微小RNARNA与肾癌关系的研究进展△

管金 综述　王玉杰审校新疆医科大学第一附属医院泌尿中心，乌鲁木齐830054

微小RNARNA与肾癌关系的研究进展△

管金 综述王玉杰#审校
新疆医科大学第一附属医院泌尿中心，乌鲁木齐830054

微小RNA（microRNA，miRNA）是一类全长约为20 nt的非编码单链RNA，在翻译后水平调控人类1/3的靶mRNA。特异的miRNA参与肿瘤的发生发展过程，在肿瘤细胞增殖、侵袭、转移等方面发挥重要作用，在疾病状态下特异miRNA的表达水平出现明显改变。在肾癌细胞中，miRNA表达水平和对应的循环miRNA表达量均会出现特异性改变，而循环miRNA稳定性较好。多项研究显示通过检测循环中miRNA的表达量来诊断肿瘤及判断预后似乎是可行的，近年来对肾癌有了进一步研究，本文对现阶段miRNA与肾癌之间关系的研究进展进行了总结。

miRNA；肾癌；分子标志物

肾细胞癌（renal cell carcinoma，RCC）起源于肾小管上皮细胞，其发病率约占全身恶性肿瘤的3%，占肾脏原发性恶性肿瘤的85%～90%，为泌尿系统三大恶性肿瘤之一，发病率仅次于膀胱癌，死亡率高达40%[1-2]。其病因不明，发病可能与肥胖、吸烟、长期血液透析等有关；某些职业如皮革、石油等产业工人患病率相对较高；另外其患病存在一定的遗传风险。透明细胞癌是肾癌最常见的病理类型，对常规放疗和化疗均不敏感[3]，目前手术切除肿瘤仍然是肾细胞癌最主要的治疗方法。多数肾癌患者临床症状不典型，目前主要通过医学影像学检查发现，近50%肾癌偶然发现，约25%的患者确诊时已发生转移[4]。肾癌患者的预后在一定程度上与是否转移有关，按TNM分期标准分期越高，转移发生率就越高。根据肾癌这些特性，故需从分子水平了解肾癌，并寻找有效的分子标志物，为肾癌早期诊断和预后评估提供帮助。miRNA是近期发现的一种内源进化保守的非编码单链小分子RNA，越来越多的研究显示miRNA与肿瘤的分期、转移、预后、药物疗效均存在密切的联系。本文就miRNA与肾癌关系的研究进展进行综述。

1　miRA概论

miRNA是众多小RNA中的一类。1993年，Lee和Ambros[5]在秀丽隐杆线虫中发现第一个miRNA（lin-4），当时并没有引起重视，直到2001年，这类小RNA分子在脊柱动物中被发现，才开始引起关注，并将这类小RNA分子命名为miRNA。miRNA的产生是个极其复杂的过程，至今没有完全明了，目前大致的产生机制：miRNA基因主要位于基因内区（不编码蛋白质），在细胞核中被RNAP Ⅱ/Ⅲ转录成长达数千个核苷酸的pri-miRNA，随后pri-miRNA被RNaseⅢ（Drosha）和辅助蛋白DGCR8识别和切割形成长约70 nt的pre-miRNA，不久premiRNA依赖RAN-GTP系统以及胞核/胞质转运蛋白Exportin5由细胞核运至细胞质。至细胞质中，pre-miRNA被另一种RNaseⅢ酶（Dicer）更进一步切割成长约20 nt成熟互补双链miRNA（与miRNA互补链称为miRNA*）。miRNA*通常在随后被降解，成熟的miRNA在RNA诱导沉默复合物（RNA-induced silencing complex，RISC）引导下，通过与mRNA的3´端非翻译区（3´-UTR）完全或不完全互补配对，从而使靶mRNA的翻译受到影响，最后起到翻译后水平调节基因表达的作用[6-7]。另外，miRNA参与调控着人类约30%的mRNA[8]。血清中miRNA稳定性较好，在反复冻结和解冻过程中，以及在室温下短时间放置并不明显导致miRNA降解，另外，血清中特异的miRNA与肿瘤组织中的表达水平趋向一致，其可能起源于肿瘤组织[9]。在肿瘤患者中，miRNA表达量常会发生特异性改变，这使miRNA作为一种新的分子标志物成为可能。

2　miRNA与肾细胞癌的关系

miRNA充当癌基因或抑癌基因参与肿瘤的发生发展过程[10]。赵爽等[11]通过实时荧光定量PCR技术研究miRNA-142-5p在肾透明细胞癌中的表达，发现相对于癌旁正常组织，miRNA-142-5p的表达水平明显增高。Zhao等[12]发现miR-210在肾癌患者血清中存在差异性表达，可能成为肾癌患者的潜在分子标志物。不过也存在部分研究结果不一致情况，例如，Redova等[13]研究发现在肾癌患者血清中miR-378出现高表达，可以作为肾癌的分子标志物，而Hauser等[14]通过小样本探索阶段发现在肾癌患者血清中miR-378高表达，但在随后的大样本验证阶段发现血清中miR-378表达水平与健康对照组无差异性表达，并不能为肾癌的早期诊断、转移、预后评估提供帮助。Jung等[15]在研究肾透明细胞癌中miRNA表达变化时，发现13种miRNA表达水平出现上调，20种出现下调，进一步的实时定量PCR验证，上调最显著的有miR-155、miR-16、miR-452*、miR-224和miR-210，联合上调的miR-155和下调的miR-141进行区别肾透明细胞癌和正常的肾组织可达到97%的准确率。Wulfken等[16]发现循环miR-1233在肾癌患者中出现差异性表达，有望成为潜在分子标志物，但是通过大样本多中心研究得出来的结果并没有使他们满意（AUC为0.588，敏感性为77%，特异性为37.6%）。miRNA的表达谱可以区别良性恶性组织，同时还可以区分不同类型肿瘤细胞[17-18]。另外，miRNA还与预后相关，如在肾癌组织中高表达的miR-21和低表达的miR-126相结合可以判断肾癌患者的预后好坏和疾病进展[19]，在肾透明细胞癌中，miR-23b/27b充当抑癌基因的作用，其表达水平可以作为预后判断的分子标志物[20]。当然，miRNA在其他肿瘤中也出现差异性表达，例如miR-106a在胃癌组织中高表达，并有促进癌细胞迁移，增加侵袭力作用[21]；miR-29a、miR-92在结肠癌中出现差异性表达，是其潜在分子标志物[22]；miR-195在乳腺癌中出现差异性表达[23]；miR-141、miR-26a在前列腺癌中出现差异性表达，为潜在分子标志物[24]。

2.1miRNA参与调控肿瘤细胞增殖、分化和凋亡等多个生理生化过程

随着人们对miRNA的认识逐渐深入，发现miRNA参与调节细胞周期各环节，对细胞增殖、分化以及凋亡等生物学过程发挥重要作用[25]。Kumar等[26]在小鼠模型中发现传染Let-7可以使细胞周期G0-G1、G2-M增多，S期减少。miR-221、miR-222在肾癌中高表达，其可在翻译水平抑制P27的表达，P27主要控制G1-S期的转化，可使细胞周期停滞在静止期，可见miR-221、miR-22的高表达促进肿瘤细胞增殖[27]。在肿瘤形成过程，血管内皮生长因子（VEGF）起着非常重要的作用，给肿瘤提供丰富的血供，而miR-29b间接调节肾癌中VEGF的基因表达[28]。

2.2miRNA参与调控肿瘤细胞迁移、转移和侵袭

上皮间质转化（EMT）在肿瘤细胞的侵袭和转移中发挥重要作用，EMT是由于E-钙黏蛋白（E-cadherin）减少，导致细胞间黏附能力下降，导致肿瘤细胞的游走能力增加而出现转移风险。在肾细胞癌中，miR-141、miR-200c出现低表达，ZFHX1B在转录水平上对E-cadherin起阻遏作用，而ZFHX1B在肿瘤细胞中表达增加，且是miR-141、miR-200c的靶分子[29]，据此可推断出miR-141、miR-200c起着抑制肿瘤发生的生物学功能。Gregory等[30]通过体外实验发现，miR-200家族和miR-205通过靶基因ZEB1、SIP1下调E-cadherin的表达而导致EMT的发生。多项研究显示miR-200家族在胰腺癌、结直肠癌、乳腺癌等中参与类似的过程[31]。miR-21在肾癌中高表达，并促进肿瘤细胞增殖和增加迁移能力[32]。张辉等[33]将Pre-miR-21和antimiR-21分别转染肾癌Caki-1细胞，实时PCR验证转染效果，pre-miR-21和anti-miR-21转染后能够明显升高和降低Caki-1细胞miR-21的表达量，发现与未转移的肾癌细胞相比，原发伴转移肾癌细胞中miR-21的表达水平明显升高，pre-miR-21组穿透滤膜的细胞数明显增加，而anti-miR-21组穿透滤膜的细胞数明显减少，进一步证实了miR-21与肾癌的侵袭转移相关。

3　miRNA的临床应用价值

Chen等[34]研究发现无论健康人或患者血清中都存在大量的miRNA，以及部分的mRNA、rRNA和其他未分类小分子RNA，证实了血清中有大量miRNA的存在。Valad等[35]在膜结合酶中发现含有miRNA，并认为血清中的miRNA之所以不被酶消化，膜结合酶发挥重要作用。另外，由于特异miRNA在正常组织和肿瘤组织中表达不同，miRNA有望成为区分正常组织和肿瘤组织的工具，以及能够区分肿瘤中的不同亚型[36]。由于稳定性较好，使miRNA应用于临床诊断、预后评估、评价药物疗效等具有更加可操作性。Dutta等[37]发现miR-34a在肾癌中高表达，通过降低miR-34a的表达水平，可以减慢肿瘤的生长速度。可见miRNA作为治疗靶点表现出了巨大的潜力。另外通过给小鼠注射染料木素处理过的肾癌细胞后，发现形成肿瘤明显小于对照组，染料木素在体内外可以降低miR-21的表达，并发现miR-21的表达与肾细胞癌患者的总生存期负相关[32]。据此，可设想人工合成抗miRNA药物或miRNA药物，以恢复疾病导致上调或下调的miRNA的表达，从而达到分子水平治疗目的，有望成为未来治疗肿瘤的一个新方向。检测血清miRNA的优越性主要表现在：①血液标本易获取、稳定，患者相对无创伤，可避免病理穿刺引起的肿瘤扩散；②血清miRNA反映的是机体整体的生理病理情况，其检测结果具有指导意义，血清中某些特异的miRNA可以指示特异的组织器官病变，因此其又可以作为疾病诊断的一个参数。另外，Taylor和Gercel-Taylor[38]发现血清中的miRNA在男女以及不同年龄之间没有明显差异性改变。此外，在血清和血浆中miRNA的表达水平没有明显差异[9]，可见，其受干扰性小，作为分子标志物表现出了极大的潜力。

4　小结

在临床中，为了避免误诊和及时发现肾癌，具有十分重要的临床意义。组织活检在临床上无法实现肿瘤的早期诊断和治疗效果的正确评估。而血清具有取材方便、相对无创、连续体外检测的优点。近年来的研究发现人血清中存在稳定且丰富的miRNA，并通过一些相关实验证实了miRNA有助于肿瘤患者的早期诊断和预后评估。而循环miRNA又容易被实时荧光定量PCR技术检测，这使miRNA成为一种新的检测手段表现出巨大的前景。由于肿瘤的形成过程极其复杂，有多种因素参与其中发生发展，对相关肿瘤与miRNA关系的研究提示miRNA有望成为肿瘤治疗中的一个新的靶点，为抗肿瘤治疗提供了一个合理的分子水平设想，为癌症研究指明了一个全新的方向。特异miRNA靶向作用于何种基因，又受到哪些因素的调控，随着相关研究的深入，相关疑问将会得到合理的解释。

[1]SiegelR,Ma J,Zou Z,et al.Cancer statistics,2014[J].CA Cancer J Clin,2014,64(1):9-29.

[2]Gottardo F,Liu CG,Ferracin M,et al.Micro-RNA profiling in kidney and bladder cancers[J].Urol Oncol,2007,25(5): 387-392.

[3]Huang Y,Dai Y,Yang J,et al.Microarray analysis of microRNA expression inRenal clear cell carcinoma[J].Eur J Surg Oncol,2009,35(10):1119-1123.

[4]Jiang Z,Chu PG,Woda BA,et al.Combination of quantitative IMP3 and tumor stage:a new system to predict metastasis for patients with localizedRenal cell carcinomas[J].Clin CancerRes,2008,14(17):5579-5584.

[5]LeeRC,Ambros V.An extensive class of smallRNAs in Caenorhabditis eleganzs[J].Science,2001,294(5543):862-864.

[6]van den Berg A,Mols J,Han J.RISC-target interaction: cleavage and translational suppression[J].Biochim Biophys Acta,2008,1779(11):668-677.

[7]Winter J,Jung S,Keller S,et al.ManyRoads to maturity: microRNA biogenesis pathways and theirRegulation[J].Nat Cell Biol,2009,11(3):228-234.

[8]Lewis BP,Burge CB,Bartel DP,et al.Conserved seed pairing,often flanked by adenosines,indicates that thousands of human genes are microRNA targets[J].Cell,2005,120 (1):15-20.

[9]Mitchell PS,ParkinRK,Kroh EM,et al.Circulating microRNAs as stable blood-based markers for cancer detection [J].Proc Natl Acad Sci U S A,2008,105(30):10513-10518.

[10]Bartels CL,Tsongalis GJ.MicroRNAs:novel biomarkers for human cancer[J].Clin Chem,2009,55(4):623-631.

[11]赵爽,王海峰,刘凌琪,等.miRNA-142-5p在肾细胞癌中高表达的研究[J].山东医药,2008,48(41):12-14.

[12]Zhao A,Li G,Péoc’h M,et al.Serum miR-210 as a novel biomarker for molecular diagnosis of clear cellRenal cell carcinoma[J].Exp Mol Pathol,2013,94(1):115-120.

[13]Redova M,Poprach A,Nekvindova J,et al.Circulating miR-378 and miR-451 in serum are potential biomarkers forRenal cell carcinoma[J].J Transl Med,2012(10):55.

[14]Hauser S,Wulfken LM,Holdenriede S,et al.Analysis of serum microRNAs(miR-26a-2*,miR-191,miR-337-3p and miR-378)as potential biomarkers inRenal cell carcinoma[J].Cancer Epidemiol,2012,36(4):391-394.

[15]Jung M,Mollenkopf HJ,Grimm C,et a1.MicroRNA profiling of clear cellRenal cell cancer identifies aRobust signature to defineRenal malignancy[J].J Cell Mol Med, 2009,13(9B):3918-3928.

[16]Wulfken LM,MoritzR,Ohlmann C,et al.MicroRNAs inRenal cell carcinoma:diagnostic implications of serum miR-1233 levels[J].PLoS One,2011,6(9):e25787.

[17]Volinia S,Calin GA,Liu CG,et al.A microRNA expression signature of human solid tumors defines cancer gene targets[J].Proc Nati Acad Sci U S A,2006,103(7):2257-2261.

[18]Spector Y,Fridman E,Rosenwald S,et al.Development and validation of a microRNA-based diagnostic assay for classification ofRenal cell carcinomas[J].Mol Oncol, 2013,7(3):732-738.

[19]Vergho D,Kneitz S,Rosenwald A,et al.Combination of expression levels of miR-21 and miR-126 is associated with cancer-specific survival in clear-cellRenal cell carcinoma[J].BMC Cancer,2014(14):25.

[20]Ishihara T,Seki N,Inoguchi S,et al.Expression of the tumor suppressive miRNA-23b/27b cluster is a good prognostic marker in clear cellRenal cell carcinoma[J].J Urol, 2014,192(6):1822-1830.

[21]Zhu M,Zhang N,He S,et al.MicroRNA-106a targets TIMP2 toRegulate invasion and metastasis of gastric cancer[J].FEBS Lett,2014,588(4):600–607.

[22]Huang Z,Huang D,Ni S,et al.Plasma microRNAs are promising novel biomarkers for early detection of colorectal cancer[J].Int J Cancer,2010,127(1):118-126.

[23]Heneghan HM,Miller N,Lowery AJ,et al.Circulating microRNAs as novel minimally invasive biomarkers for breast cancer[J].Ann Surg,2010,251(3):499-505.

[24]MahnR,Heukamp LC,Rogenhofer S,et al.Circulating microRNAs(miRNA)in serum of patients with prostate cancer[J].Urology,2011,77(5):1265.

[25]Lawrie CH,Gal S,Dunlop HM,et a1.Detection of elevated levels of tumour-associated microRNAs in serum of patients with diffuse large B-cell lymphoma[J].Br J Haematol,2008,141(5):672-675.

[26]Kumar MS,Erkeland SJ,PesterRE,et al.Suppression of non-small cell lung tumor development by the let-7 microRNA family[J].Proc Natl Acad Sci U S A,2008,105 (10):3903-3908.

[27]Gillies JK,Lorimer IA.Regulation of p27Kip1 by miRNA 221/222 in glioblastoma[J].Cell Cycle,2007,6(16):2005-2009.

[28]Sinhas S,Dutta S,Datta K,et al.Von Hippel-Lindau gene product modulates TIS11B expression inRenal cell carcinoma:impact on vascular endothelial growth factor expression in hypoxia[J].J Biol Chem,2009,284(47): 32610-32618.

[29]Nakada C,Matsuura K,Tsukamoto Y,et al.Genome-wide microRNA expression profiling inRenal cell carcinoma: significant down-regulation of miR-141 and miR-200c[J].J Pathol,2008,216(4):418-427.

[30]Gregory PA,Bert AG,Paterson EL,et al.The miR-200 family and miR-205Regulate epithelial to mesenchymal transition by targeting ZEB1 and SIP1[J].2008,10(5): 593-601.

[31]Burk U,Schubert J,Wellner U,et al.AReciprocalRepression between ZEB1 and members of the miR-200 family promotes EMT and invasion in cancer cells[J].EMBORep,2008,9(6):582-589.

[32]Zaman MS,Shahryari V,Deng G,et al.Up-regulation of microRNA-21 correlates with lower kidney cancer survival[J].Plos One,2012,7(2):e31060.

[33]张辉,郭艳,尚超,等.miR-21与肾癌转移的相关性及其对肾癌细胞侵袭能力的影响[J].中国肿瘤临床,2013,40 (12):702-704.

[34]Chen X,Ba Y,Ma L,et al.Characterization of microRNAs in serum:a novel class of biomarkers for diagnosis of cancer and other diseases[J].CellRes,2008,18(10): 997-1006.

[35]Valad H,Ekström K,Bossios A,et al.Exosome-mediated transfer of mRNAs and microRNAs is a novel mechanism of genetic exchange between cells[J].Nat Cell Biol,2007, 9(6):654-659.

[36]Di Leva G,Garofalo M,Croce CM.MicroRNAs in cancer [J].AnnuRev Pathol,2014(9):287-314.

[37]Dutta KK,Zhong Y,Liu YT,et al.Association of microRNA-34a overexpression with proliferation is cell type-dependent[J].Cancer Sci,2007,98(12):1845-1852.

[38]Taylor DD,Gercel-Taylor C.MicroRNA signatures of tumor-derived exosomes as diagnostic biomarkers of ovarian cancer[J].Gynecol Oncol,2008,110(1):13-21.

R737.1

A

10.11877/j.issn.1672-1535.2016.14.01.06

新疆维吾尔自治区自然科学基金（2013211A101）

（corresponding author），邮箱：wangyj-mr@vip.sina.com

2015-05-22）