微小核糖核酸在消化系统肿瘤研究中的应用前景

贺华

[摘要] （miRNA）属于非编码的单链小RNA的一种，其在细胞分化、增殖及凋亡过程中发挥着重要作用。本研究为了解miRNA在食管癌、胃癌、结直肠癌、肝癌、胰腺癌等消化系统肿瘤研究中的应用情况，收集了近年来国内外有关miRNA与消化系统肿瘤关系的文献并进行综述。

[关键词] 微小核糖核酸；消化系统肿瘤；恶性肿瘤

[中图分类号] R735 [文献标识码] A [文章编号] 1674-4721（2016）03（a）-0011-03

[Abstract] （miRNA） is a kind of single stranded small RNA，which plays an important role in cell differentiation，proliferation and apoptosis.In order to understand the application of micro RNA （miRNA） in the study of digestive system tumor in esophageal cancer，gastric cancer，colorectal cancer，liver cancer，pancreatic cancer，and so on，we have collected and summarized the literatures on the relationship between miRNA and digestive system in recent years.

[Key words] Micro RNA；Digestive system tumor；Malignant tumor

微小核糖核酸（miRNA）是近年来发现的一类非编码的单链小RNA，在转录后对基因表达进行负调控，参与细胞分化、增殖及凋亡等一列重要进程。自从2004年Calin等[1]揭示了miRNA与人类肿瘤形成的关系以来，越来越多的研究证实miRNA可通过其靶基因参与肿瘤的多条信号通路，影响肿瘤的发生和发展，发挥类似癌基因或抑癌基因的功能，在消化系统肿瘤生长、增殖和转移中扮演着非常重要的角色。

1 miRNA与食管癌

食管癌（esophageal cancer，EC）是常见的恶性肿瘤之一，其主要类型是食管鳞状细胞癌（esophageal squamous cell careinoma，ESCC），占EC中的90%以上。EC的发生、发展涉及多个癌基因、抑癌基因的突变，是多基因、多因素、多步骤协同作用的结果。Komatsu等[2]采用RT-PCR方法在50例ESCC和20例对照血浆样本中检测选取的癌基因miR-21及肿瘤抑癌基因miR-375，发现患者血浆miR-21水平升高，miR-375则明显降低，高水平的miR-21还与ESCC患者的血管侵袭、复发密切相关。Kurashige等[3]对71例ESCC患者和39例健康者对照血清样本进行检测时发现，miR-21在ESCC血清中显著升高，术后或化疗后则明显下降，认为血清miR-21不仅可作为诊断ESCC的特异标志物，也能作为ESCC患者是否对化疗产生反应的分子标志物。刘清等[4]运用脂质体介导的细胞转染方法，利用RNA干扰技术将人工合成的let-7、let-7抑制剂和随机序列分别传入ESCC细胞Eca109中，发现转染let-7后ESCC细胞增殖受到抑制，而转染let-7抑制剂后，癌细胞增值抑制明显减弱，提示ECSS细胞Eca109中的let-7表达量可影响癌细胞增值，let-7低表达则癌细胞呈现增值趋势，说明let-7在ESCC中发挥抑癌基因作用。该研究还发现let-7在低分化癌组织中的表达量低于高分化癌组织，显示肿瘤恶性程度越高，let-7表达水平越低，let-7可能参与了ESCC恶变的过程。Chen等[5]研究发现，在ESCC中miR-92a是显著表达，而且与淋巴结转移和TNM分期有显著关联，认为有可能被作为独立的预测因素。

2 miRNA与胃癌

胃癌（gastric cancer，GC）是全球癌症致死的第二大主要因素。GC患者的存活率、治愈率低，复发率高，预后差，缺乏有效的早期诊断标志物。近年来大量研究显示，miRNA表达谱有望成为GC早期诊断及进程监测的特异标志物，对GC患者的诊治及预后具有重要临床应用意义。在未分化GC组织中，miR-34b、miR-34c和miR-128a表达上调[6]，HMGA2表达上调可作为GC的一个独立预后因素，其与let-7表达呈负相关。Lin等[7]研究发现，miR-27a在GC组织中表达升高，抑制miR-27a的表达能够显著抑制GC细胞的生长，同时证实肿瘤抑制因子是miR-27a的靶点，体外消除miR-27a，基因在miRNA水平和蛋白水平都上调，进一步支持了miR-27a在GC发生过程中发挥了癌基因作用；Bandres等[8]采用miRNA芯片和原位杂交技术证实miR-451在GC组织和细胞中表达下调，可显著降低GC细胞的增殖水平，同时提高GC细胞对放疗的敏感性。Jiang等[9]研究发现，miR-421在73.33%（44/60）的GC样本中表达，以miR-421作为标志物，GC检出率明显高于通过血清癌胚抗原（CEA）的检出率（P<0.01），因此推测miR-421有望成为GC诊断的一个标志物。研究表明miRNA与GC的治疗有关，目前已经有人工合成RNA，可以将其导入体内用于抑制肿瘤组织中高表达的miRNA或提高低表达的miRNA。例如体内导入siRNA（小干扰RNA）或shRNA（异源双链RNA）沉默靶基因技术[10]，这种使特定miRNA失活的治疗方法更稳定且毒性较低。

3 miRNA与结直肠癌

结直肠癌（colorectal carcinoma，CRC）是西方国家第三大常见癌症，预后差，肿瘤的迁移和侵袭率高。随着生活条件的改善，饮食习惯的改变，我国CRC发病率逐年增多。近10年来，特异表达的miRNA在CRC的发生和发展过程中所起的重要作用受到了广泛关注。刘华等[11]收集100例CRC患者内镜活检组织和血清标本，应用RT-PCR方法检测miR-21和miR-146a的表达水平，并分析其表达与临床病理特征之间的关系，结果显示miR-21在CRC患者组织和血清中表达显著升高，其高表达与肿瘤的临床分期、淋巴结转移有关，提示其可能在肿瘤细胞浸润及转移中发挥作用。而CRC组织中miR-146a表达下降，且其下降程度与肿瘤临床分期、肿瘤分化程度有关，因此miR-146a可能发挥抑癌基因的作用，具有抑制肿瘤细胞侵袭、分化等功能。王迎昕等[12]研究发现，在CRC中有12个miRNA表达水平增高，分别为miR-106b、miR-135b、miR-18a、miR-18b、miR-196b、miR-19a、miR-224、miR-335、miR-424、miR-20a、miR-301b和miR-374a，因此，这些miRNA在CRC与癌旁组织中存在差异表达，预测其下游靶基因中大部分与肿瘤相关，提示它们可能在CRC早期发生、发展过程中起着重要的调控作用。另外，miRNA在CRC靶向治疗中与肿瘤化学治疗药物抵抗有关[13]，miR-215通过抑制细胞周期核中心体调节蛋白（DTL）的表达而诱导细胞G2期停滞，进而抑制细胞增殖，导致二氢叶酸还原酶抑制剂甲氨蝶呤和胸核苷酸合酶抑制剂雷替曲塞的药物抵抗增加。

4 miRNA与肝癌

原发性肝癌（hepatocellular carcinoma，HCC）在全球恶性肿瘤中发病率居第六位，具有侵袭力强和死亡率高的特点，在我国其死亡率占癌症死因第三位，严重威胁人类健康，研究表明miRNA与HCC的发生、发展密切相关。Wang等[14]研究证实在HCC形成早期，miR-155、miR-221、miR-222和miR-21上调，miR-122下调，进一步研究发现，miR-155与肝脏损伤及HCC发生密切相关。Coulouarn等[15]研究发现，miR-122与致病因素、肿瘤大小、分化程度及预后密切相关，还与分化相关的肝细胞核因子家族、肿瘤转移相关基因存在相关性，迄今为止，已发现多种miRNA可作为HCC的标志物。Yamamoto等[16]研究显示，miR-500是一种胚胎高表达的miRNA，在HCC患者肝组织及血清中表达明显升高，HCC切除术后miR-500表达显著下降，部分患者甚至恢复至正常水平，提示miR-500可能成为HCC诊断指标之一。将miRNA引入肿瘤基因治疗的手段可大致概括为引入抑癌基因性的miRNA和敲除或敲减癌基因性的miRNA，即通过恢复或抑制miRNA的功能来达到基因治疗的目的。Liu等[17]研究发现miRNA抑制剂可下调miR-21含量，并作用于抑癌基因人第10号染色体缺失的磷酸酶及张力蛋白同源基因（PTEN）、程序性细胞凋亡因子4（PDCD4）等，参与HCC细胞周期和凋亡的调节，减少细胞增殖和侵袭，提示抑制miR-21可能成为治疗HCC的有效方法。检测相关miRNA还可判断HCC预后。Xiong等[18]研究分析，HCC患者癌组织中miR-29较其癌旁组织表达减少，进一步研究发现miR-29b下调与AFP水平上调有关联，多变量分析进一步说明miR-29b下调与HCC患者预后相关。

5 miRNA与胰腺癌

胰腺癌（pancreatic cancer，PaC）是最致命性的恶性肿瘤之一，大多数患者在肿瘤转移后才诊断出来，5年的存活率仅为6%，故寻找在肿瘤不可切除前诊断出PaC的生物标志物迫在眉睫。miRNA在各类癌症中的研究为治疗PaC提供了新思路，目前可以应用检测miRNA的表达差异来区分PaC与正常胰腺组织，例如miR-103与miR-107的表达上调联合miR-155的表达下调[19]，不仅如此，检测miRNA还可以区分慢性胰腺炎与PaC，例如miR-216与miR-217的表达上调联合miR-133a的表达下调。最近的研究发现miR-99、miR-100、miR-100-1/2、miR-125a、miR-125b-1、miR-199a-1和miR-199a-2在PaC及慢性胰腺炎中比正常胰腺组织表达要高；miR-21、miR-221、miR-222、miR-181a、miR-181b、miR-181d和miR-155也可以用来区分正常胰腺组织、慢性胰腺炎及PaC。Wang等[20]检测了胰腺癌患者血清中miR-21、miR-210、miR-155和miR-196a的表达情况，发现miR-155及miR-196a在PaC患者血清中表达是升高的，其灵敏度达64%、特异度为89%，且其升高的程度与疾病的进展相关[21-22]，说明检测血清中miRNA来诊断PaC是可行的，为PaC的诊断提供一种新的高特异性、高敏感的血清分子标志物[23]。国内外的研究表明[24]，miR-34可通过调节信号途径的下游靶点Bcl-2和Notch1/2来恢复p53缺失人类PaC细胞p53的抑癌功能，并且miR-34在PaC干细胞自我更新中发挥重要作用[25]，因此恢复miR-34在PaC患者中的表达可能成为一种奇特的分子治疗方法。

6 小结

综上所述，miRNA参与了肿瘤细胞的增殖、迁移、凋亡等过程，并且在肿瘤的诊断、治疗、预后等方面发挥了重要的作用，但miRNA调控肿瘤的具体作用机制还未完全阐明，miRNA的确切功能及影响因素更是知之甚少。随着对miRNA功能理解的深入，可能为肿瘤的分子基础研究提供一个新的视角和思路，为临床肿瘤的诊断、治疗和预防提供新的方法和手段。相信在不久的将来，miRNA无论是作为消化系统肿瘤诊断的标志物，还是作为治疗的靶点，必将在临床上有广阔的应用前景。

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（收稿日期：2015-09-08 本文编辑：顾雪菲）