MiR-26a在肺癌中的研究进展

2019-12-25王静西董晓平贺宇彤

实用肿瘤学杂志 2019年6期

王静西董晓平张雪贺宇彤

GLOBOCAN最新估计的全球185个国家36个癌症发病与死亡的数据显示[1]，2018年全球肺癌新发病例约209.39万(11.6%)，死亡病例约176.10万(18.4%)，居全部恶性肿瘤的第一位。在过去的30多年，中国肺癌死亡率呈逐年上升的趋势[2-3]。研究表明早期肺癌经治疗其五年生存率可达90%以上，而晚期肺癌治疗后的五年生存率低于5%[4-5]，因此找到高特异性和敏感性的生物标志物对肺癌的早期诊断和预后具有重要的临床意义。

MicroRNA(miRNA)是一类由约22个核苷酸(nt)组成的非蛋白编码的小分子RNA，通过与靶基因mRNA的3′-非翻译区(3-UTR)特异性地碱基互补配对，导致mRNA的翻译抑制或降解，进而广泛地调控多种致癌途径[6]。MiR-26a是miRNA家族中的一份子，其在肺癌中的研究已多有报道，然而其靶向调控相关蛋白或mRNAs的机制尚未被归纳总结，本文将对miR-26a在肺癌中针对靶基因的调控机制、临床治疗与耐药等方面进行综述。

1 MiR-26a的生物学特征与调节机制

1.1 MiR-26a的生物学特征

MiR-26a属于has-miR-26a家族的成员，有miR-26a-1和miR-26a-2两个亚型，分别位于第3号和第12号染色体。成熟的miR-26a有22个核苷酸，其中约7个核苷酸的种子区域可以通过结合mRNAs诱导相关目的基因编码蛋白质[7]。MiR-26a可在多种癌组织中发挥抑癌或促癌作用，如Zeste基因增强子同源物2(Enhancer of zeste homolog 2，EZH2)是前列腺癌的促癌基因，Erdmann等[8]发现miR-26a可以在前列腺癌中以不依赖EZH2的方式阻断PC-3(前列腺癌细胞的一种)细胞G1期到S期的转化，进而抑制癌细胞增殖，发挥抑癌作用；Shao等[9]发现miR-26a在食管癌癌组织中的表达低于癌旁正常组织，细胞功能试验显示miR-26a在食管癌细胞系中高表达可以显著抑制癌细胞增殖、迁移和侵袭，发挥抑癌作用；Li等[10]在神经胶质瘤细胞内发现了TUG1/miR-26a/PTEN的调控机制，牛磺酸上调基因1(Taurine upregulated gene 1，TUG1)和同源性磷酸酶-张力蛋白(Phosphatase and tensin homolog，PTEN)在神经胶质瘤的癌组织中表达上调，而miR-26a表达下降，TUG1通过结合miR-26a的3′UTR进而抑制miR-26a对PTEN的负调控，减少癌细胞增殖，促进凋亡。

1.2 MiR-26a与肺癌的靶向调节机制

MiR-26a在肺癌中通过靶向调节相关蛋白和(或)mRNAs发挥抑癌或促癌的作用。Sekimoto等[11]研究了26例肺腺癌的组织标本，发现miR-26a通过调控高迁移率族蛋白A1(High mobility group protein，HMGA1)的表达水平而发挥抑癌作用，HMGA1的mRNA是miR-26a的直接靶点并与其表达水平呈负相关。功能实验表明，miR-26在癌组织中过表达可以抑制癌细胞增殖、迁移和侵袭，发挥抑癌作用。EZH2是多聚梳群基因家族成员之一，有基因转录抑制的作用，在肺癌中充当促癌基因[12]。Dang等[13]发现在肺癌中EZH2是miR-26a的潜在靶标，在癌细胞系(SK-MES-1)中miR-26a抑制EZH2增强子的表达并反式激活其下游靶基因，进而抑制癌细胞的增殖和侵袭，诱导细胞凋亡，阻断G1/S期的转换，发挥抑癌作用。这与高阳等[14]的研究结果一致，高阳等检测了21例肺癌患者的癌组织与癌旁正常组织中miR-26a表达情况，结果表明其在癌组织中的表达水平低于癌旁正常组织，同时miR-26a过表达抑制肺癌细胞增殖，促进凋亡；研究用双荧光素酶实验检测到miR-26a与EZH2的3′UTR特异性结合，并抑制了EZH2蛋白的表达活性。在miR-26a过表达组EZH2蛋白的表达量低于对照组，而在低表达组EZH2蛋白表达量明显高于对照组，由此miR-26a在肺腺癌中的作用机制是通过调控EZH2蛋白水平而影响肺癌细胞的增殖与凋亡。细胞分裂周期蛋白6(Cell division cycle protein6，CDC6)与miR-26a关系密切，Zhang等[15]通过荧光素酶报告基因检测到在CDC6的3′UTR端有miR-26a和miR-26b的靶序列。功能试验表明，通过抑制CDC6基因表达水平，miR-26a和miR-26b在肺癌细胞系中表达增高，进而抑制癌细胞的增殖、迁移和侵袭，发挥抑癌作用。

膜联蛋白A1(Annexin A1，ANXA1)属于钙磷脂结合蛋白的Annexin超家族，研究表明其参与细胞内信号传导、细胞生长和分化等生物学功能，同时在多种癌组织中表达异常[16]。DAL-1属于膜相关细胞骨架蛋白4.1家族的一员，在肺癌中表达异常，可以有效抑制肺癌上皮-间质(Epithelial-to mesenchymal，EMT)间的转化[17]。Cai等[18]对9例非小细胞肺癌(Non-small cell lung cancer，NSCLC)的癌组织和癌旁正常组织进行实验研究，发现ANXA1作为DAL-1相关蛋白在肺癌细胞中接受miR-26a调控。在肺癌H460细胞系中，DAL-1基因沉默可以增加ANXA1蛋白的表达，功能试验表明抑制miR-26a在癌组织中的表达可促进肺癌细胞的迁移、侵袭和增殖，因此miR-26a在NSCLC中发挥抑癌作用。磷酸肌苷3激酶与蛋白激酶B的磷酸化(Phosphoinositide 3 kinase and phosphorylation of protein kinase B，PI3K-Akt)信号通路可以调控多种癌细胞增殖和迁移等生物学功能[19]，其中包括肺癌[20]。研究表明Toll样受体9(Toll-like receptor 9，TLR9)在多种癌症中广泛表达，包括乳腺癌、结直肠癌和肺癌等[21-22]，其可以作为肿瘤诊断或预后的生物标志物。Jiang等[23]发现TLR9和miR-26a在肺癌的癌组织中表达水平较高，TLR9的配体CpG-寡脱氧核苷酸(CpG-oligodeoxynucleotides，CpG-ODN)可以诱导人肺癌细胞增殖与转移。对6～7周的雌性裸鼠进行动物实验，发现CpG-ODN同样可以引起裸鼠肿瘤重量和体积的增大。在肺癌细胞中miR-26a通过调控PI3K-Akt信号通路，参与TLR9介导的肺癌细胞的增殖与转移。Lin等[24]通过双荧光素酶报告基因检测到糖原合成酶激酶-3β(Glycogen synthase kinase-3β，GSK3β)是miR-26a的直接靶标，miR-26a可以通过靶向GSK3β调控肺癌细胞的迁移和侵袭，发挥促癌作用。

2 MiR-26a对肺癌的治疗与耐药情况

2.1 MiR-26a与肺癌的治疗

已有研究表明目前发现了多种miRNA与肺癌的预后和生存有密切关系[25-26]，其中miR-26a在肺癌中通过调控相关靶基因和蛋白影响癌细胞的生物学特征，可以为临床肺癌患者的治疗提供潜在治疗靶点与治疗方案。

Liu等[27]利用Target Scan生物信息学数据库得到PTEN是miR-26a的直接靶标，实验表明与未发生淋巴转移组相比，miR-26a在淋巴转移组的癌组织中表达水平更高；进一步的机制研究发现miR-26a通过调控相关转移基因(MMP-2、VEGF、Twist和β-catenin)的表达，同时抑制PTEN而激活AKT/NFκB途径，进而增强肺癌细胞的转移能力。临床可通过调控肺癌患者中miR-26a的表达水平，为转移性肺癌患者找到潜在治疗基因。Tong等[28]用50例小细胞肺癌(Small cell lung cancer，SCLC)患者的癌组织标本和10例正常组织标本进行实验研究，免疫组化发现KH型剪接调节蛋白(KH-Type splicing regulatory protein，KHSRP)是一种多功能RNA结合蛋白，对SCLC的发生发展有重要作用。KHSRP的蛋白水平在癌组织中较正常组织高，同时通过参与miR-26a的成熟并抑制PTEN的表达，进而促进癌细胞增殖和肿瘤的生长，发挥促癌作用。研究提示KHSRP结合miR-26a有望成为SCLC的潜在治疗靶点。

2.2 MiR-26a与肺癌的耐药

肺癌是造成全球癌症死亡的主要原因，而NSCLC约占全部肺癌的85%，其5年生存率仅为18%[29]。由于NSCLC对化疗的耐药情况越来越严峻，迫切需要确定其耐药机制，并制定新战略以克服耐药。Yang等[30]结合他们之前发表的研究和GEO数据库发现HMGA2表达水平高的肺腺癌患者存活概率低。荧光素酶报告基因实验发现HMGA2是miR-26a的功能性靶标，并参与miR-26a介导的肺癌顺铂耐药。其作用机制为miR-26a通过靶向调控HMGA2介导的E2F1-Akt途径，增加在肺癌细胞中的表达水平，抑制癌症进展，降低顺铂耐药并提高患者的预后。表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂(Epidermal growth factor receptor-tyrosine kinase inhibitors，EGFR-TKIs)可以选择性结合EGFR细胞内酪氨酸激酶域的ATP结合位点，通过调控AKT和MAPK的途径，阻断EGFR分子内酪氨酸自身磷化及活化，进而促使肺癌细胞凋亡。尽管EGFR-TKIs对NSCLC患者的治疗发挥重要作用，但具有EGFR基因突变的患者对EGFR-TKIs治疗有耐药性，因此获得性耐药普遍存在[31-32]。为确定其耐药新机制，Lee等[33]对肿瘤样本进行下一代测序发现EGFR T790M是获得性耐药最常见的机制。Xu等[34]检测了5例EGFR-TKIs耐药的肺腺癌患者的癌组织标本，发现miR-26a在癌组织中表达上调，并可以增加NSCLC中EGFR-TKIs的敏感性。荧光素酶报告基因实验发现酪氨酸蛋白磷酸酶非受体型13(Tyrosine-protein phosphatase non-receptor type 13，PTPN13)是miR-26a的候选靶标；IHC实验发现抑制miR-26a的表达，PTPN13的表达水平显著增加。在4～6周的BALB/c裸鼠皮下接种1×107的SPCA1肺癌细胞培养其发展为肿瘤，进一步研究发现吉非替尼(第一代EGFR-TKIs药物)和miR-26a抑制剂结合可以显著抑制肿瘤生长。MiR-26a位于EGFR信号传导的下游，可以使PTPN13沉默进而维持Src(PTPN13的去磷酸化底物)的活化，增强调节回路中EGFR途径，揭示了NSCLC对TKIs治疗耐药的新机制。多西紫杉醇介导的化疗已被用于改善晚期肺腺癌患者的生存和预后，然而其耐药性问题依然是该药物临床应用的主要障碍。已有研究表明miR-26a在癌组织中低表达可以导致顺铂耐药并促进癌细胞的生长和转移。Chen等[35]发现相对于非耐药组(18例样本)，多西紫杉醇耐药组(19例样本)中miR-26a表达显著下调。细胞功能试验结果显示miR-26a在癌组织中高表达可以降低其增殖和转移，提高凋亡率，抑制EMT过程。MiR-26a在耐药组可通过靶向EZH2发挥作用，MiR-26a/EZH2信号通路有助于多西紫杉醇耐药的肺腺癌细胞恶性表型的表达，表明miR-26a在化疗耐药的肺腺癌分子病因学中发挥关键作用。通过对吉非替尼和多西紫杉醇耐药机制的研究，找到其相关信号通路，可用于解决临床上肺癌药物耐药的问题。

3 小结与展望

在肺癌与miR-26a的相关研究中，已被证实miR-26a与肺癌的发生发展密切相关，是肺癌潜在的生物标志物。miR-26a通过调控HMGA1、EZH2、CDC6和ANXA1可以抑制肺癌细胞的迁移和侵袭，而靶向TLR9[23]和GSK3β[24]则促进癌细胞的迁移和侵袭。对miR-26a的临床机制进一步研究发现，其表达水平和靶向基因与肺癌患者的预后和生存有关：靶向基因PTEN[27]和KHSRP[28]有助于肺癌患者的治疗，而调控靶基因HMGA2[30]、PTPN13[34]和EZH2[35]则与临床耐药有关，对肺癌患者的治疗造成了巨大阻碍，也是我们需要解决的问题。MiR-26a通过调控相关基因或信号通路来调控肺癌细胞的增殖、侵袭和耐药情况。因此miR-26a不仅可以作为基因靶向治疗的靶点，同时也可以减轻临床肺癌耐药情况。相信随着对miR-26a机制研究的进一步深入，其必将在肺癌的治疗和耐药中有着广阔的应用前景。