MiRNA在肺癌诊断与治疗中的应用进展

林剑勇+肖树荣+邓益斌

【關键词】微小RNA；肺癌；基因诊断；治疗

中图分类号：R730；R734.2文献标识码：ADOI：10.3969/j.issn.10031383.2016.05.025

微RNA（miRNAs）是一类存在于生物体内长度为20～25 nt、具有基因调控功能的非编码RNA分子，主要参与基因转录后水平的调节[1]。研究表明[2～5]，miRNA的表达异常与多种肿瘤密切相关，这为其在肿瘤诊断、治疗和预后判断中的应用提供了潜在的研究价值。

1MiRNA与肺癌的关系

目前研究发现，MiR17、let7、miR29、miR126等微RNA与肺癌关系密切。其中，miR17在肺癌早期表达上调，随着肺癌的发展其表达逐渐下降，而let7、miR29和miR126的表达则与肺癌呈负相关关系。MiR17的表达在肺癌发生、发展过程中扮演着重要角色，尤其是小细胞肺癌。Oeztuerk等[6]采用反义核酸技术对miR17表达进行抑制后，发现肺癌细胞增殖速度明显下降，说明miR17的过表达与肺癌之间存在相关性。Ras和HMGA2是let7家族中最具代表性的两个致癌基因，在肺癌组织细胞中其表达均明显上调。Dai[7]和Tsai[8]等研究发现，将let7b体外转染LKR13细胞后，能够抑制Ras基因的表达，进而可抑制肿瘤细胞的增殖和生长，使细胞密度明显降低。Dutta等[9]研究发现，let7g表达上调则细胞中HMGA2的表达下降，细胞增殖受抑制，说明let7表达下调与肺癌之间存在相关性。MiR29家族包括miR29a、miR29b、miR29c等，主要作用靶标是肺癌细胞中的甲基转移酶（DNMT）。MiR29与甲基转移酶的表达呈负相关关系，主要表现为在甲基转移酶高表达的肺癌细胞中，miR29表达则明显下调[10]。MiR126的主要作用靶标是Crk蛋白，这是一类参与细胞增殖、迁移、黏附和信号转导等过程的接头蛋白。有研究表明，当miR126[11]、miR182[12]等表达上调时，Crk蛋白则表达下降，并且伴随着肿瘤细胞的迁移、浸润和黏附能力也都相应减弱，说明miR126、miR182等的表达与肺癌之间呈负相关关系。

2MiRNA在肺癌基因诊断中的应用

基因诊断是指借助聚合酶链反应、基因测序、分子杂交等技术手段检测和分析与肿瘤相关的基因结构或表达改变，从而对肿瘤进行诊断的一种新方法[3]。由于微RNA在不同肿瘤组织或肿瘤组织与非肿瘤组织中的表达模式不同，通过对比分析微RNA表达谱在不同组织间的变化情况，筛查出表达异常的miRNA分子，是肿瘤基因诊断研究的新思路[4]。Shikeeva等[13]研究发现，let7在非小细胞肺癌中表达明显下调，其诊断敏感性为97%，特异性为92%，因此，认为let7可作为非小细胞肺癌的分子诊断标记物。Patnaik等[14]采用交叉验证分析研究发现，miR146b在肺鳞癌细胞中表达明显下调，其诊断敏感性为95%，特异性为98%。目前，大量研究表明，miRNA在肿瘤基因诊断中有较高的敏感性和特异性，因此可作为肿瘤诊断的分子标记物。

3MiRNA在肺癌治疗中的应用

放疗是肿瘤治疗的常规方法，由于目前对放射性元素诱导基因表达改变的机制尚不明确，因此放疗在肿瘤临床治疗中的广泛应用受到限制。Weidhaas等[15]研究发现，肺癌细胞内let7家族的表达在放疗前后均发生明显改变，表现在放疗后let7a和7b的表达均明显下降，而let7g则显著上调，说明let7a和7b表达显著上调的肺癌细胞对放疗敏感性增强，而表达明显下调的肺癌细胞则对放疗不敏感。因此，可以通过上调肿瘤细胞中对放射性元素敏感的微RNA的表达来提高放疗效果。

化疗是肿瘤治疗的另一种常规方法，这种方法的最大特点是在肿瘤治疗过程中除了杀伤肿瘤细胞外，对正常细胞也造成较大伤害。Bemis等[16]研究发现，对吉非替尼（表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂）治疗敏感的肺癌细胞往往是miR128b表达不足或缺失，而不敏感的肺癌细胞则是miR128b的表达明显上调。因此，筛选化疗药物敏感基因，提高肿瘤细胞的药物敏感性，降低药物用量和副作用，逐渐成为肿瘤治疗研究新热点。

基因治疗是肿瘤治疗研究的新方法，原理是通过导入外源miRNA或抑制细胞内miRNA表达，从而实现抑制癌基因或上调抑癌基因表达的目的，比如：（1）导入双链RNA，经细胞内Dicer酶切割形成若干miRNA分子，与靶基因特异性结合，抑制癌基因表达；（2）导入可编码miRNA的质粒DNA，产生源源不断的miRNA分子，与靶基因特异性结合，抑制癌基因表达，但该法采用的腺病毒或逆转录病毒载体存在感染风险；（3）导入反义miRNA分子，直接与靶基因特异性结合，抑制癌基因表达。Xu等[17]研究结果显示，采用脂质体将反义miR31导入A549细胞内，反义miR31能与靶基因特异性结合，抑制癌基因表达，从而抑制肺癌细胞的增殖。Matsubara等[18]研究发现，针对靶基因设计合成反义寡核苷酸分子，并借助脂质体转染A549细胞后，能有效抑制miR17和miR20a的表达，引起肺癌细胞的凋亡。目前，大量研究表明，基因治疗逐渐成为肿瘤治疗研究的新热点。

4问题与展望

尽管大量研究表明，微RNA表达改变与多种肿瘤发生关系密切，但目前利用微RNA作为肿瘤基因诊断指标，尚缺乏一套成熟的判断标准。而通过导入外源miRNA或抑制细胞内miRNA表达，从而实现抑制癌基因或上调抑癌基因表达目的的基因治疗，也由于靶向性、安全性和有效性等问题，使基因治疗研究面临重重困难。尽管如此，作为一类新型分子标记物，微RNA在肺癌发生发展、基因诊断和基因治疗中的应用价值仍然是今后研究的热点。参考文献[1]Powdrill MH，Destrochers GF，Singaravelu R，et al.The role of microRNAs in metabolic interactions between viruses and their hosts[J].Curr Opin Virol，2016（19）：7176.

[2]Regazzo G，Terrenato I，Spagnuolo M，et al.A restricted signature of serum miRNAs distinguishes glioblastoma from lower grade gliomas[J].J Exp Clin Cancer Res， 2016，35（1）：124.

[3]Tao ZQ，Shi AM，Li R，et al.Role of microRNA in prostate cancer stem/progenitor cells regulation[J].Eur Rev Med Phamacol Sci，2016，20（14）：30403044.

[4]DongXu W，Jia L，SuJuan Z，et al.MicroRNA185 is novel tumor suppressor by negatively modulating the Wnt/βcatenin pathway in human colorectal cancer[J].Indian J cancer，2015，52（Suppl 3）：E182185.

[5]SuárezArriaga MC，RibasAparicio RM，RuizTachiquin ME.MicroRNAs in hereditary diffuse gastric cancer[J].Biomed Rep，2016，5（2）：151154.

[6]Oeztuerkwinder F，Guinot A，Ochalek A，et al.Regulation of human lung alveolar multipotent cells by a novel p38a MAPK/miR1792 axis[J].EMBO J，2012，31（16）：34313441.

[7]Dai X，Fan W，Wang Y，et al.Combined delivery of let7b Micro RNA and paclitaxel via biodegradable nanoassemblies for the treatment of KRAS mutant cancer[J].Mol Pharm，2016，13（2）：520533.

[8]Tsai CH，Lin LT，Wang CY，et al.Overexpression of cofilin1 suppressed growth and invasion of cancer cells is associated with upregulation of let7 microRNA[J].Biochim Biophys Acta，2015，1852（5）：851861.

[9]Dutta A，Lee YS.The tumor suppressor microRNA let7 represses the HMGA2 oncogene [J].Genes Dev，2007，21（9）：10251030.

[10]Tan M，Wu J，Cai Y，et al.Suppression of wnt signaling by the miR29 family is mediated by demethylation of WIF1 in nonsmallcell lung cancer[J].Biochem Biophys Res Commun，2013，438（4）：673679.

[11]Chen SW，Wang TB，Tian YH，et al.Downregulation of microRNA126 and microRNA133b acts as novel predictor biomarkers in progression and metastasis of non small cell lung cancer[J].Int J Clin Exp Pathol，2015，8（11）：1498314988.

[12]Zhu W，Zhou K，Zha Y，et al.Diagnostic value of serum miR182，miR183，miR210，and miR126 levels in patients with earlystage nonsmall cell lung cancer[J].PloS One，2016，11（4）：e0153046.

[13]Shikeeva AA，Kekeeva TV，Zavalishina LE，et al.Expression of microRNA let7a， miR155，and miR205 in tumor and tumoradjacent histologically normal tissue in patients with nonsmall cell lung cancer[J].Arkh Patol，2016，78（3）：310.

[14]Patnaik SK，Kannisto E，Mallick R，et al.Overexpression of the lung cancerprognostic miR146b microRNAs has a minimal and negative effect on the malignant phenotype of A549 lung cancer cells[J].PloS One，2011，6（7）：e22379.

[15]Weidhaas JB，Babar I，Nallur SM，et al.MicroRNAs as potential agents to alter resistance to cytotoxic anticancer therapy[J].Cancer Res，2007，67（23）： 1111111116.

[16]Bemis LT，Weiss GJ，Nakajima E，et al.EGFR regulation by microRNA in lung cancer：correlation with clinical response and survival to gefitinib and EGFR expression in cell lines[J].Ann Oncol，2008，19（6）：10531059.

[17]Xu H，Ma J，Zheng J，et al.MiR31 functions as a tumor suppressor in lung adenocarcinoma mainly by targeting HuR[J].Clin Lab，2016，62（4）：711718.

[18]Matsubara H，Takeuchi T，Nishikawa E，et al.Apoptosis induction by antisense oligonucleotides against miR175p and miR20a in lung cancers overexpressing miR1792[J].Oncogene，2007，26（41）：60996105.

（收稿日期：2016-08-02修回日期：2016-09-23）

（編辑：潘明志）