微小RNA在鼻咽癌发生发展中的作用研究进展
2021-12-31巴思,莫祥兰
巴思,莫祥兰
【关键词】miRNA ;鼻咽癌 ;细胞增殖;侵袭;转移
中图分类号:R766.3文献标志码:ADOI:10.3969/j.issn.1003-1383.2021.11.014
鼻咽癌(nasopharyngeal carcinoma,NPC)是鼻咽部上皮来源的恶性肿瘤,与EB病毒(EBV)感染密切相关,发病人群具有显著的地理分布特征,好发于中国南部和东南亚地区;95%以上病例为未分化非角化型鳞状细胞癌,对放疗敏感。虽然早期经规范治疗大部分患者可治愈,但NPC发病部位隐蔽,早期即经淋巴道或血道转移。约70%患者就诊时已为中晚期,治疗效果差。因此,有必要深入研究NPC发生发展分子机制,寻找特异度和敏感度高的早期诊断NPC分子标志物,及早發现NPC患者,及早进行规范治疗,进一步提高NPC患者治愈率和生存质量。研究已证实NPC的发生与EBV感染、遗传因素、环境因素等密切相关。近年研究发现,miRNA表达失衡参与了NPC的发生和进展,但miRNA致NPC分子机制仍在探讨中。
1miRNA与人类恶性肿瘤
miRNA是一类长度为19~25个核苷酸的单链非编码小分子RNA,在转录后水平调控基因表达。miRNA具有高度保守性,在哺乳动物基因组中广泛存在。随着对miRNA研究的深入,发现其参与包括细胞增殖、分化、胚胎发育和组织形成等各种生理病理过程[1]。miRNA表达异常与人类多种疾病(包括肿瘤)的发生密切相关。miRNA在人类恶性肿瘤的发生、发展过程中扮演着类似于癌基因或抑癌基因的角色。新近研究发现食道癌细胞miR-483-5P表达上调,其通过靶向下调钾离子通道亚家族Q成员1(KCNQ1)表达促进食道癌细胞的增殖、迁移和侵袭[2];提示miR-483-5P在食道癌发生发展过程中扮演癌基因角色。另一研究发现胃癌组织及细胞系miR-125b表达明显下调,miR-125b模拟物可抑制胃癌细胞增殖、侵袭和转移,在胃癌发生发展中扮演抑癌基因角色,其抑癌机制是通过靶向下调信号转导和转录激活子3(STAT3)表达而实现的[3]。MAMINEZHAD等[4]研究发现6种血浆miRNA(miR-19a、miR-20a、miR-150、let-7a、miR-143和miR-145)可作为诊断大肠癌的分子标志物。大肠癌患者外周血miR-19a、miR-20a、miR-150和 let-7a表达显著上调并与进展期密切相关,而 miR-143和miR-145则显著下调。推测在大肠癌发生发展过程中miR-19a、miR-20a、miR-150和 let-7a扮演癌基因角色,而miR-143和miR-145则扮演抑癌基因角色。它们促癌或抑癌分子机制如何尚待研究。
2miRNA在NPC发生发展中的作用
NPC是鼻咽黏膜上皮细胞来源的恶性肿瘤。NPC的发生发展是多因素参与的复杂过程。研究已证实多种癌基因和抑癌基因表达异常导致多条信号通路包括Wnt/β-catenin、Rho/ROCK、PI3K/AKT、NF-κB、mTOR、MAPK等持续活化促进了NPC发生和进展。新近研究发现miRNA表达异常与NPC发生发展密切相关[5~9]。他们在NPC发生发展过程起促癌或抑癌作用。
2.1miRNA靶向调控抑癌基因表达促进NPC发生和发展研究证实部分miRNA促进NPC发生和发展。 NPC组织miRNA-630表达水平明显上调并与预后不良密切相关;体外实验发现,NPC细胞外源性过表达miRNA-630促进细胞增殖;其可能通过靶向下调抑癌基因P53诱导核蛋白2(TP53INP2)表达促进肿瘤发展[6]。NPC组织miR-103表达上调,而肿瘤侵袭转移抑制基因基质金属蛋白酶-3组织抑制物(TIMP-3)表达水平明显降低;NPC细胞外源性过表达miR-103促进细胞增殖、迁移和侵袭,Wnt/β-catenin通路相关基因β-catenin 和cyclin D1表达上调[7],提示 miR-103通过靶向抑制TIMP-3表达,激活Wnt/β-catenin通路促进NPC发生和发展。另一研究发现,miRNA-215在NPC组织中表达上调并与预后差密切相关;NPC细胞外源性过表达miR-215促进了细胞增殖、迁移和侵袭;miR-215通过靶向抑制抑癌基因RB1表达促进了NPC的发展;此外,miR-215通过促进NPC上皮-间质转化(EMT)、激活Wnt/β-catenin通路促进NPC侵袭和转移[8]。NPC组织miR106a-5p表达上调,其表达水平与疾病晚期、复发和不良临床预后密切相关;功能研究发现 miR106a-5p通过靶向抑制抗增殖因子3(BTG3),抑制自噬而增强了NPC恶性表型;由miR106a-5p/BTG3轴介导的自噬减弱是通过激活MAPK通路而实现[9]。miR-141的功能具有组织特异性。NPC组织miR-141-3p表达上调并与不良预后相关,外源性过表达miR-141-3p促进了NPC细胞的增殖、迁移和侵袭,其通过靶向抑制肿瘤抑制基因DLC1表达、激活mTOR通路从而促进NPC的进程[10]。NPC组织高表达miRNA-19a-3p,而凋亡促进基因程序性细胞死亡5(PDCD5)表达下调,两者表达水平呈负相关;生存分析显示,高表达miRNA-19a-3p或低表达PDCD5者预后较差,他们是影响NPC预后的独立危险因素[11],提示miRNA-19a-3p在NPC中扮演癌基因角色。研究还发现NPC患者血浆miR-214-3p表达与临床分期和复发或转移密切相关,在NPC患者治疗后的随访过程中,血浆miR-214-3p表达逐渐降低,复发或转移的患者总是在同一时间点伴有更高水平的血浆miR-214-3p[12],提示miR-214-3p可能在NPC发生发展中扮演癌基因角色。SUN等[13]研究发现,NPC患者外周血miR-93表达水平显著增高并与临床分期、淋巴结转移以及5年总生存期显著相关,是预测NPC预后的独立因素;体外实验表明,敲低miR-93可抑制NPC细胞增殖;进一步功能学实验证明,其通过靶向抑制PDCD4表达促进NPC增殖。除人类miRNA外,部分EBV编码的miRNA(EBV-miRNA)亦可促进NPC发生和发展。NPC组织高表达EBV-miRNA-BART8-3p并与远处转移密切相关[14];其通过激活NF-κB促进EMT从而促进NPC侵袭和转移[15]。EBV-miR-BART2-5p在NPC中高表达,高表达与远处转移和预后差密切相关;体外实验发现EBV-miR-BART2-5p通过靶向调控Rho家族GTP酶 3(RND3)表达,导致ROCK信号通路功能异常,最终引起NPC侵袭和转移[16]。因此,部分miRNA包括EBV-miRNA能促进NPC发生发展,他们通过靶向下调抑癌基因表达,促进细胞增殖、侵袭和转移的相关信号通路持续活化,导致NPC发生和进展。
2.2miRNA靶向调控癌基因表达抑制NPC发生和发展除促进NPC发生和发展外,部分miRNA在NPC发生中起抑癌作用。GAO等[17]研究发现所有NPC细胞系miR-233表达均下调,以高转移性细胞系表达下调尤为明显;体外实验证实了miR-233能抑制NPC细胞增殖、EMT、迁移和侵袭,其抑癌作用是通过靶向下调结构特异性识别蛋白SSRP1表达,抑制EMT而实现的。另一研究发现miR-424-5P在NPC组织和细胞系中均低表达并且与淋巴结转移和临床分期呈负相关,转染miR-424-5p模拟物可抑制NPC细胞增殖、迁移和侵袭;其通过下调 AKT3表达抑制AKT信号通路从而抑制NPC发生和发展[18]。miRNA-296-5p可通過逆转转化生长因子-β诱导的EMT抑制NPC细胞转移和侵袭[19];miRNA-379-5p/YBX1轴调节NPC细胞EMT抑制NPC细胞的侵袭和迁移[20]。新近研究发现miR-206作为抑癌基因参与了多种人类恶性肿瘤的发生发展[21~25]。在NPC细胞中,miR-206显著下调细胞周期促进基因周期素依赖激酶9(CDK9)的表达,导致细胞活性降低,细胞生长受抑制,迁移和侵袭能力减弱并诱导细胞凋亡[26]。研究还发现miRNA-331-3p在NPC组织和细胞系中表达明显降低;NPC细胞外源性过表达miRNA-331-3p导致细胞增殖和侵袭转移受抑制,细胞凋亡增加;其通过靶向下调真核细胞翻译起始因子4B(eIF4B)的表达,抑制PI3K-AKT信号通路而抑制NPC进展[27]。NPC细胞低表达miR-375,高表达丙酮酸脱氢酶激酶1(PDK1),两者表达水平呈负相关; miR-375通过靶向抑制PDK1从而抑制NPC细胞的增殖和侵袭[28]。鼻咽癌组织和细胞系低表达 miR-204,高表达趋化因子受体CXCR4,两者表达呈负相关;miR-204通过靶向CXCR4调控NF-κB信号通路活性抑制鼻咽癌增殖、侵袭和转移[29]。miR-34a在鼻咽癌组织中低表达,鼻咽癌细胞外源性过表达miR-34a抑制了细胞迁移和侵袭力,其通过抑制AKT信号通路抑制鼻咽癌侵袭和转移[30]。因此,部分miRNA在NPC发生发展过程中起抑癌作用,其抑癌功能是通过靶向下调癌基因表达导致相关信号通路受抑制从而抑制肿瘤进程。NPC组织中抑癌miRNA表达下调促进NPC增殖、侵袭和转移。
3展望
miRNA表达失衡参与了NPC发生和发展。miRNA通过靶向调控细胞内癌基因或抑癌基因表达从而激活或抑制相关信号通路,进而促进或抑制NPC进程。研究已证实与NPC密切相关的miRNA众多,哪些 miRNA是NPC的启动基因?他们在早期诊断NPC的价值如何?尚待进一步研究。
参考文献
[1] BERTOLI G,CAVA C,CASTIGLIONI I.micrornas: new biomarkers for diagnosis, prognosis, therapy prediction and therapeutic tools for breast cancer[J]. Theranostics, 2015,5(10):1122-1143.
[2] CHEN Y, WANG H, ZHU S, et al. MiR-483-5p promotes esophageal cancer progression by targeting KCNQ1[J].Biochem Biophys Res Commun,2020,531(4):615-621.
[3] XU X, DANG Z, ZHANG J, et al.the mirna, mir-125b, inhibited invasion and metastasis of gastric-cancer cells by triggering the stat3 signaling pathway[J].Cancer Manag Res,2020,12:8569-8580.
[4] MAMINEZHAD H, GHANADIAN S, PAKRAVAN K, et al.A panel of six-circulating miRNA signature in serum and its potential diagnostic value in colorectal cancer[J].Life Sci,2020,258:118226.
[5] 罗凤玲,杜红缨,毛进星,等.血浆miRNA在鼻咽癌发生发展中的表达差异性研究[J].中国医药科学,2017,7(9):217-219.
[6] 刘涛,王玮,周洁,等.miRNA-630在鼻咽癌中的表达情况及与不良预后的相关性分析[J].检验医学与临床,2019,16(24):3573-3576,3581.
[7] ZHAO Y, GU X, WANG Y.MicroRNA-103 promotes nasopharyngeal carcinoma through targeting TIMP-3 and the Wnt/β-catenin pathway[J]. Laryngoscope,2020,130(3):E75-75E82.
[8] ZHANG Y,ZHANG H, LI X.MicroRNA-215 promoted the progression of nasopharyngeal carcinoma through targeting RB1 and activating Wnt/β-catenin pathway[J]. J BUON, 2020,25(3):1579-1586.
[9] ZHU Q, ZHANG Q, GU M, et al.MIR106A-5p upregulation suppresses autophagy and accelerates malignant phenotype in nasopharyngeal carcinoma[J]. Autophagy,2020:1-17.
[10] MU J W,ZHOU X Y, WANG Q J,et al.MicroRNA-141-3p promoted the progression of nasopharyngeal carcinoma through targeting DLC1[J]. Eur Rev Med Pharmacol Sci,2020,24(21):11105-11113.
[11] ZHONG J H,ZHONG J J,SHI Y N,et al.Prognostic potentials of miRNA-19a-3p and PDCD5 in nasopharynx carcinoma[J].Eur Rev Med Pharmacol Sci,2020,24(21):11114-11119.
[12] WANG J,XU Y,WANG J,et al.Circulating miR-214-3p predicts nasopharyngeal carcinoma recurrence or metastasis[J].Clin Chim Acta, 2020,503:54-60.
[13] SUN J,YONG J,ZHANG H.MicroRNA-93, upregulated in serum of nasopharyngeal carcinoma patients, promotes tumor cell proliferation by targeting PDCD4[J].Exp Ther Med,2020,19(4):2579-2587.
[14] MO X, YIN W, HUANG Y, et al.Expression of miR-3182 and EBV-miR-BART8-3p in nasopharyngeal carcinoma is correlated with distant metastasis[J]. Int J Clin Exp Pathol,2018,11(6):3134-3140.
[15] LIN C,ZONG J,LIN W,et al.EBV-miR-BART8-3p induces epithelial-mesenchymal transition and promotes metastasis of nasopharyngeal carcinoma cells through activating NF-κB and Erk1/2 pathways[J]. J Exp Clin Cancer Res,2018,37(1):283.
[16] JIANG C,LI L,XIANG Y Q,et al.Epstein-barr virus mirna bart2-5p promotes metastasis of nasopharyngeal carcinoma by suppressing RND3[J].Cancer Res,2020,80(10):1957-1969.
[17] GAO L,XIONG X.MiR-223 inhibits the proliferation, invasion and EMT of nasopharyngeal carcinoma cells by targeting SSRP1[J]. Int J Clin Exp Pathol,2018,11(9):4374-4384.
[18] ZHAO C,ZHAO F,CHEN H,et al.MicroRNA-424-5p inhibits the proliferation, migration, and invasion of nasopharyngeal carcinoma cells by decreasing AKT3 expression[J].Braz J Med Biol Res, 2020,53(7):e9029.
[19] CHEN M, CHEN C, LUO H, et al.MicroRNA-296-5p inhibits cell metastasis and invasion in nasopharyngeal carcinoma by reversing transforming growth factor-β-induced epithelial-mesenchymal transition[J].Cell Mol Biol Lett,2020,25(1):49.
[20] ZHANG F, DUAN C, YIN S, et al. MicroRNA-379-5p/YBX1 Axis Regulates Cellular EMT to Suppress Migration and Invasion of Nasopharyngeal Carcinoma Cells[J]. Cancer Manag Res,2020,12:4335-4346.
[21] LIU C, LI J, WANG W, et al. MiR-206 inhibits liver cancer stem cell expansion by regulating EGFR expression[J].Cell Cycle, 2020,19(10):1077-1088.
[22] YANG Q,ZHANG L,ZHONG Y,et al.MiR-206 inhibits cell proliferation, invasion, and migration by down-regulating PTP1B in hepatocellular carcinoma[J].Biosci Rep,2019,39(5):1023-1011.
[23] GUO Z,JIA H, GE J.MiR-206 suppresses proliferation and epithelial-mesenchymal transition of renal cell carcinoma by inhibiting CDK6 expression[J].Hum Cell,2020,33(3):750-758.
[24] WANG P, GU J, WANG K, et al. MiR-206 inhibits thyroid cancer proliferation and invasion by targeting RAP1B[J].J Cell Biochem, 2019,120(11):18927-18936.
[25] LIAO M, PENG L. MiR-206 may suppress non-small lung cancer metastasis by targeting CORO1C[J]. Cell Mol Biol Lett,2020,25(28):22-49.
[26] GUO Q,REN X H, ZHAO C P,et al.MicroRNA-206 inhibits tumor metastasis of nasopharyngeal carcinoma through targeting G6PD[J].J Biol Regul Homeost Agents,2020,34(2):1088-1029.
[27] XUEFANG Z,RUINIAN Z,LIJI J,et al.MiR-331-3p inhibits proliferation and promotes apoptosis of nasopharyngeal carcinoma cells by targeting elf4b-pi3k-akt pathway[J].Technol Cancer Res Treat,2020,19:1533033819892251.
[28] JIA-YUAN X,WEI S,FANG-FANG L,et al.MiR-375 inhibits the proliferation and invasion of nasopharyngeal carcinoma cells by suppressing PDK1[J]. Biomed Res Int,2020:9704245.
[29] ZONG G, HAN J,YUE Z,et al.Downregulation of miR-204 facilitates the progression of nasopharyngeal carcinoma by targeting CXCR4 through NF-κB signaling pathway[J]. J BUON,2020,25(2):1098-1104.
[30] JIANG C, CHENG Z, JIANG T, et al.MicroRNA-34a inhibits cell invasion and epithelial-mesenchymal transition via targeting AXL/PI3K/AKT/Snail signaling in nasopharyngeal carcinoma[J]. Genes Genomics, 2020,42(8):971-978.
(收稿日期:2021-06-23修回日期:2021-08-04)
(編辑:梁明佩)