微小RNA与肿瘤的关系△

田晓琳　杨臻　王建英　张坤　许亚梅北京中医药大学东直门医院血液肿瘤科，北京17

微小RNA与肿瘤的关系△

田晓琳杨臻王建英张坤许亚梅#
北京中医药大学东直门医院血液肿瘤科，北京1007000

微小RNA（microRNA，miRNA）是一类长度约为22个核苷酸的内源性单链非编码小RNA分子,通过碱基配对原则与靶基因完全或不完全互补结合，调控基因表达,调节细胞分化、细胞增殖、血管生成和细胞凋亡等过程。miRNA异常表达，可作为癌基因或抑癌基因介导恶性肿瘤的发生发展、复发和转移等。miRNA的表达具有组织特异性，使其能够在不明组织来源肿瘤中起诊断作用。通过不同的药物输送途径上调或抑制miRNA的表达，靶向调节miRNA成为一种新的治疗手段，开启了肿瘤治疗新模式。

miRNA；肿瘤；非编码RNA；治疗

miRNA是一类长度约为22个核苷酸（nucleotide，nt）的内源性单链非编码小RNA分子,在遗传上具有高度保守性，天然编码在各种物种如病毒、植物、线虫、动物的基因组中。作为一种重要的细胞功能调节器，miRNA通过影响RNA的稳定性和负调控转录后的翻译过程来调节基因表达[1]，发挥调节细胞分化、细胞增殖、血管生成和细胞凋亡等过程[2]。过去几十年的研究已充分证实，miRNA在肿瘤的发生发展中发挥着重要作用[3-4]。

从分子机制来说，肿瘤是一种信号通路疾病，多条信号通路的异常激活或失活诱导了肿瘤的发生。miRNA通过翻译抑制或加速靶标mRNA的3´端脱腺苷酸化和迅速降解来调控众多靶基因[5-6]，影响多条信号通路的状态。在已发现的人类1400多个miRNA中，50%的miRNA位于肿瘤相关染色体区域或脆性位点。这些区域的染色体常发生缺失、扩增或重排，进而导致miRNA表达量的异常，最终导致病理改变发生。

1　miRNA的作用机制

miRNA按照碱基互补配对原则结合到靶基因的3´非翻译区（3´-UTR），发挥转录后的基因调节作用。miRNA既可和靶基因部分结合，抑制转录后翻译过程，也可与靶基因完全互补结合，从而直接降解靶mRNA。非编码miRNA因不能指导生物合成蛋白质，在很长的一段时期曾被当作“生物学中的暗物质”。近年来随着分子生物学技术的发展，越来越多的miRNA功能逐渐被发现，人们逐渐认识到miRNA在生命进程中的重要调节作用。

miRNA的发现是对中心法则RNA中介角色的重要补充。

22　miRNA与肿瘤的发生

2.1作为癌基因

在肿瘤中呈现高表达的miRNA一般认为是癌基因，称为“oncomiRs”，它们可抑制抑癌基因的活性，促进肿瘤细胞增殖、抑制凋亡，从而促进肿瘤疾病的发生和发展。

2.1.1miR-17-92簇多顺反子的miR-17-92簇,是具有原癌基因作用的miRNA的代表，在多种类型的恶性肿瘤中高表达。miR-17-92簇定位于13号染色体，在c-Myc的驱动作用下生成，共包含7个成熟的miRNA，分别是miR-17-3p，miR-17-5p，miR-18a，miR-19a，miR-20a，miR-19b和miR-92a，miR-17-92簇还有两个旁系同源体，一个是miR-106a-363簇，定位于X染色体；另一个是miR-106b-25簇，定位于7号染色体。同原癌基因的功能相符合，miR-17-92簇定位于13号染色体的基因区被发现在人类多种恶性肿瘤中出现扩增，包括弥漫大B细胞淋巴瘤、滤泡性淋巴瘤、Burkitt淋巴瘤、肺癌。

在造血系统恶性肿瘤中，miR-17-92发挥抗凋亡作用主要是通过靶向作用于促凋亡蛋白PTEN 和Bim。在实体瘤中，miR-17-92通过靶向作用于p21、TSP1、结缔组织生长因子，诱导增殖，促进新生血管生成。miR-106b-25簇作用于抑制性因子Smad，Smad7，增强了致癌性信号通路TGF-β，促进了乳腺肿瘤的发生和上皮间质转化[7]。Brockway 和Zeleznik-Le[8]通过靶基因预测算法推测，miR-17-92簇的潜在目标可能是WEE1。WEE1作为一种可抑制细胞周期进程的激酶，被考虑为该簇中五个或六个miRNA的靶目标。荧光素酶报告基因分析示，miR-17，miR-20a，miR-18a专门以WEE1 3´-UTR区域核苷酸465-487为靶目标，而miR-19a和miR-19b通过靶向调节3´-UTR区域核苷酸区域1069-1091发挥基因调节作用。现已确定，在相同的细胞系中，内源性miR-17或miR-19a的表达与内源性WEE1表达呈负相关，WEE1是白血病的miR-17-92簇的一个有效的靶目标。

2.1.2 miR-21miR-21作为癌基因被发现最初是在胶质母细胞瘤中，随后，在6个不同类型恶性肿瘤（肺癌、乳腺癌、胃癌、前列腺癌、结肠癌和胰腺癌）进行大规模miRNA表达谱分析发现，miR-21在以上6种恶性肿瘤中表达均上调。最近研究报道，miR-21在淋巴系统恶性肿瘤，如慢性淋巴细胞白血病、弥漫性大B细胞淋巴瘤、急性髓性白血病中表达均上调。在恶性肿瘤的发生过程中，Ras/ MAP激酶和NF-κB信号系统过度激活，导致miR-21转录增加[9]，TGF-β信号系统促使miR-21加工成熟。功能强大的miR-21作用于一系列人体必需的肿瘤抑制因子，如PTEN，p63，PDCD4和RECK，从而促进肿瘤细胞增殖、生存和转移[10-11]。在临床上，对肺癌和乳腺癌患者来说，miR-21的高表达与无病生存期呈负相关[12]。

2.2作为抑癌基因

2.2.1let-- 77家族最初在线虫中研究发现，miRNA中的let-7家族可以负调控细胞周期进程和终末细胞分化，共包括11个同源的miRNA。在肺癌的研究中初步证实，let-7家族成员在肿瘤发展过程中起抑制作用，与临近的正常肺组织相比较，在肺癌组织中let-7家族表达明显下调，患者总生存期减少[13]。随后的研究明确证实，let-7的表达的降低与结肠癌、乳腺癌和卵巢癌发生具有一致性。事实上，在乳腺癌肿瘤起始细胞提高let-7的表达，可显著降低乳腺细胞的增殖能力，并诱导细胞分化。在小鼠乳腺癌模型中，提高let-7的表达，可明显抑制乳腺肿瘤初始细胞的生长和转移能力，作用机制主要是let-7靶向负调控抑制肿瘤细胞自我更新的HRas和抑制肿瘤细胞分化的HMGA2。在体外肺癌肿瘤细胞中恢复let-7的表达，能够增强其对放疗的敏感性，在线虫中增加let-7的表达使线虫对放疗敏感性增强，而抑制let-7的表达，诱发治疗抵抗[14]。在功能上，c-Myc的致癌活性抑制let-7的表达，在人类恶性肿瘤中let-7的表达上升，可抑制Ras家族成员、HMGA2和c-Myc，从而抑制了癌症的发展，增强抗癌效果。

而对于IV类润滑剂而言，由于其主要成分为合成油聚α烯烃，其对橡胶材料各类性能参数的影响略有不同。当被浸泡在IV润滑油中时，丁腈橡胶吸入润滑油的量小于溶解在润滑油中的橡胶添加剂的量，内部的网状结构被压缩，橡胶试样内部分子链的自由度变小，导致其体积减小、硬度增大、拉断伸长率减小；而体积增大使得内部的网状结构被压缩，增大了网状链结构中的相互作用力，使得其抗拉伸能力有所增强，所以其断裂拉伸强度增大。

2.2.2miR-15a和miR-16- 1簇miR-15a和miR-16-1簇最初是在慢性淋巴细胞白血病中因表达量降低而被发现，后来也在套细胞淋巴瘤、多发性骨髓瘤、前列腺癌中被证实。在裸鼠上，增加慢性淋巴白血病细胞株MEG-01的miR-15a和miR-16-1表达量，可以显著抑制肿瘤的形成。全基因组转录组分析表明，miR-15a和miR-16-1簇直接或间接地调节多达14%的人类基因组，这个研究也同时确定了受miR-15a和miR-16-1调控的60个基因的名称，这些基因在加速细胞周期方面起调控作用[15]。在前列腺肿瘤异种移植模型中，瘤内导入miR-15a和miR-16-1簇，可以下调Bcl-2，cyclin D1和WNT3A，从而促进细胞凋亡[16]，总的来说，这些研究结果强调了通过恢复miR-15a和miR-16-1的介导发挥强有力的肿瘤抑制活动的重要性。

此外，miR-9[17]，miR-93[18]，miR-150[19]，miR-193a[20]，miR-200c[21-22]等也都属于抑癌基因性miRNA。这些miRNA通过靶向调节mRNA或蛋白质，抑制肿瘤细胞增殖，促进肿瘤细胞凋亡，发挥抑癌基因的作用。这些miRNA对肿瘤的抑制作用值得深入研究。

3　新型miRNA在常见肿瘤中的表达

miRNA的表达具有组织特异性，在不同组织和器官的特异性表达有利于维持正常细胞和组织的稳态。在疾病过程中，人体正常的miRNA内环境稳态被破坏，造成了miRNA的异常表达。miRNA的这一特性，使其能够在不明组织来源肿瘤中起诊断作用。

3.1miRNA与前列腺癌

3.2miRNA与脑恶性胶质瘤

miR-221/222是经常在实体瘤中表达上调的两个高度同源性miRNA。Yang等[24]通过实验证实，miR-221/222在脑胶质瘤样本和胶质瘤细胞中呈显著高表达。miR-221/222介导了神经胶质瘤细胞系的细胞增殖、细胞周期和细胞凋亡、侵袭、转移和血管生成过程。miR-221/222的直接目标是TIMP2，过表达的TIMP2可抑制miR-221/222高表达造成的胶质瘤细胞的侵袭、转移及新生血管生成。抑制miR-221/222的表达也许会成为治疗恶性脑胶质瘤的一个有效手段。

3.3miRNA与肺癌

Wang等[25]研究了miR-575的表达水平和非小细胞肺癌的相关性。miR-575在非小细胞肺癌组织中高表达，明显高于相邻的非肿瘤组织。在研究非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer，NSCLC)细胞系中重新导入miR-575，可显著促进细胞增殖，提高癌细胞迁移和侵袭的能力。BLID在转录后水平通过靶点结合受miR-575的负性调控，过表达BLID可减弱miRNA-575表达引起的NSCLC细胞迁移和侵袭。BLID在非小细胞肺癌组织和细胞系中通常呈现低表达，且与miR-575的表达水平呈负相关。

3.4miRNA与宫颈癌

Yang等[26]研究发现，miR-494在人类宫颈癌细胞系和组织中高表达，miRNA-494的高表达与PTEN下降明显相关。miR-494高表达的患者无进展生存期短，预后差。体外实验证实，抑制miR-494的表达，PTEN含量可升高，抑制细胞增殖和生长，促进细胞凋亡。这项研究明确了PTEN参与宫颈癌的发生和发展的分子机制过程，miR-494可能在宫颈癌的发生和发展中起主要作用，miR-494抑制剂可能成为宫颈癌治疗中一个有前途的治疗方案。

3.5miRNA与白血病

miRNA在白血病的发生和发展中起着重要的作用。miR-21促进造血干细胞的存活。miR-19通过调控PRKAA1、PPP2R5E[27]和Bim等多个靶基因，参与了急性淋巴细胞白血病的发生。Organista-Nava等[28]探索了miR-24的表达在急性白血病中的临床意义，证实miR-24的高表达与急性白血病预后不良有关。他用RT-qPCR方法检测了147例急性白血病和100例正常对照组miR-21表达的差异。结果提示miR-24在急性白血病患者中显著高于正常人（P﹤0.001），而且miR-24在急性髓系白血病（acute myeloid leukemia，AML）患者的表达水平显著高于急性淋巴细胞白血病（acute lymphoblastic leukemia，ALL）患者（P﹤0.001）。更重要的是，miR-24高表达的患者总生存期短（P﹤0.05）。MiR-24被鉴定为一个独立的分子预后标志物。

3.6miRNA-181a与子宫内膜癌

He等[29]为了探索miRNA-181a-1（hsa-miR-181a）的分子靶标，使用生物信息学工具，采用十种不同的算法分析microRNA-181a-1在正常子宫内膜、增生性子宫内膜和子宫内膜癌（endometrial carcinoma，EC）样本中的差异表达。He共收集了78例37%～40%的甲醛水溶液固定、石蜡包埋的组织标本，其中包括65例患者和13例健康人群，正常子宫内膜标本（n=13），子宫内膜增生标本（n= 18）,子宫内膜癌标本（37例Ⅰ型和10例Ⅱ型）。研究表明，miRNA-181a-1可能调控了众多靶基因，这些靶基因在细胞的生命活动进程中起重要作用，可调节细胞周期、新陈代谢、细胞增殖及细胞凋亡等。与正常子宫内膜组织比较，miRNA-181a在子宫内膜癌Ⅰ型和Ⅱ型的组织中表达量明显升高（P﹤0.05），并且与子宫内膜癌Ⅰ型相比较，miRNA-181a在子宫内膜癌Ⅱ型的呈现更高表达趋势（P﹤0.05）；与子宫内膜增生组织相比较，子宫内膜癌Ⅱ型miRNA-181a表达水平明显升高（P﹤0.05）。综上所述，miRNA-181a可能作为原癌基因介导了子宫内膜癌的发生，miRNA-181a在临床实践中可能成为子宫内膜癌预测和预后的一个新的分子标记物。

4　miRNA与肿瘤化疗耐药

大量的临床及科研资料证实，miRNA通过基因调控还广泛介导了恶性肿瘤的化疗耐药。miRNAs对靶基因异常调控导致肿瘤细胞对化疗药物敏感性下降，miRNA对多基因的调控具有高效性和特异性,因此对miRNA与耐药相关性的研究具有重大的现实意义。石凤芹等[30]通过PCR方法检测耐药性急性淋巴细胞白血病患者外周血细胞miRNA-17-92的表达，结果提示耐药性急性淋巴细胞白血病患者外周血细胞中miR-17-92的表达水平明显高于化疗敏感组；在此基础上构建了L1210/DDP耐药细胞系，用PCR方法检测miR-17-92在L1210/DDP细胞与L1210细胞中的表达差异，结论提示miR-17-92在白血病耐顺铂L1210/DDP细胞中高表达。抑制miR-17-92的表达可增加白血病L1210/DDP细胞对顺铂和阿霉素化疗药物的敏感性，部分逆转耐药。通过体外实验，充分证明了miR-17-92可能介导了白血病化疗耐药机制。

5　治疗和展望

利用miRNA进行抗肿瘤治疗，减缓肿瘤的生长和播散，主要通过三种机制：①灭活原癌基因的致癌活性；②恢复肿瘤抑制基因miRNA的表达；③通过调节miRNA的基因调控网络，恢复肿瘤细胞对化疗药物的敏感性。但是在把基础研究成果转化为临床治疗手段的过程中，必须充分认识到较低特异性的“非靶效应”的存在。此外，miRNA在癌症相关通路中的地位和作用仍有待评估，在调节miRNA肿瘤信号通路的同时，是否会导致miRNA介导的其他生理功能的失调仍有待探索。

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R730.2

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10.11877/j.issn.1672-1535.2016.14.01.07

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2015-06-03）