肿瘤相关miRNAs与胃癌的研究进展



·综述·

肿瘤相关miRNAs与胃癌的研究进展

谭晓燕1， 唐海英1， 贾玉杰2， 王英德1

(1大连医科大学附属第一医院消化内科， 辽宁大连116011；2大连医科大学病理生理学教研室， 辽宁大连116044)

胃癌是全球第二大致死的癌症，在我国其不仅是常见的恶性肿瘤之一，而且发病率居各类肿瘤前列。每年我国约有17万人死于胃癌，几乎接近全部恶性肿瘤死亡人数的1/4，并且每年还有2万以上新的胃癌患者产生[1]。尽管胃癌的诊断和治疗方面取得了一些进展，但是胃癌患者依然存在着转移、复发、预后不良的死亡风险，尤其是晚期患者，而能够被早期诊断的胃癌患者只占总数的5%～10%。胃癌的发生、发展是肿瘤抑制基因和癌基因发生变化的结果。目前研究关键在于确认胃癌中经常丢失或突变导致失活的肿瘤抑制基因或表达上调的癌基因，尤其是起关键作用的癌基因或抑癌基因，并进一步弄清其正常生物学功能及导致胃癌的分子机制，为胃癌预防、诊断和治疗提供重要的理论依据。

miRNAs (microRNA, 微小RNA)是一类在转录后水平或翻译水平调控基因表达的小的内源性非编码RNA分子，其在细胞与组织中特异表达，在各种不同的生物学进程中都发挥关键作用，通过靶向结合基因中与成熟miRNA互补的序列，调控生长发育、细胞分化、增殖和凋亡[2]。miRNAs-靶基因间调控的异常与一系列癌症的进程密切相关。超过50%的人类miRNAs基因位于脆性位点或与癌症相关的区域，意味着miRNAs在癌症的发生、发展中可能发挥重要功能[3]。本文就miRNA与胃癌关系的最新研究进展作一综述。

1miRNAs的生物合成与功能

第一个miRNA lin-4于1993年由Lee等[4]在秀丽线虫内发现，此后这类RNA被发现广泛存在于植物、动物及DNA病毒中。miRNAs是一类小的内源性非编码RNA分子，长18～22核苷酸序列，通过Drosha和 RNA水解酶在转录子形成的一系列过程中产生[1]。首先形成初级转录产物(pri-miRNA)，在反应过程中产生长60～100核苷酸序列的前体miRNA (pre-miRNA)，后被运输到细胞质，通过RNase Dicer 核酸内切酶复合物，形成最终的miRNAs。在细胞质中，miRNAs的复制是松散的，成熟的合并到RNA 诱导的基因沉默复合物(RNA-inducedsilencing complex，RISC)上，通过与靶mRNA的3，-非翻译区(untranslated region，3，-UTR)完全或不完全互补结合的方式，介导靶mRNA降解或翻译抑制，在转录后水平调控基因表达[5]。因此，miRNAs是基因表达的负向调控因子，调控人类约30%的基因，在生长发育、细胞增殖、分化及凋亡等过程中发挥重要作用。

2miRNAs和H. pylori感染相关性胃癌

H. pylori感染相关性胃癌的致病因素有多种[6]，如氧化打击、CagA 、血管形成以及miRNAs。研究表明，H. pylori感染能影响miRNAs的表达水平。Zhou等[7]的研究显示，miR-141在H. pylori感染阳性的胃黏膜组织中表达较阴性者明显下降。Li等[8]和Zhang等[9]的研究发现，miR-222和miR-21在H. pylori感染阳性的胃黏膜组织和胃上皮细胞中表达均较阴性者明显上调。目前研究证实，H. pylori感染能诱导 miR-17、miR-21、miR-146a、miR-155及miR-223等的表达上调，诱导 let-7a、miR-101、miR-106b、miR-125a、miR-141、miR-203、miR-204、 miR-375、miR-429、miR-200a/b/c等的表达下调[10]。某些miRNAs的表达主要通过促炎因子介导的炎症和免疫反应来完成[11]。H. pylori感染时，胃上皮细胞提供第一道屏障，提供NLR信号，以NF-kB的激活和IL-8的分泌为特征，骨髓细胞是防御的第二道屏障，提供TLR2、TLR4信号，以分泌促炎因子IL-6、IL-1β和TNF-α为特征。有研究发现某些miRNAs与胃癌发生的机制中TGF-β起核心作用[9]。TGF-β能够被胃上皮细胞和单核细胞内的H. pylori感染诱导表达，调节体内的免疫反应，引起H. pylori的持续感染，从而使胃上皮细胞生理学的调节异常，且H. pylori的CagA是一种细菌来源的致癌性蛋白，能以IV型分泌的方式进入宿主细胞，使CagA磷酸化，磷酸化的CagA能激活磷酸酶(SHP2)，随后启动Erk1/2通路。CagA迁移至CD44v9阳性的胃癌样细胞，可以逃避活性氧依赖的自体吞噬过程，最终导致胃癌的发生。

3细胞中miRNAs与胃癌

3.1miRNAs与靶基因的调控miRNAs作为细胞增殖和抑制凋亡的感应器，与抑制某些肿瘤抑制基因的表达有关[12]。Li等[8]的研究表面，miR-222在胃癌细胞中高表达，miR-222的异常表达促进了细胞增殖和克隆形成，确定RECK为miR-222的一个新的靶基因，RNA干预沉默RECK基因能够模拟miR-222的致瘤作用。在胃癌的发生、发展中，H. pylori感染可能作为始动因素，通过上调作为致癌作用miR-222的水平，作用于抑癌基因RECK影响胃癌细胞的增殖。同样，Zhao等[13]的研究表明，miR-25的过表达能促进胃癌细胞的增殖，抑制表达能减少胃癌细胞的增殖。且进一步观察了miR-25的抑制表达在72 h后可以促进细胞的凋亡，并能促进胃癌细胞的迁移和侵袭。RECK是miR-25的直接靶点。miR-25的异常表达能够改变人胃癌细胞的多种生物学过程，如增殖、凋亡、迁移和侵袭，部分是通过靶向抑制 RECK基因的结果。另外，miR-203通过靶向抑制CASK的表达起到抑制胃癌细胞生长、克隆形成、细胞侵袭的作用[14]。PTEN基因是磷酸酶和磷酸肌醇磷酸酶的重要调节物，能负反馈调节丝/苏氨酸蛋白Akt，在一些恶性肿瘤中失活，导致Akt的高表达，从而促进细胞增殖，抑制凋亡，增加侵袭性和抗辐射性。miR-21和miR-214已经被证实是PTEN的调节物。而miR221/222可以调节胃癌细胞生长、凋亡、细胞周期和侵袭能力，部分是通过下调PTEN的表达和增加p-Akt来完成的[15]。Wu等[16]的研究表明，miR-150能增加胃癌细胞的增殖，转染miR-150的细胞能诱导裸鼠成瘤，且miR-150的表达与靶基因EGR2的表达下调有关。EGR2是肿瘤抑制基因，也是PTEN的媒介之一。Chen等[17]的研究亦表明，miR-145在胃癌中抑制细胞增殖和侵袭主要通过靶向作用于FSCN1来完成的，miR-145和靶基因呈负性相关，上调miR-145的水平能够抑制靶基因的表达，miR-145类似物能抑制55%的靶基因表达，而miR-145抑制物能使靶基因表达活性上调62%，且靶基因的抑制对于miR-145抑制胃癌细胞的增殖和侵袭是必须的。

3.2miRNAs与细胞周期Zhong等[18]的研究表明，miR-21的高表达能促进胃癌细胞增殖，使处于S期的细胞增多，而敲除miR-21的表达，能使G2/M期细胞周期停滞，抑制细胞增殖。Wang等[19]的研究发现，miR-375的过表达可以抑制胃癌细胞增殖，阻止G/S期转化，抑制细胞迁移和侵袭。

3.3miRNAs与信号通路miR-21能够促进胃癌细胞增殖、迁移和抑制凋亡与NF-kB和IL-6的分泌激活了AP-1和STAT3有关[9]。SGC-7901胃癌细胞中，miR-141低表达，STAT4高表达，miR-141通过抑制STAT4的表达抑制胃癌细胞的侵袭[7]。还有研究表明，miR-106b、miR-93和miR-25在胃癌细胞中表达明显增加，能够改变胃癌细胞对TGF-β的应答反应，影响细胞周期和凋亡，下调E2F1的表达，沉默P21，从而下调胃癌细胞对TGF的反应[20]。TGF-β依赖的细胞周期下游的效应器是P21和促凋亡因子Bim, TGF-β可以下调E2F1蛋白和Mcm7，而胃癌的播散转移是以E2F1的上调和TGF-β的抵抗为特征的。E2F1是G1/S期转换的必要的转录因子，尽管E2F1可以自行激活，同时其也可以反义激活一些内源性的miRNA分子，使其宿主于Mcm7中，从而引起在胃癌中表达的上调。除此之外，miR-106b、miR-93 和miR-25可以沉默P21，从而导致胃癌细胞对TGF-β的应答下降，最终导致胃癌的进展。

3.4其他胃癌组织来源的间充质细胞有助于肿瘤进展，其可以转移外源的miRNA进入肿瘤细胞，促进肿瘤细胞的增殖和侵袭，并尝试用来作为诊断胃癌的新的生物学标志[21]。

4组织中miRNAs与胃癌

Shrestha等[22]回顾性分析了人胃癌组织中的miRNA表达谱，发现在胃癌组织中表达明显上调的有miR-21、miR-25、miR-92和miR-223，其中miR-21上调最为明显；表达水平明显下调的有miR-375，miR-148a和miR-638。这与Yao等[23]的研究结果一致。Wang等[21]的研究表明，胃癌组织中miR-214、miR-221和 miR-222的表达分别是正常对照组的7.13倍、5.47倍和2.88倍。miR-222的表达水平与肿瘤侵袭深度、淋巴结转移及TNM分期有关，miR-221与淋巴结转移及TNM分期有关，miR-214与血管侵袭及TNM分期有关。有研究显示胃癌组织中miR-22的表达较正常对照组明显下降，与淋巴结转移和远端转移呈正相关，且miR-22的低表达与预后差有关，为评价胃癌的独立危险因素[24]。胃癌中的miR-206表达的下调与肿瘤进展有关，可作为判断胃癌预后的标志之一[25]。

5外周血中miRNAs与胃癌

2008年首次发现了可以在血中稳定检测到肿瘤相关的miRNAs[26]，外周血中miRNA水平与性别、年龄无明显差异，在血清和血浆中的表达水平相似。Cai等[27]检测了胃癌患者血浆中15种miRNAs的水平，发现miR-106b、miR-20a和miR-221的表达水平较正常对照组明显升高，且其敏感性和特异性均高，可作为胃癌早期诊断的血中生物学标志之一。Liu等[28]的研究发现，血浆miR-187、miR-371-5p和miR-378的表达水平均可用来早期诊断胃癌。另外，胃癌血浆中miR-221、miR-222、miR-744、miR-376c、miR-1、miR-20a、miR-27a、miR-34、miR-423-5p等的表达明显上调，miR-195-5P表达下调，均可作为早期诊断胃癌的生物学标志之一[29-32]。某些miRNAs的表达有望作为评估胃癌预后及化疗敏感性的血中生物学标志。有研究表明，血清中miR-27a的表达越高，胃癌患者的生存期越短，可作为判断预后的指标之一[33]。Wang等[34]的研究发现，胃癌血浆中miR-17-5p和miR-20a的表达与肿瘤分化程度和TNM分期有关，I～II期和III～IV期有统计学差异，可作为用来判断预后和调控化疗效果的生物学标志。

6组织与外周血中miRNAs的相关性

外周血中miRNAs的分泌来源于肿瘤组织和正常组织，且大多数来源于正常组织。大多数胃癌患者外周血中的miRNA水平可以反映组织中miRNA水平。Peng等[35]的研究发现，胃癌组织和血清中miR-191和miR-425的表达较正常对照组高，且miR-191与TNM分期呈正相关，敏感性为70.2%，特异性为99.9%。Li等[36]的研究亦发现，胃癌血浆中miR-223和miR-21表达明显升高，miR-218表达明显下降；组织中miR-223和miR-21表达明显上调，而miR-218的表达明显下调。血浆中的miR-223、miR-21和miR-218的水平可以反映组织中三者的表达水平。TNM分期中，I、II、III、IV期与对照组比较均有统计学差异，但I～IV期比较无统计学差异，血浆中miR-223、miR-21和miR-218的表达水平可以作为早期检测胃癌的生物学指标，这与Liu 等[37]的研究结果一致。但miRNA的细胞外分泌和细胞内分泌是不同的。研究表明，miR-378在胃癌组织中表达下调，而其在外周血中表达则明显上调；血浆中miR-106b表达上调，而其在组织中表达则下调；血浆中let-7a表达明显下调，而其在组织中表达明显上调，可能说明肿瘤细胞选择性捕获miRNA，所以组织中miRNA表达明显上升，或者是肿瘤的异质性[38]。对于胃癌组织与外周血中miRNAs表达相关性的研究目前尚少，且结果不一致，尚待进一步研究。

7miRNAs与胃癌的治疗

有研究发现，miR-143过表达通过靶向抑制IGF1R/BCL2来提高胃癌细胞对顺铂的敏感性[39]。下调miR-222可以增加UM1细胞对顺铂的敏感性，此过程是通过miR-222作用于PUMA完成的。miR-106a通过靶向抑制PTEN基因，从而影响下游的PI3K/AKT信号通路来增加胃癌细胞对顺铂的耐药性[40]。Eto等[41]发现miR-223/FBXW7通路通过影响细胞凋亡来改变胃癌细胞对曲妥珠单抗的敏感性。过表达的miR-223能降低FBXW7基因的表达以及胃癌细胞对靶向治疗药物曲妥珠单抗的敏感性。另外，miR103/107通过下调P-糖蛋白的表达来增加对胃癌细胞的敏感性，这一过程部分通过靶向抑制Cav-1(caveolin-1)蛋白来实现的[42]。Li等[43]的体内体外实验表明，miR-185的高表达能增加胃癌细胞对化疗药物的敏感性，这一过程部分通过miR-185/ARC/RUNX3来调节。此外，miR-300和miR-642能影响胃癌细胞对放疗的敏感性，放疗后二者的水平均下调，这一过程通过影响细胞周期和凋亡、DNA损伤以及信号通路相关基因起作用[44]。miRNAs/靶基因/信号通路网络有望成为胃癌治疗的新靶点。

8展望

随着分子生物学的不断发展及miRNAs表达谱芯片技术的不断进步，对miRNAs与胃癌的研究取得了较大进展，为发现肿瘤的发病机制提供了新线索，为肿瘤的基因诊断和治疗提供了新靶点。但肿瘤是多因素、多步骤、多阶段和多基因改变的过程，miRNAs仅仅是肿瘤发生、进展中的因素之一，miRNAs与其他发生因素之间的交互作用、miRNAs靶基因的寻找、靶基因的特异性、肿瘤不同阶段miRNAs的差异性表达以及靶向治疗等方面目前仍不十分清楚，是制约该领域发展的瓶颈之一。相信随着相关学科的不断发展及研究技术的日益成熟，人们对miRNAs 及其与胃癌关系的研究会更加深入，这些工作将为人类更好地认识胃癌并有效地诊治胃癌继续谱写新的篇章。

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(本文编辑施洋)

[收稿日期:2015-10-8]

doi:10.3969/j.issn.1009-5551.2016.04.033

中图分类号：R735.2

文献标识码：A

文章编号：1009-5551(2016)04-0515-05

作者简介：谭晓燕(1982-),女,在读博士,主治医师,研究方向:胃肠道疾病。通信作者：王英德,男,硕士,主任医师,教授,研究方向:胃肠道疾病和自身免疫性肝病,E-mail:albertwyd@163.com。

基金项目：辽宁省科技厅自然科学基金项目(2013023001)