miR-27a在乳腺癌耐药中的相关研究进展

朱蓓,秦锡虎

(1.南京医科大学,南京 210029; 2.南京医科大学附属常州第二人民医院肝胆外科,江苏 常州 213000)

乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤。在发展中国家，乳腺癌的发病率和病死率居女性恶性肿瘤前列[1]。目前，化疗、内分泌治疗等在乳腺癌的治疗中占据重要地位，但耐药现象较多，高耐药率极大地降低了乳腺癌的治疗效果[2]。

微RNA(microRNA，miRNA/miR)是一类高度保守的细胞内源性非编码小RNA，主要通过互补结合靶向信使RNA的3′非翻译区，促使信使RNA降解或抑制信使RNA的翻译过程，从而影响下游靶基因的表达[3]。2002年Mourelatos等[4]从HeLa细胞中发现了miR-27。目前已知的miR-27家族成员包括miR-27a和miR-27b。miR-27a位于第19号染色体p13.12，区域编号13836440～13836517；miR-27b位于第9号染色体q22.32，区域编号95085445～95085541。两种亚型结构相近，提示具有类似的代谢和调控机制。此外，miR-27a呈miR-23a～27a～24-2基因簇排列，基因成员协同表达，共同作用[5]。研究发现，miR-27a作为致癌基因在胃癌、结肠癌等恶性肿瘤中的表达上调，主要在肿瘤易感性、增殖、侵袭、转移等方面发挥作用，与患者的不良预后显著相关[6-7]。研究显示，miR-27a参与调节前列腺癌、肝癌、乳腺癌等的耐药过程，靶向调控miR-27a的表达或干扰其上下游信号通路有望逆转肿瘤耐药[8-10]。现对miR-27a在乳腺癌耐药中的作用及潜在机制予以综述。

1 miR-27a与乳腺癌耐药

miR-27a在乳腺癌患者血清中高表达，并与整体生存率显著相关，通过介导内皮细胞分化、促进营养血管生成，从而发挥促癌作用[11]。此外，miR-27a表达上调还具有促进癌细胞增殖、侵袭、转移以及分化等作用[12]。miR-27a在乳腺癌耐药中发挥着独特的生物学作用，包括化疗耐药和内分泌耐药等。

1.1化疗耐药

1.1.1阿霉素 三阴性乳腺癌的一线临床用药阿霉素是抑制RNA和DNA合成的蒽环类抗肿瘤药物，其广泛用于Luminal A型和三阴性乳腺癌的治疗，并具有较高的疾病缓解率，但在实际临床工作中存在对阿霉素耐药的乳腺癌患者[2]。杨海松等[13]发现，调控miR-27a的表达可以影响三阴性乳腺癌中多药耐药蛋白转运体P-糖蛋白的表达。P-糖蛋白是一种ATP性依赖细胞膜蛋白，主要作用是泵出细胞内的药物。该蛋白的高表达导致细胞外排药物的能力增强，药物作用浓度降低，最终降低药物对细胞的杀伤作用[14]。研究发现，上调三阴性乳腺癌细胞中miR-27a的表达后P-糖蛋白的表达降低，表明miR-27a对阿霉素耐药存在抑制作用，可实现阿霉素耐药的逆转[13]。该研究还发现，miR-27a的表达与预后显著相关[13]。但Yang等[15]的研究显示，miR-27a通过激活下游磷脂酶C/Ras/促分裂原活化的蛋白激酶信号转导途径，上调多药耐药基因1的转录以及P-糖蛋白的表达，最终实现包括阿霉素在内的多药耐药。

李倩[16]对接受紫杉联合蒽环方案治疗且病理证实为Luminal A型的乳腺癌患者进行研究发现，耐药患者中miR-27a的表达水平显著高于敏感患者，认为miR-27a作用的靶基因与诱导紫杉醇联合蒽环类耐药有关。不同的乳腺癌细胞系中，miR-27a的表达存在差异，这种差异可能会影响不同细胞系的耐药。此外，miR-27a可能存在多个下游靶点，在不同乳腺癌细胞株、不同药物作用、不同外界环境的影响下，通过多种途径调控乳腺癌耐药。完善多细胞系对比实验、完善多平台联合验证、完善标准化分析的多次重复对进一步证实当前结论具有重要意义。

1.1.25-氟尿嘧啶 5-氟尿嘧啶是乳腺癌辅助化疗方案中重要的组成成分，属于抗代谢抗肿瘤药，主要作用于二氢嘧啶脱氢酶。廖焕云[17]发现，miR-27a模拟物处理后的MCF-7-M细胞对5-氟尿嘧啶的敏感性降低，而加用miR-27a抑制剂后对5-氟尿嘧啶的敏感性升高，表明miR-27a的过表达与乳腺癌细胞5-氟尿嘧啶耐药存在一定相关性，miR-27a可能促进了乳腺癌5-氟尿嘧啶耐药的发生。进一步研究发现，miR-27a是通过激活腺瘤性结肠息肉/β联蛋白信号通路，降低MCF-7-M细胞对5-氟尿嘧啶的敏感性[17]。Zhou等[18]研究miR-27a对化疗的协同作用时发现，敲低miR-27a的表达时，乳腺癌T-47D细胞对5-氟尿嘧啶、多柔比星等的敏感性增加。综上，miR-27a正向调控乳腺癌5-氟尿嘧啶的化疗耐药，甚至是多药耐药。但以上研究局限于基础层面，组织层面、动物层面上的研究尚少，即使是目前已有的研究，样本量也非常有限[13,16]。临床耐药研究存在标本收集储存、耐药情况不明确、基因表达标准界定等难题，这使得临床相关研究难于开展。但相较于细胞研究，临床研究对明确miR-27a与乳腺癌耐药的相关性更具可靠性，对乳腺癌的临床治疗也更有指导意义。

1.1.3顺铂 顺铂作为非特异性细胞周期药物和细胞毒性药物是三阴性乳腺癌及一线化疗方案耐药后乳腺癌患者的治疗方法[19]。目前关于中晚期肿瘤细胞耐药的情况并不鲜见。研究顺铂的耐药机制对延长乳腺癌患者的生存时间，拯救晚期肿瘤患者的生命非常重要。将顺铂处理后的T-47D细胞中的miR-27a特异性沉默，顺铂的抗肿瘤作用显著增强，提示miR-27a具有增强乳腺癌顺铂耐药的作用[18]。该研究还发现，敲低miR-27a后，T-47D细胞中的BAK表达增强，miR-27a与BAK基因呈负相关[18]。BAK作为促凋亡因子，激活后协同其自身效应子由线粒体途径诱导胱天蛋白酶活化和凋亡[20-21]，与耐药相关[22-23]。因此推测，miR-27a-BAK途径可能在调节乳腺癌细胞顺铂耐药中起重要作用[18]。为明确miR-27a在乳腺癌细胞顺铂耐药中的作用，Zhou等[18]从敲低miR-27a和顺铂联合处理的T-47D中分离出线粒体，研究发现，下游的线粒体促凋亡蛋白第2个线粒体源胱天酶激活剂/低等电点IAP直接结合蛋白明显释放到与X连锁凋亡抑制蛋白相互作用的细胞质中，胱天蛋白酶-3和胱天蛋白酶-9被显著激活，最终诱导细胞凋亡。这一系列研究证明，miR-27a可能是通过BAK-第2个线粒体源胱天酶激活剂/低等电点IAP直接结合蛋白-X连锁凋亡抑制蛋白途径抑制顺铂诱导的凋亡，延缓细胞进入程序性死亡，调控乳腺癌对顺铂的敏感性，这一发现可能为晚期乳腺癌患者提供新的早期预后指标及逆转耐药靶点。以上研究从细胞株水平证明miR-27a与顺铂耐药存在关联，还需要进一步行动物研究和临床研究以阐述miR-27a的具体机制。

1.2内分泌治疗耐药 目前对于雌激素受体敏感的乳腺癌患者，内分泌治疗为一线首选方案[24]。三苯氧胺(他莫昔芬)属于雌激素受体拮抗剂，能够竞争性结合靶器官上的雌激素受体，阻滞肿瘤的增殖分化，其在降低乳腺癌患者同侧术后复发转移及对侧新发方面有作用[24]。长期他莫昔芬治疗患者可能出现耐药现象，这是导致乳腺癌内分泌治疗失败的主要原因之一，耐药现象的存在限制了他莫昔芬的临床应用[25]。

Nam等[26]通过生物信息学方法构建了乳腺癌耐药(他莫昔芬和氟维司群)细胞和敏感细胞的基因网络，发现了新的抗雌激素miRNA簇，包括miR-15a、miR-21、miR-27a、miR-125b、miR-145、miR-146a、miR-155和let-7s，由此认为miR-27a参与了抗雌激素药物耐药的机制。廖焕云[17]发现，MCF-7细胞对他莫昔芬的敏感性与miR-27a的表达有关。该研究首先通过比较不同浓度他莫昔芬作用后miR-27a抑制组、模拟组以及空白对照组乳腺癌细胞的存活情况，证明miR-27a参与诱导了MCF-7细胞对他莫昔芬的耐药[17]。随后通过生物信息学、Western blot、实时荧光定量聚合酶链反应等方法分析miR-27a的下游靶基因发现，miR-27a可通过诱导腺瘤结肠息肉基因/β联蛋白信号通路活化，完成对乳腺癌他莫昔芬耐药的调控[17]。Ye等[27]对他莫昔芬耐药与敏感的MCF-7细胞系中miRNAs的表达进行了测序与对比分析发现，MCF-7耐药细胞系中miR-27a的表达较敏感株下降，表明miR-27a的低表达与乳腺癌细胞获得性耐药相关。目前并没有更多关于miR-27a逆转他莫昔芬耐药的相关研究。通过生物信息学、基因芯片等预测并验证靶基因及信号通路的研究思路忽略了其他相关因子在耐药中的作用。癌细胞产生耐药不是单一点到点的过程，除了预测的靶点与已知的miR-27a外，可能有其他更复杂的因素参与，甚至可能某些未知的因素才是导致耐药的主要原因，miR-27a仅发挥辅助调节作用。重视miR-27a表达的微小差异，单一调控其他因素对比实验结果，逐一验证预测结果中其他因素的作用，排除相关因子的可能影响，对明确miR-27a的作用机制极为重要。

1.3其他治疗耐药 除上述药物外，目前尚未发现miR-27a在其他药物(如奥拉帕尼、卡培他滨、哌泊塞克雷、坦西莫司)的耐药中发挥作用。

2 miR-27a参与化疗耐药的机制

目前关于乳腺癌耐药的大部分研究止步于完成相关性验证，对于其具体的作用通路、靶基因、相关调节因子并不明确。现有的关于化疗耐药的机制主要有以下几种学说:①外排学说。乳腺癌细胞通过调节某些因子(如药泵蛋白)的表达，干扰药物的转运代谢过程，使胞内抗肿瘤药物的浓度下降，从而影响化疗药物的有效性。药泵蛋白是一类依赖于ATP供能的跨膜转运泵，通过水解ATP获得能量将胞内化疗药物转运至细胞外，从而降低胞内有效药物浓度，减弱药物杀伤作用[28]。常见的药泵蛋白有P-糖蛋白、多药耐药相关蛋白和乳腺癌耐药蛋白等。杨海松等[13]通过检测三阴性乳腺癌及非三阴性乳腺癌细胞株中miR-27a的水平以及三阴性乳腺癌敏感及耐药患者的血液发现，miR-27a可能通过调节P-糖蛋白的表达，改变癌细胞对阿霉素、表阿霉素、环磷酰胺等药物的敏感性。②非外排学说。耐药癌细胞往往伴有凋亡基因的异常表达，激活抗凋亡程序，肿瘤细胞获得凋亡抵抗，产生耐药。Bcl-2蛋白是经典的抗凋亡蛋白之一，其异常表达与化疗耐药密切相关[29]。研究表明，上调Bcl-2蛋白的表达能显著抑制化疗药物介导的癌细胞程序性死亡，提高细胞存活能力，抑制化疗药效[30-31]。张悦等[32]研究发现，用miR-27a模拟物处理的胃癌细胞，Bcl-2的表达明显上调，细胞凋亡下降，认为miR-27a靶向作用于叉头框转录因子O亚族l激活下游通路，抑制胃癌细胞凋亡。③DNA修复增强学说。乳腺癌化疗药物大多通过破坏细胞DNA的复制合成，发挥细胞毒性杀伤作用，而肿瘤细胞对DNA损伤有适应修复功能，反复多次损伤下，细胞DNA的修复能力增强，从而产生耐药。乳腺癌易感基因1在DNA损伤反应及修复中发挥关键作用[33]。Jurkovicova等[34]的研究证明，携带乳腺癌易感基因1突变的患者，外周血中miR-27a的表达显著增强，癌细胞的耐药风险也增加。④药物失活学说。谷胱甘肽在关键酶谷胱甘肽硫转移酶的作用下与化疗药物结合为共轭复合物，导致药物活性降低，且大分子复合物更易被细胞代谢而最终失活，介导耐药发生[35]。⑤其他学说还包括DNA甲基化和组蛋白修饰学说、磷酸化学说、上皮-间叶转换学说等。目前关于miR-27a在乳腺癌化疗耐药中的具体机制尚不清楚，需要深入探索具体环节，明确作用靶点、通路及其他可能的影响因子，以期为逆转临床耐药提供支持。

3 小 结

目前耐药是乳腺癌治疗过程中非常棘手的问题，极大地影响了患者的远期生存率。近年来，miR-27a在乳腺癌耐药中所发挥的作用逐渐引起重视，其有可能为乳腺癌耐药诊断提供新思路，尤其是侵袭性乳腺癌，有望成为预测耐药发生、诊断耐药的新靶点。miR-27a参与调节乳腺癌的多药耐药，在早期指导用药、监测耐药，甚至是逆转耐药方面有着广阔前景。

现阶段miR-27a与乳腺癌耐药的研究尚存在许多不足。首先，miRNA调节并非是一对一的过程。miR-27a可能存在其他的潜在靶基因，现已知的靶基因也可能受到其他miRNA的调控，miR-27a上游也可能受到多个因子影响。此外，miR-27的基因簇内成员可能有特殊的协同作用，彼此之间也可能互相影响。其次，现有研究主要着眼于细胞水平，动物水平、临床水平等层面的验证尚不多见，对miR-27a的功能研究并不全面。总之，miR-27a的功能及作用的分子机制还有待深入研究。早日明确乳腺癌的耐药机制，可能为乳腺癌的诊治提供新的思路。