MicroRNA在肿瘤诊治中的研究进展△

王俊 王岩哈尔滨医科大学附属第一医院泌尿外科，哈尔滨151

MicroRNA在肿瘤诊治中的研究进展△

王俊 王岩#
哈尔滨医科大学附属第一医院泌尿外科，哈尔滨1500010

MicroRNA（miRNA）是一类小的非编码RNA，在转录后水平通过负性调节基因的表达从而维持细胞分化、增殖、凋亡等多种过程的动态平衡。大量研究已表明，作为肿瘤抑制和致癌途径中组成部分的miRNA，它们表达的异常与多种癌症的发生相关。尽管目前在控制肿瘤形成方面已有进展，但是针对不同的肿瘤仍缺乏有效的诊断和治疗。研究显示，不同肿瘤中具有特异性的miRNA表达谱，对此进行分析可能有助于解决肿瘤诊断和治疗方面的难题。本文对近些年miRNA在肿瘤中的相关研究做了总结，以为肿瘤的诊断和治疗提供新的视角。

癌症；miRNA；诊断；治疗

MicroRNA（miRNA）是一类长度在19～25个核苷酸的内源性单链小分子非编码RNA［1］。在过去几年的大量研究发现，miRNA调控着人类基因组中超过30%的编码基因，通过与所调控的基因互补结合，在转录后水平诱导靶基因沉默或破坏靶基因的稳定性，从而对细胞的分化、增殖、凋亡，甚至代谢等生物学过程起调节作用［2-3］。由于多方面的生物学影响，miRNA表达异常或影响miRNA生成因素的改变均会导致一些疾病的发生，如肿瘤［4-5］。又有越来越多的研究证据表明，miRNA表达异常在肿瘤的发生中起重要作用，它们通过控制肿瘤抑制基因或致癌基因的表达，调控着肿瘤细胞的增殖和转移。此外，不同miRNA在肿瘤中的表达是有差异的，有些miRNA表达上调，而有些表达是下调的［6］。这种差异性表达提示与肿瘤的特性有关，因此对miRNA的研究可能会为肿瘤的诊断和治疗提供新的途径。

1　miRNA在肿瘤中的作用

随着近几年对miRNA研究的深入，大量研究结果显示miRNA与肿瘤的发生和发展有着密切关系。研究表明肿瘤患者血液、尿液、组织中miRNA表达水平均不同于正常组织［7］。miRNA表达异常会改变肿瘤发生和进展中关键基因的表达，使得机体正常的信号通路发生异常，最终导致癌症发生［8］。Guo等［9］研究发现miR-137在90%的膀胱癌患者中表达上调，且miR-137的表达水平与膀胱癌的TNM分期有关系。

miRNA下调可导致致癌基因表达增加，而miRNA的上调也可引起肿瘤抑制基因被抑制。这种差异性表达与肿瘤的特性有关，还与它们调节的癌症相关信号转导通路上成百上千的蛋白编码基因有关。一种miRNA可以调节多种靶基因的表达，而一种基因又受到多种miRNA的调节，miRNA在肿瘤中所起的作用很大程度上取决于其所调节的主要基因。利用RT-PCR、基因芯片等方法对不同肿瘤组织标本中miR-137表达进行分析，结果发现miR-137在大多数肿瘤中表达下调，如卵巢癌［9］、肺癌［10］、结直肠癌［11］，但是在膀胱癌中表达上调［12］。Godlewski等［13］发现miR-451在胶质瘤中表达上调，进一步研究显示它通过直接作用于靶基因CAB39，调节LKB1/AMPK信号通路介导的葡萄糖代谢，从而使胶质瘤细胞能够适应代谢微环境的变化而存活，这种特性是其他肿瘤所不具有的。然而，Lv等［14］对肝癌的研究发现，miR-451表达低于正常肝脏组织，生物学实验表明miR-451能够直接负性调节致癌基因ATF2，从而对肝癌细胞的增殖和迁移产生抑制。因此，miRNA在不同肿瘤中的作用是有差异的，具体调节不同肿瘤中癌症相关基因的表达，参与肿瘤发生和进展的机制，仍需要今后进一步探究。

2　miRNA在肿瘤诊断中的作用

癌症是引起死亡的主要疾病，早期诊断和治疗能在一定程度上控制癌症的进展。虽然许多肿瘤标志物，如AFP、PSA已经用于癌症的诊断，但是有时它们在区分良性病变和恶性肿瘤上仍缺乏准确性［15］，所以这些标志物对早期肿瘤检测的敏感性较低。近些年对miRNA的研究发现，它可能会成为合适的诊断肿瘤的新标志物。Dharanija等［16］发现循环血液中异常的miRNA表达谱可用于癌症的诊断。循环miRNA是肿瘤细胞分泌的存在于血浆、血清、尿液、唾液中的miRNA，它们与Argonaute蛋白或高密度脂蛋白的关系密切，而后者对低pH值，异常的温度，RNase活性有抵抗作用，使得miRNA在循环中具有高度的稳定性，可作为潜在的肿瘤诊断标志物。通过近些年的研究，已有研究成果表明miRNA可作为诊断肿瘤的标志物。

Stiegelbauer等［17］报道在结直肠癌的研究中miR-126调节血管内皮生长因子A（VEGF-A）的表达，从而影响结直肠癌的血管生成及肿瘤的进展；miR-31能够调节结直肠癌细胞对化疗药物的敏感性，抑制miR-31表达可增强癌细胞对化疗药物的敏感性。可见miRNA不但可以作为判断肿瘤进展的标志物，还有助于评估化疗药物治疗肿瘤的效果。

Markou等［18］分析乳腺癌患者的miRNA表达谱，结果发现miR-205表达下调以及miR-21表达上调的患者总体生存率较高，且具有较低的复发率。说明通过检测miRNA的表达可对患者的生存周期进行初步评估。在淋巴结转移性乳腺癌的淋巴液中检测到miR-10b和miR-373表达升高，因此miR-10b和miR-373可作为转移性乳腺癌的标志物［19］。

循环miRNA，如miR-125a-5p、miR-145可作为非小细胞肺癌的标志物。因为研究发现它们均具有肿瘤抑制作用，但在不同的肿瘤类型中它们的表达存在差异。相关报道显示，miR-125a-5p通过阻滞EGFR信号通路抑制肺癌细胞迁移和侵袭，miR-145通过靶向作用于c-Myc抑制肺癌的进展，然而通过检测非小细胞肺癌血清中miRNA表达谱却发现miR-125a-5p和miR-145在血清中均是过表达的［20］。这种不同的表达水平对区分肿瘤的类型有一定帮助。

前列腺癌的发生机制目前尚不清楚，所以仍缺乏有效的早期诊治方法。研究发现前列腺癌中大多数miRNA是下调的，然而miR-375在前列腺癌患者血液中却过度表达，且miR-375表达水平与高度淋巴结转移具有直接关系。此外，由于作用的靶基因不同，miR-375在雄激素依赖型和非依赖型前列腺癌中分别扮演着不同的角色［21］。因此把miR-375作为前列腺癌的标志物，对前列腺癌的早期诊断，癌症类型判断及评估预后均具有重要的参考价值。

3　miRNA在肿瘤治疗中的作用

由于miRNA控制了肿瘤抑制基因或致癌基因的表达，所以在调节参与肿瘤发生、发展和转移的信号通路上有巨大潜力。在肿瘤治疗中，利用miRNA降解抗凋亡基因或沉默miRNA来上调肿瘤抑制基因。如上调miR-214表达不但可以抑制膀胱肿瘤的增殖，还能抑制肿瘤细胞的迁移和侵袭［22-23］。抑制前列腺癌细胞中miR-223-3p的表达能够明显抑制细胞的生物学行为。基于此，研究者对如何改变生物体内miRNA的表达量从而发挥治疗肿瘤的作用进行了深入的探讨。最初研究者发现通过病毒介导以及基于脂质体的miRNA传导系统可以将miRNA导入体内，然而受到了细胞毒性和相关免疫反应的限制［24］。目前研究发现纳米粒可以作为传递介质将miRNA或anti-miRNA导向特定的蛋白。新研发的聚L-赖氨酸复合物释放的微量anti-miRNA进入癌细胞后能持续1周，效率高且无细胞毒性［15］。已有研究证实，在乳腺癌小鼠模型中采用该方法合成的miRNA能够沉默过表达的HER-2［25］。

循环miRNA参与细胞与细胞间的信息传递，似乎具有潜在的治疗作用。基于循环中这些小分子的过表达或低表达，一些关于它们在肿瘤治疗上的研究也正在如火如荼地进行。在结肠癌中，研究发现循环中miR-135b表达的上调能够活化APC/β-catenin和SRC-PI3K通路，引起细胞逃逸凋亡；对小鼠结肠癌模型的研究表明抑制miR-135b的表达可以抑制结肠癌的发展［26］。另外，在肝癌的动物模型中，恢复miR-26的表达可以抑制细胞周期调节基因cyclin D2和cyclin E2，从而增加癌细胞的凋亡［26］。

靶向作用于miRMA还可以增强肿瘤细胞对化疗药物的敏感性。Mostert等［27］研究表明抑制miR-200b和miR-21表达后，胆管上皮癌细胞对吉西他滨的敏感性增加。Iorio等［28］发现miR-205可以靶向作用于HER-3受体抑制AKT下游信号通路，进而提高乳腺癌细胞对酪氨酸激酶抑制剂的反应性；研究还发现引入miR-205后乳腺癌细胞的克隆性增殖受到抑制，对吉非替尼和拉帕替尼的敏感性增强。这些研究结果均提示，通过改变机体miRNA表达，有望攻克肿瘤治疗所面临的难题。

4　展望

癌症是个复杂且多因素导致的疾病，有太多的未知需要探索。由于缺乏特异性的诊断导致目前的治疗并不能很好地控制癌症的进展，因此提高癌症的诊治效果和改善患者的生活质量仍是一项巨大的挑战。然而通过近些年的大量研究发现miRNA具有靶向作用于致癌基因或下游信号蛋白的特性，这对癌症的诊治具有突破性的参考价值。目前，关于miRNA在癌症的病因分析、诊断、治疗及预后评估等方面的研究已有初步进展，而且通过检测miRNA相关分子和通路蛋白的表达可以更精确地评估癌症患者的总体生存率，特别是纳米粒介导的miRNA传导系统可以精确地作用于靶向目标，从而减少了细胞毒性及对非靶向目标的损害，这对癌症的治疗而言无疑是种巨大的飞跃。当然，关于miRNA在各类肿瘤中发挥的作用仍处于边缘研究阶段，因此要从根源上解决诊治癌症的难题仍是目前众多医学研究者面临的重任。随着对miRNA在癌症发生分子机制中的作用以及诊治等各方面不断地认识，这将会更有助于癌症的早期诊断，且基于miRNA的新型药物应用于临床治疗肿瘤也指日可待。

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R730. 5

A

110.11877/j.issn.1672-1535.2016.14.05.03

黑龙江省教育厅科学技术研究项目（12541545）

（corresponding author），邮箱：yymnwangyan@126.com

2015-11-03）