microRNA在卵巢和卵巢癌中的表达及功能

朱 清，许 波 综述 刘雨生 审校

microRNA在卵巢和卵巢癌中的表达及功能

朱 清，许 波 综述 刘雨生 审校

微小RNA（miRNA）是一种内源性的非编码小RNA（18～25个核苷酸），通过降解靶mRNA或抑制其翻译，对基因进行转录后水平的调控。miRNA参与调控多个生物学过程，有望成为治疗相关疾病的重要靶点。miRNA在卵巢生理病理过程中发挥着重要的调控作用，其表达的缺失或过表达会显著影响卵巢的生理功能，部分miRNA还作为促癌或抑癌因子参与调控卵巢癌的发生发展过程。现对近年来miRNA在女性卵巢生理过程和卵巢癌中的表达情况及生物功能进行综述。

微RNAs;卵巢;卵巢肿瘤

刘雨生，男，教授，主任医师，硕士生导师，责任作者，E－mail:shengzhizhongxin@126.com

微小RNA（microRNA，miRNA）是一类内源性的非编码小RNA，长度为18～25个核苷酸。miRNA能与靶mRNA 3'非翻译区部分互补或者完全互补结合，引起靶mRNA降解或抑制其翻译，从而对基因进行转录后水平的调控。据miRBase的最新数据显示，人类有1 527种miRNA被鉴定出来，至少1/3的人类基因受到miRNA的调控。miRNA在调控细胞增殖、分化及凋亡，参与胚胎发育、肿瘤发生及压力应答等过程中发挥着重要作用。

卵巢是一个十分独特的组织，其内周而复始的上演着卵泡的募集、闭锁、排卵、黄体形成和退化等生物学过程。在卵巢组织内特异性的敲除或减效Dicer 1（miRNA合成的关键酶）会显著影响卵巢的生理功能。在小鼠卵母细胞内特异性的敲除Dicer 1会导致卵母细胞无法完成减数分裂，纺锤体组装与染色体凝集异常［1］。在颗粒细胞内特异性的敲除Dicer 1会导致原始卵泡形成增多、早期卵泡激活加速、闭锁卵泡增多、排卵率下降、卵母细胞与胚胎受损 等［2］。Dicerd/d（Dicer1 mRNA 表 达 量 下 降75%）雌性小鼠出现黄体功能受损，无法维持妊娠而流产［3］。可见，miRNA在促进卵母细胞成熟、排卵、维持黄体功能等方面发挥着不可替代的作用，该课题将进一步阐述特定miRNA在卵巢生理过程和卵巢癌中的表达及功能。

1 miRNA与卵巢的生理过程

1.1 miRNA与卵泡闭锁 通过比较猪的正常排卵前卵泡、早期闭锁卵泡及进行性闭锁卵泡，发现有23条miRNA的表达在卵泡闭锁过程中发生了显著变化。其中，miR－26b的表达显著上调，其通过抑制毛细血管扩张性共济失调突变基因（ATM）的表达，减弱其对DNA的修复作用，促进颗粒细胞凋亡进而促发卵泡闭锁［4］。

1.2 miRNA与黄体功能 体内外诱导母羊卵泡黄素化的研究［5］显示，miR－199a－3p、miR－125b、miR－145和miR－31在卵泡－黄体过渡期表达下调，miR－503、miR－21 和 miR－142－3p 在黄体期显著上调。通过比较牛的黄体退化前后miRNA的表达差异，发现miR－147、miR－148b 和 miR－378 在退化的黄体组织中表达下调，miR－26a和 miR－320表达上调，且 miR－378通过抑制干扰素γ受体1基因（IFNGP1）的翻译进而抑制黄体细胞的凋亡［6］。miR－17－5p 和 Let－7b在Dicerd/d雌性小鼠体内表达减少，以致对基质金属蛋白酶组织抑制因子1（TIMP1）蛋白表达的抑制作用减弱，进而导致新生血管不足，黄体功能受阻，妊娠无法维持而流产［3］。

1.3 miRNA与激素生物合成过程 miR－378通过抑制芳香化酶的转录和翻译，抑制颗粒细胞合成雌激素［7］。miR－224 和 miR－383 分别受转化生长因子β1（TGF－β1）和类固醇生长因子（SF－1）的正性调节，促进颗粒细胞分泌雌激素［8－9］。miR－125a 和miR－455通过抑制B类Ⅰ型清道夫受体（SR－BI）的转录及翻译，减少高密度脂蛋白对胆固醇脂的摄取及相关类固醇激素的合成［10］。

1.4 miRNA与激素调控过程 在卵巢组织中，黄体生成素（LH）和卵泡刺激素（FSH）参与几乎所有生殖相关的过程，起着不可替代的调控作用。Fie－dler et al［11］检测了经 LH诱导前0 h及后4 h的小鼠颗粒细胞中miRNA的表达水平，发现有13条miRNA的表达在处理前后发生了变化，其中miR－132、miR－212和 miR－21 的表达显著高于诱导前水平。进一步研究［12］显示，miR－21的表达在LH注射后6 h升至最高峰，且miR－21缺失的小鼠颗粒细胞凋亡增加，排卵率下降。经FSH处理后12 h的小鼠颗粒细胞miR－29a和miR－30d表达显著下调，并于48 h后回升;经生物信息分析预测的靶基因如Ⅳ型胶原蛋白基因 α 1（COL4A1）、骨形态发生蛋白（BMF）和环指蛋白2（RNF2）等的蛋白表达也发生了相应的改变［13］。

2 miRNA与卵巢癌

卵巢癌是女性生殖系统三大恶性肿瘤之一，其5年存活率不到30%，病死率居妇科恶性肿瘤首位。卵巢癌复发率高、耐药性强以及缺乏个体化治疗的有效预测因子是其治疗的瓶颈。miRNA性质稳定、功能广泛，与肿瘤关系密切，在协助诊断、分型、治疗、判断预后等方面都有着重要意义，有望成为解决耐药这一难题的突破点，为卵巢癌的研究带来新的前景。

2.1 卵巢癌干细胞相关miRNA “肿瘤干细胞”假说认为:肿瘤中存在含量极少、具有无限增殖潜能的肿瘤干细胞，这些高致瘤性的细胞亚群是肿瘤发生、复发、转移、耐药和治疗失败的根源。近年来，越来越多的卵巢癌干细胞亚群及表面标记分子被发现，如 CD133、ALDH1、CD44 和 CD117 分 子。CD44+/CD117+干细胞亚群被认为是癌症起始细胞，具有高度增殖、低度分化和多重耐药的特性［14］，但其与CD133+亚群或者ALDH1+亚群是否是同一种细胞，尚无定论，需要进一步研究。

与卵巢上皮细胞CD44－亚群比较，CD44+亚群低表达 miR－199a和 miR－214，且其分别参与 IKKβ/NF－κB和PTEN/AKT通路，调节卵巢干细胞分化。进一步研究［14］显示，miR－199a通过抑制 CD44的转录和翻译，进而抑制CD44+/CD117+亚群细胞的增殖和侵袭，提高其对顺铂、紫杉醇、阿霉素等化疗药物的敏感性，并降低多重耐药基因 ABCG2的转录［14］。在 p53－野生型 A2780 细胞系和 p53－突变型OV8细胞系内敲除 miR－214，发现 ALDH1+干细胞亚群在A2780细胞群内减少，而非OV8细胞群内;进一步研究［15］显示，miR－214通过抑制 p53蛋白表达来促进Nanog（一种干细胞自我更新维持因子）的表达，进而促进卵巢癌干细胞群自我更新。故通过抑制miR－214恢复p53的表达有望成为卵巢癌治疗的新方法。

2.2 促癌miRNA和抑癌miRNA 与正常卵巢组织比较，miR－16、miR－21、miR－25 和 miR－148 作为促癌因子在卵巢癌中表达显著升高［16－18］，miR－9、miR－125a/b、miR－140、miR－145、miR－199a、miR－101、miR－22、miR－183和 miR－31作为抑癌因子在卵巢癌的表达显著下降［19－23］。miR－21 通过抑制 PTEN 的蛋白表达调节癌症的发生发展［16］;miR－25通过抑制Bim转录和翻译调节细胞凋亡和增殖［17］;miR－148b可能参与癌症早期发生，有望成为早期诊断癌症的标志物［18］。miR－9 通过抑制转录激活因子 NF－κB 的转录和翻译调节细胞增殖［19］;miR－125b通过抑制BCL3翻译诱导细胞周期停滞，抑制癌细胞增殖、克隆和肿瘤形成［20］;miR－101通过抑制 EzH2转录和翻译以及EzH2与p21waf1/cip1启动子的互动作用诱导细胞凋亡，抑制细胞增殖、侵袭及肿瘤生长［21］;miR－22、miR－183和miR－31通过抑制Tiam1的蛋白表达，进而抑制细胞迁移、侵袭和生长，但不影响细胞凋亡［22］。miR－132、miR－26a、let－7b 和 miR－145 在卵巢癌患者的血浆中表达水平显著下降，被认为是预测黏液性卵巢癌的有效便利的标志物［23］。

然而，miR－200 家族（miR－200a/b/c、miR－141 和miR－429）在卵巢癌发生、发展过程中的作用是存在争议的，是促癌miRNA或是抑癌miRNA，报道并非一致。Bendoraite et al［24］通过比较非永生性早期原代HOSE细胞与70例卵巢癌上皮组织及15种卵巢癌细胞系中 miR－200家族的表达差异，发现 miR－200家族在正常卵巢的上皮细胞内低表达，而在卵巢癌细胞内表达显著升高，这与Nam et al［25］的研究相符。核转录因子ZEB1/2能与上皮细胞中的基因启动子E－Box序列结合，抑制E－钙黏蛋白在上皮细胞中的表达，促进上皮细胞向间质细胞转化。miR－200家族与ZEB1/2构成了相互抑制的双向反馈环，使癌组织发生由间质型向上皮型（Meso－To－E）的转变，而启动 Meso－To－E转变的起始信号尚不明确［24］。miR－141 和miR－200a可通过抑制p38α 的表达调节氧化应激反应，促进肿瘤生长的同时又提高了对抗氧化类药物的反应性［26］。

相反的是，Hu et al［27］通过分析 55 例晚期（Ⅲ级和Ⅳ级）卵巢癌样本中miRNA的表达，发现miR－200a/b和miR－429能抑制卵巢肿瘤细胞迁移，低水平表达预示着生存率低 。Cochrane et al［28］研究发现miR－200c在卵巢癌细胞系和Ⅲ级卵巢癌组织内的表达水平显著下降，且低水平的miR－200c与预后差相关。紫杉醇作为治疗卵巢癌一线药物，通过促进微管蛋白聚合，抑制解聚，保持微管蛋白稳定，抑制细胞有丝分裂。人体内至少存在8种不同亚型的β－微管。在卵巢癌组织中，Ⅰ和Ⅳ类β－微管蛋白高度表达，Ⅲ类β－微管蛋白中度表达，Ⅱ类β－微管蛋白低度表达。非小细胞肺癌、乳腺癌、头颈癌和卵巢癌中高表达的Ⅲ类β－微管蛋白与不良的生存结局和药物反应相关。miR－200c可与Ⅲ类β－微管mRNA的3'非翻译区直接结合，抑制其蛋白的表达，恢复癌细胞对紫杉醇药物的反应性［29］。miR－200c还可以通过抑制酪氨酸蛋白激酶B（TrkB）的表达恢复癌细胞失巢凋亡的敏感性，抑制肿瘤转移和浸润，且与紫杉醇联合应用能显著抑制肿瘤生长［30］。若于化疗前，联合使用miR－200c有望增加化疗药物敏感性及减少药物用量。

3 结语

miRNA在女性生殖系统中的研究正在迅速的展开，其性质稳定、功能重要，有望成为诊断和治疗生殖相关疾病的重要靶点。目前，通过研究miRNA及其下游调控网络，探索其在女性生殖系统生理病理状况下的调控作用，可为研究女性生殖提供新思路、新角度、新方法。不过，应当明确的是，对同种疾病同类组织细胞中miRNA表达水平的研究，其结果可能是不同甚至是相反的。即使是同一种疾病状态，研究样本、细胞系，甚至对照组及检测手段的不同，都有可能造成研究结果的不一致，这就要求以辩证的思维去看待研究结果。

［1］Mattiske D M，Han L，Mann J R.Meiotic maturation failure induced by DICER 1 deficiency is derived from primary oocyte ooplasm［J］.Reproduction，2009，137（4）:625－32.

［2］Lei L，Jin S，Gonzalez G，et al.The regulatory role of Dicer in folliculogenesis in mice［J］.Mol Cell Endocrinol，2010，315（1－2）:63－73.

［3］Otsuka M，Zheng M，Hayashi M，et al.Impaired microRNA processing causes corpus luteum insufficiency and infertility in mice［J］.J Clin Invest，2008，118（5）:1944－54.

［4］Lin F，Li R，Pan Z X，et al.miR－26b promotes granulosa cell apoptosis by targeting ATM during follicular atresia in porcine ovary［J］.PLoS One，2012，7（6）:e38640.

［5］McBride D，Carré W，Sontakke S D，et al.Identification of miRNAs associated with the follicular－luteal transition in the ruminant ovary［J］.Reproduction，2012，144（2）:221－33.

［6］Ma T，Jiang H，Gao Y，et al.Microarray analysis of differentially expressed microRNAs in non－regressed and regressed bovine corpus luteum tissue;microRNA－378 may suppress luteal cell apoptosis by targeting the interferon gamma receptor 1 gene［J］.J Appl Genet，2011，52（4）:481－6.

［7］Xu S，Linher－Melville K，Yang B B，et al.Micro－RNA378（miR－378）regulates ovarian estradiol production by targeting aromatase［J］.Endocrinology，2011，152（10）:3941－51.

［8］Yao G，Yin M，Lian J，et al.MicroRNA－224 is involved in transforming growth factor－beta－mediated mouse granulosa cell proliferation and granulosa cell function by targeting Smad4 ［J］.Mol Endocrinol，2010，24（3）:540－51.

［9］Yin M，Lü M，Yao G，et al.Transactivation of microRNA－383 by steroidogenic factor－1 promotes estradiol release from mouse ovarian granulosa cells by targeting RBMS1 ［J］.Mol Endocrinol，2012，26（7）:1129－43.

［10］Hu Z，Shen W J，Kraemer F B，et al.MicroRNAs 125a and 455 repress lipoprotein－supported steroidogenesis by targeting scavenger receptor class B type I in steroidogenic cells［J］.Mol Cell Biol，2012，32（24）:5035－45.

［11］Fiedler S D，Carletti M Z，Hong X，et al.Hormonal regulation of MicroRNA expression in periovulatory mouse mural granulosa cells［J］.Biol Reprod，2008，79（6）:1030－7.

［12］Carletti M Z，Fiedler S D，Christenson L K.MicroRNA 21 blocks apoptosis in mouse periovulatory granulosa cells ［J］.Biol Reprod，2010，83（2）:286－95.

［13］Yao N，Yang B Q，Liu Y，et al.Follicle－stimulating hormone regulation of microRNA expression on progesterone production in cultured rat granulosa cells［J］.Endocrine，2010，38（2）:158－66.

［14］Cheng W，Liu T，Wan X，et al.MicroRNA－199a targets CD44 to suppress the tumorigenicity and multidrug resistance of ovarian cancer－initiating cells［J］.FEBS J，2012，279（11）:2047－59.

［15］Xu C X，Xu M，Tan L，et al.MicroRNA miR－214 regulates ovarian cancer cell stemness by targeting p53/Nanog［J］.J Biol Chem，2012，287（42）:34970－8.

［16］Lou Y，Yang X，Wang F，et al.MicroRNA－21 promotes the cell proliferation，invasion and migration abilities in ovarian epithelial carcinomas through inhibiting the expression of PTEN protein［J］.Int J Mol Med，2010，26（6）:819－27.

［17］Zhang H，Zuo Z，Lu X，et al.MiR－25 regulates apoptosis by targeting Bim in human ovarian cancer［J］.Oncol Rep，2012，27（2）:594－8.

［18］Chang H，Zhou X，Wang Z N，et al.Increased expression of miR－148b in ovarian carcinoma and its clinical significance［J］.Mol Med Rep，2012，5（5）:1277－80.

［19］Guo L M，Pu Y，Han Z，et al.MicroRNA－9 inhibits ovarian cancer cell growth through regulation of NF－kappaB1 ［J］.FEBS J，2009，276（19）:5537－46.

［20］Guan Y，Yao H，Zheng Z，et al.MiR－125b targets BCL3 and suppresses ovarian cancer proliferation ［J］.Int J Cancer，2011，128（10）:2274－83.

［21］Semaan A，Qazi A M，Seward S，et al.MicroRNA－101 inhibits growth of epithelial ovarian cancer by relieving chromatin－mediated transcriptional repression of p21（waf1/cip1）［J］.Pharm Res，2011，28（12）:3079－90.

［22］Li J，Liang S，Jin H，et al.Tiam1，negatively regulated by miR－22，miR－183 and miR－31，is involved in migration，invasion and viability of ovarian cancer cells［J］.Oncol Rep，2012，27（6）:1835－42.

［23］Chung Y W，Bae H S，Song J Y，et al.Detection of MicroRNA as novel biomarkers of epithelial ovarian cancer from the serum of ovarian cancer patient［J］.Int J Gynecol Cancer，2013，23（4）:673－9.

［24］Bendoraite A，Knouf E C，Garg K S，et al.Regulation of miR－200 family microRNAs and ZEB transcription factors in ovarian cancer:evidence supporting a mesothelial－to－epithelial transition［J］.Gynecol Oncol，2010，116（1）:117－25.

［25］Nam E J，Yoon H，Kim S W，et al.MicroRNA expression profiles in serous ovarian carcinoma［J］.Clin Cancer Res，2008，14（9）:2690－5.

［26］Mateescu B，Batista L，Cardon M，et al.miR－141 and miR－200a act on ovarian tumorigenesis by controlling oxidative stress response［J］.Nat Med，2011，17（12）:1627－35.

［27］Hu X，Macdonald D M，Huettner P C，et al.A miR－200 microRNA cluster as prognostic marker in advanced ovarian cancer［J］.Gynecol Oncol，2009，114（3）:457－64.

［28］Cochrane D R，Spoelstra N S，Howe E N，et al.MicroRNA－200c mitigates invasiveness and restores sensitivity to microtubule－targeting chemotherapeutic agents ［J］.Mol Cancer Ther，2009，8（5）:1055－66.

［29］Leskelä S，Leandro－García L J，Mendiola M，et al.The miR－200 family controls beta－tubulin III expression and is associated with paclitaxel－based treatment response and progression－free survival in ovarian cancer patients［J］.Endocr Relat Cancer，2011，18（1）:85－95.

［30］Cittelly D M，Dimitrova I，Howe E N，et al.Restoration of miR－200c to ovarian cancer reduces tumor burden and increases sensitivity to paclitaxel［J］.Mol Cancer Ther，2012，11（12）:2556－65.

R 342.2;R 339.221;R 737.31

A

1000－1492（2014）05－0694－04

2013－11－25接收

安徽省自然科学基金（编号:1308085Qh131）

安徽医科大学附属省立医院生殖中心，合肥 230001

朱 清，女，硕士研究生;