microRNA在胃癌中的生物学作用*

唐云云 唐海林 苏 琦

胃癌是世界上最常见的恶性肿瘤之一。由于缺乏早期检测和诊断的生物标志物以及传统胃癌治疗的局限性，导致胃癌的高死亡率。因此，寻找胃癌早期诊断的生物标志物以及开发高效低毒药物成为当务之急。近年来，miRNA成为分子生物学研究的焦点。miRNA是一类含量丰富且高度保守的非编码内源性小RNA分子，通过与靶基因mRNA的3'非编码区（UTR）完全或不完全结合，抑制蛋白的合成或者诱导靶基因的降解，从而在转录后水平对靶基因的表达进行负性调控［1］。miRNA调控细胞分裂、分化与调亡等重要生物学过程，并且参与胃癌的发生发展，起着癌基因或抑癌基因样作用，与胃癌诊断、预后和疗效评估相关。

1 miRNA与胃癌的发生发展

1.1 miRNA与胃癌的发生

特定编码蛋白基因的单核苷多态性（SNPs）已经证实能影响肿瘤的易感性，miRNA或其结合位点的SNPs与癌症的发生风险相关。SNPs通常可影响miRNA的成熟、结合以及表达水平。基因3'UTR miRNA结合位点的SNPs可以导致该基因的蛋白产物下降，miRNA结合位点或miRNA前体的SNPs均有助于胃癌的发生。研究报道，Kras基因3'UTR的let-7结合位点rs712多态性与TNFAIP2基因3'UTR的miR-184结合位点rs8126 T＞C多态性均可明显增加胃癌的发生风险［2-3］。相反，IL-1A基因3'UTR的miR-122结合位点rs3783553多态性以及miR-27a基因的rs11671784多态性可降低胃癌的发病风险［4-5］。此外，在中国人群中研究发现miR-146a rs2910164（G＞C）基因多态性与miR-30c rs928508 A/G基因多态性，可以增加胃癌发病的风险［6-7］。Zhou等［8］在中国汉族人群的病例对照研究中研究了与miRNA相关基因的19个SNPs，发现POLR2A基因外显子中的rs2071504基因多态性不仅能降低胃癌的发病风险，而且也与胃癌的淋巴结转移和TNM分期相关。

1.2 miRNA在胃癌中起癌基因或抑癌基因样作用

miRNA往往在肿瘤中表达失调，并且通过调控癌基因或抑癌基因的表达而表现类似癌基因或抑癌基因样作用。miR-148a、miR-200b/c、miR-22在胃癌中低表达［9-11］，而miR-17-5p/20a、miR-375、miR-544在胃癌中却高表达［12-14］。本课题组前期研究发现，miR-22和miR-200b/c在胃癌组织和细胞中的表达相对正常胃黏膜及胃黏膜上皮细胞降低，而高表达miR-22与miR-200b在体内外能明显抑制胃癌细胞增殖与诱导调亡，而且，高表达miR-200b/c不仅能明显抑制胃癌细胞的增殖、迁移和侵袭能力，并可通过调控DNMT1与DNMT3A/3B的表达，降低全基因组甲基化水平，从而恢复体内高甲基化基因p16、RASS1A1和E-cadherin表达［10-11］。Zheng等［9］研究显示，miR-148a在胃癌中表达明显下调，且通过靶向ROCK1在体内外抑制胃癌细胞的侵袭和转移。miR-17-5p/20a在胃癌组织中表达增高，高表达miR-17-5p/20a通过转录后调控p21和肿瘤蛋白p53诱导的核蛋白1（TP53INP1）的表达促进胃癌细胞的增殖并且抑制细胞的调亡。相反，沉默miR-17-5p/20a后能阻滞细胞的周期并诱导细胞调亡［12］。miR-375在胃癌细胞中高表达，上调miR-375能促进胃癌细胞的增殖能力，并且能下调抑癌基因p53的表达，另外还能使人体对电离辐射和依托泊苷脱敏［13］。miR-544在胃癌中作为一个癌基因，高表达miR-544能促进胃癌细胞的增殖和细胞周期的进程，表明miR-544是细胞周期开关的重要调控因子［14］。

2 miRNA与胃癌的诊断和预后

2.1 miRNA与胃癌的诊断

miRNA不仅存在于细胞内，而且也存在血清和其他体液中，在肿瘤患者中miRNA特异性表达。近年来，检测患者外周血中特异性miRNA的表达已成为研究热点，并可能成为胃癌诊断的新方法。

90%的血浆miRNA是以蛋白质-miRNA复合物的形式存在，故不受内生核糖核酸酶活性的影响。胃癌患者血清中miR-106b、miR-20a和miR-221的水平明显高于健康对照者，测定miR-106b、miR-20a和miR-221的ROC曲线下面积值（AUC）分别为0.7733、0.8593、0.7960，表明血清miR-106b、miR-20a和miR-221可作为诊断胃癌的生物标志［15］。miRNA-199a-3p在早期胃癌患者中的表达水平明显高于正常对照组以及癌前病变组，而且在胃癌患者术后明显降低，miRNA-199a-3p在早期胃癌患者血清中表达的AUC值为0.818，诊断早期胃癌的敏感性和特异性以及准确性分别为76%，74%，75%［16］。Tsujiura 等［17］发现，miR-17-5p、miR-21、miR-106a与miR-106b在胃癌患者中的表达水平较健康对照者明显增高，而let-7a却降低，上调的miRNA在胃癌患者术后均明显下调，表明这些miRNA可能是理想的胃癌标志物。

不仅血清中的miRNA表达水平可用于胃癌的早期检测，胃液中miRNA表达状态也可作为一个潜在的生物标志物。在胃癌患者中，胃液miR-129-1-3p和miR-129-2-3p的表达水平明显低于胃良性病变，miR-129-1-3p和miR-129-2-3p的AUC值分别为0.639 和 0.651，两者联合检测则上升至0.656［18］。胃液miR-21和miR-106a在胃癌患者中的表达水平与胃良性病变也明显不同［19］。这些结果表明，特定miRNA在胃液中的表达状态可用于胃癌的筛查，而且检测胃液中miRNA的表达水平用于胃癌的诊断是一种非常便捷的检测方法。

2.2 miRNA与胃癌的预后

miRNA的表达水平与胃癌患者的临床预后相关，主要包括疾病的进展、分期、侵袭、淋巴结转移、复发以及总生存期。Li等［20］在分析100例胃癌患者miRNA的表达谱显示，let-7a、miR-10b、miR-21、miR-30a-5p、miR-126、miR-223以及miR-338可作为一个独立的预测因子，预测胃癌患者的总生存期（HR=3.046，P=0.015）和无复发生存期（HR=3.337，P=0.012）。胃癌中存在大量的miRNA，且每个miRNA的表达状态与患者的预后各异，是胃癌患者预后的重要预测因子。如胃癌中高表达miR-375和低表达miR-142-5p与胃癌术后的复发率相关［21］。miR-200b/c在胃癌中低表达与肿瘤的侵袭深度、临床分期、淋巴结转移呈负相关，Kaplan-Meier生存分析显示miR-200b/c低表达与胃癌患者的总存期和无病生存期明显相关［10］。miR-148a在胃癌中低表达与肿瘤的侵袭及转移相关［9］。这些miRNA不仅是有意义的预测因子，而且也是靶向治疗的靶分子。

3 miRNA与放化疗的评估

多药耐药通常与胃癌的不良预后相关，也是提高胃癌患者生存的主要障碍。研究表明，miR-508-5p通过靶向调控ABCB1与ZNRD1可逆转胃癌细胞对化疗的多药耐药［22］。miR-19a/b在多药耐药的胃癌细胞中高表达，且高表达的miR-19a/b通过靶向调控PTEN，从而降低胃癌细胞对抗肿瘤药物的敏感性［23］。胃癌细胞中miR-34c-5p低表达而MAPT高表达与紫杉醇耐药相关。相反，上调miR-34c-5p的表达能明显下调MAPT，并且可增强胃癌细胞对紫衫醇的敏感性，此外，邻近CpG岛的miR-34c-5p启动子的差异甲基化能调节miR-34c-5p在胃癌细胞株中的表达，表明DNA甲基化、miR-34c-5p和MAPT表达异常均是紫杉醇耐药的重要因素［24］。miRNA-15b和miRNA-16在对长春新碱耐药的胃癌细胞系SGC7901/VCR中表达下调，上调细胞中miRNA-15b和miRNA-16表达通过靶向Bcl-2能增强胃癌细胞对长春新碱的敏感性［25］。在胃癌细胞中上调miR-451的表达能下调迁移抑制因子（MIF），从而增强对放化疗的敏感性［26］。

4 结语

miRNA具有对胃癌早期诊断、预后与疗效评估的潜能，miRNA和其靶基因位点多态性可作为胃癌易感性的标志物。但是，目前miRNA在胃癌临床应用中的研究仍缺乏可靠和准确的研究数据。近年来，新的miRNA被不断发现，研究技术不断更新，整合新数据以及建立新标准程序将成为一大挑战。对于诊断需要统一的标准和检测平台，治疗需要在药物载体基础上设计更加精确无毒的小分子药物。期待进一步研究以提高miRNA在胃癌诊断、预测以及治疗中的临床应用。

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