MircoRNA 在直肠癌中的研究进展

杜哲明，邓 莉 综述 周育宏 审校

直肠癌是全世界公认的致命恶性肿瘤之一，尽管死亡率在过去的10年中有所下降，但直肠癌仍是世界上由于癌症死亡的主要原因之一，每年有约100 万新确诊病例[1]。直肠癌不容易被早期诊断，这也是其高死亡率的原因。MircoRNA(miRNA)是一类非编码RNA，具有转录后调控表达的能力,众多miRNA调节着数百个生长调节基因和通路的表达[2]，这些非编码 RNA参与了直肠癌的进展过程，miRNA 是一个由18～25个RNA非编码核苷酸组成的序列，这些序列在靶向3’UTR后，通过翻译、抑制调节信使RNA转录物的降解，同时控制几个靶基因的表达。许多细胞的发育、分化、生长和新陈代谢，都是由这些miRNA调节的。因此，它们作为潜在的有价值的生物标志物，在新抗癌药物的研究和临床实验中发挥着重要作用[3]。目前发现，大约有2200个miRNA存在于哺乳动物基因组中，1/3的人类基因组是由miRNA调控的，了解这些非编码类RNA在组织中的表达、分布和寿命，对于研究生理和病理机制至关重要。此外，确定表达特异性miRNA的组织及其所处阶段，将有助于将生物样品中的miRNA开发为特定生物标记物。已证实在人类各种体液中都发现了miRNA，miRNA可作为与人类癌症的预防和治疗相关的诊断生物标志物。现对miRNA在直肠癌的诊断和预后价值做一综述，以期对直肠癌的临床诊治提供参考。

1 生物学特性

miRNA是一类有18～25个核苷酸的非编码、短序列、单链小分子RNA，但在3’端可以有1～2个碱基的长度变化，是由位于蛋白编码基因间隔区和内含子区的miRNA基因编码，首先由上述基因转录产生初始miRNA，然后被加工成前体miRNA，经Dorsha及Dicer酶识别剪切为成熟 miRNA，再进入RNA介导的沉默复合体形成非对称性的沉默复合体复合物，最后 miRNA通过特异性碱基配对识别其相应的miRNA，引起信使miRNA降解和抑制其翻译，从而对基因进行转录后的表达调控，降解miRNA和抑制其转录后翻译[4]。

2 直肠癌癌基因研究

基于组织或细胞株的研究结果，多项研究提出了有关miRNA在结直肠癌发生的概念。有证据表明， miRNA 参与了结直肠癌的发展与转归，miRNA具有抑瘤和促瘤双重作用。Asangani等[5]报道了miR-21通过PTEN/PI-3K/Akt信号通路下调大肠癌细胞中PTEN的表达，负调控肿瘤抑制因子PDCD4并影响大肠癌的侵袭、血管内和转移。Valeri等[6]证明，miR-21的表达直接针对人DNA突变体hMSH2的3‘UTR。Deng等[7]进一步证明miR-21过度表达可促进细胞增殖和侵袭，抑制化疗药物5-Fu对HT29细胞增殖和侵袭的抑制作用。mir-96直接通过 P53诱导型核蛋白1(tumor protein P53 inducible nuclear protein 1，TP53INP1)促进细胞生长和增殖，并与肝转移相关[8]。Valeri等[9，10]发现， miR-155通过下调MSH2、MSH6和MLH1诱导突变体表型和微卫星不稳定性(microsatellite instability，MSI)在错配修复(mismatch repair，MMR)系统的调制中起着至关重要的作用[11]，miR-224在原发肿瘤标本中的表达部分是通过SMAD4 的调节，其作用是有利于转移而不是抑制转移[12]。

3 大肠癌肿瘤抑制性miRNA研究

抑制肿瘤的miRNA通过下调与增殖、凋亡、侵袭和转移相关的癌基因延缓肿瘤进展。Michael等[13]研究表明，miR-143和miR-145在正常黏膜标本中的下调作用可作为肿瘤干预的治疗靶点[14]，并有较多研究提示其他miRNA如血清miR -126在同步肝转移性和器官转移性直肠癌中的表达水平下降[15]，miR-27b通过靶向Rab3d(RAS单聚G蛋白超家族成员)，通过活化 Akt/GSK3S/Snail途径促进肿瘤转移并诱导分化过程，抑制直肠癌细胞的生长和侵袭[16]。此外，还有其他miRNA，如miR-144[17]、miR-320a[18]、miR-330[19]、miR-455[20]和 miR-149[21]，通过作用于不同的靶向癌基因，以肿瘤抑制因子的功能参与癌细胞凋亡、迁移、增殖、侵袭。

4 与直肠癌预后相关的miRNA研究

Toiyama等[22]的研究表明，血清 miR-200c在Ⅳ期直肠癌较Ⅰ-Ⅲ期高，所以把它作为淋巴转移和复发的预测因子。Schetter等[23]对 84例美国直肠癌患者和113 例中国直肠癌患者进行研究，发现血清 miR-21可准确区分腺瘤和大肠癌患者与健康对照者，而且与肿瘤大小、远处转移和预后不良相关[24]。Hong等[25]评估了 84 例手术前后直肠癌患者的血清癌胚抗原(carcinoembryonic antigen，CEA)和 miR-155 的水平，发现miR-155在大肠癌组织中的表达明显增加，推测miT-155与肿瘤的复发和转移密切相关。

5 miRNA和化疗敏感性

Kjersem等[26]鉴定出3种miRNA(miR-106a、miR-130b和miR-484)，它们的上调对5-Fu和奥沙利铂反应缺少有关。Xu等[27]研究发现，在耐药的直肠癌细胞中，增加miR-1915表达使Bcl-2蛋白水平降低，并通过调节凋亡途径使癌细胞对多种化疗药物敏感。Gao等[28]发现，在结直肠癌中，增强miR-155的表达可以促进肿瘤细胞增殖、降低肿瘤细胞对顺铂的敏感性。Li等[29]通过实验证实，miR-34a通过调节转化生长因子-β/SMAD 4 通路介导奥沙利铂的耐药，证明miR-34a与5-Fu联合使用可增加细胞凋亡、抑制细胞生长。

6 miRNA与转移

Tang等[30]分析了85例患者 miR-29a和klf4mRNA的表达水平，发现KLF4通过抑制MMP2和上调E-cadherin来抑制转移，提示miR-29a升高预示着直肠癌患者的转移和生存恶化。Zhao等[31]报道了miR-21能够通过EMT负性调节肿瘤抑制因子PDCD4诱导肿瘤细胞侵袭、转移，还可通过作用于抑癌基因RhoB及PTEN侵袭转移诱导因子 1(TIAM1),促进直肠癌的侵袭转移。Ling等[12]用实时定量PCR技术检测85例结直肠标本中筛选的miRNA,发现miR-224在结直肠癌中的表达随着微卫星稳定状态而变化[32]。

7 展 望

直肠癌是最致命的恶性肿瘤之一，常常确诊时已到中晚期，大多数患者存在预后不良。因此，迫切需要寻找稳定可靠的生物标志物，众所周知，miRNA在直肠癌早期诊断、降低死亡率和治疗中扮演着重要的角色，多项研究也揭示了miRNA与直肠癌之间的关系，并证明了miRNA参与细胞凋亡、侵袭、迁移等多种生物进程[33]，另一些研究也表明，异常表达的miRNA在直肠癌的进展、转移都起了重要作用。因此开拓新的视野，正在进行的miRNA生物学特性研究和检测方法将使人们更好地了解直肠癌和 miRNA之间的关系，在将来可能会改变直肠癌的诊断和治疗，产生潜在的有益的治疗药物，改善直肠癌的预后，从而指导直肠癌的治疗进入精准医疗时代。