微小RNA对结肠癌调控机制的研究进展

魏蔚 刘敏 钟加滕

1.新乡医学院基础医学院，河南新乡 453003；2.平顶山学院医学院，河南平顶山 467000

微小RNA是内源性单链小分子，由大约20个核苷酸所组成，近年来生物界对微小RNA进行了反复的研究，随着研究的深入，许多学者发现患有恶性肿瘤的患者其机体内微小RNA的表达水平会出现明显变化，并且肿瘤细胞发生分化、生殖后微小RNA的表达水平也会随之发生变化，这意味着微小RNA可以作为抑癌基因或促癌基因，其对肿瘤细胞的增殖与分化均有一定调控作用[1]。而结肠癌在发生、发展上与许多基因表达异常有着密切的联系，微小RNA异常表达也在其中，这意味着若能探明微小RNA对结肠癌发生、发展的影响以及影响机制，便可以进一步推动结肠癌分子靶向治疗的发展，使结肠癌的治疗获得更高的成就[2]。而微小RNA对结肠癌调控机制正是该文所要研究的课题。

1 微小RNA的组成

微小RNA分值的组成为17～25个核苷酸，实质上为单链的小分子RNA，其源于原始转录体。动物的原始转录体最初剪切于细胞核中，在Dorsha酶的剪切下形成了大约70个左右的核苷酸，并形成了茎环结构的微小RNA前体；随后，原始转录体借助依赖性合核浆自细胞核转入细胞质，在经过转运之后原始转录体与细胞质中的TARBPs/PRKRA与DICERI相结合，进而完成二次剪切，最终形成了双链的微小RNA，这时微小RNA的双链分子分别有1条成熟的微小RNA与1条反义链，其中成熟的微小RNA被AGO识别，二者相结合，使反义链与之脱离，形成微小RNA分子，反义链则被降解。

2 微小RNA的作用

既有的研究认为，微小RNA是非编码单链分子，具有高度保守特性，其可以和靶基因mRNA3’段的非编码区相结合，使mRNA的翻译被抑制，从而推动靶基因的降解。由于单链分子并无解码作用，故微小RNA或是结合mRNA编码区来起作用，或是识别mRNA3’端非转录区靶基因来起作用，而在其起作用的过程中，AGO蛋白是关键蛋白，其既可以与微小RNA相结合形成结合体，也能经由mRNA出立体与TNRC6蛋白对mRNA水平进行调节[3]。事实上，在正常的细胞中，微小RNA可以和靶基因mRNA实现特异性的结合，其可以诱导mRNA使其降解，并抑制蛋白合成，进而实现对细胞分化、增殖、凋亡以及信号转染的调控。而在结肠癌等恶性肿瘤的肿瘤细胞中，部分微小RNA则可以对信号转导产生影响，诱发结肠癌等恶性肿瘤的发生，另外一部分微小RNA则是随着表达水平升高，会对结肠癌等恶性肿瘤的肿瘤细胞生长产生抑制作用。

3 微小RNA的促癌或抑癌机制

目前，微小RNA的促癌或抑癌机制主要有如下3种。

3.1 促进或抑制肿瘤细胞凋亡

微小RNA-224是一种促癌基因，其在恶性肿瘤患者中有着较高的表达，可以对Fas蛋白的含量产生影响，使mRNA的表达受到抑制，从而减少肿瘤细胞凋亡。微小RNA-15a与微小RNA-16-1L则是抑癌基因，其与微小RNA-224作用相反，可以使肿瘤细胞凋亡，关于其作用机制，主要是与Bcl-2的非翻译区结合，使Bcl-2具有更少的蛋白含量，从而使肿瘤细胞出现细胞程序性的凋亡[4]。

3.2 促进或减少新血管生成

肿瘤通过血管来供应血氧，进而不断发育成长，故可以说新血管生成是肿瘤发展的首要条件，而新血管生成来源于血管内皮生长因子的分泌，对其分泌可以产生调节作用的一种物质便是微小RNA。例如，微小RNA-378可以结合血管生长因子非编码区3端的非翻译区，促进血管内皮生长因子的合成；微小RNA-125b在恶性肿瘤细胞中表达的上调则能减少人谷氨酰胺合成酶对血管内皮生长因子受体的降解作用，使机体分泌刺激更多的血管内皮生长因子，进而促进新血管的生成[5]。与之相反的是，微小RNA-18a可以使机体中的锌指蛋白表达上调，使特异性蛋白的过表达受到抑制，对特异性蛋白有较高依赖性的血管内皮生长因子水平将会降低，肿瘤内新血管的生成便会随之减少[6]。

3.3 推动或阻止肿瘤细胞的浸润转移

上皮间质转化是肿瘤细胞发生浸润转移的关键性过程，由于上皮间质转化可以受到E盒结合锌指蛋白基因的调控，因此许多微小RNA都可以通过影响E盒结合锌指蛋白1或E盒结合锌指蛋白2来调节上皮间质转化的表达，从而推动或阻止肿瘤细胞的浸润转移。例如，微小RNA-200所属家族便可以通过对E盒结合锌指蛋白基因进行直接作用来使其表达下调，从而使上皮细胞标志分子表达上调，抑制恶性肿瘤细胞的上皮间质转化，避免肿瘤细胞的转移[7]。而患有结肠癌等癌症的患者其肿瘤细胞中内源性微小RNA-200的表达被抑制，其对肿瘤细胞转移的阻止能力降低，而在管腔细胞内存在的微小RNA-221与微小RNA-222则会使E-eadherin这一上皮细胞标志分子的表达下调，从而使肿瘤细胞具有更强的浸润转移能力[8]。

4 微小RNA调控结肠癌

微小RNA最初于1993年在秀丽隐杆线虫中被发现，其时人们并没有重视其生理功能与作用机制，及至2001年对微小RNA作用与相关机制才给予了充分重视。至今为止，探究微小RNA与肿瘤之间关系的研究数量较少，仅有700多份，而微小RNA与结肠癌之间关系的研究则相对更少[9]。但是从既有研究可以发现，微小RNA可以调控结肠癌的发生与发展，2002年的一项研究显示，染色体13q14中存在2个微小RNA基因——微小RNA-15、微小RNA-16，同时这项检验也发现了微小RNA异常表达与结肠癌之间的关系[10]；同期的另一项研究显示，结肠癌患者的微小RNA-155表达明显上调，而慢性结肠炎患者的微小RNA-155表达则无明显变化，这意味着微小RNA-155切实参与了结肠癌的发展[11]。此外，既有的研究表明，微小RNA-21、微小RNA-139-3P均在结肠癌的肿瘤组织中有着高表达，并且后者还与结肠癌肿瘤细胞浸润转移有着密切的联系，其可以结合Notch-1基因，使其蛋白合成减少，使癌细胞具有更高的抗肿瘤药敏感性，若是其表达下调，则患者容易发生耐药性问题，其肿瘤转移率也会随之升高[12]；微小RNA-21存在于血清中，结肠癌患者的表达高于正常人，其具有促进癌细胞增殖的作用[13]。微小RNA-23a高表达是结肠癌发生浸润转移的主要生物学标志，通过这项指标可以评估结肠癌的发展过程[14]。

针对微小RNA对结肠癌的调控作用，临床可以通过对微小RNA的检测来实现对结肠癌的早期诊断、靶向治疗以及预后评估，这有助于降低结肠癌患者的发病率与死亡率[15]。而微小RNA与恶性肿瘤尤其是结肠癌关系的研究目前数量依然较少，研究不够深入，期望在医学技术进一步发展后微小RNA对结肠癌的诊治能够发挥出更大的作用。

微小RNA参与了结肠癌的发生、发展、浸润转移，不同的微小RNA对肿瘤细胞有不同作用，临床可以基于对微小RNA的检测来实现对结肠癌的准确诊治。