miRNA在大肠癌中的作用△

唐林　黄维康　杨帆　孟静岩

天津中医药大学，天津300193

miRNA在大肠癌中的作用△

唐林黄维康杨帆孟静岩#

天津中医药大学，天津300193

近年来，随着MicroRNA（miRNA）在大肠癌中作用的深入研究以及在大肠癌中调控机制变得更加清晰，miRNA的功能也得到更全面的了解。研究表明，miRNA在大肠癌中存在异常表达的情况，但是不同miRNA的异常表达对大肠癌的调控效果存在差异，有的可能发挥癌基因的作用，有的则可能发挥抑癌基因的作用。此外，与正常组织相比，同一个miRNA在大肠癌的不同时期也可能存在表达量完全相反的现象。异常表达的miRNA可能成为结直肠腺瘤或者大肠癌的诊断、预后以及治疗疗效的指标，检测血液循环中miRNA的表达可能成为一种精确度高、无创性的检测手段。在大肠癌治疗方面，miRNA可能对大肠癌细胞的耐药性存在影响。现从调控、诊断、预后及耐药四个方面，对miRNA与大肠癌的关系研究进行综述。

miRNA；大肠癌；调控；诊断；预后；耐药

世界卫生组织下属的国际癌症研究机构GLOBOCAN于2012年公布的最新数据显示，在全球范围内，大肠癌居男性恶性肿瘤发病率第三位，居女性恶性肿瘤发病率第二位；并且大肠癌的发病率存在地域间差异，发达国家大肠癌的发病率高于发展中国家。这可能与人们不健康的饮食、肥胖、吸烟有关［1］。从分子水平研究发现，大肠癌的发生是由于癌基因和抑癌基因的突变逐渐积累而成［2］。此外，某些癌基因或抑癌基因可能成为miRNA的靶基因，在miRNA的调控下发挥作用。

miRNA是一类单链非编码小RNA，其长度在22个核苷酸左右。miRNA通过调控相关基因的表达，进而在细胞增殖、分化、转移过程中发挥作用［3-5］。研究发现，在肿瘤发展和预后过程中，miRNA发挥不可忽视的作用［6-8］。因此，一些研究人员正探寻用于大肠癌诊断及预后判断的miRNA。还有研究试图运用靶向治疗的方法，作用于相关的miRNA来达到抑制或消除肿瘤的目的［9］。现将与大肠癌相关miRNA的研究进展进行归纳阐述，以期能为大肠癌的研究、诊断、治疗以及预防提供重要的新思路。

1　与大肠癌相关的miRNA

miRNA通过调控癌基因或抑癌基因的表达，在癌症中起到致癌作用或抑癌作用［10］。因此，miRNA可以分为致癌miRNA和抑癌miRNA两大类。在大肠癌的研究中，可以运用基因表达谱分析或者基因芯片技术筛选出表达异常的miRNA，进而研究其对转录后水平的调控作用［11-12］。常见与大肠癌相关的miRNA，见表1。

1.1促进大肠癌发展的miRNA

现研究发现，在大肠癌中高表达的miRNA可能促进细胞增殖、抑制细胞凋亡，又因促进细胞侵袭和转移，从而诱导大肠癌的发生和转移。Jahid等［13］发现，在老鼠肠腺癌、人Ⅰ/Ⅱ期原位大肠癌、大肠癌细胞系以及肿瘤干细胞中，miR-23a表达量均增加；分析其功能发现，miR-23a可以促进大肠癌的侵袭和转移。Valeri等［14］实验发现在动物模型和大肠癌患者中，miR-135b都呈高表达状态，这可能与APC、PTEN、p53等抑癌基因的缺失或突变有关；通过体内外实验发现，miR-135b的高表达会抑制细胞凋亡，促进细胞增殖。有多项研究发现，高表达的miR-21可以通过抑制抑癌基因PDCD4的表达，促进大肠癌的转化、生长和转移［15-17］。在大肠癌中还存在许多致癌的miRNA，如miR-17-5p［18］、miR-95［19］、miR-499-5p［20］等，以及一些尚未被发现的致癌miRNA。

1.2抑制大肠癌发展的miRNA

大量研究表明，大肠癌中低表达的miRNA可能具有抑癌基因的作用。let-7是人类细胞或组织中发现较早的、存在较为广泛的miRNA。let-7a是let-7家族的一员。有研究发现，与正常组织相比，let-7a在肿瘤组织（包括大肠癌）中呈现低表达状态，增加let-7a的表达量将会抑制肿瘤细胞的生长［21］。Long等［22］分别检测了人大肠癌组织和大肠癌细胞系。结果发现miR-138均表达下降；体内外实验发现，异位表达miR-138会抑制大肠癌的侵袭和转移。Ke等［5］研究发现，抑癌基因APC的缺失可能导致miR-224的低表达，异位表达miR-224会降低大肠癌细胞的转移能力，但是对细胞增殖的影响较小。此外，研究发现miR-139［23］、miR-143［24-25］、miR-145［26］、miR-342［27］、miR-365［28］、miR-497［29］、miR-638［30］等多种miRNA在大肠癌中都呈现低表达，并从不同的方面抑制大肠癌的发展和转移。从以上多项研究可以得知低表达的miRNA抑制大肠癌发展和转移的机制不尽相同。通过不断地探寻和挖掘潜在抑制大肠癌发展的miRNA，可能为抑制大肠癌发展和转移提供新的作用靶点。

表1　与大肠癌相关的miRNA

2　miRNA在大肠癌筛查诊断中的作用

大肠癌的筛查有助于早期发现肿瘤，是降低大肠癌死亡率的关键。Yang等［31］研究美国1976—2009年大肠癌筛查情况与大肠癌发病率之间的关系发现，随着纳入癌症筛查项目的人数增多，大肠癌的发病率出现大幅度下降，并估算这期间通过大肠癌筛查，成功预防了236 000～550 000例大肠癌的发生。因此可以看出大肠癌筛查的重要性。

Du等［32］通过Meta分析发现，在大肠癌早期诊断中，miR-21（AUC=0.867）比miR-92a（AUC= 0.803）诊断率更高；并通过进一步实验说明了miR-21在血浆中的高表达有可能成为早期大肠癌诊断的生物指标。Kanaan等［33］为探究循环中miRNA作为结直肠腺瘤生物标志物的潜在应用价值，采用微流控阵列技术在筛查组筛查380个miRNA的表达情况，结果发现一组血清miRNA组合（miR-532-3p、miR-331、miR-195、miR-17、miR-142-3p、miR-15b、miR-532、miR-652）能够准确地区分结直肠腺瘤与正常对照［AUC=0.868（95%CI 0.76～0.98）］；miR-431、miR-15b和miR-139-3p这三个miRNA组合则可以很好地将结直肠癌与正常对照区别开［AUC=0.896（95%CI 0.78～1.0）］。这些实验结果表明血浆miRNA是检测结直肠腺瘤和大肠癌的有效生物指标。Zeng等［34］采用Meta分析方法研究了19篇文章的24项研究，其中包括1558例大肠癌患者和1085例对照患者，经过亚组和回归分析显示，多种miRNA［AUC=0.92（95%CI 0.89～0.94）］比单种miRNA［AUC=0.84（95%CI 0.81～0.87）］预测大肠癌的准确性更高；此外还发现，在通过检测血液循环中miRNA的方法来筛查大肠癌时，选用血清［AUC=0.92（95%CI 0.89～0.94）］作为检测基质可能比血浆［AUC=0.87（95%CI 0.84～0.90）］效果更好。

对于异常表达miRNA是否可以作为大肠癌诊断的标志物这一问题，学者们从不同的方面进行了研究和探讨，虽然研究结果可能存在差异性，但是总体研究的趋势均是miRNA在大肠癌诊断中存在价值。至于选用何种检测手段准确性更高、依从性更好，还有待进一步研究确定。

3　miRNA在判断大肠癌预后中的作用

miRNA表达的稳定性和差异性已经被人们所认知。近年来，研究人员通过分析肿瘤组织中一个或多个异常表达的miRNA，来探寻可能存在的大肠癌预后标志物。Chu等［35］调查miR-630在大肠癌中的表达模式以及对预后评估的价值，通过采用206例大肠癌患者肿瘤组织和邻近正常组织比较发现，miR-630在肿瘤组织中表达增高；在大肠癌患者中，miR-630高表达的患者比低表达的患者总生存率要低，因此推断miR-630可能作为大肠癌患者预后的生物标志物。但有的miRNA在术前和术后表达情况截然相反。Yang等［36］检测分析miRNA-29c与大肠癌患者术后复发情况之间的关系，发现早期复发患者血清内的miRNA-29c水平要明显高于没有早期复发患者的miRNA-29c水平，但miRNA-29c在大肠癌组织中的表达情况与血清检测结果正好相反，这种现象存在的原因尚不清楚，研究者猜测术后患者预后越差，miRNA-29c水平越高，这种现象可能是机体的一种自我防御机制的体现。

Jinushi等［37］研究发现人乳脂肪球EGF因子蛋白（MFGE8）的表达水平在切除大肠癌组织的患者中比未切除患者明显降低；此外，评估大肠癌患者体内miRNA表达水平与总生存率的关系，利用血浆和甲醛水溶液固定石蜡包埋的组织样品检测相关miRNA（包括miR-16、miR-21、miR-26a、miR-34a、miR-98、miR-101-3p、miR-101-5p、miR-124-5p、miR-126-3p、miR-126-5p、miR-210、miR-217和miR-630），发现高表达的miR-26a和低表达的miR-124-5p与低生存率有关，因此推测联合检测血浆中MFGE8、miR-26a和miR-124-5p表达水平，可以有助于判断大肠癌患者预后的情况。

4　miRNA对大肠癌耐药性的影响

目前化学疗法常被作为恶性肿瘤的辅助疗法，但由于部分肿瘤细胞对化疗药物存在耐药性，易导致肿瘤复发。miRNA在大肠癌发生发展中发挥着重要的调控作用。因此，许多研究从miRNA的角度对大肠癌耐药性问题展开了探索研究。

转录因子FOXO3a与FOXM1均属于叉头框（forkhead box，FOX）转录因子蛋白家族的一员，但是二者在肿瘤和DNA损伤修复中的作用相反。FOXO3a具有抑制肿瘤和抑制DNA损伤修复的作用，而FOXM1则有较强的致癌作用，并在肿瘤耐药细胞中高表达，与肿瘤细胞耐药存在相关性［38］。通过体内外实验发现，miR-153可以促进大肠癌耐药性增加，其耐药性机制可能是直接抑制FOXO3a表达所致。后期试验也显示在大肠癌样本中miR-153与FOXO3a的表达呈现负相关［39］。另一体外实验发现，miR-320可能通过抑制FOXM1的表达，增强人大肠癌细胞对化疗药的敏感性［40］。另有研究发现，miR-17-5p可能通过抑制PTEN的表达来促进大肠癌患者的化疗耐药［18］。miR-145可能作为E3泛素连接酶（RAD18）的抑制剂，改善化疗后大肠癌细胞的耐药性［41］。

5　小结

miRNA在转录后水平调节基因表达，一个miRNA可以调控多个靶基因，同时多个miRNA也可以作用于同一个靶基因。miRNA通过调控相关靶基因，在细胞增殖、凋亡、迁移和侵袭中发挥重要作用。由于miRNA存在表达差异性，使得miRNA有可能作为大肠癌早期临床诊断及预后的分子标志物。在治疗方面，miRNA可能直接或间接地影响癌细胞对化疗药物的敏感性。miRNA对大肠癌的调控是一个复杂的网络，之前的研究使我们对miRNA与大肠癌的关系有了一定的了解和认识，但仍有许多问题值得进一步发现和深入研究。

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R735.3

A

10.11877/j.issn.1672-1535.2016.14.02.12

2015-07-28）

国家自然青年基金（81403301）；天津市科技计划项目（12ZCDZSY16800）

（corresponding author），邮箱：mengjy@163.com