miRNA在急性早幼粒细胞白血病中的研究进展

陈诚 陈占国

1温州医科大学附属第二医院检验医学学科（浙江温州 325000）；2温州医科大学仁济学院（浙江温州325035）

急性早幼粒细胞白血病（acute promyelocytic leukemia，APL）是一种异常早幼粒细胞恶性增生并伴随重现性细胞遗传学异常的急性髓细胞白血病（acute myelocytic leukemia，AML）［1］。在 WHO 修订的髓样肿瘤和白血病分类2016版中，已将PML-RARα阳性APL被列为独立的AML亚型［2］。PML-RARα融合基因是APL发病和全反式维甲酸（all-trans retinoic acid，ATRA）诱导分化治疗的分子细胞遗传学基础［3］。APL特有的染色体易位t（15；17）（q22；q12）形成PML-RARα融合基因，其融合蛋白再通过转录抑制的方式干扰正常粒细胞的增殖和分化，最后使髓细胞分化停滞于异常早幼粒细胞阶段。微小RNA（microRNA，miRNA）是一类内生的、长度约为20～24个核苷酸的非编码小RNA，miRNA通过与靶信使核糖核酸（mRNA）特异结合，从而抑制转录后基因表达，在调控基因表达、细胞周期、生物体发育时序等方面起重要作用，因此它在APL发生发展和诱导分化治疗等方面发挥了重要作用［4-5］。随着对发病机制研究的深入及多种新型治疗药物的发现，APL的治疗策略呈现多样化，疗效也显著改善。柔红霉素（daunorubicin，DNR）可与DNA结合，并抑制核酸的生物合成，是目前治疗APL的主要化疗药物之一。ATRA是维生素A的衍生物，它靶向降解PML-RARα融合蛋白，恢复野生型RARα和PML基因功能，解除了基因的转录抑制，最终重新诱导髓系分化，使得早幼粒细胞阶段的白血病细胞分化成熟［6］。三氧化二砷（arsenic trioxide，ATO）用于APL诱导缓解治疗与ATRA作用机制有所不同，但是两者有协同作用，显示良好的应用前景。最新的研究表明，在ATRA和ATO的联合治疗过程中，通过干扰素调节因子8（interferon regulatory factor 8，IRF-8）的调节能够提高APL患者的治愈率［7］。精准医疗的出现，使得miRNA进入笔者的视线。本文综述了miRNA在APL诊断、发病机制、靶向治疗和预后判断等方面的作用，为APL的精准诊疗提供帮助。

1 miRNA在APL发病机制中的作用

miRNA作用于不同的信号通路调控APL的发生、发展，多个miRNA可作用同一靶基因，同一miRNA也可调控多个靶基因。PML-RARα融合蛋白诱发APL的发生。最新的研究［8］显示，TRIB3基因与APL进展和治疗耐药，其表达增高可促进PML-RARα诱发的APL进展，其表达抑制诱导p53介导的APL细胞衰老。这为研究APL的发病机制以及治疗提供新的方案。研究［9］发现，DAPK1和p14（ARF）正调节p53基因表达，后者是miR-34a和miR-34b/c转录后调节的作用靶标，DAPK1基因、miR-34a和miR-34b/c的甲基化是肿瘤特异性的，它们在正常的骨髓样本中不发生甲基化，而在NB4中完全被甲基化，因此miR-34b/c是一种肿瘤抑制因子，其启动子甲基化会导致APL的发生。有报道miR-299在APL中的表达，它显著诱导细胞生长和细胞周期，主要通过抑制p21Cip1/Waf1促进APL细胞的生长［10］。对APL发病机制的深入研究，将会为它的诊断和治疗提供理论依据。

2 miRNA在APL诊断中的作用

在不同细胞谱系和不同发育阶段阶段，miRNA表达具有组织特异性和高度调控性［11］。尽管AML是异质性很高的一类白血病，涵盖一系列细胞形态谱系和分化阶段，但APL往往有特殊的基因表达谱，鉴定miRNA表达可以用于APL的诊断、预后判断或选择合适的治疗。研究［12］显示，miR-223在APL呈现为低表达，APL细胞分化时受到miR-223、NFI-A和C/EBPa调节环路的控制，其表达明显升高，miR-223可用于APL诊断和治疗反应的标志物。miR-125b在APL中呈现高表达，它通过调节多个细胞增殖（如PI3K/Akt和MAPK的信号途径）的信号通路，促进APL细胞增殖［13］。这提示了高表达的miR-125b及其低表达的靶基因可能作为APL诊断或治疗的靶标。APL细胞PML-RARα融合基因可促进miR-181a/b特异性表达，后者下调RASSF1A肿瘤抑制基因的表达，因此miR-181a/b作为APL致癌miRNAs（oncomiRs），可用于APL的诊断或治疗靶标［14］。另据报道，miR-181在不同AML亚型中表达丰度不同，在非APL的AML中作为肿瘤抑制因子，可用于非APL的AML诊断和预后判断［15］。

3 miRNA在APL治疗中的作用

研究［16］表明，miR-21、miR-125b、miR-181d、miR-27a等5种miRNA的表达改变可能与HL-60细胞耐药性有关，可用于APL疗效的检测。miR-638作用于CDK2基因可调节增殖和髓系分化，它可作为白血病治疗或AML诊断和预后的新型标志物。研究［13］显示，miR-125b促进APL的细胞增殖，并参与了PI3K/Akt和MAPK信号通路，因此miR-125b具有多种调节癌细胞增殖途径，可作为一种新型的APL治疗位点。同时miR-125b在儿童APL中呈现高表达，且可以通过调节肿瘤抑制基因Bak1的表达来促进细胞增殖和抑制细胞凋亡，这可能可以成为治疗儿童APL的一个潜在靶点［17］。

miR-182在APL中存在异常表达，通过对抑癌基因的负调控发现miR-182具有诱导APL发生、发展的特性［18］。另外，CASP9表达与miR-182抑制有关，CASP9蛋白在线粒体细胞死亡途径中作为细胞凋亡的启动子，发挥了重要的作用［18］。因此，拮抗miR-182可能作为APL治疗的一种途径。AC9是腺苷酸环化酶（adenylate cyclase，AC）一种的异构体，能催化ATP转化为cAMP，并在新确诊或复发的APL患者中的表达比治疗缓解患者和非白血病对照的表达低，确认它与APL发病密切相关［19］。NB4细胞内AC9的基因敲除阻滞ATRA诱导的APL细胞分化，miR-181a介导AC9蛋白的下调能降低细胞内cAMP水平，并抑制了ATRA诱导的APL细胞分化［19］。这预示了拮抗miR-181a可能作为APL治疗的一种方式。另据报道，ATRA诱导APL细胞分化时，miR-146a明显下调，靶基因Smad4上调，证实了miR-146a可能通过作用于TGF-β1/Smad信号转导通路进而影响APL细胞的增殖［20］。因此，拮抗miR-146a也可能作为APL治疗的途径。随着分子生物学的发展，越来越多作为癌基因的miRNAs被发现，采用miRNAs的拮抗剂可能可用于APL的治疗。

4 miRNA在APL预后判断中的作用

miRNA与APL的预后存在一定关系。尽管APL的治愈率相对于以前来说已经提高很多，但是APL的长期预后效果仍不理想，并不能起到很好的作用，如引起不可逆转的耐药性并导致完全缓解的临床失败［21］。在APL的发生发展过程中，控制细胞谱系的遗传途径目前仍未清楚。有研究报道miR-146a的表达与它的目标基因Smad4和NB4细胞的生物学行为间存在相关性。在对APL患者的临床样本分析中可以发现，miR-146a影响了NB4细胞的凋亡和增殖以及APL细胞内的内源性Smad 4蛋白的表达［20］。miR-146a的表达水平与白细胞计数和PML-RARα融合蛋白的表达呈正相关。miR-146a表达水平与Smad 4蛋白质和辅助T细胞（Th）/抑制T细胞（Ts）比率负相关［22］。该研究表明，miR-146a在APL的发展中扮演了重要角色，这在一定程度上是通过对Smad 4蛋白质表达的抑制。因此miR-146a可以作为一种致癌基因，为APL预后提供一种新的标志。在原发性AML患者中miR-143和miR-145的表达受到明显的抑制，更进一步的分析发现在miR-143抑制的时候APL细胞的分化会减弱［23］，这也为APL的预后提供新思路。

5 展望

随着研究的进展以及科技的进步，越来越多的与APL存在相关性的miRNA被发现，这对理解APL的发病机制、诊断、治疗、预后等方面起着很大帮助。同时，miRNA可作为APL诊断、预后的标志物，但常规应用尚待时日。哪些miRNAs能作为APL潜在治疗靶标的价值，还要进一步验证，希望以miRNA为基础的治疗能尽早进入人体临床试验，发挥新型抗癌药物的效果。通过miRNA的调节可能存在一种新型的治疗方式来治疗AML。另外miRNAs快速非侵入性无创检测的试剂盒研发，在APL早期诊断、治疗等方面中有着至关重要的作用，且检测的样本多样，不仅仅局限于血清样本。

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