微泡介导的miRNA在急性髓系白血病中的研究进展

2019-02-13刘小高胡燕宁陈珍惜董敏

实用医学杂志 2019年6期

刘小高胡燕宁陈珍惜董敏

桂林医学院附属医院血液内科（广西桂林541000）

急性髓系白血病（acute myeloid leukemia，AML）是一种常见的成人血液恶性肿瘤。近年来研究表明细胞释放的微泡（microvesicles，MVs）可以将非编码小 RNA（microRNA，miRNA）转移到邻近或远处的细胞内，通过与受体细胞内特定的mRNA3′-UTR结合调控目标基因表达，影响细胞分化及凋亡。白血病MVs能将正常造血干细胞转化为白血病造血干细胞，且与miRNA表达异常密切相关，因此进一步研究AML患者miRNA表达情况，有助于进一步理解该病发病机制及为今后临床诊治提供新思路。

1 MVs及miRNA与AML发生

急性髓系白血病以造血干/祖细胞异常分化增殖、凋亡抑制为主要特征。尽管目前治疗缓解率逐年提高，但仍有60%～70%的患者在首次诊断后5年内死亡，进一步研究其发病机制有助于早期诊断及治疗［1］。近几年研究显示该病发生除与基因突变和染色体异常外，还与造血微环境、表观遗传学等改变密切相关。微泡作为造血微环境的重要组成部分，主要来源于细胞激活、损伤或凋亡后从母体细胞胞膜出芽形成直径约为100～1 000 nm的膜包囊微粒，除共享母体细胞的表面标记外，MVs还能将膜内携带的母体细胞脂质、生长因子、细胞因子、蛋白、mRNA、miRNA、长链非编码RNA以及DNA片段转运至受体细胞，促进受体细胞表型变化，发挥着细胞间通讯的重要作用［2］，MVs中携带的miRNA作为最重要的转录后调控元件，通过直接结合特定mRNA靶点的3′-非编码表达区（3′-untranslation region，3′-UTR）来调控基因表达，抑制目标mRNA表达、翻译或诱导mRNA降解以降低蛋白质合成［3-4］，最终诱导白血病干细胞形成、促进肿瘤细胞增殖、血管形成、浸润、转移、免疫逃逸等多个病理生理过程来调控白血病发生发展［3］，本文主要通过研究MVs与白血病细胞融合后受体细胞miRNAs表达水平，以进一步探讨miRNA、MVs与急性髓系白血病之间的关系。

2 AML与miRNA

越来越多的研究表明miRNA通过微泡在细胞之间转移，在白血病早期能将健康造血干细胞（hematopoietic stem cells，HSC）转化为白血病干细胞（leukemic stem cells，LSC），可能与 miRNA通过MVs实现细胞间通信有关［5-6］。白血病微泡处理后的造血干细胞组较对照（无微泡处理）和正常（正常微泡处理）组microRNA-21、miRNA-125b、microRNA-126等基因表达均明显增加［6-7］，表明白血病细胞微泡内携带的miRNA能将HSC诱导为LSCs，可能与AML发病密切相关。进一步研究AML患者白血病细胞内miRNA表达情况，有助于对AML早期诊断、治疗及预后评估提供新方法。

2.1 miRNA⁃21miRNA-21被证实是多种肿瘤早期恶性病变中异常表达的miRNAs，如乳腺癌、肺癌、胃癌、前列腺癌和结肠癌等上皮细胞来源的MVS中高表达，近年来研究表明其在血液系统恶性肿瘤如白血病，淋巴瘤和多发性骨髓瘤中表达［6，8-11］。与HSC相比，LSC中miRNA-21表达显著升高，表明miRNA-21的上调与AML的侵袭性进展和不良预后有关［12］。LEIGHTON 等［13］研究表明，抑制miRNA-21表达可降低集落形成细胞和集落刺激因子活性，通过消除体内具有活性的白细胞，使AML模型小鼠无白血病存活；在另一项体内实验中也发现通过抑制miRNA-21表达，可进一步通过抑制PI3K/Akt/mTORsh信号通路的激活，增强细胞免疫以清除白血病细胞［14］。以上研究表明应用miR-21特异性拮抗剂可以调节原代髓样细胞生长发育过程，进一步研究miRNA-21拮抗剂，可为临床治疗AML提供新思路。

2.2 miRNA⁃125bmiRNA-125b被认为具有通过促进BCR-ABL1基因重排诱发白血病的致癌能力，在多种白血病的进展中具有重要的调控作用。既往研究发现白血病K562细胞分泌的MVs中miRNA-125b表达异常增高，且将以上MVs与脐带血共培养后，发现受体细胞miRNA-125b上调显著［7］，因此猜想miRNA-125b可能通过MVs在细胞间传递调控受体细胞基因表达，诱导正常造血干细胞向慢性粒细胞白血病转变，参与AML发病机制。miRNA-125b还可降低粒细胞分化标志物如CD11、CD18和CD64的mRNA表达，通过miRNA-125b抑制PU.1和巨噬细胞集落刺激因子受体的mRNA表达，诱导U937和HL60细胞S期细胞周期停滞；而在单核细胞中，miRNA-125b的直接靶点Fes通过上调PU.1抑制单核细胞分化，促进白血病细胞增殖［15］。因此应用miRNA-125b抑制剂可减少miRNA-125b对细胞分化的阻断作用，抑制白血病细胞产生。然而并非所有研究均表明miRNA-125b在白血病发生发展中起促进作用，WANG等［16］研究发现miRNA-125b可通过NF-kappaB信号通路诱导AML细胞G2/M周期阻滞，以显著抑制人类AML细胞的侵袭、增殖，促进细胞凋亡，被认为是AML的一个有前景的治疗靶点。由于在不同实验中观察miRNA-125b对AML作用效果不同，因此暂时还不能判断其是否为AML的不利基因信息，仍需进行大量基础实验研究。

2.3 miRNA⁃126miRNA-126被称为内皮细胞特异性miRNA，外源性的miRNA-126可通过MVs转运至靶细胞抑制细胞凋亡调节血管发育和血管生成，具有调控HSCs的激活及生长的功能［17-18］。然而近年来研究发现miRNA-126在所有AML细胞系中均有较高表达，其高表达与患者生存率低、复发率高以及LSC/HSC信号中存在的基因表达有关［19-20］。DING 等［21］研究发现高表达的 miRNA-126抑制AML细胞凋亡可能与miRNA-126通过降解肿瘤坏死因子受体相关因子7基因表达，并进一步阻断C-FLIP通路及激活caps-3和caps-8通路有关。降低AML细胞中miR-126的表达不仅可诱导LSCs细胞凋亡，还能增强HSCs的增殖能力，因此miRNA-126抑制剂也可能成为AML的潜在治疗靶点。

2.4 miRNA⁃181amiRNA谱中除上述AML危险因子外，也发现多个AML的保护性因子如miRNA-181a、miRNA let-7、miRNA-29b。ZHANG等［22］研究发现AML正常核型患者中miRNA-181a高表达组和低表达组的总体生存率分别为25.0个月和15.0个月，无复发生存率分别为21.4个月和11.2个月表明miRNA-181a是AML的保护性因子；另一项研究也发现miRNA-181a与儿童和青少年细胞遗传学正常AML患者的总体生存率呈显著相关，表明miRNA-181a的表达水平可以作为AML患者正常核型的重要预后指标［23］，miRNA-181a对AML具有保护性作用，通过上调miRNA-181a可能减少AML白血病细胞增殖及浸润。

2.5 miRNAlet⁃7c Let-7c属于miRNA let-7家族中的一员，在各种细胞分化增殖过程中发挥重要作用。研究表明t（8；21）和inv（16）的AML患者的APL细胞中let-7c表达减少，而经全反式维A酸治疗后，随着APL细胞分化成熟let-7c表达也明显升高［24］。PELOSI等［25］发现 PBX2是一种著名的同源域蛋白，其异常表达增强了Hoxa9依赖性的白血病发生，是一种可能导致AML表型变化的新型let-7c靶点。let-7c的异位表达具有促进AML细胞系和原代细胞的粒细胞分化的能力，上调miRNA let-7c表达可能对临床AML的治疗提供新的方案。

2.6 miRNA⁃29amiRNA-29a通过对细胞周期性蛋白和细胞周期性蛋白依赖性激酶基因的负性调控，以调节正常髓系分化，是AML的又一重要的保护性miRNA。既往研究表明与过度表达miRNA-29a/miRNA-29b的MVs共培养，可有效减少K562细胞生长并诱导其凋亡［26］；向AML模型小鼠静脉注射miRNA-29a、-29b和-29c可显著缓解白血病症状，揭示miRNA-29可能通过抑制AKT2和CCND2 mRNA表达在白血病发生中起肿瘤抑制因子的作用［27］。因此进一步研究MVs中miRNA-29表达水平，有助于判断AML发展趋势。

除以上几种MVs源性miRNA外，还存在许多与AML发病相关miRNA，如LSC源性微泡miRNA-34a可通过抑制TIM-3表达进一步促进AML细胞凋亡、抑制AML复发，是AML又一保护性因子［28］。随着研究的深入，将发现更多与AML发病密切相关的MVs源性miRNA，通过研究或调控特异性miRNA表达水平，可为临床上AML的诊治提供重要的指导。