胃癌相关MicroRNA的研究进展

赵华洲, 陈 凛

(1. 解放军第301医院 普通外科, 北京, 100853; 2. 解放军第309医院 普通外科, 北京, 100091)



综 述

胃癌相关MicroRNA的研究进展

赵华洲1, 2, 陈 凛1

(1. 解放军第301医院 普通外科, 北京, 100853; 2. 解放军第309医院 普通外科, 北京, 100091)

微小RNA; 胃癌; 肿瘤标记物

胃癌是世界上最常见的恶性肿瘤之一，中国每年新发病例约 38万，死亡人数16万，死亡率居所有恶性肿瘤第2位[1-2]。外科手术配合术前及术后的辅助放化疗等综合治疗措施仍是胃癌的主要治疗方法。从基因层面来讲，胃癌与其他恶性肿瘤类似，都存在基因异常表达，这种异常表达包括编码及非编码基因的结构和表达的异常。MicroRNA(miRNA)是一类内源性的非编码RNA, 广泛存在于真核生物的细胞内，进化高度保守，是生物体生长发育的主要调节因子，通过对DNA进行直接或间接的调控，进而影响细胞的增殖、分化、凋亡和迁移等多种生物学进程，参与多种恶性肿瘤如消化道肿瘤、妇科肿瘤等的发生、转移及耐药等过程[3]。国内外研究[4-5]发现, miRNA几乎参与了胃癌发生、发展全部过程。现将miRNA在胃癌的发病、诊断和治疗过程中的相关研究进展综述如下。

1 miRNA的生物学特性

生物体内的RNA包括编码RNA和非编码RNA，广泛参与基因的表达调控，而miRNA是一类具有重要功能非编码RNA。miRNA通常长度为17～22个核苷酸，是高度保守的非编码的小分子单链RNA。miRNA广泛存在于生物体内，主要通过与其靶mRNA上的miRNA依赖性基因沉默复合物miRISC(miRISC)相结合配对，形成复合物，识别并结合靶基因，在转录后水平影响生物体基因和或蛋白的表达。研究发现，一个miRNA可调控多个相关基因的表达，同时多种miRNA也可以通过组合、分工配合的方式来调控某个特定基因的表达和转录。这些被调控的基因和蛋白在机体的生命活动中均具备重要的生物学功能。通过这种方式, miRNA参与动植物的组织器官发育、细胞增殖、分化和凋亡、脂肪代谢、激素的分泌等各种生命活动，包括多种恶性肿瘤的发生和转移过程。1993年, Lee等通过定点突变技术发现线虫中Lin-4仅编码一种小分子RNA, 而不是蛋白质，这是人类首次确定发现miRNA, 随后相关的miRNA的研究广泛开展。miRNA在特定的组织和特定的阶段表达，受到细胞类型和分化阶段的严格调控，其表达的组织特异性和时序性决定了在细胞生长和发育过程中多种重要调节作用。目前，科学家共发现约700余种miRNAs, 它们调节着人体的绝大部分编码蛋白基因和部分非编码基因，参与生命活动。近年来，研究[6]发现绝大多数肿瘤都存在miRNA表达失调，这些异常表达的miRNA可参与肿瘤的发生、增殖、侵袭、转移等, miRNA已被确定作为癌基因、肿瘤抑制基因和细胞信号通路中的重要调节因子。

2 miRNA与胃癌的诊断

目前，国内、国际上大部分欠发达地区的患者在发现胃癌时候已经处于中晚期，延误了治疗时机，胃癌的早发现对于提高患者预后有重要意义。目前，临床上常用的癌标如CEA、CA-724或CA-199在胃癌患者中的检出率均低于30%, 特别是在Ⅰ期胃癌患者中的阳性率仅为10%左右[7]。研究发现肿瘤发生发展的早期阶段即有核酸释放入血，这些游离核酸被认为携带了肿瘤组织遗传学和表观遗传学的异常改变。miRNA可通过分泌外来体粒子从癌细胞释放到血液，可阻止其自身在体外循环中被核糖核酸酶降解，所以其在外周血中的表达稳定性要优于mRNA，且其在生物体内的血液中的表达具有较高的肿瘤相关性及组织特异性，因此血液内miRNA测定有望成为一种理想的肿瘤检测手段[8]。目前外周血miRNA在胃癌中的诊断已经有不少的研究成果[9-10]。通过大样本的研究分析, 2013年Lic等研究发现miR-199a-3p诊断早期胃癌的准确性可达75%, 敏感性可达76%, 特异性可达74%, 是较为理想的肿瘤标志物之一[11]。Liu等[12]发现miR-223、miR-21和miR-218在内的3种RNA有望成为胃癌的生物标记物，同时该研究者还通过高通量的基因筛选发现miR-378也是早期胃癌诊断的分子标记物之一。Kim等[13]对90例胃癌患者和34例健康自愿者的胃活检标本进行研究，证实miR-1和miR-34与胃癌细胞耐药性有紧密联系，可以用来评价胃癌患者的耐药性和化疗敏感性。2008年, Chan等采用RT-PCR测定37例胃癌病人肿瘤组织中miR-21的表达，发现miR-21在92%的胃癌样本中过表达，提示miR-21可作为胃癌诊断的一个分子标志物，但跟这37例胃癌患者的预后没有线性关系[14]。

李涛等[15]通过对104例的进展期胃癌化疗效果进行研究发现，化疗敏感组患者的血清和肿瘤组织学中miRNA-21的表达要显著低于非敏感组患者，提示miRNA-21可以作为评估胃癌患者化疗疗效的分子标记物。Vivian等[16]通过对123例胃癌患者和111例健康患者的血清进行筛选，发现6个mir-RNA(miR-18a, miR-140-5p, miR-199a-3p, miR-627，miR-629 and miR-652)高度表达，而其中3个(miR-627, miR-629 and miR-652)的mir-RNAS的特异性较高，可达到85.5%。Jae等[17]研究发现胃癌患者组织内miR-196b和HOXA10的过表达可能提示患者有一个相对较差的预后。孙秀清等[18]通过对100例患者(46例胃癌, 28例胃癌前病变者, 26例正常组)进行研究发现, miRNA23-b阳性预测值为76.7%, 阴性预测值为77.2%, 诊断效率高，特异性强，有望作为胃癌早期筛查的分子标志物之一。王利平等[19]通过对40例胃癌患者和40例正常患者血清中miR-100的表达水平进行测定，发现胃癌组织中miR-100的含量要显著高健康对照者，提示miR-100对胃癌诊断具有良好的特异度和敏感度，但血清中miR-100 的表达与性别、年龄、肿瘤直径大小、浸润深度、分化程度、淋巴结转移数量、TNM分期等并无相关性(P>0.05)。

3 miRNA与胃癌的治疗

作为消化系统肿瘤中发病率和恶性程度均位居前列的恶性肿瘤，胃癌的发生和发展是一个受遗传、环境、饮食、生活习惯等多因素影响的复杂过程，受到多种基因的调控，涉及多个基因的表达或者失活[20-23]。国内外的研究表明，胃癌的发展和发展与多种miRNA的异常表达相关。miRNA通过调控细胞分化和凋亡来影响恶性肿瘤的发生发展, miRNA作为生物学治疗靶标已经取得部分实验性进展，但临床的相关治疗并未开展。2006年, Li等在SGC7901胃癌细胞株模型中发现mPCMV-PRL3 miRNA通过调控靶基因PRL3影响SGC7901胃癌细胞中的相关蛋白的表达，进而减少其侵袭和迁移。裸鼠的在体实验[24]表明，减少其mPCMV-PRL3 miRNA的表达，可抑制裸鼠体内胃癌细胞的转移。X Zhao等[25]通过在体的细胞实验研究发现，下调 miR-27a表达能提高胃癌细胞对化疗药(多柔比星类药物)的敏感性，提高胃癌细胞株的化疗效果, miR-27a表达下调同样能使胃癌特异性基因p-21表达增加，进而影响胃癌细胞株的增殖。2008年, Motoyama等[26]通过对110例胃癌患者胃癌组织和癌旁组织的研究发现, miR-let 27a与胃癌组织中HMG-A2的表达呈负相关(P<0.05), 提示mir-let27a可以作为一个胃癌的治疗靶点，通过调控mir-let27a的表达可抑制胃癌细胞的增殖。2007年, Zhang等[27]通过RT-RCP测定32例人胃癌组织标本中Let-7a miRNA进行定量分析，发现Let-7a miRNA的表达水平在胃癌组织显著低于正常组织(P<0.05), 提示Let-7a miRNA可能参与了胃癌的发生和发展过程。Petrocca等[28]发现, miR-106b and miR-93可调控E2F1的基因表达, E2F1可激活miR-106b-25的表达，进而直接影响TGF-β信号通路[CDKN1A(p21 Waf1/Cip1)和BCL2L11(Bim)], 使其由抑癌因子向促癌因子转化，进而调控胃癌的生长和转移，故抑制miR-106b-25的表达可抑制胃癌细胞的生长。2011年, Tseng等[29]通过细胞株的胃癌模型证实, miR-148a具备调控胃癌细胞的增殖与转移的能力, miR-148a的高表达能显著降低胃癌细胞的增殖、侵袭和转移。En-Dong Zhu等[30]通过对胃癌细胞组织和癌细胞株进行相关研究发现，下调miR-30b能够通过Ⅰ型纤溶酶原激活物抑制因子抑制胃癌细胞的生长和促进胃癌细胞的凋亡。Ji-Young Shin 等[31]研究发现, mir-135-b与胃癌的淋巴结转移有关，通过体外胃癌细胞株的研究中发现外源性补充mir-135-b能够抑制胃癌的淋巴结转移。阎文婷等[32]通过在胃癌细胞系HGC-27和MGC-803中过表达miR-125a, 发现胃癌细胞增殖显著增加，同时胃癌细胞的凋亡也受到明显抑制，提示miR-125a可作为潜在靶点应用于胃癌诊断和治疗。韦尉元等[33]通过胃癌的细胞株模型实验证实miR-1284可能通过调控靶基因JAG1而发挥抑制胃癌发生发展的作用。王显艳等[34]通过对胃癌的病理标本和胃癌细胞株的实验研究证实, miR-140在胃癌组织中低表达，可作为抑癌因子调控胃癌细胞的活力，细胞周期变化，凋亡及侵袭能力。

目前关于胃癌与miRNA的治疗相关研究均集中于基础研究阶段，由于部分miRNA能够影响胃癌细胞的增殖、侵袭、转移和逃逸，而某些miRNA能够影响胃癌细胞的化疗敏感性和耐药性。在未来，能否通过调控mi RNA的表达来对胃癌进行靶向治疗或提高胃癌细胞的化疗敏感性，既是一个摆在科研工作者面前的机遇，也是一个挑战[35-38]。

4 结 语

miRNA是目前肿瘤研究领域的热点，鉴于miRNA可通过调控肿瘤细胞增殖、凋亡、侵袭和转移能力的改变而参与胃癌的发生发展，其表达水平变化的联合检测有望成为胃癌早期诊断、预后评估的重要标记分子。同时某些特定的基因治疗靶点的发现，为临床治疗胃癌提供新的药物治疗靶点和新药研发的契机[39-40]。

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2017-01-20

国家自然科学基金(81672319); 国家自然科学基金(81602507)

陈凛

R 735.2

A

1672-2353(2017)13-232-03

10.7619/jcmp.201713085