MicroRNA 在乳腺癌耐药中的功能研究进展

2020-01-11赵健洁张晓华田武国罗东林

中国医药导报 2020年2期

郝帅赵健洁张晓华田武国罗东林

陆军军医大学大坪医院乳腺甲状腺外科，重庆 400042

乳腺癌是世界上女性最常见的恶性肿瘤之一，并且位于癌症致死原因的第二位[1]。近年来，随着诊治技术的不断进步，实现了更早期的癌症诊断以及更有效的癌症治疗，使乳腺癌的死亡率明显降低[2]。大多数患者在一段时间内对初始治疗有较好的反应性，但随着治疗的进行，肿瘤会演变为更具侵袭性的类型，对常规的放化疗治疗产生耐药，最终导致病情的复发，这也是当前癌症治疗所面临的主要难题[3]。目前乳腺癌的治疗策略包括手术以及多种辅助治疗相联合的综合治疗[4]。乳腺癌治疗的耐药由多种机制参与调控，包括体细胞突变、表观为遗传修饰和信号通路或代谢的异常，以及肿瘤微环境的修饰对药物转运的影响等。在这个背景下，能够导致基因表达异常的MicroRNA（miRNA）在治疗耐药中同样发挥了一定的作用[5]。

miRNA 是一种内源性非编码RNA，存在于真核生物中，由20～25 个核苷酸构成，能够特异性结合到靶基因mRNA 的3′未翻译区，引起靶mRNA 的降解或抑制其翻译，其转录后的水平负调控基因的表达[6]。众所周知，miRNA 介导的基因表达的下调与肿瘤的发生、转移和肿瘤对治疗的反应有关。目前越来越多的证据显示，miRNA 的异常导致了乳腺癌耐药的发生。多种miRNA 在乳腺癌中表达异常，与放疗抵抗和多重耐药有关，包括化疗、内分泌治疗和靶向治疗等[7]。

1 miRNA 与化疗耐药

乳腺癌是一种全身性疾病，化疗在乳腺癌治疗中占有举足轻重的地位。然而多药耐药性（multidrug resistance，MDR）是导致乳腺癌化疗失败的主要原因。研究发现多种miRNA 参与调控乳腺癌化疗耐药。

1.1 阿霉素

阿霉素是乳腺癌抗癌治疗的一线药物，通过嵌入癌细胞的DNA 碱基片段中，阻碍DNA 的转录和复制，从而抑制肿瘤生长[8]。Zeng 等[9]研究发现miR-129-5p 在乳腺癌组织和阿霉素耐药乳腺癌细胞（MDA-MB-231，MCF-7）中的表达均显著降低，miR-129-5p 可能通过直接靶向SOX2 来抑制乳腺癌中的阿霉素耐药性，这为解决阿霉素耐药提供了新的思路。此外，Li 等[10]在另一项研究中发现，耐药性乳腺癌细胞中miR-3609 的表达低于敏感性乳腺癌细胞（MCF-7），而PD-L1 的表达却更高，最终提示miR-3609 表达的恢复可通过阻断PD-L1 表达使乳腺癌对阿霉素更加敏感，进而改善患者预后。Spindlin 1（SPIN1）是一种在多种人类癌症中高表达的蛋白质，与肿瘤的发生和发展有关，Chen 等[11]研究发现，SPIN1在耐药乳腺癌细胞系和组织中显著升高，体外研究进一步证实SPIN1 增强了乳腺癌细胞对阿霉素的耐药性，由miR-148/152 家族负调控的SPIN1 能够增加乳腺癌中阿霉素的耐药性，其潜在的机制可能是通过上调药物代谢酶和药物转运蛋白的表达来实现。三阴性乳腺癌作为乳腺癌的一种特殊亚型，对内分泌治疗和靶向治疗无效，并且通常进展迅速、预后较差，Tormo 等[12]研究发现接受多柔比星治疗后，miRNAs-449 在敏感性三阴性乳腺癌细胞中发生上调，而在耐药性细胞中却保持不变，miRNAs-449 的体外过表达使细胞对治疗更加敏感并显著降低对多柔比星的耐药性，这些结果首次揭示了miRNA-449 家族在多柔比星耐药中的作用，为解决三阴性乳腺癌治疗耐药提供了新的思路。

1.2 铂类

铂类药物在癌症化疗中被广泛应用，通常认为其通过与肿瘤细胞的DNA 形成交联物，抑制DNA 复制，造成DNA 损伤，进而诱导细胞凋亡[13]。Wang 等[14]研究发现在顺铂耐药乳腺癌细胞系中（MCF-7 和MDA-MB-468），miR-1307 显著下调，体外试验进一步证实miR-1307 的过表达使顺铂耐药乳腺癌细胞对顺铂更加敏感，miR-1307 可能通过靶向Mdm4 在乳腺癌顺铂耐药中发挥作用。此外，Cataldo 等[15]研究发现miRNA-302b 通过调节E2F1 和细胞DNA 损伤反应来增强乳腺癌细胞对顺铂的敏感度。E2F1 是G1/S 期转换的重要调节因子，是miRNA-302b 的直接靶基因。miR-302b 通过负调控E2F1 间接影响ATM 的表达，miR-302b 通过调节E2F1/ATM 轴来发挥乳腺癌细胞对顺铂响应的相关作用，提示miR-302b 能够成为潜在的治疗靶点，以克服化疗的耐药性。

1.3 多西他赛和紫杉醇

多西他赛和紫杉醇可通过加强微管蛋白聚合作用和抑制微管解聚作用，形成稳定的非功能性微管束，从而破坏肿瘤细胞的有丝分裂达到抗肿瘤的效果。miRNA-34a 在癌症干细胞（cancer stem cells，CSCs）中表达抑制，是一种重要的抑癌因子，miR-34a 的过表达能够抑制CSCs 的成瘤活性。因为其肿瘤抑制功能，阐明miR-34a 调控治疗耐药性的机制具有重要价值。Wu 等[16]进行了相关的研究，发现乳腺癌中HDAC1和HDAC7 是miRNA-34a 的新的靶点，HDAC1 和HDAC7 对HSP70 K246 的脱乙酰反应，通过抑制自噬细胞的死亡，来促进癌细胞存活和治疗耐药性，该研究发现了miR-34a-HDAC1/HDAC7-HSP70 K246 轴作为一个新的分子通路能够预测对多西他赛的耐药性。Zhang 等[17]发现miRNA-129-3p 在多西他赛耐药型乳腺癌细胞中（MDA-MB-231）上调，通过直接作用于CP110 促进了对多西他赛的耐药。Xiang 等[18]在一项探讨熊果酸（ursolic acid，UA）对乳腺癌紫杉醇耐药的逆转作用的研究中发现，miR-149-5p 的表达在紫杉醇耐药细胞（MDA-MB-231）中比敏感细胞中更低，经过UA 处理能够显著增加miR-149-5p 的表达，最终证实UA 可以通过靶向miRNA-149-5p/MyD88 轴来逆转紫杉醇的耐药性，具有一定的临床价值。同样的，Lyu 等[19]研究显示HER3/PI-3K/Akt 信号通路通过抑制miR-203 和miR-542-3p 上调Survivin，因为miR-542-3p 在Survivin mRNA 的3′-UTR 上具有三个结合位点，其模拟物能够在体外和体内有效地下调Survivin，因此，miR-542-3p 替代疗法是克服HER3 介导的紫杉醇耐药的潜在方法，并且能够显著增强紫杉醇对HER2 过表达型乳腺癌的抗肿瘤活性。

2 miRNA 与内分泌治疗耐药

约有65%的乳腺癌患者为激素受体阳性，内分泌治疗是此类患者的重要治疗手段。几乎所有初始有效的患者在应用内分泌药物一段时间后也会发生治疗无效的情况，而这也是治疗失败的主要原因，研究发现多种miRNA 在内分泌耐药机制中发挥重要调节作用[20]。

2.1 他莫昔芬

他莫昔芬，作为一种选择性雌激素受体调节剂，通过与雌二醇竞争受体，进而降低癌细胞的活性作用，广泛应用于绝经前内分泌受体阳性的乳腺癌患者[21]。Lu 等[22]在体内和体外实验中均发现miRNA-320a 的低表达通过ARPP-19 和ERRc 的解除抑制以及c-Myc 和Cyclin D1 通路的激活赋予乳腺癌细胞他莫昔芬耐药的特性，c-Myc/miR-320a 轴是乳腺癌他莫昔芬获得性耐药的新机制。针对miRNA-320a 表达的改变具有规避ER 阳性乳腺癌内分泌治疗耐药的潜在优势。Ikeda 等[23]在另外的研究中发现在他莫昔芬耐药型MCF-7 细胞和临床乳腺癌组织中，miR-378a-3p 表达均下调，而其潜在靶点GOLT1A 在乳腺癌组织中高表达。结果提示miRNA-378a-3p 依赖的GOLT1A表达参与了乳腺癌内分泌耐药。Liu 等[24]研究提示miR-26a 和E2F7 可能形成双负反馈环，导致ER 阳性乳腺癌中miR-26a 的下调和E2F7 的上调，miR-26a敲低和E2F7 过表达均赋予MCF-7 细胞对他莫昔芬的抗性。相反，miR-26a 过表达和E2F7 沉默使MCF-7耐药细胞对他莫昔芬重新敏感，为解决他莫昔芬耐药提供了新的方向。

2.2 芳香化酶抑制剂

芳香化酶抑制剂通过抑制体内雌激素的生成进而阻断乳腺癌细胞生长，广泛应用于绝经后雌激素受体阳性的乳腺癌。Vilquin 等[25]首次发现，在芳香化酶抑制剂敏感的乳腺癌细胞株中miRNA-125b 和miR NA-205 均高表达，进一步通过调控Akt/mTOR 信号通路导致来曲唑和阿那曲唑耐药。Masri 等[26]研究发现在来曲唑耐药型MCF-7 细胞株中，miRNA-128a表达明显增加，耐药机制与其抑制TGF-β 信号通路活性有关，因此抑制内源性miRNA-128a 具有逆转来曲唑耐药的潜在价值。

3 miRNA 与靶向治疗耐药

HER2 基因过表达的乳腺癌患者约占所有乳腺癌患者的20%～30%，其高表达与乳腺癌的发生、发展、预后和转移密切相关，且该类乳腺癌侵袭性强，预后差。曲妥珠单抗，是全球首个针对HER-2 人源化单克隆抗体，在乳腺癌治疗中占主导地位，在很大程度上改善了治疗效果和预后[27]。然而，仍有近50%的患者对曲妥珠单抗产生耐药，进而增加了肿瘤转移的风险[28]。研究揭示了miRNA 的异常表达与乳腺癌曲妥珠单抗耐药有关[29]。Nielsen 等[30]在一项研究中探讨miR-21 的表达是否与HER2 阳性乳腺癌对曲妥珠单抗的耐药性有关，然而令人遗憾的是并未发现相关性结果。相反的，De 等[31]通过体内和体外实验均证实了miRNA-21在HER2 阳性乳腺癌中具有维持EMT 并塑造肿瘤免疫微环境的作用，它的上调与曲妥珠单抗耐药有关。Li 等[32]研究发现，曲妥珠单抗治疗通过升高的HER2 mRNA 表达来使HER3 上调，参与乳腺细胞转化，增加肿瘤生长，导致曲妥珠单抗耐药，HER3 mRNA 或miR-125a/b 的联合靶向治疗可以作为逆转乳腺癌曲妥珠单抗耐药的有效方式。除了单一的miRNA 之外，Lyu 等[33]同样证实，miR-125a 和miR-205 的组合有效抑制HER2 过表达乳腺癌BT474 细胞中HER3 的表达，这种靶向HER3 的新方法能够增强曲妥珠单抗和紫杉醇对HER2 过表达乳腺癌的治疗功效。