microRNA在胃癌发生发展和转移中的表达

魏晓妍，耿子昂 综述，杨冬 审校

(1.锦州医科大学，辽宁 锦州 121000；2.中国医科大学，辽宁 沈阳 110000；3.中国医学科学院整形外科医院，北京 100000)

近年来，由于传染病被逐渐控制，恶性肿瘤对人类的威胁日益突出，目前已经成为最常见的死亡原因之一。胃癌是临床上较为常见的胃肠道恶性肿瘤，目前已成为亚洲最常见的恶性肿瘤；在中国位居恶性肿瘤发病率第一位和死亡率第二位[1]。胃癌的发生发展受多种因素的影响，如环境、饮食、遗传因素等等。随着医疗技术的不断发展，胃癌的治疗取得了一定的成效。但是胃癌患者的总体治疗效果和预后情况仍然不容乐观[2]。患者发病初期的临床表现往往不具有特异性，仅以恶性、呕吐等常见的胃肠道反应为症状就医，导致胃癌的早期诊断变得较为困难[3]。microRNA是一类进化高度保守，广泛存在于真核细胞内的单链小分子非编码RNA，其平均长度为22个核糖核苷酸，成熟microRNA由Dicer酶剪切其前体而成。这些成熟的microRNA与其他蛋白质一起组成RNA诱导的沉默复合体，通过与靶mRNA分子的3’-UTR互补匹配，促使该mRNA分子的降解或抑制其翻译。已有研究表明，microRNA在多种肿瘤的发生发展过程中起重要调控作用。研究发现，microRNA同样参与了胃癌发生、发展的全部过程[4]。因此，测定在胃癌发生发展过程中相关microRNA表达水平有助于对胃癌的临床诊断、确定肿瘤分期、监测肿瘤转移、预后效果预测等一系列工作。本文就microRNA在胃癌发生发展、转移及诊断和预后预测的过程中的表达水平及临床意义的相关研究进行综述。

1 microRNA在胃癌发生发展中的表达情况

1.1 microRNA-20a

microRNA-20a是microRNA-17前体家族成员之一，已有研究表明，microRNA-20a在多种肿瘤细胞内高表达。与正常胃上皮细胞相比，在胃癌细胞内，miceroRNA-20a表达水平升高，差异具有统计学意义[5]。miceroRNA-20a的靶基因有很多，利用在线数据库进行靶点预测发现，在胃癌细胞内，其靶基因为EGR-2[6]。通过QT-PCR技术测定发现，EGR-2表达水平在胃癌细胞内显著降低。EGR-2作为一种早期反应蛋白，可以抑制细胞的增殖及迁移。实验证实，在胃癌细胞内，microRNA-20a含量与EGR-2含量成负相关，提示microRNA-20a可能通过影响EGR-2表达，进而影响胃癌细胞的增殖。MicroRNA-20a作为胃癌细胞增殖过程中的促进因子，在胃癌细胞内表达水平升高，抑制EGR-2的表达。EGR-2为胃癌发生发展的抑制因子，其表达水平降低后，胃癌细胞的增殖能力提高，促进胃癌的发生发展。

1.2 microRNA-21

研究表明，microRNA-21 作为一种促癌因子，在肺癌、胃癌、结直肠癌等癌症中表达水平升高。胃癌患者内癌组织中microRNA-21表达水平高于正常组织，二者差异具有统计学意义[7]。同时，不同TNM分期的患者癌组织内microRNA-21表达水平不尽相同。研究发现，microRNA-21可以促进胃癌细胞的增殖，抑制其凋亡，同时还可增加胃癌细胞的耐药性，其影响的通路有很多。microRNA-21可以抑制NOxa的表达，促进胃癌细胞的增殖；可以抑制PDCD4的表达，抑制胃癌细胞的凋亡。最新研究表明，microRNA-21对胃癌细胞的耐药性有重要影响，免疫印迹结果显示，在胃癌细胞内，microRNA-20表达水平升高，同时Bcl-2的表达水平也升高，而PTEN、Bax的表达水平则下降[8]，提示microRNA-21通过影响Bcl-2-PTEN通路影响胃癌细胞的耐药性。microRNA-21通过抑制PTEN的表达，经PI3K/AKT信号转导通路，升高Bcl-2与Bax的比值，参与胃癌细胞耐药性的形成。

1.3 microRNA-27a

microRNA-27a位于人类第19号染色体上，在多种肿瘤细胞内均会出现异常表达的情况。研究结果显示，在胃癌组织中，microRNA-27a的表达水平升高，与正常胃黏膜组织细胞相比，差异具有统计学意义[9]。该研究利用MiRNSA等靶基因预测结果显示，PHLPP2为microRNA-27a的靶分子。PHLPP2属于PHLPP家族的重要成员，PHLPP指的是PH结构域富亮氨酸重复蛋白磷酸酶蛋白，该家族成员已被证实为重要的抑癌因子。实验结果显示，PHLPP2在胃癌细胞内表达水平降低。实验结果提示，microRNA-27a可能抑制PHLPP2的表达，使得PHLPP2对Akt的磷酸化水平降低，通过PI3k/Akt信号通路，促进胃癌细胞的增殖。因此，microRNA-27a可通过影响PHLPP2，通过下游Akt及相关分子通路，促进胃癌细胞的增殖。

1.4 microRNA-124

研究表明，microRNA-124在多种肿瘤细胞内起到抑癌因子的作用。在胃癌细胞内，microRNA-124的表达水平下降，与正常胃黏膜组织相比，差异具有统计学意义[10]。与microRNA-27a相似的是，microRNA-124的下游信号转导通路同样为PI3k/Akt信号通路。该通路在肿瘤细胞的增殖过程中被活化[11]，实验结果显示，microRNA-124模拟物组PI3k/Akt通路中关键蛋白含量均降低，提示microRNA-124为该通路的抑制因子。PI3k/Akt通路被激活后，Atk分子磷酸化水平升高，Akt作为该通路中的中心蛋白分子，对胃癌细胞的增殖和凋亡起到重要调控作用。该实验结果表明，microRNA-124在胃癌细胞内表达水平降低，对PIP3/Akt通路抑制效应降低，使得PIP3/Akt通路活化，Atk磷酸化水平升高，对胃癌细胞的促进凋亡作用减弱，导致胃癌细胞的增殖。

1.5 microRNA-140-5p

microRNA-140-5p是一种参与调控癌细胞细胞周期的微小RNA，其抑制癌细胞在G1/S期的增殖。应用QT-PCR检测胃癌患者癌组织和癌旁组织中microRNA-140-5p的表达水平，检测结果显示，microRNA-140-5p在胃癌组织内表达水平降低，相较于癌旁组织，其差异具有统计学意义[12]。在实验中，采用双荧光素酶报告实验检测发现，EGR2为microRNA-140-5p的下游靶分子，这与microRNA-20a的下游靶分子是相同的。不仅如此，在最近的基础研究中发现，TGF-β1和Smad2在胃癌组织中的表达水平高于正常胃黏膜组织[13]，实验结果同样证实，microRNA-140-5p可以抑制TGF-β1和Smad2的表达。因此，在胃癌细胞内，microRNA-140-5p表达水平降低，对TGF-β1和Smad2的抑制作用减弱，二者表达水平升高，对胃癌患者的不良影响增多；同时，microRNA-140-5p抑制EGR2蛋白的表达，使其作为抑癌因子的作用减弱，促进胃癌细胞的增殖。

1.6 microRNA-148a-3p

microRNA-148a-3p在多种肿瘤细胞内表达水平降低。实验结果显示，microRNA-148a-3p在胃癌组织内表达水平低于癌旁组织，且差异具有统计学意义[14]。microRNA-148a-3p可能通过调控细胞自噬，影响肿瘤的发生发展。实验通过测定自噬相关蛋白LC3与Beclin1的含量，证实二者的表达水平与microRNA-148a-3p呈现负相关。Beclin1为自噬通路中的关键蛋白，其表达水平升高已被证实为胃癌发生发展过程中的早期事件。Beclin1作为自噬体的组装原料之一，参与到胃癌细胞内损伤线粒体的清除过程，降低由线粒体介导的细胞凋亡通路的活化。因此，microRNA-148a-3p在胃癌组织内表达水平降低，对Beclin1的抑制作用减弱，Beclin1表达水平升高，通过增强细胞内自噬过程，清除受损线粒体，减少细胞凋亡，促进胃癌细胞的增殖和稳定。

1.7 microRNA-152

microRNA-152作为一种抑癌因子，已被证实在结直肠癌等癌症中出现低表达情况。近年来，在胃癌细胞内同样发现microRNA-152的表达水平降低。实验结果证实，microRNA-152在胃癌组织内表达水平低于癌旁组织，二者差异具有统计学意义[15]，而且其与胃癌的浸润程度和TNM分期密切相关。癌基因E2F3为microRNA-152的靶基因，E2F3是转录因子E2F家族成员之一，其与下游靶基因结合后，激活相关细胞周期蛋白，促进细胞从G1期向S期的转化[16]，microRNA-152则会抑制E2F3的表达。因此，在胃癌细胞内，microRNA-152表达水平降低，对E2F3的抑制作用减弱，E2F3表达水平升高，其作为促癌因子调控细胞周期，促进胃癌细胞增殖。

1.8 microRNA-433

microRNA-433是一种具有抗肿瘤效应的微小RNA，在胃癌细胞内，microRNA-433表达水平显著降低，其机制可能与MAPK信号转导通路相关。丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号转导通路是一种参与细胞生长发育、分裂分化等过程的重要信号转导通路。细胞外信号调节激酶ERK是MAPK通路上的一个关键性成员。蛋白印迹检测表明，利用慢病毒转染胃癌细胞内microRNA-433表达水平升高后，细胞内ERK1/2含量下降[17]，提示，ERK可能为microRNA-433的一类下游靶分子。该实验结果表明，胃癌细胞内，microRNA-433表达水平降低，对ERK的表达抑制作用减弱，激活MAPK通路，促进胃癌细胞的增殖。

2 microRNA在胃癌转移中的表达情况

2.1 microRNA-181c

microRNA-181c为microRNA-181家族成员之一，有研究表明，在幽门螺杆菌阳性的胃癌患者中，microRNA-188c表达水平升高[18]。可见，microRNA-181c在胃癌细胞内作为促癌因子，特别是感染Hp的患者内，microRNA-181c表达水平显著升高。不仅如此，划痕实验表明，在人为下调microRNA-181c表达后，胃癌细胞的迁移能力和侵袭能力均有所减弱[19]。应用QT-PCR和western blot测定相关分子表达水平发现，低表达microRNA-181c后，凋亡相关基因Bcl-2和侵袭标志基因MMP-9、N-cad的表达水平均降低。因此，microRNA-181c在Hp阳性的胃癌患者内表达水平升高，促进相关分子的表达，增加胃癌细胞的迁移和侵袭能力，有可能对胃癌的转移起到重要作用。

2.2 microRNA-221

研究证实，microRNA-221作为一种促癌因子，在多种癌症细胞内抑制抑癌基因的表达，促进癌症的发生发展。在胃癌细胞内，microRNA-221表达水平升高，并且与胃癌的TNM分期、淋巴结转移等密切相关。同时，在实验中发现，在胃癌发生远端转移的患者内，microRNA-221表达水平要高于未转移的患者，其差异具有统计学意义[20]，其机制与上皮间质转化相关。上皮间质转化(EMT)可以破坏细胞间黏附，促进肿瘤细胞的转移。E-cadherin分子作为EMT中的关键分子，在肿瘤的转移过程中发挥重要作用[21]。实验结果表明，在胃癌细胞内，microRNA-221表达水平与E-cadherin的表达水平呈现负相关。因此，在胃癌细胞内，microRNA-221表达水平升高，抑制E-cadherin的表达，E-cadherin作为EMT的抑制分子，当E-cadherin水平降低时，细胞启动EMT通路，细胞间黏附状态被破坏，促进胃癌细胞的迁移，进而导致胃癌发生转移。

2.3 microRNA-1301

microRNA-1301作为一种新发现的微小RNA，在不同肿瘤中起到的作用并不相同。在胃癌组织中，microRNA-1301表达水平低于正常组织，而且，具有淋巴结转移的胃癌患者内，其表达含量也低于未出现淋巴结转移的患者内microRNA-1301表达含量，二者差异具有统计学意义[22]。通过生物信息学检索分析，STAT3可能为microRNA-1301的下游靶分子之一。既往研究表明，STAT3在胃癌细胞内呈现高表达状态，作为促癌因子促进胃癌的发生发展。同时，MMP-2作为肿瘤细胞侵袭促进因子，其表达受到STAT3的调控。因此，microRNA-1301可能通过影响STAT通路影响胃癌细胞的迁移。通过蛋白印迹实验证实，过表达microRNA-1301会抑制STAT3的表达。因此，在胃癌细胞内，microRNA-1301表达水平降低，对STAT3的抑制作用减弱，STAT3表达升高，通过MMP-2信号转导通路，增加胃癌细胞的迁移和侵袭能力，促进胃癌的转移。

3 microRNA对胃癌诊断的临床意义

3.1 microRNA-16、microRNA-93和microRNA-196b

microRNA-16、microRNA-93和microRNA-196b等3种微小RNA近年来被证实，在不同种类的肿瘤患者中存在异常表达情况，并且，可在肿瘤的诊断方面有着重要的临床应用价值。研究发现，在胃癌患者血清内。3种microRNA表达含量同样上升，与非胃癌患者血清内相比，含量差异具有统计学意义[23]。同时，对不同分期、有无淋巴结转移等患者现血清内3种microRNA表达水平进行测定，结果发现，在进展期的患者和已经出现淋巴结转移的患者中，3种microRNA含量也要升高。实验通过测定3种microRNA不同组合作为血清标志物对胃癌进行诊断的特异性和敏感性发现，3种microRNA联合诊断时，胃癌的诊断的敏感性和特异性最高，同时ROS曲线分析也可证实这一结论。因此，microRNA-16、microRNA-93和microRNA-196b等3种微小RNA联合检测，可以提高胃癌诊断的准确性，三者可作为胃癌诊断的血清学标志物，在胃癌的诊断及转移预测等方面起到重要作用。

3.2 microRNA-26a和microRNA-199a

microRNA-26a是一种可以抑制多种促癌基因表达的微小RNA，已有研究发现，在胃癌患者血清内，microRNA-26a的表达水平降低[24]，并且其表达情况与TNM分期及预后有相关性。microRNA-199a与microRNA-26a相反，在胃癌患者血清内存在高表达现象。因此，二者联合作为胃癌诊断的血清标志物，可能对胃癌诊断的准确率起到促进作用。利用QT-PCR检测胃癌患者行胃癌根治术术前及术后两种microRNA在血清内的含量，结果显示，术前患者血清内，microRNA-26a含量低于术后患者，而microRNA-199a则高于术后患者。因此，两种microRNA可作为诊断胃癌的联合血清学标志物，对胃癌诊断的准确性起到促进作用。

3.3 microRNA-27b-3p

microRNA-27b-3p基因位于人类第9号染色体上，对肿瘤的发生发展起到促进作用。已有研究表明，microRNA-27b-3p在胃癌患者内表达含量与胃癌的进展程度相关。实验结果表明，在胃癌患者血清内，microRNA-27b-3p表达水平升高，且与淋巴结转移情况呈现正相关[25]。同时，研究还发现RNA-27b-3p、CA15-3和CEA等3种分子在胃癌患者血清内表达水平均升高，而PGR表达水平降低。CA15-3和CEA均为相关肿瘤的血清学标志物，PGR是胃蛋白酶原Ⅰ与胃蛋白酶原Ⅱ的比值， PGR异常常常与胃黏膜破坏相关，有研究表明，PGR的表达水平与胃癌进程呈现负相关。因此，microRNA-27b-3p可联合CA15-3、CEA和PGR，共同作为胃癌诊断的血清学标志物，提高胃癌诊断的特异性和敏感性。

3.4 microRNA-223

研究表明，相比于癌旁组织，microRNA-223在胃癌组织中表达水平升高，microRNA-223通过抑制FBXW7/hCdc4通路[26]，发挥促进肿瘤细胞增殖的功能。microRNA-223不仅在癌组织内表达含量升高，在患者血清内也有高表达的现象出现。检测结果显示，microRNA-223在胃癌患者血清内含量升高，并且与肿瘤的大小、TNM分期、幽门螺杆菌感染等相关，具有统计学意义[27]。利用ROS曲线分析，microRNA-223作为血清标志物诊断胃癌，其灵敏度、特异度分别为95.0%和97.5%，曲线下面积为0.81。表明microRNA-233作为胃癌诊断的血清学标志物，具有良好的敏感性和特异性。与CEA和CA199相比，microRNA-233诊断曲线下面积较高。因此，临床上可将microRNA-233作为诊断胃癌的血清学标志物，对胃癌的诊断和分期做出更加准确的判断。

4 microRNA对预测胃癌治疗预后的意义

4.1 microRNA-144-3p

研究表明，microRNA-144-3p在多种恶性肿瘤中呈现低表达状态，对肿瘤的发生发展、转移及预后的影响作用较为明显。在胃癌组织中，microRNA-144-3p通过靶向前白血病转录因子 3，抑制上皮间质转化，抑制胃癌细胞增殖，同时，microRNA-144-3p还可以调控ABCG2 信号通路，对胃癌细胞侵袭和迁移能力 产生影响[28]。实验结果表明，胃癌组织中microRNA-144-3p表达水平低于癌旁组织，并且在TNM III和IV期患者和产生淋巴结转哟的患者中，microRNA-144-3p表达水平也低于I期和II期、无淋巴结转移的患者[29]。利用COX比例风险模型分析，microRNA-144-3p可作为影响胃癌预后的独立危险因素。在随访100例胃癌患者5年结果中，microRNA-144-3p低表达者，5年生存率低于microRNA-144-3p高表达者，经χ2检验，差异有统计学意义。因此，临床上可以通过检测microRNA-144-3p表达水平，预测胃癌患者预后情况。

4.2 microRNA-214

研究表明，microRNA-214可以调节相关基因的活性，在肿瘤的发生发展中起调控作用。在胃癌组织内，microRNA-214表达水平高于癌旁组织，同时，MGAT5的表达含量也高于癌旁组织[30]。并且，二者表达水平程度与胃癌患者的分期、是否出现淋巴结转移等具有明显相关性。而在患者血清内，microRNA-214同样呈现高表达状态[31]。研究发现，microRNA-214表达水平高的胃癌患者，其胃癌组织分化程度较低，且生活质量不如表达水平低的患者。因此，microRNA-214可作为预测胃癌患者预后状况的有效microRNA，其机制可能是通过调节糖蛋白MGAT5的表达，影响癌症的发生发展。

4.3 microRNA-381

microRNA-381基因位于人类第14号染色体上，该基因位点存在多种microRNA基因，均作为抑癌因子，影响癌细胞的增殖。检测结果显示，在胃癌患者的胃癌组织内，microRNA-381的表达水平降低，同时与TNM分期、淋巴结转移和胃癌转移等具有显著相关性[32]。同时通过对数秩检验Kaplan—Meier曲线做总体生存分析，发现低表达microRNA-381的患者总体生存率低于microRNA-381高表达的患者。利用Cox回归分析也可以得出，microRNA-381表达水平与患者的预后存在相关性，低表达microRNA-381的患者，其预后效果不如高表达患者。提示，microRNA-381可作为胃癌患者预测预后的独立标志物。可在临床上通过测定microRNA-381的表达情况，对胃癌患者的生存及预后情况做出更为可靠的判断。

5 结 语

自从microRNA 发现以来，研究人员对其在人体内参与生理病理过程的作用和机制进行了大量的研究，近年来，microRNA在肿瘤的发生发展中被证实起到重要的调控作用。胃癌作为临床上较为常见的消化道恶性肿瘤，其发生发展的各个阶段几乎都有相关的microRNA进行调控。不同的microRNA在调控的过程中扮演着不同的角色，有的可以抑制下游抑癌基因的表达，促进肿瘤发生；有的可以抑制下游促癌基因表达，抑制肿瘤发生；有的可以调控相关蛋白表达，影响胃癌细胞的迁移和侵袭能力；有的可以作为血清标志物，对胃癌的临床诊断及预测预后起到重要作用。通过本文的综述，我们可以看出，不同的microRNA通过影响下游不同的信号转导通路，进而影响胃癌发生发展的各个阶段。例如microRNA-21调控Bcl-2—PTEN通路、microRNA-433调控MAPK通路等等。而且，同一类型的通路也可受到不同microRNA的调控，例如PIP3/Akt通路既受到microRNA-27a的调控，又受到microRNA-124的调控；EGR-2通路既受到microRNA-20a的调控，又受到microRNA-140-5p的调控。根据相关理论，可以认为，这些microRNA及其对应的细胞信号转导通路构成了一张复杂网络，对胃癌细胞的命运过程起着精细的调控作用。由于一些microRNA不仅对胃癌细胞具有调控作用，在其他种类的癌细胞中依旧发挥作用，因此，单一的microRNA往往其特异性不高。因此，可以利用多种microRNA联合检测，提高胃癌的诊断率。未来，可以在这个复杂网络里面，寻找特异性和敏感性更高的通路，使得在胃癌的诊断、预测预后等方面更加的精准，提高胃癌患者的治疗效果和生存率，为胃癌患者的生存质量起到积极作用。