MicroRNA-21与胃癌关系的研究进展

韩晓娜(综述)，唐 勇(审校)

(新疆医科大学附属肿瘤医院消化内科，乌鲁木齐 830011)

胃癌是全球第四个最常见的恶性肿瘤，在癌症死亡原因中居第二位，>70%的新发和死亡病例发生在发展中国家[1]。大多数胃癌患者确诊时已是中晚期，如何能早期诊断胃癌或遏制其发展一直是人们探究的问题。尽管在治疗上有了些进步，胃癌患者的预后仍然未能如愿。胃癌是一个相当复杂的疾病，其发生、发展与多种因素有关，其中表观遗传学起着关键的作用，越来越多的证据表明非编码微RNA(microRNA，miRNA)是胃癌的原因之一。近年研究发现，多种miRNA在胃癌中异常表达，在胃癌发生、发展过程中起致癌或抑癌的作用。miR-21已被记载在多种人类实体器官及血液系统的恶性肿瘤中高表达，miR-21不仅在胃癌组织及胃癌细胞株中呈高表达，而且与胃癌关系的密切性[2]不容忽视。

1 miR-21在胃癌中的高表达

miR-21同其他miRNA一样，通过与靶基因信使RNA的3′非翻译区(untranslated regions，UTR)特异性结合，导致信使RNA降解，在转录后其水平发挥调控基因的表达作用，也有不同于部分miRNA的表达调控，miR-21含有独立的启动子，其表达不受其重叠的蛋白编码基因启动子调控[3]。近些年来，miR-21已经被证实在多种肿瘤细胞中呈高表达，胃癌也包括在内。虽说这预示着miR-21在组织中的表达或可作为一种诊断方法，但仍是一种侵入性诊断不方便获取，如今检测肿瘤患者外周血中特定miRNA的表达水平也是近年来的一个研究热点，可能成为诊断胃癌最有前途的手段之一[4-5]。已有研究确定了GC相关的四个上调的miR(miR-17的miR-5P、miR-21、miR-106a和miR-106B)，也显示了在胃癌血清较高的表达水平[6]。miRNA在GC循环中和组织中的异常表达是否一致，一些研究报道循环中的miRNA不仅来自肿瘤细胞裂解，也来自主动分泌miRNA的蛋白复合物和(或)细胞来源的微泡的形式，这可能预示着不同于肿瘤细胞株和肿瘤组织的表达水平[7-8]。有研究调查了大量的胃癌患者血浆样本中循环miRNA手术前后控制的关系，结果显示，血浆样本中的miR-21手术后的浓度显著比胃大部切除术前降低，表明血浆miR-21的水平可能反映肿瘤的miR-21表达水平[6]。目前来看，对于血浆miRNA的分析存在一些潜在的临床用途，即可检查GC患者在胃切除术后随访期间的高风险和监测疾病复发。由于血浆miRNA的来源和释放机制目前仍不明确，组织与外周血中表达的miRNA是否存在显著差异，仍需大量的研究进一步证实。虽然GC循环miRNA生物标志物的敏感性和特异性都远高于目前使用的血清标志物(CA19-9和癌胚抗原等)，同时也因为循环miRNA的水平可能在许多疾病中都会明显高或低,血浆miRNA作为临床诊断用来检测GC，或许仍有很长的路要走。

2 miR-21与胃癌的关系

2.1miR-21与胃癌的发生 幽门螺杆菌感染是诱发胃癌最重要的危险因素之一，可参与萎缩性胃炎、肠上皮化生、不典型增生到胃癌的发生，但致病机制仍不明确。研究发现，miR-21在幽门螺杆菌感染的胃黏膜中高表达，提示miR-21在胃癌中的过表达与幽门螺杆菌有关，可能是通过抑制reversion-inducing-cysteine-rich protein with kazal motifs(RECK)蛋白而诱导胃癌的发生，也证明了RECK基因是miR-21的一个靶标；程序性细胞死亡基因是一种调控细胞凋亡的基因，被证实在胃癌组织中下调，该研究发现，miR-21通过特异性识别3′UTR，下调程序性细胞死亡基因，也就是间接性地加快胃黏膜上皮细胞的增殖速度，使miR-21作为一种致癌基因，促进细胞转化，进而导致胃癌的发生[9-10]。除此之外，还有部分研究证实，miR-21通过降低其确认的其他靶基因，如gene of phosphate and tension homology deleted on chromsome ten(PTEN基因)、原肌球蛋白1、重组蛋白Serpini1和重组人丝氨酸蛋白酶抑制剂抑制因子B10的表达水平来发挥其癌基因的作用，miR-21的高表达导致这些抑癌基因表达下调，从而促进细胞增殖、抑制细胞凋亡，导致胃癌发生的概率增加[2,11-12]。以上研究使miR-21对这些靶向基因的调控作用为胃癌的靶向治疗增加了可能性。张岱等[13]研究发现，当miR-21的功能被抑制后，AGS细胞(胃腺癌细胞，胃癌的一种细胞)的细胞生长活性受到明显的抑制(降低约25%)，提示miR-21可能在AGS细胞中过度表达，并起着促进细胞增殖的作用。

香烟是胃癌危险因素之一，据报道，尼古丁也会促进肿瘤的生长，Shin等[14]证实了尼古丁通过前列腺素E2受体亚型EP2和EP4受体介导的核因子κB激活，上调胃癌细胞中的miR-16和miR-21，促进细胞增殖，此研究可能为吸烟者人群患者的治疗策略开辟了新的道路。总之，miR-21可以作为胃癌诊断的有效标志物。

2.2miR-21与胃癌的发展 重组人原肌球蛋白1为一种抑癌基因，与细胞浸润有关，它的异位表达能够减少癌细胞浸润，miR-21通过对重组人原肌球蛋白1的部分调节，发挥其原癌基因的作用，说明miR-21不仅与肿瘤生长有关，并能通过和靶点结合调节肿瘤的浸润与转移[15]。抑制转移作用的抑癌基因PTEN也是miR-21的靶基因之一[2]。Zhang等[9]证实了miR-21能促进入胃癌细胞系AGS的增殖和侵袭，并通过敲除miR-21基因，达到降低胃癌细胞的侵袭和转移能力。Hahm等[16]研究发现，幽门螺杆菌感染会激活核因子κB，从而增加环加氧酶2(具有重要的胃肠道肿瘤的致癌作用)和白细胞介素8的表达。核因子κB能使miR-21升高，也促进胃癌细胞的增殖和转移，可以看出幽门螺杆菌感染导致胃癌发生、发展的因素是多样的[14]。

Xu等[17]使用定量反转录-聚合酶链反应，证实了有淋巴结转移的胃癌患者miR-21表达相比无淋巴结转移者高度上调(56例无淋巴结转移和30例有淋巴结转移)，表明miR-21的表达水平可能被用来预测胃癌患者的淋巴结转移的潜力生物标志物。另有研究同时得出T3～T4期miR-21高表达的发生率越高显著大于T1～T2期，高表达水平的miR-21与组织学类型、T分期、淋巴结转移、pTNM分期以及胃癌患者的总生存率显著相关，而与年龄、性别、肿瘤大小与分化程度无关[18]。说明miR-21可能是胃癌诊断及治疗的分子靶标，同时也预示着部分miR-21的高表达是在肿瘤进展的过程中形成，对于转移性高者，miR-21可作为胃癌患者预后的一个指标。Chan等[19]报道，没有显示高表达miR-21影响临床胃癌患者预后，可能原因的是患者队列太小，无法找到统计学上的显著差异，在研究的37例胃癌患者中，miR-21高表达者仅有13例，无淋巴结转移者和有淋巴结转移者分别为2例和35例。因此，还需要进一步前瞻性研究，以确认miR-21对胃癌患者的预后意义。

2.3miR-21与胃癌的治疗 miRNA在肿瘤发展过程中作为一个控制中心基因表达的调控因子，可调节蛋白表达并影响多个信息途径，miRNA作为生物治疗肿瘤的靶分子将比编码基因更有效[20-22]。目前治疗是以miRNA为基础，通过基因剔除抑制或下调癌基因的miRNA的表达水平，对于抑癌基因，增加miRNA表达水平，以达到肿瘤治疗的目的。有研究通过构建重组表达质粒pPG-miR-21-增强绿色荧光蛋白，使miR-21在胃癌SGC-7901细胞中的表达显著降低，并在一定程度上抑制胃癌细胞的增殖，促进其凋亡，使更多的细胞停留在G1期，S期细胞减少，其作用机制可能是通过下调细胞周期蛋白D1、增殖细胞核抗原的表达，上调程序性凋亡基因、PTEN蛋白的表达而实现[23]。Zhang等[9]通过AMOS(anti-miRNA oligonucle-otides)，降低原来高表达的miR-21，造成胃癌细胞增殖减慢，细胞凋亡明显增加。

从胃癌中miRNA的数据库可以看出，一个miRNA可以调节许多基因，而很多miRNA可以把一个基因作为共同的靶标，也就是说，miRNA和靶标之间的关系可能并不是一对一的。许多报道已经描述的miRNA及其靶基因在人类癌症中有一对一、一对多个或多个对一的关系[24]。有必要确定是否一些miRNA的组合调节多个目标，并在肿瘤发生中涉及。也有研究指出，一个基因可同时是多个miRNA的靶基因，把多个反义核苷酸序列整合到同一条核苷酸片序列中，即多靶点抗miRNA反义核苷酸抑制剂(MT-AMO),如miR-21、miR-155、miR-17-5p均可促进肿瘤的发生,如把他们的反义核苷酸整合为一个MT-AMO，比应用同剂量的单个miRNA的反义核苷酸更能有效地发挥抗肿瘤作用[25]。对于miRNA在胃癌治疗方面的研究，已取得良好的成果。特别是中国、日本和韩国的研究人员已经尝试了这一点。化疗和放疗抗性是一个重大的障碍，miR-21已证明在许多癌症的化疗中耐药，但其在胃癌耐药的作用仍然未开发。Yang等[26]研究发现，与SGC7901相比，miR-21的表达在顺铂耐药细胞株SGC7901/DDP中上调。此外，miR-21的过度表达显著降低抗增殖作用，顺铂诱导细胞凋亡，而降低miR-21显著增加顺铂的抗增殖作用和诱导凋亡。miR-21是通过下调表达的磷酸酶和PTEN以及激活Akt通路来诱导细胞的存活与顺铂耐药，磷脂酰肌醇3-羟激酶抑制剂LY294002抑制Akt的使用，可以废除miR-21诱导的细胞生存，表明miR-21可能为胃癌通过调节PTEN/磷脂酰肌醇3-羟激酶/Akt途径了解顺铂耐药提供一种新的机制。还有学者指出，miR-21的依赖性下调错配修复蛋白2、错配修复蛋白6，可能同时导致对5-氟尿嘧啶原发性和继发性耐药[27]。都为miRNA在胃癌的治疗,尤其是耐药方面提供了依据，使得人们在研发药物时拥有新的思路。

另有研究比较进展期胃癌中两种治疗方案，即S-1/Oxaliplatin的有效率是33.3%(完全缓解+部分缓解)，而去氧氟尿苷/奥沙利铂为17.6%(完全缓解+部分缓解)，同时运用定量反转录-聚合酶链反应技术证实了miR-181B和miR-21在治疗后的低表达与两种方案的有效性密切相关，miR-181B和miR-21的表达水平可构成强大的预后因素[28]。miR-181B和miR-21在胃癌的发展中有潜在的重要性，可能成为新的治疗靶点。miR-2是在一个非编码RNA水平的致瘤性的调控网络的核心，miR-21的抑制可能是用于治疗胃癌的一种新的方法。

3 展 望

就目前来看，miRNA已成为生物医学研究的焦点，它参与胃癌发生的几乎所有阶段，已发现新的miRNA和研究技术的不断更新。miR-21在胃癌的过度表达，可以改变人类胃癌细胞增殖、凋亡、迁移和侵袭等多种生物过程，将可能应用于胃癌的早期诊断、预后，检测放疗和化疗的疗效，是一个新的治疗目标。然而，大型多中心研究中基于miRNA在胃癌的临床应用仍然缺乏可靠和准确的数据，对于整合新的数据将面临巨大的挑战，尤其对于胃癌高发的东亚地区，胃癌中miRNA的应用应该进行更多的研究。包括miR-21在内的miRNA在胃癌中的效应及其应用仍需要深入广泛的实验研究及临床试验来确定，随着研究技术的不断更新，相信并期待着这一难题的解决。

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