黑素瘤相关微小RNA的研究进展

杨佳 李黎明 龙嘉 许翠 杨雪源 蒋明军

黑素瘤相关微小RNA的研究进展

杨佳 李黎明 龙嘉 许翠 杨雪源 蒋明军

微小RNA参与细胞增殖、分化和凋亡是多种恶性肿瘤发生发展的重要调控因子。研究发现，多种微小RNA在黑素瘤中表达异常，其中Let-7家族、微小RNA 137、微小RNA 200c和微小RNA 196a等发挥抑癌基因样作用，而微小RNA 221/222、微小RNA 30b/30d、微小RNA 146a、微小RNA 214和微小RNA 182发挥癌基因样作用。黑素瘤相关微小RNA的研究将丰富黑素瘤的分子生物学发病机制，为黑素瘤的早期诊断和治疗提供新的思路。

黑色素瘤；微RNAs；细胞增殖；细胞分化；细胞凋亡

黑素瘤是一种高度恶性、易远处转移的皮肤肿瘤，起源于黑素细胞，多发生于皮肤，亦可见于皮肤黏膜交界处、眼球脉络膜等处，是皮肤癌中最具侵袭性的肿瘤。黑素瘤虽只占全部皮肤癌的4%，但因黑素瘤死亡的人数约占所有因皮肤癌死亡人数的75%［1］。研究显示，多种微小 RNA（miRNA）在黑素瘤中表达异常，根据下游调控靶基因的不同，在黑素瘤中发挥癌基因或抑癌基因样作用，参与黑素瘤发生、进展等生物学进程［2］。

1 黑素瘤相关miRNA的表观遗传学调控机制

研究显示，miRNA编码基因上游CpG岛甲基化沉默相应 miRNA，如 miR-31、miR-18b、miR-375等。Asangani等［3］发现，miR-31 由位于染色质9p21.3的长约105 kB的miR-31宿主基因所编码，该基因转录调节区域存在77个CpG岛及丰富的H3K27Ac（组蛋白H3第27位赖氨酸乙酰化），而CpG岛甲基化及多梳蛋白EZH2介导的H3K27me3（组蛋白第27位赖氨酸3甲基化）可沉默miR-31。黑素瘤细胞系及组织标本中的miR-18b表达下降，基因序列分析显示，miR-18b上游存在丰富的CpG岛区域，经甲基化转移酶抑制剂处理的黑素瘤细胞系中，miR-18b上调，提示DNA甲基化参与调控miR-18b 表达［4］。Mazar等［5］发现，miR-375 编码基因上游CpG岛甲基化通过沉默miR-375促进黑素瘤侵袭转移进程。此外，miR-29c通过下调DNA甲基转移酶3A和3B影响基因组整体甲基化水平［6］。

2 黑素瘤相关抑癌基因样miRNA

2.1 let-7 家族：Schultz等［7］分析良性色素痣和原发性黑素瘤标本中的157种miRNA表达谱，发现72种miRNA存在表达差异，其中5个let-7家族成员（let-7a、let-7b、let-7d、let-7e、let-7g）在原发性黑素瘤中表达下降，let-7b下降明显。过表达let-7b可通过下调周期素D1、D3、A和细胞周期蛋白依赖性激酶4抑制细胞周期进程，减少处于S期、增加处于G1的黑素瘤细胞数目，并抑制黑素瘤细胞的非贴壁依赖性生长。Müller等［8］研究指出，let-7 家族成员let-7a通过靶向调控整合素β3抑制黑素瘤侵袭，发挥抑癌基因样作用。

作者单位：210042 南京，中国医学科学院 北京协和医学院 皮肤病研究所中心实验室

2.2 miR-137：miR-137 位于染色质 1p22 区域，该区域与黑素瘤发病风险相关。Bemis等［9］发现，miR-137与小眼球相关转录因子（MITF）3′UTR结合下调MITF，后者是黑素细胞发育、成熟、凋亡、黑素沉着的主要调节因子。上皮间充质转化参与肿瘤局部浸润和远处转移过程。E钙黏蛋白能维持正常上皮细胞间连接的稳定性，其黏附溶解是上皮间充质转化的起始步骤。Deng 等［10］研究指出，miR-137 通过靶向调控转录辅助抑制因子羧基末端结合蛋白上调E钙黏蛋白，抑制上皮间充质转化介导的黑素瘤转移、侵袭。多梳蛋白EZH2通过介导H3K27me3，抑制相关抑癌基因转录参与黑素瘤进展，其表达水平与黑素瘤患者生存率相关。Luo等［11］研究认为，过表达miR-137可抑制黑素瘤细胞的增殖、侵袭、迁移，其机制可能为miR-137下调MITF和癌基因c-Met、YB1、EZH2影响黑素瘤进展过程中多种信号通路而发挥抑癌基因样作用。

2.3 miR-200c：在转移性黑素瘤较原发性黑素瘤中表达降低，且下降水平与瘤体厚度增加程度一致［12］，其过表达可抑制黑素瘤细胞非贴壁依赖性生长，通过靶向调控E钙黏蛋白转录抑制因子EZB2抑制上皮间充质转化介导的肿瘤浸润侵袭［13］，提示miRNA-200c在黑素瘤进展、转移中具有抑癌基因样作用。

2.4 miR-196a：miR-196a靶向调控 HOX 转录因子超家族成员 HOX-C8［14］、HOX-B7［15］抑制黑素瘤侵袭进展。Mueller等［14］指出，黑素瘤中 miR-196a 与HOX-C8表达水平负相关，转染miR-196a的黑素瘤细胞其侵袭能力较亲代细胞下降约40%，并证实miR-196a可与HOX-C8 3′UTR起始区域结合下调HOX-C8引起下游相关基因表达紊乱发挥抑癌基因样作用。Braig 等［15］发现，miRNA-196a 表达缺失可通过上调HOX-B7，诱导碱性成纤维因子表达，进而活化原癌基因Ets-1，最终引起骨形成蛋白4上调，促进黑素瘤转移。

2.5 其他黑素瘤相关的抑癌基因样miRNA：Felli等［16］指出，miR-126/126*通过下调金属蛋白酶9和基质金属蛋白酶7抑制肝素结合性表面生长因子前体蛋白水解，抑制黑素瘤细胞增殖、侵袭。Nyholm等［17］发现，在黑素瘤细胞系中，转染miR-125b可诱导细胞周期停滞于G0/G1期，并出现大量表达衰老标记物如p21、p27、p53的细胞，提示miR-125b在黑素瘤中发挥抑癌基因样作用。miR-18b在黑素瘤标本及细胞系中表达降低，且miR-18b低水平表达的原发性黑素瘤患者总体生存率降低，过表达的miR-18b通过靶向调控抑癌基因鼠双微基因2上调p53，抑制黑素瘤细胞增殖、侵袭及上皮间充质转化，诱导黑素瘤细胞凋亡［4］。

3 黑素瘤相关癌基因样miRNA

3.1 miR-221/222：Felicetti等［18］研究显示，miR-221/222通过下调p27kipl/CDKN1B和c-kit受体促进 MITF 表达，激活 Ref、C-myc，上调周期素 D1、D3和细胞周期蛋白依赖性激酶4，促进黑素瘤进展。Errico 等［19］发现，转录调控因子 HOX-B7/PBX2 通过活化miR-221/222，下调c-Fos抑制肿瘤细胞凋亡，HOX-B7/PBX2拮抗剂HXR9通过阻断上述通路诱导黑素瘤细胞凋亡，为黑素瘤的靶向治疗提供了思路。

3.2 miR-30b/30d：Gaziel-Sovran 等［20］研究发现，体外免疫抑制环境中过表达miR-30b/30d，可增强黑素瘤细胞的侵袭、转移能力，其表达沉默具有相反的效应，过表达的miR-30b/30d通过下调GalNAc转移酶GALNT7导致免疫抑制因子IL-10合成和分泌增加，抑制免疫细胞活化、募集，促进黑素瘤转移。

3.3 miR-146a：Forloni等［21］研究发现，miR-146a 通过下调NUMB蛋白，激活Notch信号参与黑素瘤发生发展。黑素瘤中普遍存在BRAF、NRAS基因突变，其中BRAF V600E突变最为常见，miR-146a在BRAFV600E和NRASQ61K黑素瘤细胞系中表达水平较野生型中明显增高，其机制可能为通过激活BRAF-MEK-细胞外调节蛋白激酶（ERK）信号通路活化MYC，促进miR-146a转录表达。且前体miRNA-146a基因多态性（C＞G rs2910164）影响黑素瘤进展。因此，联合应用Notch抑制剂，即γ分泌酶抑制剂和BRAF抑制剂可能成为一种有效治疗黑素瘤的方法。然而，有研究指出，由于γ分泌酶抑制剂存在较大的不良反应，需进一步在黑素瘤细胞系和异种移植模型中进行广泛深入研究［22］。

3.4 miR-214：Penna 等［23］发现，miR-214 在转移性黑素瘤中表达上调，其通过下调转录因子TFAP2C、TFAP2A、整合素α3及多种表面蛋白，如MET参与黑素瘤转移过程。进一步研究发现了一条由miR-214、miR-148b、激活蛋白2转录因子、活化真核细胞黏附分子构成的调控黑素瘤细胞远处转移的通路［24］。其中，miR-214具有核心作用，其通过在转录水平直接沉默TFAP2及转录后水平间接下调miR-148b两条途径上调活化真核细胞黏附分子，促进黑素瘤细胞运动、侵袭、远处转移。

3.5 miR-182：在黑素瘤中表达上调的miR-182是miR-183-96-182家族成员之一，位于染色质7q31-34区域，两侧分别编码癌基因c-MET和BRAF。Segura等［25］研究发现，过表达 miR-182通过直接下调MITF、FOXO3抑制凋亡、促进黑素瘤细胞运动、转移。Huynh等［26］在免疫低下小鼠脾脏内注射A375黑素瘤细胞制作黑素瘤肝转移小鼠模型，发现腹膜腔注射miR-182抑制剂的小鼠其肝脏转移负荷较对照组明显下降，提示miR-182抑制剂有望成为转移性黑素瘤的治疗方法。

4 miRNA与黑素瘤的诊断、治疗、预后

Leidinger等［27］对 35例黑素瘤患者和 20例健康人外周血进行高通量miRNA表达分析，发现21种表达下降，30种表达上升，其中16种表达明显下降的miRNA，诊断黑素瘤准确率高达97%，提示血清miRNA是一种有效的黑素瘤生物标志物。Friedman等［28］基于统计学分析证实，血清miRNA在判断黑素瘤患者预后中的价值，指出5种血清miRNA，即miR-150、miR-15b、miR-199A-5p、miR-33a、miR-424与黑素瘤复发风险相关。Kanemaru等［29］研究发现，黑素瘤患者血清miR-221水平较健康人明显升高，Ⅰ～Ⅳ期黑素瘤患者血清miR-221水平较原位黑素瘤患者升高，且血清水平与瘤体厚度正相关，随访显示手术切除瘤体后血清miR-221水平下降，复发时其水平再度升高，提出miR-221可作为黑素瘤诊断、分期、判断治疗效果及预后的血清学标志物。miR-21血清水平可反映肿瘤负荷，与已知黑素瘤预后指标Breslow厚度和溃疡深度相关，且肿瘤组织内miR-21表达水平与血清水平一致，提示血清miR-21可能是一种独立的黑素瘤预后标志物［30］。

5 结语

miRNA在黑素瘤发生发展中具有强大的调控作用，且其种类及功能在不断的发现之中。寻找与黑素瘤相关的miRNA，明确其靶基因及作用机制，并对其构成的复杂调控网络进行分析，将有助于丰富黑素瘤的分子生物学发病机制，为将来基于miRNA的黑素瘤靶向治疗开辟道路。

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Melanoma-related microRNAs

Yang Jia,Li Liming,Long Jia,Xu Cui,Yang Xueyuan,Jiang Mingjun.Central Laboratory,Institute of Dermatology,Chinese Academy of Medical Sciences and Peking Union Medical College,Nanjing 210042,China

MicroRNAs （miRNAs）,as an important regulatory factor in development of multiple malignant tumors,take part in cell proliferation,differentiation and apoptosis.Studies have found aberrant expressions of various miRNAs in melanoma.Among these miRNAs,the Let-7 family,miRNA-137,miRNA-200c and miRNA-196a act as tumor suppressor genes,while miRNA-221/222,miRNA-30b/30d,miRNA-146a,miRNA-214 and miRNA-182 act as oncogenes.Studies on melanoma-related miRNAs will enrich knowledge about molecular pathogenesis of melanoma,and provide new ideas for early diagnosis and treatment of melanoma.

Melanoma;MicroRNAs;Cell proliferation;Cell differentiation;Apoptosis

s:YangXueyuan,Email:yangxueyuan@medmail.com.cn;JiangMingjun,Email:drmingjunjiang@163.com

2015-03-23）

国家自然科学基金（31470274）；江苏省临床医学科技专项（BL2012003）

Fund programs:National Natural Science Foundation of China（31470274）;Jiangsu Provincial Special Programof Medical Science（BL2012003）

10.3760/cma.j.issn.1673-4173.2016.02.017

杨雪源，Email:yangxueyuan@medmail.com.cn；蒋明军，Email:drmingjunjiang@163.com