微小RNA在多发性骨髓瘤中作用的研究进展

刘聪，葛繁梅

(延安市延安大学附属医院血液免疫科，陕西 西安 716000)

微小RNA在多发性骨髓瘤中作用的研究进展

刘聪，葛繁梅

(延安市延安大学附属医院血液免疫科，陕西 西安 716000)

微小RNA(MicroRNAs，miRNAs)是在真核生物中发现的一种具有调控功能的非编码RNA，是本世纪分子生物学研究的热点，本文就miRNAs与多发性骨髓瘤的研究现况进行综述。

miRNAs；多发性骨髓瘤；发病机制；靶向治疗

多发性骨髓瘤(Multiple myeloma，MM)是一种源于pre-B细胞恶变的肿瘤，其特征是恶性浆细胞无节制的增殖并分泌大量单克隆免疫球蛋白，通过多种机制引起溶骨病变、贫血、出血、肾脏损害等。miRNAs作为一种长度为19～25个核苷酸的非编码RNA，具有高度保守性、严格的时空性和组织特异性，主要参与各种生物学过程，包括对细胞的增殖、分化，组织的生长、发育，基因的表达等方面起着重要的调控作用等。本文简要概述miRNAs的发现、合成、作用机制及生物学功能，侧重于对miRNAs与MM的发生、治疗、预后的阐述。

1 miRNAs

miRNAs最早是在线虫体内发现的一种不编码蛋白但可以生成一对小的RNA转录本，可以通过抑制核蛋白的表达而调节线虫的幼虫发育进程。随后在秀虫、果蝇、人的细胞克隆识别了类似的miRNAs，并对它们的生物学功能进行研究，发现它们是一种可以调节细胞内源基因表达和个体生长发育，维持机体正常生理功能的一类重要的小分子RNA。Yang等[1]对新生小鼠卵巢的实验研究发现，通过使用一种拮抗剂下调miR-145作用靶Tgfbr2基因，可增加TGFBR2蛋白表达和激活Smad蛋白信号通路来调节原始卵泡发展的启动和维护原始卵泡静止；An等[2]发现在小鼠角膜更新的过程中有15种miRNA表达下调，而miR-204的下降幅度最大，被认为是一个促进角膜上皮细胞增生和迁移的重要标志物。由此可见miRNAs在维持机体生长及发育中必不可少，一旦出现异常就可能导致疾病的发生。迄今为止，已发现miR-21在急慢性白血病、多发性骨髓瘤、淋巴瘤、胃癌、肺癌、肝癌、胰腺癌、乳腺癌、前列腺癌、肠癌、脑胶质瘤等中均过量表达[3]。随后通过微阵列分析和定量逆转录聚合酶链反应(qRT-PCR)等技术揭示了miRNA在肿瘤细胞中的差异表达，并证实miRNAs的失调发生在几乎所有类型的癌症中，由此可以miRNAs表达异常作为探索肿瘤的发生、发展及预后等方面有重大意义。

2 多发性骨髓瘤

多发性骨髓瘤是一种单克隆浆细胞恶性增殖性疾病，是常见的血液系统恶性肿瘤。其发病机制相当复杂，主要涉及遗传学和信号通路异常激活等因素，目前miRNAs已是肿瘤研究领域中的热点，且已经发现多种miRNAs的上调和下调与MM的发生、发展、耐药以及预后等方面有关，故有望以miRNAs作为治疗靶点，治疗难治性复发性骨髓瘤。

2.1 miRNAs异常表达与MM的发生

2.1.1 miRNAs异常表达与MM的演变过程 意义未明的丙种球蛋白血症(MGUS)被广泛认为是MM发生的癌前病变[4]。Pichiorri等[5]研究发现miR-32、miR-21、miR-17-92、miR-181a和b在MM中高度表达(包括骨髓瘤细胞系和原发肿瘤的浆细胞)，同时检测出miR-21、miR-181a、miR-181b、miR-106b-25在MGUS和MM细胞中均表达上调，由此可知miR-32、miR-17-92仅在MM中表达上调，是MM所特有的生物学标志，并推测miR-32、miR-17-92可能介导由MGUS进展至MM的二次基因突变。近年来Wong等[6]发现在MM患者中检测到的miR-129-2d甲基化比MGUS患者更为频繁，致使miR-129-2d表达下调，减弱了抑癌作用，由此预测miR-129-2d是MGUS进展成MM的一个重要事件，也是MM患者诊断、复发或进展的一个重要标志。骨髓中新生血管形成也是促使MM发病及疾病进展的重要因素。Umezu等[7]建立模拟的低氧骨髓微环境，检测出耐低氧MM细胞株核外miR-135b显著表达，核外miR-135b通过缺FIH-1信号途径加速血管内皮生长因子(HIF1)的合成，增强血管内皮细胞在缺氧环境中的生成，由此可知核外mirR-135b可能是一个控制MM血管生成的指标。Zhang等[8]采用实时PCR技术检测出MM细胞中miR-152和miR-10b-5p下调或甲基化，可导致DNA甲基化酶1(DNMT1)、调节细胞增殖的转录因子(E2F3)、BTRC(可激活NF-kB通路)、MYCBP(增强c-Myc转录)的激活，进而促进MM的进展。

2.1.2 miRNAs异常表达与MM染色体异常的关系 Di Martino等[9]分析超二倍体组和非超二倍体组mRNA和miRNAs后得出结论：超二倍体组与非超二倍体组的基因和miRNAs表达是不同的，miR-NA-520c-3p、miR-526b、miR-135a在超二倍体组中高度表达，抑制抑癌基因TP73和细胞周期素(CCND2)表达，而低表达的miR-30c和miR-361-3p促使受体型蛋白酪氨酸磷酸酶(PTPRK)和结缔组织生长因子(CTGF)基因上调，同样发现miR-142-3p和miR-130a的过度表达抑制TP73基因。Lionetti等[10]检测54例未治疗MM患者，miR-361-3p、miR-582-5p、miR-30e在t(11；14)或t(6；14)组中高表达，以miR-582-5p显著；miR-125a-5p、let-7e、miR-99a、miR-222、miR-221、miR-365在 t(14；16)或 t(14；20)组高表达，以miR-125a-5p、miR-99a显著，且miR-125-5p、let-7e、miR-99a位于1染色体9q13.33；miR-150、miR-133b、miR-99a、miR-133a、miR-155、miR-125b-2、miR-1、miR-155、miR-346、let-7c在t(14；16)或t(14；20)高度表达，miR-133a表达显著，miR-125b-2、miR-99a、let-7c定位于染色体21q21.1。因此可见miRNAs表达异常与染色体畸变之间存在某种联系，与MM的发病密切相关。Gutiérrez等[11]检测60例MM患者总结出：miR-135b、miR-146a、miR-133b位于t(4；14)，miR-125a-5p位于t(1；14)，miR-214、miR-1、miR-449位于t(14；16)，除了miR-1、miR-449调节的靶基因下调，其他均上调。并且发现在t(4；14)的MM下调miR-135b、miR-146a可作用PELI2和IRAKI基因，而这两个基因涉及IL-1(IL-6诱导物)信号通路，而IL-6与骨髓瘤病情进展密切相关。

2.1.3 miRNAs异常表达与MM信号转导通路的关系 研究已证明miR-21表达上调与导致MM发病的多条信号转导通路异常激活有关，包括JAK/ STAT3、PI3K/AKT、Ras-MEK1/2-ERK1/2、NF-κB等[12]。IL-6在瘤细胞的进展、转移、凋亡起重要作用，骨髓瘤细胞和BMSCs相互作用产生IL-6，IL-6激活JAK/ STAT3通路上调miR-21，同时miR-21作用于PIAS3 (STAT3抑制剂)，抑制STAT3，形成正反馈调节的循环通路，随后miR-21激活PTEN，Rho-B，BTG2基因从而促进瘤细胞增殖、生长。miR-15a和miR-16位于染色体13q14位点。诸多研究已证明，miR-15a和miR-16在MM患者中表达下调。Roccaro等[13]实验证实miRNA-15a与miRNA-16-l在体内外通过抑制AKT丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(AKT3)、核糖体蛋白质-s6、促分裂原活化蛋白激酶(MAP)、NF-κB激活剂(MAP3KIP3)等调节MM，促进瘤细胞生长及增殖。miRNA-17-92簇由7个微小核糖核酸(miRNA-17-3P、miRNA-17-5p、miRNA-18a、miRNA-19a、miRNA-19b、miRNA-20a，miRNA-92-1)组成，具有癌基因和抑癌基因双重功能。研究发现miR-19a和miR-19b在MM中表达上调，它们下调SOCS-1(Stat3信号通路的负调控因子)基因，从而激活抗凋亡信号通路(如JAK/STAT-3等)而发挥致癌活性[9]。

2.2 miRNAs异常表达与MM的诊断 近年来许多学者通过实验研究发现循环血清中miRNAs可以被固定囊泡和RNA绑定蛋白保护，不被降解，故而稳定存在，因此可作为诊断和治疗MM的生物标志[14-15]。Oki等[16]应用Taqman探针技术揭示五种下调的miRNAs，包括：miRNA-144、miRNA-130a、miRNA-34a、let-7d、let-7e，得出结论：miRNA-130a联合let-7e检测可鉴别MM和正常人，其敏感性达80.6%，特异性达91.1%。鉴别MGUS与正常的敏感性达91.1%，特异性达96.7%。说明miRNA-130a联合let-7e对MM和MGUS有一定的诊断意义。Li等[17]采用qRT-PCR技术分别检测58例新发MM患者，11例复发MM患者，12例缓解的MM患者，18例健康患者。发现新发和复发患者较缓解期MM和健康者miRNA-33b明显下调，得出结论miRNA-33b在MM的诊断和进展上有重要意义。Hao等[18]通过检测108例新发的MM患者和56例健康自愿者外周血，发现循环miRNA-19a和miRNA-4254可区别MM患者和健康人，并且发现低表达miRNA-19a患者对硼替佐米有较好的疗效，在硼替佐米治疗基础上可显著延长低表达miRNA-19a患者的生存期。由此可断定循环miRNA-19a是高危MM患者的一个生物学标志。综上所述，检测循环miRNAs给我们提供一个诊断和了解多发性骨髓瘤进展重要的依据。

2.3 miRNAs表达异常为潜在靶点 沙利度胺及其衍生物、蛋白酶体抑制剂已广泛应用于临床，对于MM的治疗及预后效果显著，但还是不能彻底根治。miR-29b在恶性浆细胞表达下调导致DNA甲基化转移酶3a/b(DNMT3a/b)水平增高，进而促使SOCS-1沉默，使STAT3磷酸化并调节下游的靶点如VEGF-A、IL-8、MMP2、NF-κB等，通过加速新生血管生成和瘤细胞的迁徙促进MM的进展。上调miR-29b可阻止该通路，抑制血管生成和肿瘤迁徙[19]。由此可作为切入点靶向治疗MM，然而miR-29b间接影响DNA甲基化过程至今尚未清楚。下调的miR-15a/16通过AKT3、MAPKs和NF-κB通路作用细胞周期蛋白(D1、D2)和CDC25A来调节细胞增殖[20]。miR-15a和miR-16还可以通过调节血管内皮生长因子(VEGF)的表达来抑制MM的血管生成[21]。Luo等[22]通过小檗碱作用于RPMI8226细胞系得出结论，至少部分骨髓瘤细胞的抑制是由IL6/STAT3表达上调miR-21水平所致的。Raimondi等[23]发现被miRNA-199a-5p转染的骨髓瘤细胞显著的损害血管内皮细胞的迁移，抑制内皮细胞粘附分子(VCAM-1和ICAM-1)的表达，下调的miR-199a-5p通过调节血管内皮生长因子1a(HIT-1a)来促进骨髓血管生成。由此可以以miR-15a、miR-16、miR199a-5p为治疗靶点，抑制新生血管的生成，控制肿瘤进展。miR-222/221簇定位于t(4；14)，在MM中促进恶性浆细胞增殖，Di Martino等[9]之前报道：通过反义寡核苷酸抑制miR-221/222和上调关键的miR-221/222靶标可诱发抗MM活动。近年来他们又特别设计出一种新颖的硫代硫酸修改了13个主要核苷酸的miR-221反义寡核苷酸抑制剂(LNA-i-miR-221)，通过体内和体外实验得出结论：LNA-i-miR-221可以稳定的、有效的对抗t(4；14)的MM细胞，在治疗小鼠的过程中没有发现行为的异常和器官相关的毒副作用产生，适合系统性的应用，这些数据为临床上研发LNA-i-miR-221治疗MM提供有力的依据[24]。除此之外仍有许多以miRNAs为潜在治疗靶点的研究正在进行中。

2.4 miRNAs与MM预后 国外学者检测新发MM患者外周血，发现低表达miRNA-19a可明显缩短无进展生存期(PFS)和总体生存期(OS)，并分析出miRNA-19a是一个可以预测MM患者具有短的PFS和OS，是预测高危MM的一个标志物[18]。Navarro等[25]检测自体干细胞移植(ASCT)后MM患者循环miRNAs表达，发现移植后具有长期PFS患者miRNA-19b或miRNA-331均高水平表达，并且得出相反的结论，miRNA-19b和miRNA-331低表达出现在移植后短期PFS患者。由此可发现miRNA-19b和miRNA-331可作为移植后MM患者预后的一个重要标志。miRNA-744、let-7e、miRNA-92a等的异常表达在预测高危MM患者和预测MM患者的预后方面都有报道，越来越多的miRNAs异常表达将会被发现。

3 结 语

miRNAs已经在多发性骨髓瘤的研究领域中起着至关重要的作用，不断深入研究miRNAs可以更加有力明确MM的发病机制，对诊断、治疗MM都有非常重要的价值。所以，以miRNAs为靶点是最有希望治愈MM的方法之一。

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A

1003—6350（2016）14—2334—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2016.14.033

2015-10-08)

葛繁梅。E-mail：gfmei@126.com