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微小RNA与卵巢癌关系的研究进展*

2016-03-25侯友芳综述审校

重庆医学 2016年10期
关键词:卵巢癌分子基因

刘 洋,侯友芳 综述,张 捷 审校

(昆明医科大学第二附属医院妇科,昆明 650101)

微小RNA与卵巢癌关系的研究进展*

刘 洋,侯友芳 综述,张 捷△审校

(昆明医科大学第二附属医院妇科,昆明 650101)

微RNAs,卵巢肿瘤;特异性诊断;基因打靶

卵巢癌(ovarian cancer)是严重威胁女性健康的恶性肿瘤之一,其发病率在女性生殖器恶性肿瘤中仅次于宫颈癌和子宫内膜癌,位居第三,但病死率却高居首位。卵巢癌在早期并无特异性临床表现,大部分患者确诊时已发生癌细胞的转移、侵袭,近期文献报道卵巢癌的5年生存率为42.9%,但超过80.0%的晚期卵巢癌患者会复发,且预后极差[1]。目前,临床上卵巢癌的治疗方法是以肿瘤细胞减灭术为基础并辅助6~8个疗程的紫杉醇和铂类为主的联合化学治疗,其完全缓解可达到70%~80%[2]。然而,高复发率和复发后的高耐药率是导致其高病死率的最主要原因之一。因此,针对卵巢癌的转移、诊断及治疗等已是亟待解决的问题。

微小RNA(microRNA,miRNA)是一类新近发现的具有调控基因作用的内源性非编码短序列RNA,miRNA表达谱的变化与肿瘤细胞的增殖、凋亡、迁移、浸润、转移密切相关,miRNA在反映肿瘤疾病进展及预后方面具有重要的临床应用价值,有可能成为癌症治疗的新靶点[3]。在卵巢癌中,通过对miRNA表达量的分析,不仅可以探究miRNA与卵巢癌的发生、发展之间的相关性,也可以对卵巢癌的诊断、治疗及预后提供新的靶点。

1 miRNA

1.1 miRNA的特点及结构 1993年Lee等[4]对秀丽新小杆线虫进行研究时,发现了第一个miRNA的家族成员——lin-4,其虽然不参与编码蛋白质,但可调控秀丽新小杆线虫胚胎后期的基因表达。随着相关研究的深入,发现miRNA是一类小分子非编码的单链RNA序列,广泛存在于真核生物中,人体内除Y染色体以外的所有染色体中均分布miRNA的基因[5]。根据miRbase的统计数据,截至2014年6月,从动、植物和病毒中已发现的miRNA多达28 645个,其中包含的人类miRNA超过2 000个。人类的miRNA可以调控60%的人类基因的表达,其表达具有时间和组织特异性,在生物发育过程中发挥着包括早期发育、细胞分化、代谢、增殖、细胞周期调节、炎症及免疫系统等生理过程[6-9]。miRNA的分子结构特点为:前体miRNA(pre-miRNA)常形成分子内茎环结构,成熟miRNA本身不含有开放阅读框,5′端有一磷酸基团,3′端为碱基,miRNA能够特异性识别靶基因的mRNA的3′端的非编码区(untranslated regions,UTR),并与之互补配对,其互补配对的程度决定了其对mRNA的作用特性。若为完全互补配对,靶基因的mRNA即被机体降解;若为部分互补配对,则靶基因的mRNA的翻译作用会被抑制[5]。

1.2 miRNA的合成 miRNA的合成是在细胞核和细胞质中进行的。在细胞核内,基因组DNA由RNA聚合酶Ⅱ(polymeraseⅡ,polⅡ)转录生成pri-miRNA,pri-miRNA在核酸酶Drosha和其辅助因子Pasha/DGCR8的作用下被处理成70个核苷酸组成的具有茎环结构的pre-miRNA[10]。通过输出蛋白5和ran-GTP将pre-miRNA从细胞核内运送到细胞质中,由Dicer酶处理成为含有21~24个核苷酸的双链小分子RNA[11]。双链的miRNA组装成核糖核蛋白复合物,被称为沉默复合体(RISC)[12]。RISC诱导双链miRNA分子解链成为长约21~22个核苷酸的单链小分子miRNA。miRNA基因的突变、易位或丢失,以及在遗传分子合成过程中的任一环节的发生异常都会导致miRNA表达水平的改变,从而引起疾病,如肿瘤的发生、发展、转移等。

2 miRNA与卵巢癌

2.1 卵巢癌中miRNA表达谱的变化 最近的研究发现,不同miRNA在卵巢癌中所起的作用不尽相同。一些miRNA在卵巢癌中的表达受到抑制,可以看作抑癌基因;另一些miRNA在卵巢癌中表达增加,可以看做促癌基因。Iorio等[13]通过比较miRNA在卵巢癌组织与正常组织中表达水平的变化,发现miRNA-199a、miRNA-200a、miRNA-200b、miRNA-200明显高于正常组织中的表达水平;而miRNA-140、miRNA-145、miRNA-125b1在癌组织中表现为低表达。Aqeilan等[14]研究发现miRNA-15、miRNA-16在卵巢癌组织中表达下调,miRNA-31在浆液性卵巢癌细胞和组织中均低表达,是卵巢癌的抑癌基因[15]。有研究者发现,miRNA-200a、miRNA-200b及miRNA-200c在浆液性上皮性卵巢癌组织中的表达明显高于正常的卵巢组织[16]。针对不同miRNA在卵巢癌中的表达高低及所起的作用不同,可以考虑将敏感表达的miRNA作为筛查指标之一,以期对卵巢癌的早期诊断提供更加特异的分子标志物。

2.2 miRNA对卵巢癌转移及侵袭能力的影响 miRNA与目标mRNA碱基互补配对识别目标mRNA,进而参与调节细胞的发育、分化、增殖和凋亡等生理过程。崔彦芬等[17]通过MTT细胞增殖实验、软琼脂集落形成实验和Transwell侵袭及迁移实验系统分析了过表达和抑制miRNA-93对卵巢癌OVCAR3细胞增殖、侵袭及迁移能力的影响,结果提示miRNA-93过表达后能显著提高OVCAR3细胞的侵袭和迁移能力,OVCAR3细胞中内源性miRNA-93的表达被抑制后,细胞的侵袭和迁移能力均明显下降。通过对55例进展期卵巢癌进行研究发现:miRNA-200基因组和miRNA-429与卵巢癌的复发率及生存率有关,其表达的增加可以抑制卵巢癌的转移[18]。癌细胞发生转移不仅使癌症治疗预后不良,也是导致癌症治疗失败的重要原因。上皮间质转化(epithelial-mesenchymal tansition,EMT)是肿瘤侵袭转移中发生的重要特征,卵巢癌中,EMT的进程也被证实与肿瘤进展及转移密切相关,miRNA-125A能够诱导高侵袭性卵巢癌细胞EMT的逆转[10]。Li等[19]通过反转录PCR和蛋白免疫印迹(Western blot)等方法对卵巢癌和高转移性卵巢癌中EZRIN蛋白的表达情况及相关miRNA进行研究,发现在低转移性卵巢癌中miRNA-183和miRNA-22的表达比高转移性卵巢癌中均有提高,提高miRNA-183和miRNA-22在卵巢癌细胞中的表达可降低EZRIN蛋白表达水平,提示miRNA-183和miRNA-22可能通过抑制EZRIN而起到抑制卵巢癌转移的作用。let-7家族是当前研究比较广泛的miRNA之一,let-7具有抑制细胞增殖促进细胞分化和凋亡的生物学功能[20]。在不同的肿瘤组织和细胞中,let-7家族主要通过抑制原癌基因RAS、HMGA2、c-Myc、c-Dc25A、cdk6和cyclin2等的表达而抑制肿瘤细胞的生长和侵袭转移[20-21]。Let-7A-3/let-7b在44%的卵巢癌研究样本中缺失,恢复let-7b的表达能显著减少在体外和体内卵巢肿瘤的生长。let-7f在侵袭转移能力较高的卵巢癌细胞中均呈低表达[21],提示其可能有抑制卵巢癌侵袭转移的作用。

2.3 miRNA与卵巢癌的治疗 miRNA对卵巢癌细胞的药物敏感性有关,同时部分miRNA在卵巢癌的靶向治疗方面也有关。Echevarria-Vargas等[22]研究发现,miRNA-21与卵巢癌对顺铂耐药有关,研究者通过RT-PCR方法检测miRNA-21,发现在顺铂耐药的卵巢癌中较顺铂敏感性的卵巢癌表达增高。Aqeilan等[14]研究发现,miRNA-15和miRNA-16通过作用于靶基因Bcl-2与细胞的多重耐药性有关。提高对顺铂敏感的癌细胞中miRNA-21的表达水平可增加卵巢癌细胞的增殖。Dai等[23]通过向癌组织靶向输送miRNA-29a以重新表达具有卵巢癌抑制作用的基因PTEN,一个miRNA-29a的转染嵌合体潜在的抗肿瘤作用是基于下游分子的表达和卵巢癌细胞的凋亡。Lu等[20]观察到对铂类和紫杉醇敏感的卵巢癌患者同耐药者相比,let-7a的表达显著降低;只接受铂类化学治疗的高表达let-7a患者相比低表达let-7a患者的生存率更高。let-7a可以作为一个潜在的生物学标记,来判断卵巢癌患者对化学治疗的敏感性。研究表明:肿瘤细胞可以同时有多个miRNA的失调,针对单个的miRNA的治疗是不够的,多靶点抗miRNA的抗转录治疗可以同时抑制多个miRNA的失调[24]。

3 展 望

随着分子生物学的不断发展,人类对miRNA的研究与认识亦不断深入,miRNA可能以一种新的卵巢癌在外周血中的生物学标志物对其进行检测,Taylor等[25]运用定时定量RT-PCR检测50例卵巢癌患者的外周血清与肿瘤组织内的miRNA的表达量的差异性发现二者差异性很小,且miRNA在血清中稳定存在。因此,如果在外周血中检测卵巢癌组织的特异性miRNA的表达及改变,将对早期无明显临床症状的卵巢癌患者进行提前筛选、监测预后,评估风险有重要的临床意义。对表达异常的miRNA的靶基因进行预测和研究不仅可以揭示卵巢癌的发生发展的分子机制,而且也可为一个卵巢癌治疗的提供新靶点,这将会为临床治疗卵巢癌提供极大的帮助。总之miRNA与卵巢癌的发生发展和预后的关系及针对肿瘤的诊断和治疗中的作用还需更加深入地探索和研究。

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云南省教育厅科研基金重点项目(2014Z075)。 作者简介:刘洋(1979-),主治医师,博士,主要从事妇产科肿瘤研究。

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10.3969/j.issn.1671-8348.2016.10.040

R737.31

A

1671-8348(2016)10-1407-03

2015-11-22

2015-12-28)

△通讯作者,E-mail:24069343@qq.com。

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