微小RNA-181家族与白血病关系的研究进展▲

赖春萍 陈万灵

(厦门医学院临床医学系，福建省厦门市 361023，电子邮箱：1292778668@qq.com)

【提要】 白血病是一类造血干祖细胞的恶性克隆性疾病，包括急性髓系白血病、急性淋巴细胞白血病、慢性髓系白血病、慢性淋巴细胞白血病等。已有研究表明，微小RNA(miRNA)-181家族与白血病存在着密切的关系，它们在白血病的发生发展、诊断、治疗和预后等方面充当着重要的角色。本文就miRNA-181家族与白血病关系的研究进展进行综述，旨在揭示miRNA-181家族与不同类型白血病的关系，为临床诊断与治疗白血病及评价白血病患者预后提供参考依据。

白血病是最常见的造血系统恶性肿瘤，为造血干祖细胞的恶性克隆性疾病，表现为造血细胞不受控制地增殖，逐渐取代骨髓的正常造血[1]。白血病分为两大类：急性白血病和慢性白血病。急性白血病分为急性髓系白血病(acute myeloid leukemia,AML)和急性淋巴细胞白血病(acute lymphocytic leukemia,ALL)。慢性白血病则分为慢性髓系白血病(chronic myeloid leukemia,CML)、慢性淋巴细胞白血病(chronic lymphocytic leukemia,CLL)和毛细胞白血病、幼淋巴细胞白血病等少见类型的白血病。遗传性疾病、化学制品、物理因素(如电离辐射)和病毒感染为白血病的主要病因[2]。

微小RNA(microRNA，miRNA)是一类小分子非编码RNA，由约20～24个核苷酸组成，在转录后水平上负调控基因的表达，在正常和病理性生物学过程中发挥着主要调节因子的作用[3]。miRNA的异常表达与许多疾病相关，包括血液系统恶性肿瘤疾病[4-5]。已有研究表明，miRNA参与白血病造血细胞的分化、增殖和生存等过程[6]，影响治疗反应与预后[7]。因此，miRNA的表达异常与功能失调，将影响靶基因的表达异常与功能，可能成为白血病的诊断或预后的生物标志物，甚至可作为治疗靶点[8]。

miRNA-181家族与白血病存在着密切的关系。miRNA-181家族包括4个高度保守的成熟miRNA成员，即miRNA-181a、miRNA-181b、miRNA-181c和miRNA-181d，它们来源于3条不同的染色体，miRNA-181a-1与miRNA-181b-1位于1号染色体，miRNA-181a-2 与miRNA-181b-2位于9号染色体，miRNA-181c 与 miRNA-181d位于19号染色体。miRNA-181家族参与造血细胞的分化和成熟，在白血病患者中异常表达，参与白血病的发生发展过程[9]，在白血病的诊断、治疗和预后等方面充当着重要的角色。本文对miRNA-181家族与白血病关系的研究进展进行综述，旨在揭示miRNA-181家族与不同类型白血病的关系，为临床诊断与治疗白血病及评估预后提供参考依据。

1 miRNA-181家族与AML

AML为我国最常见的白血病类型，在美国，AML占白血病死亡的最高百分比(62%)[10]。miRNA-181家族可通过影响造血细胞增殖、分化等生物学功能而参与AML的发生发展过程，且具有重要的临床意义。

1.1 miRNA-181家族在AML中的作用与机制 miRNA-181a参与AML细胞增殖，影响细胞周期，在细胞分化中发挥重要的调控作用。马岳等[11]的研究显示，miRNA-181a在大部分AML细胞系中表达上调，促进白血病细胞增殖，提示miRNA-181a在AML中可能起到“癌基因”的作用，同时还发现miRNA-181a可促进细胞周期发生转变(G0/G1期细胞向S期及G2期细胞转变)。Liu等[12]的研究也显示，miRNA-181a在儿童AML患者中高表达，并促进AML细胞增殖和周期转变，共济失调突变基因(ataxia telangiectasia mutated,ATM)为其直接作用靶点。华佳叶等[13]的研究也证实了ATM为miRNA-181a的作用靶点，在AML中，miRNA-181a表达上调并与ATM表达水平呈负相关，而且过表达miRNA-181a可促进AML细胞增殖。还有研究表明，miRNA-181a可介导p27表达而调控AML细胞分化[14-15]。Su等[16]报告miRNA-181a介导蛋白激酶C-δ、羧基末端区域小磷酸化酶样蛋白、钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶激酶1表达下调而抑制造血细胞分化。

1.2 miRNA-181家族在AML中的临床意义 研究显示，miRNA-181a与法美英分型存在一定关联，miRNA-181a在FAB M1/M2型患者中的表达水平高于M4/M5型患者[17-19]。这些研究结果也间接说明miRNA-181a与造血细胞分化存在一定关系。Qiang等[20]的研究显示，与正常人相比，AML患者中miRNA-181a-3p的表达增加，在诱导化疗后获得完全缓解的患者中，80%的患者miRNA-181a-3p表达降低，但仍高于正常人。提示miRNA-181a-3p或许可作为诊断AML的参考指标。

miRNA-181a表达水平与AML患者临床预后相关。Schwind等[18]的研究表明，在正常核型AML患者中，治疗后，miRNA-181a表达水平较高者完全缓解率较高、总生存期及无病生存期更长。Qiang等[20]报告miRNA-181a-3p高表达者，更易获得完全缓解，总生存期更长，但未影响无病生存期。另一项研究表明， has-miRNA-181a-5p高表达者，预后较好[21]。Xu等[22]调查miRNA-181a与同源盒基因A(homeobox gene A,HOXA)7、HOXA9和HOXA11之间的关联性，并探讨其在预测AML预后中的作用，发现HOXA7、HOXA9和HOXA11的表达水平与miRNA-181a的表达水平呈负相关，miRNA-181a高表达者与HOXA基因低表达者的预后较好，同时对化疗的反应较好。Xue等[23]发现miRNA-181a-2是非M3型AML患者预后的影响因素。因此，miRNA-181a可能是预示AML患者预后的生物标志物，可作为治疗AML的候选基因。

miRNA-181b在AML患者中的表达也上调，但高表达水平的miRNA-181b提示患者预后不良。向立丽等[24]的研究显示，AML患者miRNA-181b的表达水平较正常人群显著升高，其中M1、M5、M6型患者升高更明显，生存分析提示miRNA-181b高表达者完全缓解率较低，总生存期较短。另外，Iravani Saadi等[25]评估了miRNA-181b在AML患者中的表达及其与造血干细胞移植后治疗反应的相关性，结果显示，与健康人相比，AML患者的miRNA-181b表达显著增加，但是miRNA-181b表达水平与治疗反应无关。

Guo等[26]的一项荟萃分析结果显示，在395名美国AML患者中miRNA-181高表达者生存期更长，但在325名中国AML患者中miRNA-181高表达者生存期却更短；进一步进行亚组分析和Meta回归分析，发现AML患者的来源是导致总生存期与miRNA-181之间的关系出现异质性的原因。这些结果表明miRNA-181有希望作为AML患者预后的评估指标，但可能需考虑患者群体的来源问题。

1.3 miRNA-181家族与AML耐药的关系 Nanbakhsh等[27]的研究表明，miRNA-181a在白血病耐药细胞对柔红霉素的敏感性中发挥着决定作用，提示miRNA-181a可能为治疗免疫和化疗耐药AML细胞提供一个良好的选择。还有研究证实miRNA-181b在白血病细胞株HL-60与耐药株HL-60/ADMCR间的差异表达，可能通过调节髓样细胞白血病1表达水平在AML多药耐药中起重要作用[28]。因此，miRNA-181b有望成为逆转AML耐药的靶点。

2 miRNA-181家族与ALL

ALL是儿童中最常见的急性白血病类型，在成年人中为第二常见的白血病。75%的ALL病例起源于B系淋巴祖细胞，其他起源于T系淋巴祖细胞[29]。miRNA-181家族在造血细胞分化过程中发挥着重要的调节作用，包括T细胞、B细胞、自然杀伤细胞等[30-31]。

2.1 miRNA-181家族在ALL中的作用与机制 Baghbani等[32]发现，在Jurkat细胞中采用小干扰RNA沉默PTPN22基因表达，可导致miRNA-181a和miRNA-181b表达下调，提示PTPN22、miRNA-181a、miRNA-181b可能参与ALL的发生发展过程。目前研究已揭示miRNA-181a在ALL中发挥癌基因的作用，可通过多种机制介导发病过程。Lyu等[33]的研究显示，ALL患者的miRNA-181a-5p表达水平较正常人增高，miRNA-181a-5p可诱导ALL细胞生长和增殖，还可直接下调Wnt抑制因子1的表达，并进一步激活Wnt/β-catenin信号通路。miRNA-181a过表达还可抑制抑癌基因早期生长应答基因1表达而促进细胞增殖[34]。李永军等[35]的研究表明，miRNA-181a过表达可以激活磷脂酰基醇3-激酶/蛋白激酶信号通路，促进细胞异常增殖以及抑制细胞凋亡，导致T淋巴细胞免疫表型ALL的发生。

但是有些研究提示miRNA-181a在儿童ALL中起着抑癌基因的作用。Yang 等[36]的研究显示，ETV6/RUNX1阳性的儿童ALL患者miRNA-181a-1表达下调，在17种miRNA中最为明显；染色质免疫沉淀法显示ETV6/RUNX1直接结合miRNA-181a-1的调节区域，敲除ETV6/RUNX1可增加miRNA-181a-1的表达水平；进一步的功能实验提示miRNA-181a可以靶向ETV6/RUNX1，引起ETV6/RUNX1蛋白表达水平降低，导致细胞生长停滞，细胞凋亡增加，诱导细胞分化。Nabhan等[37]的研究显示，与正常人相比，儿童ALL患者miRNA-181a表达降低。miRNA-181a可通过靶向Smad7发挥抑癌作用[37]。

2.2 miRNA-181家族在ALL中的临床意义 Gutierrez-Camino等[38]对45篇文献进行系统分析，有7项研究结果显示，与正常对照者相比，ALL患者miRNA-181表达上调，尤其是B淋巴细胞免疫表型ALL。这些结果提示miRNA-181可作为诊断ALL的参考指标。Rzepiel等[39]的研究显示，在治疗第1周内，ALL患者的miRNA-181b-5p、miRNA-181a-5p表达均显著下降，但在治疗第8天后，两者表达并未进一步降低。此外，Zhou等[40]发现，与正常人相比，miRNA-181b在B淋巴细胞免疫表型ALL患者中低表达，且miRNA-181b低表达者总生存期较短。提示miRNA-181的表达水平与治疗效果存在一定联系，其或可用于指导治疗。

2.3 miRNA-181家族与ALL耐药的关系 Yan等[41]报告在人胚胎肾细胞293中，过表达miRNA-181a可促进细胞增殖，激活蛋白激酶，并增加细胞对阿霉素的耐药性；在暴露于化疗药物(如阿霉素、环磷酰胺、阿糖胞苷和顺铂等)的Jurkat细胞中miRNA-181a表达上调，并伴随着蛋白激酶的激活；抑制miRNA-181a表达，则可增强Jurkat耐药细胞对化疗药物的敏感性，表明miRNA-181a参与了ALL细胞获得性化疗耐药过程。李永军等[35]的研究也表明过表达miRNA-181a可以激活磷脂酰基醇3-激酶/蛋白激酶信号通路，诱导细胞对化疗药物耐药。

3 miRNA-181家族与CML

CML是一种恶性骨髓增殖性肿瘤，每10万成年人中有1～2例发病，约占初治成人白血病病例的15%[42]。CML的分子特征是存在Ph染色体和(或)BCR-ABL融合基因。酪氨酸激酶抑制剂如甲磺酸伊马替尼、尼洛替尼、达沙替尼，可抑制BCR-ABL阳性细胞的增殖，为CML的一线治疗药物。

3.1 miRNA-181家族在CML中的作用与机制 Fei等[43]的研究表明，在K562细胞中，RALA为miRNA-181a的直接作用靶基因，过表达miRNA-181a可通过靶向RALA抑制细胞生长，促使细胞周期停滞，促进细胞凋亡。Ma等[44]的研究显示，在CML患者CD34+细胞中miRNA-181a/RALA轴高表达，miRNA-181a可能通过RALA抑制CML患者CD34+细胞生长，但其对正常人的CD34+细胞并无影响。Cu等[45]的研究也证实CML中RALA为miRNA-181a的作用靶点，RALA可通过激活Ras相关的信号通路而促进CML进展。除RALA这一靶基因外，Gu等[46]的研究表明，在CML中PPFIA1也是miRNA-181a直接作用的靶基因，并报告了miRNA-181a/PPFIA1/PARP1/NF-κB-P65/KIT轴为CML的关键调控机制。

3.2 miRNA-181家族与CML耐药的关系 Wang等[47]发现，miRNA-181a在CML患者外周血单个核细胞和CML K562细胞系中呈低表达；在K562细胞中过表达miRNA-181a可增强其对伊马替尼的敏感性，其潜在机制可能与miRNA-181a抑制K562细胞生长和/或诱导细胞凋亡和分化有关。Ma等[44]的研究揭示miRNA-181a表达可增加CML CD34+细胞对甲磺酸伊马替尼的敏感性。这些结果提示miRNA-181a可能是评估CML细胞对伊马替尼治疗敏感性的有效指标。

miRNA-181c在CML耐药中也具有重要作用。Zhao等[48]的研究显示，耐药细胞系和CML/多药耐药标本中miRNA-181c表达下调，miRNA-181c表达水平的改变影响K562、对阿霉素耐药的K562细胞株的多药耐药表型，上调miRNA-181c表达可通过直接靶向抑制ST8SIA4表达，促使K562/阿霉素耐药细胞对阿霉素敏感。这些结果提示miRNA-181c在耐药性治疗中具有潜在价值。

4 miRNA-181家族与CLL

CLL好发于老年人群，其特征是外周血、骨髓、脾脏和淋巴结等淋巴组织中出现大量克隆性B淋巴细胞。免疫球蛋白重链可变区基因突变、染色体异常、CD38、ZAP70是与CLL预后相关的指标[49]。

有文献报告miRNA-181与CLL的作用靶点与机制密切相关。Pekarsky等[50]的研究显示，在CLL中miRNA-181表达水平与T细胞淋巴瘤1表达呈负相关，miRNA-181可通过调节T细胞淋巴瘤1表达参与CLL发病过程。Zhu等[51]的研究表明，在CLL中miRNA-181a/b可抑制B淋巴细胞瘤2、髓样细胞白血病1等与细胞凋亡相关的蛋白的表达。

Furtado等[52]的研究显示，与健康人比较，CLL患者miRNA-181a和miRNA-181b表达下调。Farahat等[53]发现，初治CLL患者miRNA-181a的表达较正常人群下调，而在ZAP-70阳性的CLL患者中miRNA-181a表达上调。Zhu等[51]的研究显示，在CLL细胞中miRNA-181a表达下调，在预后较差的亚组中miRNA-181a/b表达水平更低，而且miRNA-181a/b低表达者其总生存期更短。Szymczyk等[54]的研究显示，miRNA-181a高表达者疾病进展时间长。可见，miRNA-181在CLL中表现为低表达，其表达水平的高低与患者的预后相关。

5 小 结

综上所述，miRNA-181家族可通过调控靶基因影响细胞增殖、细胞周期、细胞凋亡与细胞分化等生物学过程而参与白血病的发生发展。miRNA-181家族在不同类型白血病中的表达、作用机制与临床意义有所区别，有关miRNA-181家族与AML、ALL关系的报告更为多见。miRNA-181家族的4个成员中，以miRNA-181a在白血病中的研究更为突出，目前miRNA-181c、miRNA-181d在白血病中的研究报告较少。总之，miRNA-181家族在白血病的发生发展过程，以及诊断、治疗和预后等方面充当着重要的角色，有望成为评估白血病的预后指标，可能成为治疗白血病的潜在靶点。