platelet production and activation. Blood, 2011,117:5289-5296.

[10] Lin YC, Kuo MW, Yu J, et al. c-Myb is an evolutionary conserved miR-150 target and miR-150/c-Myb interaction is important for embryonic development. Mol Biol Evol, 2008, 25:2189-2198.

[11] Zhang J, Luo N, Luo Y, et al. microRNA-150 inhibits human CD133-positive liver cancer stem cells through negative regulation of the transcription factor c-Myb. Int J Oncol, 2012, 40:747-756.

[12] Srivastava SK，Bhardwaj A，Singh S，et al.MicroRNA-150 directly targets MUC4 and suppresses growth and malignant behavior of pancreatic cancer cells. Carcinogenesis, 2011, 32:1832-1839.

[13] Watanabe A, Tagawa H, Yamashita J, et al.The role of microRNA-150 as a tumor suppressor in malignant lymphoma. Leukemia, 2011, 25:1324-1334.

[14] Wu Q, Jin H, Yang Z, et al. MiR-150 promotes gastric cancer proliferation by negatively regulating the pro-apoptotic gene EGR2. Biochem Biophys Res Commun, 2010, 392:340-345.

[15] Lulla RR, Costa FF, Bischof JM, et al. Identification of Differentially Expressed MicroRNAs in Osteosarcoma. Sarcoma, 2011, 2011:732690.

[16] Lin M, Chen W, Huang J, et al. MicroRNA expression profiles in human colorectal cancers with liver metastases.Oncol Rep, 2011, 25:739-747.

[17] Campanini ML, Colli LM, Paixao BM, et al. CTNNB1 gene mutations, pituitary transcription factors, and MicroRNA expression involvement in the pathogenesis of adamantinomatous craniopharyngiomas. Horm Cancer, 2010, 1:187-196.

[18] Magrelli A, Azzalin G, Salvatore M, et al. Altered microRNA Expression Patterns in Hepatoblastoma Patients. Transl Oncol, 2009, 2:157-163.

[19] Di Masi A, Viganotti M, Antoccia A, et al. Characterization of HuH6, Hep3B, HepG2 and HLE liver cancer cell lines by WNT/β-catenin pathway, microRNA expression and protein expression profile. Cell Mol Biol, 2010, 56:1299-1317.

[20] Wang M, Tan LP, Dijkstra MK, et al. miRNA analysis in B-cell chronic lymphocytic leukaemia: proliferation centres characterized by low miR-150 and high BIC/miR-155 expression. J Pathol, 2008, 215:13-20.

[21] Fulci V, Chiaretti S, Goldoni M, et al. Quantitative technologies establish a novel microRNA profile of chronic lymphocytic leukemia. Blood, 2007, 109:4944-4951.

[22] Cai J, Liu X, Cheng J, et al. MicroRNA-200 is commonly repressed in conjunctival MALT lymphoma, and targets cyclin E2. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol, 2011, 250:523-531.

[23] Agirre X, Jiménez-Velasco A, San José-Enériz E, et al. Down-regulation of hsa-miR-10a in chronic myeloid leukemia CD34+ cells increases USF2-mediated cell growth. Mol Cancer Res, 2008, 6:1830-1840.

[24] Machová Poláková K, Lopotová T, Klamová H,et al. Expression patterns of microRNAs associated with CML phases and their disease related targets. Mol Cancer, 2011, 10:41.

[25] Flamant S, Ritchie W, Guilhot J, et al. Micro-RNA response to imatinib mesylate in patients with chronic myeloid leukemia. Haematologica, 2010, 95:1325-1333.

[26] Xu L, Liang YN, Luo XQ, et al. Association of miRNAs expression profiles with prognosis and relapse in childhood acute lymphoblastic leukemia. Zhonghua Xue Ye Xue Za Zhi, 2011, 32:178-181.

[27] Gibcus JH, Tan LP, Harms G, et al. Hodgkin lymphoma cell lines are characterized by a specific miRNA expression profile. Neoplasia, 2009, 11:167-176.

[28] Zhao JJ, Lin J, Lwin T, et al. microRNA expression profile and identification of miR-29 as a prognostic marker and pathogenetic factor by targeting CDK6 in mantle cell lymphoma. Blood, 2010, 115:2630-2639.

(本文编辑：屠振兴)

10.3760/cma.j.issn.1674-1935.2013.01.019

200433 上海，第二军医大学长海医院病理科

郑建明，Email:jmzheng1962@163.com

2012-07-05)