微小核糖核酸调控肾细胞癌发生发展及参与诊断治疗的研究现状

徐宏磊　任雨　姚许平

[摘要] 微小核糖核酸（microRNA，miRNA）是一類长约20～25个核苷酸的非编码单链小核糖核酸分子。成熟miRNA在转录或翻译水平调节基因的表达功能。最新研究表明，miRNA参与肾细胞癌（renal cell carcinoma，RCC）的发生发展过程，调控RCC的增殖、凋亡、转移与侵袭，并且人类血清中miRNA表达稳定，在RCC等多种肿瘤中均发现有表达异常。本综述的目的是探讨miRNA在RCC发展过程中的分子机制及血清miRNA与RCC诊断及预后的相关性，并简要概述这些小分子最终可能作为治疗目标。

[关键词] miRNA；RCC；分子机制；肿瘤标志物；靶向治疗

[中图分类号] R737.11 [文献标识码] A [文章编号] 1673-9701（2016）36-0159-04

[Abstract] MicroRNAs （microRNA， miRNA） are a non-coding single stranded small RNA molecule， including of a class of 20-25 nucleotides. Mature miRNA regulates gene expression at transcriptional or translational level. The latest research shows that miRNA is involved in renal cell carcinoma （renal cell， carcinoma， RCC） in the occurrence and development process， the regulation of RCC proliferation， apoptosis， invasion and metastasis， on the other hand ，the expression of miRNA is stable in the human's serum， and is abnormal in many kinds of tumors including RCC. The aim of this review is to investigate the molecular mechanism of miRNA in the development of RCC and the correlation between serum miRNA and RCC diagnosis and prognosis， and a brief overview of these small molecules may ultimately serve as therapeutic targets.

[Key words] miRNA； RCC； Molecular mechanism； Tumor markers； Targeted therapy

肾细胞癌（RCC）是成人肾脏中最常见的恶性肿瘤，根据美国2014年的统计数据表明，共有63920新增RCC患者，13860患者死于RCC[1]。目前RCC主要分为四个亚型，分别为透明细胞癌（clear cell renal carcinoma，ccRCC），占所有RCC中的75%，乳头状癌（papillary RCC，pRCC）、嫌色细胞癌（chromophobe RCC，chRCC）、肾嗜酸细胞瘤（oncocytomas）和稀有亚型[2]。RCC早期多无明显症状，诊断主要依靠影像学检查，但多数患者发现肾占位时已属较晚期，无法行保留肾单位或无法行根治性切除术，且RCC对放、化疗均不敏感[3]。虽然近年来RCC的生物靶向治疗取得了一些进展，如抗血管内皮生长因子（VEGF）和抑制mTOR途径[4]。但这些靶向药物有一定的不良反应，有待于进一步研究和改善，且价格昂贵，也仅限于晚期患者。因此，我们需要找到高特异性和高灵敏度的分子肿瘤标志物，其不仅可以早期发现RCC，而且还能为治疗提供依据。miRNA是近期发现的一种非编码单链小分子核糖核酸，最新研究表明，miRNA与RCC的增殖、凋亡、转移及侵袭均存在密切的相关性。近期也有较多研究提示血清miRNA作为一种特异性肿瘤标志物，有利于肾癌诊断、预后判断及治疗。

1 MicroRNAs来源

miRNA是众多小RNA中的一类。miRNA的产生过程复杂，目前大致的产生机制是：首先是在细胞核内通过RNA聚合酶II作用下转录形成初级miRNA（pri-miRNA），再由Drosha-DGCR8酶复合物的作用下形成前体miRNA（pre-miRNA），然后通过Exportin-5/RanGTP复合物转运进入细胞质中，被Dicer酶切为双链miRNA，进而双链裂解为单链，最终，被裂解的单链成熟miRNA结合其他蛋白组装成RNA诱导的沉默复合体（RNA-induced silencing complex，RISC），RISC结合到其特异靶mRNAs的3UTR区，导致 mRNA的降解或翻译抑制，从而导致转录基因的沉默[5，6]。

2 组织miRNA与RCC的分子机制

2.1 miRNA与RCC增殖

肿瘤的特征之一是不受控制的增殖，miRNA能够干扰肿瘤的增殖。例如，Hidaka H等[7]发现抑癌因子miRNA-1285在RCC组织中低表达，从而促进致癌因子转谷氨酰胺酶2（TGM2）的表达，促进肿瘤的增殖。miRNA-199a，也在RCC组织中低表达，它的下调促进了糖原合成酶激酶3β（GSK3β）的生成，GSK3β是一种RCC的生长促进剂[8]。另一个肿瘤抑制剂miRNA-205，在RCC组织中显著下调，而miRNA-205通过磷酸化酪氨酸激酶调控细胞外信号调节激酶1和2（ERK1/2）抑制细胞增殖[9]，它的下调促进了肿瘤的增殖。另有研究表明，miRNA-185作为致癌miRNA，在RCC组织中高表达。miRNA-185抑制PTEN表达后，可以激活PI3K-AKT信号通路及下游靶基因mTOR，从而促进RCC的增殖[10]。还有一些针对胰岛素样生长因子1（IGF1）的miRNA和抗血管内皮生长因子的miRNA-126，均对肿瘤的调节有积极作用[11]。

2.2 miRNA与细胞凋亡和细胞周期

在RCC组织中稳定表达的miRNA-205通过抑制细胞周期蛋白D1和myc的表达，从而使G0/G1期细胞周期阻滞和细胞凋亡[9]。miRNA-221、miRNA-222在RCC组织中高表达，其可在翻译水平抑制P27的表达，P27主要控制G1-S期的转化，可使细胞周期停滞在静止期，可见miRNA-221、miRNA-222的高表达促进肿瘤细胞增殖[12]。另外，miRNA-23b在肾癌中呈现高表达状态，通过诱导活性氧自由基（ROS）产生和抑制缺氧诱导因子HIF形成，最终诱导肾癌细胞的凋亡[13]。

2.3 miRNA与RCC转移和侵袭

致瘤因子miRNA-21，它能直接下调凋亡前体蛋白PDCD4，从而促进AKT和IKKβ的激活，导致NFkB因子的转录，促进ACHN和786-O细胞系的转移和侵袭[14]。miRNA-34a抑制骨髓细胞瘤病毒癌基因同源物（MYC）是通过结合它的3，UTR，从而抑制了myc-s-phase激酶相关蛋白2（Skp2）-myc相关锌指蛋白1（Miz1）复合物的功能，该复合物通常能激活Ras同源物基因家族成员（RhoA）和c-myc阳性转录延伸因子（ptefb），从而相应的激活RCC中的一些基因[15]。miRNA-134可能通过抑制KRAs基因的表达来抑制其下游ERK通路的激活，进而阻断肿瘤细胞的上皮间质转化过程（EMT），影响肿瘤细胞的侵袭和转移[16]。

3 循环miRNA与RCC的诊断及预后

目前，影像学技术的广泛使用使得更多的肾细胞癌病例被早期的发现。然而，许多早期RCC难以与良性肾脏肿瘤相鉴别，这可能导致不正确的诊断和行不必要的肾切除术。此外，RCC患者的术后随访也主要依赖于影像学技术和临床症状的评估[17]。因此，具有高灵敏度和特异性的血清miRNA，能早期诊断RCC，早期发现RCC复发和转移，可以作为一种新型的肿瘤标志物，具有较高的临床价值。国内毕兴等[18]通过收集ccRCC患者和健康人群血液标本各20例，采用实时定量聚合酶链式反应（PCR）的方法检测两组标本miRNA-378的表达情况，比较两者的表达差异，结果发现ccRCC组血清中miRNA-378呈高表達状态，因此他们认为，ccRCC患者血清中miRNA-378呈现高表达，有可能成为筛查ccRCC患者的生物学指标。Fedorko M等[19]通过收集195例RCC患者和100例健康人群血液标本及20例RCC患者术前和术后三个月血清标本，各自比较血miRNA-378和miRNA-210的表达水平，并且分析miRNA-378的表达与肿瘤分期的相关性。结果发现RCC组血清miRNA-378和miRNA-210高表达，联合分析这些miRNA鉴别RCC患者与健康人群的灵敏度为80%，特异度为78%，并且其表达水平在做根治性肾切除术后下降。另外，miRNA-378的上升水平与健康患者和各个分期的RCC患者具有显著相关性。因此他们认为miRNA-378和miRNA-210能作为一种生物标志物用来早期发现RCC，并且能预测患者的预后。Redova M等[20]通过收集15例RCC患者和12例健康人群血液标本，运用低密度基因芯片检测667种miRNA的表达水平，结果发现在RCC患者血清中，19种miRNA高表达，11种低表达；在验证阶段，通过收集90例RCC患者和35例健康人群血液标本，运用实时定量PCR的方法检测血清miRNA-378和miRNA-451的表达水平，结果发现在RCC患者血清中，miRNA-378高表达，miRNA-451低表达，联合应用miRNA-378和miRNA-451诊断RCC的灵敏度为81%，特异度为83%，曲线下面积（AUC）为0.86。Teixeira AL等[21]通过收集43例RCC患者和34例健康人群血液标本，通过实时定量PCR的方法检测血清miRNA-221、miRNA-222的表达水平，结果发现RCC患者血清miRNA-221、miRNA-222表达量高于健康人群，并且，有远处转移的RCC患者血清miRNA-221的表达量高于无远处转移的患者，另外，他们发现血清高表达miRNA-221的患者总体生存率较低，因此他们认为血清miRNA-221、miRNA-222能作为一种非侵入性的肿瘤标志物，并且能预测患者的预后。

4 miRNA与RCC的治疗

随着miRNA在发病机制中扮演着越来越重要的角色，我们需要在以miRNA为基础的治疗发展中投入更多的努力，抑癌miRNA和促癌miRNA的调节功能的潜在应用不断受到重视[22]。例如，通过上调（miR-203 mimics）或下调（miR-203 inhibitor）RCC细胞内miR-203的表达后发现，miR-203可以直接靶向成纤维细胞因子-2，从而调控RCC细胞的增殖和转移能力[23]。另外，通过抑制miRNA-210的表达能减少ACHN和Caki-2细胞系的活力，使Caki-2的G2期细胞周期阻滞，它的下调也能减少ACHN细胞系的转移和侵袭能力[24]。另有研究报道，miR-34a在肾癌ACHN， 786-O和SN12PM6三种肾癌细胞系中扮演了抑癌角色，并且通过靶向CD44介导了肾癌细胞的增殖和转移过程[25]。此外，在肾癌细胞衰老过程中，miR-138扮演了重要的角色。有研究表明，miR-138在肾癌的组织及细胞系中呈现低表达状态，并且上调miR-138 （miR-138 mimics） 加剧SN-12细胞衰老过程，同时伴随着EZH1水平的下调和P16水平的上调。因此，miR-138通过下调EZH2表达和上调P16表达诱导SN-12细胞衰老过程[26]。

因此，miRNA在RCC治疗方面具有较大的潜力。

5小结

综上，miRNA与RCC的发生、发展相关，有望成为新的肿瘤标志物用于RCC的诊断及预后判断。而且，针对其作用机制，miRNA有望成为治疗RCC的一种新方法。然而，关于miRNA与肿瘤的许多问题都尚未阐明，它的表达失常既可以是RCC发生发展的诱因，也可能是RCC发病引起的，并且血清中miRNA的来源尚不清楚。因此，需要更多的研究去准确的验证miRNA调控RCC的机制。