miRNA在胃癌的发病机制及诊治方面的研究进展

岳宏宇，陈 平，丛春莉，李艳梅，黄应龙

（内蒙古医科大学附属医院消化内科，内蒙古 呼和浩特 010050）

近年来，作为转录后水平调控的重要因子，微核糖核酸（miRNA）在疾病的发生和进展中得到了广泛的研究。miRNA是一类在真核生物中的小分子非编码RNA，长度约为22～28 nt，可以通过与靶mRNA的特定区域，即3'非翻译区-3'UTR区域完全或不完全的互补结合，导致靶mRNA在特异性位点断裂，从而减少靶mRNA的转录水平或翻译抑制，调控靶基因的表达。另外，人们发现，miRNA还可以通过类似于蛋白质编码基因的方式对其自身进行修饰[1]。迄今为止，人类发现了1900多个miRNA，通常情况下，miRNA在生物体内被精确地调控着，但在一些病变发生时，特定miRNA便会出现上调或下调等异常表达情况，这些病变主要是癌症干细胞再生、血管生成和转移等，因此miRNA可能扮演着致癌或者抑癌的作用，同时，miRNA在机体发育、器官功能调节、免疫、细胞增殖、凋亡及微生物致病等诸多方面发挥重要作用。

1 miRNA与胃癌

胃癌的发病率及死亡率在全球范围一直保持在较高水平，Chen W等报道，在2015年我国新发肿瘤中胃癌的发病率和致死率位列前三。因胃癌发病时没有典型的临床症状，早期诊断率较低，国外学者报道胃癌5a生存率只有10%～15%。因此，寻找胃癌诊疗的新靶点，具有重要意义。人们发现，miRNA参与调节人类30%以上编码蛋白质的基因的表达[2]，miRNA对胃癌的发生、进展及预后有重要影响，测定组织和体液中特定的miRNA可能对胃癌诊断及病情及预后的评估方面有一定的帮助，同时，miRNA也被认为可以作为胃癌的潜在治疗靶点应用于临床。

2 miRNA的作用机制

目前研究显示，miRNA可以直接作用于癌细胞控制其生长及扩散，或通过影响信号通路、转录因子等的方式来间接控制癌细胞的增殖和转移。

多种miRNA在胃癌组织与正常胃组织的表达量存在差异，并且，某些miRNA的表达量与胃癌的肿瘤大小、浸润深度、淋巴结转移和TNM（tumor node metastasis）分期有关。何彦丰等发现，hsamiR-125a-5p通过阻断靶基因Rock-1的表达减弱胃癌细胞的侵袭能力。韩汶延等发现，突变miRNA－30c在基因型为rs 928508 AA表型的患者中表达量明显增高，并且pre－miR－30c AA基因型与淋巴结转移存在一定的相关性[3]。Feng等的研究显示，miRNA-345的表达与胃癌患者局部淋巴结转移和TNM分期密切相关。另外，研究发现miRNA-144-3p、miRNA-647等在胃癌组织中低表达，而在进展期胃癌、较大的癌组织、转移灶中呈现更明显的低表达水平。

迄今为止，人们发现miRNA参与多个信号通路的调控，目前研究较多的的信号通路有：PI3K信号通路、Wnt/β-Catenin信号通路等。

PI3K信号通路：磷脂酰肌醇3-激酶（PI3Ks）蛋白家族参与多种细胞功能的调节，如细胞增殖、分化、凋亡和葡萄糖转运等，学者们在多种肿瘤细胞中检测到PI3Ks的活性增加。抑癌基因PTEN是PI3K路径中的一个重要的调节因子，PTEN蛋白特异性地使磷脂酰肌醇3（IP3）的第三位磷酸去磷酸化而间接地抑制PI3Ks的活性。PTEN基因被认为是很多miRNA的作用靶点，Zhang等证实，miRNA-221/222可以直接影响PTEN的表达[4]，另一些学者发现，胃癌细胞中，阻断miRNA-21可引起PTEN基因的过度表达，进而抑制胃癌细胞增殖与侵袭[5]。研究发现，胃癌组织miRNA-451的表达与巨噬细胞迁移抑制因子（MIF）的表达呈负相关，而MIF可以通过调控PI3K-Akt信号通路而促进mgc-803胃癌细胞株的增殖，由此说明miRNA-541可能在PI3K信号通路中发挥作用[6]。张诚等发现，miRNA-141可能通过阻断PI3K信号通路的方式，从而抑制BGC-823胃癌细胞的增殖与侵袭[7]。除此之外，诸如 miRNA-143、miRNA-374b、miRNA-375 等许多miRNA也被发现能通过调控PI3K信号通路的活性而影响胃癌细胞增殖。

STAT3信号通路：该信号通路可以介导多种细胞因子参与细胞的增殖、分化和凋亡的过程，它的过度活化可引起细胞的异常增殖[8]。研究者发现，在胃癌组织中，抑制STAT3信号可抑制癌细胞生长[9]。常威等的研究发现，过表达的miRNA-221可明显促进胃癌细胞增殖，而下调miR-221可明显抑制胃癌细胞的增殖，同时他们发现，miR-221的表达与STAT3蛋白的表达呈正相关，提示miR-221可能通过激活STAT3信号通路促进胃癌细胞的增殖[10]。研究较多的还有miRNA-223-3p，Birnie等发现，miRNA-223-3p在胃癌组织中表达上调，转染miRNA-223-3p的抑制物能够显著的促进细胞凋亡、抑制癌细胞的增殖和迁移[11]。而下调胃癌细胞中miRNA-223-3p的表达量，则可以抑制癌细胞的增殖[12]。在此基础上，谢琼等发现，下调miRNA-223-3p可降低JAK2、STAT3、p-STAT3 蛋白的表达，上调Bax、CleavedCaspase3蛋白的表达，上述结果提示miRNA-223-3p可能通过抑制STAT3信号通路，从而影响胃癌细胞的生长[13]。除此之外，还有许多miRNA也认为参与STAT3信号通路的在胃癌中的调控过程[14]。

Wnt/β-Catenin 信号通路：Wnt/β-Catenin 信号通路在调节细胞生长、分化及胚胎生长过程中有重要作用，其在细胞癌变、侵袭转移等病理过程中也有重要的调控作用。SUFU基因是Wnt/β-Catenin信号通路的一个负性调节因子，同时也是mirna-194的靶基因。Peng等发现，miRNA-194通过部分抑制SUFU基因，刺激wnt/β-catenin信号级联，而促进胃癌细胞的增殖和迁移[15]。另有学者发现，miRNA-338和miRNA-361-5p等可以通过阻断wnt/β-catenin信号通路，抑制胃癌细胞的增殖和转移等[16]。

上皮-间充质转化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）是胃癌侵袭和转移一个重要步骤，越来越多的研究发现，miRNA可通过多个信号通路参与EMT的调控，在胃癌的侵袭和转移过程中发挥重要作用[17]。有研究表明，胃癌组织中miRNA-9和miRNA-137以CUL4A为靶基因参与胃癌EMT的生物学过程，其表达程度与胃癌的TNM分期、局部淋巴结转移情况和生存期等有关，胃癌的TNM分期较晚、出现局部淋巴结转移和生存期较短，则胃癌组织中miRNA-9和miRNA-137呈高表达状态，而miRNA-491-5p、miRNA-345、miRNA-1271、miRNA-194等在胃癌组织中呈低水平表达，其过表达可以抑制胃癌细胞的EMT过程[18]。

在胃癌发生和发展过程中，miRNA与胃癌信号通路的关系极其复杂，不断增加miRNA相关信号通路的认识，将促进人们对胃癌分子机制的理解和对胃癌治疗的新靶点的识别。

3 miRNA与胃癌相关微生物

3.1 miRNA与幽门螺杆菌（heli-cobacter pylori，Hp）

目前观点认为，胃癌与遗传、饮食习惯、致病微生物感染等多种因素有关，其中幽门螺杆菌感染被认为是引起胃癌的一个主要因素，幽门螺杆菌能通过多种机制诱发胃癌。有学者发现，某些miRNA在幽门螺杆菌相关胃癌组织和普通胃癌组织中的表达不同，提示这两种胃癌的发病机制可能存在差异[19]。Niwa等的研究发现，感染Hp可能会增加某些胃癌基因的甲基化水平，从而影响miRNA的表达[20]。Hp可以通过调节mi RNA的表达，参与细胞凋亡和细胞增殖等过程，而促进胃癌的发生及进展。感染Hp的胃癌组织中某些miRNA出现了表达水平的上调，如 miRNA-21、miRNA-155、miRNA-146a、miRNA-148b等，这些miRNA有促进细胞增殖、侵袭、转移和抑制细胞凋亡的作用。有一些miRNA表达下调，如miRNA-let-7b、miRNA-141、miRNA-101等，这些miRNA被证实有抑制癌细胞增殖、集落形成、侵袭和转移的作用[21]。

3.2 miRNA与EB病毒（epstein-barr virus，EBV）

研究发现，EB病毒是胃癌的致病因素之一，EBV相关胃癌约占所有胃癌病例的10%，EBV感染的细胞能够表达病毒miRNA和癌蛋白，并能调节宿主miRNA的表达，既能逃避宿主的免疫应答，又能促进胃癌细胞的增殖。

4 miRNA在胃癌诊断、治疗中的意义

如上所述，miRNA是基因表达调控的重要因子之一，对包括胃癌在内的人类疾病产生重要影响，特定miRNA表达量的测定或许可以运用到预测癌症患者的存活率等方面。miRNA与其他候选物如蛋白质和代谢物相比，它的稳定性更高，且在疾病早期诊断价值、检测的灵敏度等方面具有一定的优势，可以作为疾病检测的一种新型生物标志物[22]。

由于胃癌患者在早期常常缺乏特异性的临床表现，相当一部分确诊时已处于癌症中晚期，已失去手术时机，化疗成为首选方案。然而，尽管目前有许多新的化疗药物可用于临床实践，耐药的发生常常阻碍化疗的成功。研究发现，miRNA在胃癌相关多重耐药机制的调控中起着重要作用。因此，学者们试图通过应用调控miRNA的方式来探索治疗肿瘤的新途径。例如，将某些特异的寡核苷酸与致癌miRNA结合，使其沉默，达到抑制其致癌效应的目的；还可通过阻断miRNA相关的致癌信号通路来抑制致癌作用。因此，向体内运送具有抑癌作用的miRNA、miRNA类似物或表达miRNA的载体，或许可以成为未来治疗癌症的新方式。

另外，朱艳等发现下调mi RNA-214可以降低胃癌细胞株对顺铂的耐药性，起到抑制癌细胞迁移与EMT的作用[23]。Chen等发现，阿霉素、顺铂、氟尿嘧啶和长春新碱这几种化疗药物在胃癌组织的耐药性可被miRNA-495-3p抑制[24]。我国学者从中医中药与miRNA的作用机制方面做了一些研究。雷公藤红素是一种植物提取物，它具有多种生物活性，有很强的抗类风湿作用，同时有抑制癌症新生血管的作用，Sha等研究发现，雷公藤红素能促进胃癌细胞中miR-146a的表达，抑制NF-κB的活性，诱导细胞凋亡。袁丹迪等也从分子水平阐述了参芪扶正注射液的作用机制，它可以诱导患者血清miRNA-124呈高水平表达，从而提高胃癌化疗方案的疗效，减少化疗毒副作用。

5 展望

miRNA参与肿瘤等多种疾病及机体发育的调控，而某些微生物，如幽门螺杆菌、EB病毒及某些化合物等都可能是miRNA的调节因子，大自然的生物和我们生活的生态环境，是通过一个非常复杂的网络系统相互制约的，还有很多未解之谜，随着人们对miRNA认识的不断加深，更多的miRNA的生物学功能将被发现，miRNA的研究将为我们开启另一扇了解生命和疾病之门。