微小RNA-200家族与肿瘤关系的研究进展

易小芳，邢荣春，郑家芬

微小RNA(microRNA，miRNA)是一类单链RNA，属于非编码蛋白RNA，广泛存在于生物界。miRNA-200属miRNAs中的一种，越来越多的研究发现其不仅参与了生命过程中一系列的重要进程，还对肿瘤的发生、发展起重要调控作用。随着miRNA与肿瘤之间的关系逐渐明朗，有证据表明，miRNA-200在肿瘤诊断、侵袭性以及肿瘤细胞对抗肿瘤药物的敏感性方面有重要作用[1]。目前，miRNA-200参与肿瘤发生的作用靶点和活性机制一直是研究人员关注的焦点，基于此笔者对miRNA-200与肿瘤的关系作一综述，以期为临床工作提供借鉴。

1 miRNA-200的生物学特性

miRNA-200是生物进化过程中一种高度保守的、内源性非编码miRNA。由19～25个核苷酸组成，有研究认为其通过与靶基因mRNA特定位点的不完全配对结合，抑制mRNA的翻译或诱导mRNA的降解，从而参与基因的表达调控。miRNA-200家族包括miRNA-200a、miRNA-200b、miRNA-200c、miRNA-429和miRNA-141。其中miRNA-200a、miRNA-200b和miRNA-429位于人体的1号染色体(1p36.33)，miRNA-200c和miRNA-141位于人体的12号染色体上(12p13.31)。而这两个区域经常出现点突变、染色体缺失或易位，导致肿瘤发生。根据种子区域核苷酸序列的不同将miRNA-200家族分为两个亚家族，分别为miRNA-141与miRNA-200a；miRNA-141、miRNA-200a、miRNA-200b、miRNA-200c和miRNA-429[2]。近年来有研究发现，miRNA-200的靶基因多数参与转录、信号转导、肿瘤的发生，在很多肿瘤的发生过程中其均存在异常表达。有研究表明miRNA不仅能调节细胞增殖、肿瘤侵袭和干细胞分化等，而且还是调控肿瘤化疗耐药或敏感的重要作用靶点[3-4]。

2 miRNA-200在肿瘤早期诊断中的作用

不少研究发现，miRNA-200在肿瘤细胞和组织中均高表达。张占薪等[5]通过研究36例宫颈癌组织中has-miRNA-200b的表达水平，得出其表达值为(45.71±24.54)，在癌旁正常宫颈组织的表达值为(6.38±7.78)，这充分说明has-miRNA-200b在宫颈癌组织中的表达量显著高于癌旁正常宫颈组织，平均升高7.16倍(P<0.01)。Mitchell等[6]对25例前列腺癌患者研究，发现患者血清中miRNA-141均存在高表达，敏感性可以达到60%，特异性100%，并且与前列腺特异性抗原(PSA)的表达水平相关。研究证实血清中miRNA来源于肿瘤，且这些miRNA与细胞碎片无关。而Lodes等[7]利用微阵列技术得到了类似的结论。这些研究结果均提示，血清中miRNA-200家族高表达可作为检测肿瘤发生的标志物。

3 miRNA-200在肿瘤侵袭中的作用及调控机制

miRNAs参与了肿瘤发生侵袭或转移的重要步骤——间皮细胞——上皮转化(epithelial mesenchymal transtion，EMT)。EMT是将具有极性的上皮细胞转换成具有活动能力、能够在细胞基质中自由移动的细胞的过程，其最主要的特征是细胞黏附分子E-cadherin表达减少、细胞角蛋白细胞骨架转化为波形蛋白为主的细胞骨架及形态上具有间充质细胞等[4]。而研究发现miRNA-200家族是上皮细胞的标记物和EMT的主要调节者；最近国内外从不同的角度均证明miRNA-200家族作为一种重要的调节因子，在诱导上皮细胞的分化和EMT中发挥作用[8]，例如，Park等[9]研究证实卵巢癌细胞中miRNA-200家族可直接作用于E-cadherin的转录抑制物ZEB1和ZEB2，从而调节E-cadherin的表达。

同样，Gregory等[10]研究发现肾癌MDCK(Madin Daarby canine kidney，MDCK)细胞在TGF-β诱导的EMT改变时，miRNA-200家族的5个成员以及miRNA-205明显下调。而miRNA-200家族的单独被动表达可以阻止EMT的改变，共同作用则可以调节蛋白锌指E盒结合同源盒蛋白(ZEB)1和运动神经元存活蛋白结合蛋白(SIP)1(ZEB2)的表达。总之，可以通过上调ZEB1(SIP2)和SIP1的表达，促进EMT改变，进而抑制miRNA的表达。然而，在间充质细胞中这些miRNA的异常表达促使了EMT的过程[3]。

李林霞等[11]研究发现与正常卵巢和交界性卵巢肿瘤相比，卵巢癌中miRNA-200c和miRNA-141表达均明显升高。但随着肿瘤的发展，miRNA-200c的表达水平随疾病分期升高而下降，并且在发生转移的卵巢癌中表达水平低于未发生转移者。研究结果表明：在卵巢癌发生发展过程中，miRNA-200c表达呈动态变化。未发生恶性转化的卵巢上皮细胞为间皮细胞表型，此时miRNA-200c和E-cadherin呈现低表达状态；而在肿瘤发生早期，卵巢上皮细胞发生MET，miRNA-200c和E-cadherin均表现为高表达；随着肿瘤进展，肿瘤细胞发生EMT并出现转移，此时miRNA-200c和E-cadherin再度呈低表达状态；最终在转移部位，转移灶肿瘤细胞可能再次发生间充质-上皮转化，此时miRNA-200c表达再次升高[12]。因此，推测其调控机制可能为：(1)miRNA-200调控EMT的发生过程[13]；(2)临床病理研究表明miRNA-200c表达呈动态变化[11]，仅在肿瘤获得侵袭和转移能力时发生下调，具有“期别特异性下调”现象[14]；(3)三维立体培养提示具有转移能力的肿瘤细胞可以形成高度极化的细胞团簇，而miRNA-200c过表达可以抑制细胞团簇的形成和转移[15]。

4 miRNA-200在肿瘤治疗耐药形成中的作用及调控机制

miRNA-200c能够调控细胞的EMT，通过直接抑制ZEB1功能或表达，并间接上调E-cadherin表达而抑制肿瘤侵袭转移。随着研究的深入，学者发现miRNA-200c还可以通过调控不同的靶点增加细胞对紫杉醇和表皮生长因子抑制剂的敏感性[16-17]，反转肿瘤细胞对多柔比星的耐药[18]。在对肿瘤细胞miRNA表达谱分析后，发现在耐药细胞中存在miRNA-200c表达水平下调[19-20]，对顺铂(cisplatin，DDP)耐药的SGC7901/DDP细胞株中miRNA-200c的表达显著低于对DDP敏感的SGC7901细胞株。将miRNA-200c前体片段转染SGC7901/DDP细胞，其对DDP的药物敏感性也出现了显著改变，DDP对转染miRNA-200c前体片段后SGC7901/DDP细胞的IC50值较转染阴性对照片段的细胞显著降低，提示miRNA-200c能够增加SGC7901/DDP细胞对DDP的敏感性。陈勇等[1]研究还发现，miRNA-200c前体片段转染SGC7901/DDP细胞后，细胞E-cadherin蛋白、PTEN和促凋亡蛋白bax的表达显著增加，这些与肿瘤耐药相关的蛋白表达的改变可能是miRNA-200c介导胃癌细胞对DDP耐药发生逆转的机制之一。故推测miRNA-200c下游可能存在参与SGC7901/DDP细胞耐药的E-cadherin-PTEN-bax这一调控通路。

miRNA-200c能够影响众多抗肿瘤药物的敏感性，也有文献报道其调控通路中的多个因子(如：E-cadherin和ZEB1等)也与肿瘤耐药有关，这为揭示miRNA-200c能逆转耐药的机制提供了理论基础。在miRNA-200c的调控通路中，抑制ZEB1不仅能够上调E-cadherin的表达，还能增加细胞对DDP、吉西他滨和氟尿嘧啶的敏感性[21]。近年来研究显示，E-cadherin不仅是一个转移调节因子，其在肿瘤耐药中也发挥一定的作用。多项研究表明，E-cadherin可增加肿瘤细胞对细胞毒药物(甲氨蝶呤、依托泊苷和DDP等)及表皮生长因子受体抑制剂的敏感性[22-25]。并有研究发现E-cadherin不仅能够负向调节bcl-2的表达，逆转肿瘤对化疗药物的耐药[23]，而且能上调其下游调控通路中抑癌基因PTEN的表达[26]。PTEN在多种肿瘤细胞中异常表达，主要通过磷脂酰肌醇-3激酶(phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K)/Akt/mTOR等多种信号转导通路参与细胞的增殖、凋亡及化疗耐药。Lee等[27]研究发现，转染PTEN siRNA后DDP诱导的细胞凋亡率下降。另有研究表明，将野生型PTEN导入DDP耐药的卵巢癌CI3K细胞中，细胞对DDP的敏感性增加[28]，PTEN可通过抑制PI3K /Akt通路调节凋亡相关基因(如bax和bcl-2等)表达[29-30]，并能够增强机体对抗肿瘤药物(DDP、多柔比星及西妥昔单抗)的敏感性，从而发挥抗肿瘤及逆转耐药的作用[1，27-29，31-33]。

5 miRNA-200在肿瘤预后预测中的作用

miRNA-200c可通过调节EMT来抑制肿瘤细胞的侵袭、转移。miRNA-200c的表达水平与肿瘤进展和预后关系密切。Yu等[34]在对99例胰腺癌术后切除标本的检测中发现miRNA-200c和E-cadherin的miRNA表达水平呈正相关，且高表达miRNA-200c的患者生存率较高。此外，对14种胰腺癌细胞系研究后发现，上调miRNA-200c后，胰腺癌细胞的增殖能力增强，而侵袭力下降。Hurteau等[35]通过上调非小细胞肺癌细胞系A549中miRNA-200c的表达水平后，发现带锌指结构的转录因子8(TCF8，ZEB1)的作用缺失，进而抑制了E-cadherin的表达，导致细胞形态改变，黏附力下降。而通过沉默miRNA-200a的表达，可以促进肝癌的发生。在肝癌中肝细胞miRNA-200a表达下调，有研究证实miRNA-200a与调节β连接素和肿瘤生长因子β的作用相关[36]。miRNA还可以通过细胞周期调控肿瘤的形成。在乳腺癌中miRNA-200a/141群的表达通过增加p27/Kip1和减少CDK6的表达导致G1期细胞停滞。而miRNA-200bc/429群的表达G1期细胞减少，G2/M期细胞增加[37]。 Hu等[38]在对55例进展期卵巢癌的研究中发现miRNA-200基因组，包括miRNA-200a、miRNA-200b和miRNA-429与卵巢癌的复发及生存率均有关。其表达的增加可以抑制卵巢癌的转移，且miRNA-200的低表达与卵巢癌患者低生存率均相关。因此，miRNA-200在肿瘤的进展中发挥重要作用，其表达水平可以预测肿瘤的严重程度及预后。

6 结语与展望

miRNA-200家族在众多肿瘤的发生、发展和侵袭转移过程中扮演着重要的角色，其在肿瘤发展的不同阶段的不同表达水平可作为生物学特性、肿瘤病因学、组织学分型和临床分级分期的生物学标志。虽然miRNA-200在基因水平上已经取得了可喜的成就，但miRNA-200作为肿瘤标志物和特异的治疗靶点仍有待大样本进一步研究，故详尽阐明miRNA-200生物学特性和分子机制，将为肿瘤早期诊断、有效治疗及预后评估提供重要线索。

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