miRNA-22在肿瘤中的研究进展

严其康，扈清云，朱金玲

佳木斯大学基础医学院，黑龙江 佳木斯 154007

微小RNA（microRNA，miRNA）是一种非编码的小RNA，由前体RNA产生，通常由19～25个核苷酸组成，可靶向和调控下游基因的表达[1]。迄今为止，已经发现了超过3000个人类miRNA[2]。靶向RNA的调节是通过翻译抑制[3]、帽尾相互作用的破坏[4-5]和外切酶介导的mRNA降解[6-7]来实现的。对miRNA靶标的预测表明，超过60%的人类蛋白表达受到miRNA调控[8]。研究表明，miRNA与多种疾病的发生发展有关，如炎症和肿瘤[9]。miRNA表达异常与肿瘤的发生、发展和转移有关[10]。根据靶向癌基因或抑癌基因的信使RNA，可将miRNA分为癌基因或抑癌基因，这些miRNA对细胞增殖、侵袭、转移、凋亡和新生血管生成均具有调节作用[11]。因此，通过抑制或过表达miRNA来纠正其表达缺陷可能会给肿瘤的治疗带来益处。

miRNA-22是由22个核苷酸组成的高度保守的哺乳动物miRNA，在肿瘤发生发展中发挥双重作用[12]。miRNA的表达具有细胞和组织特异性，因此，miRNA可以作为诊断各种肿瘤的生物标志物，也可用于预测患者的生存和预后情况[13]。Liu等[14]研究发现，miRNA-22可作为一种抗凋亡因子，抑制miRNA-22的表达可减少细胞集落形成。miRNA-22是一种衰老相关的miRNA（SA-miRNA），而细胞衰老可抑制肿瘤进展[15]。miRNA-22可在人衰老成纤维细胞和上皮细胞中高表达，但在多种肿瘤细胞系中低表达。miRNA-22过表达可抑制人正常细胞和肿瘤细胞生长，并获得衰老表型。敲低衰老成纤维细胞中miRNA-22的表达，可使细胞变小，变得更紧凑。体外实验发现，miRNA-22诱导的衰老可降低细胞活力并抑制细胞侵袭能力。Xu等[16]研究证实，与衰老相关的基因CDK6、沉默调节蛋白1（sirtuin 1，SIRT1）和特异性重组蛋白SP1均是miRNA-22的直接靶标，表明miRNA-22恢复了肿瘤细胞的衰老程序，并抑制了肿瘤进展。但Li等[17]研究表明，miRNA-22似乎对细胞生长和凋亡几乎没有影响，且不同的肿瘤细胞可能对miRNA-22过表达或低表达表现出不同的生长反应。刘曙光等[18]对人类miRNA-22（hsa-miRNA-22）靶基因进行了生物信息学预测及功能分析，通过4种数据库软件分析发现，hsa-miRNA-22有194个靶基因，用基因本体（gene ontology，GO）分析发现，hsa-miRNA-22调控的靶基因功能与转录调控、蛋白修饰、生物合成和生物体发展形态的生物过程等过程相关，京都基因与基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes，KEGG）分析发现，miRNA-22靶基因集合的信号转导通路主要与肌动蛋白细胞骨架调节、细胞外基质受体相互作用、黏着斑、erb-b2受体酪氨酸激酶（erb-b2 receptor tyrosine kinase，ERBB）信号通路、雷帕霉素靶蛋白（mechanistic target of rapamycin kinase，MTOR）信号通路等相关，且这些信号通路涉及肿瘤发生发展的多个阶段。研究发现，miRNA-22在多种肿瘤中表达异常，可能参与了肿瘤细胞生长、凋亡、迁移和细胞周期等过程，但其具体功能机制及参与调控的信号通路还需要进一步系统的深入研究。本文对miRNA-22在卵巢癌、肝癌、乳腺癌、结直肠癌、肺癌、胃癌中的研究进展进行综述。

1 卵巢癌

卵巢癌即卵巢上皮癌，是女性常见的恶性肿瘤，具有转移速度快、侵袭能力强、复发率高及病死率高等特点，晚期卵巢癌患者的5年生存率低于30%[19]。实时荧光定量聚合酶链反应（polymerase chain reaction，PCR）检测卵巢癌组织和卵巢癌细胞中miRNA-22的表达情况发现，卵巢癌组织和细胞系中miRNA-22表达下调；与正常卵巢上皮细胞系IOSE80相比，miRNA-22在上皮样卵巢癌细胞系SKOV3和CAOV3中低表达。此外，Pei等[20]研究显示，与癌旁正常组织相比，卵巢癌组织中miRNA-22的表达明显降低，表明miRNA-22可能参与了卵巢癌的发生发展过程。祖木热来提·艾尼瓦尔等[21]研究发现，miRNA-22过表达可以抑制卵巢癌SKOV3细胞的侵袭能力，这可能与血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）和p53蛋白表达下调密切相关。有研究发现，miRNA-22过表达抑制了亲嗜性病毒整合位点1（ecotropic viral integration site 1，EVI1）的表达，EVI1基因通过刺激磷脂酰肌醇-3-激酶（phosphoinositide 3-kinases，PI3K）/AKT 丝氨酸/苏氨酸激酶 1（AKT serine/threonine kinase 1，AKT1）信号转导通路来抑制细胞凋亡[22]。由此证实，强大的候选miRNA及靶基因可能有助于分析卵巢癌的发病机制，从而为卵巢癌的替代治疗策略提供理论基础。

2 肝细胞肝癌（hepatic cell carcinoma，HCC）

Chen等[23]对HCC的研究发现，miRNA-22-3p在HCC中表达下调，用小檗碱处理人肝癌HepG2细胞发现，miRNA-22-3p的表达上调；进一步使用双荧光素酶报告基因检测和蛋白质印迹法（Western blot）分析发现，miRNA-22-3p可直接靶向SP1基因，抑制下游靶点周期蛋白D1（cyclin D1）和B细胞淋巴瘤/白血病-2（B cell lymphoma/leukemia-2，Bcl-2）的表达。表明小檗碱处理的人肝癌HepG2细胞可上调miRNA-22-3p的表达，抑制SP1以及下游靶蛋白cyclin D1、Bcl-2的表达，从而达到抑制肿瘤细胞生长的目的。

Zhou等[24]研究发现，miRNA-22-3p的表达与长链非编码RNA（long non-coding RNA，lncRNA）核旁斑装配转录本1（nuclear paraspeckle assembly transcript 1，NEAT1）的表达呈负相关，NEAT1在肝癌组织和细胞系中的表达均上调，且其表达与肿瘤大小和分化程度有关。NEAT1过表达可促进HCC细胞的增殖和侵袭，抑制细胞凋亡，荧光素酶测定显示，NEAT1和AKT丝氨酸/苏氨酸激酶 2（AKT serine/threonine kinase 2，AKT2）均是miRNA-22-3p的直接靶基因。此外，敲低NEAT1的表达可以抑制HCC模型小鼠肿瘤的生长，这种效果可以被miRNA-22-3p抑制剂消除；NEAT1过表达促进了HCC模型小鼠肿瘤的生长，并可以被miRNA-22-3p模拟物消除。表明NEAT1可通过调节miRNA-22-3p/AKT2通路促进体外和体内HCC的进展，为HCC的治疗提供新思路。

核因子κB（nuclear factor-κB，NF-κB）是一种转录因子，其介导的细胞信号转导通路在细胞凋亡中的作用是国内外研究的热点。NF-κB对多种生物学现象（包括肝脏肿瘤的发生）均具有调节作用，其生物学作用至关重要。Takata等[25]为鉴定调节肝脏中NF-κB活性的miRNA，检测了60种肝细胞中的miRNA表达情况，以了解其对NF-κB活性的调节能力，结果发现，miRNA-22和miRNA-140-3p通过调节核受体共激活剂1和核受体相互作用蛋白1的表达，明显抑制了NF-κB活性，表明miRNA-22和miRNA-140-3p是NF-κB的共激活剂。

半乳糖凝集素 1（galectin 1，GAL1）过表达促进了肝星状细胞诱导的T细胞凋亡和细胞因子[γ干扰素（interferon-γ，IFN-γ）和白细胞介素-10（interleukin-10，IL-10）]的产生，而 miRNA-22的表达则体现了抑制作用。GAL1的表达与肝星状细胞中miRNA-22的表达呈负相关。高GAL1和低CD3表达与HCC患者的不良预后相关。上述结果表明，由肝星状细胞衍生的GAL1在HCC中促进免疫抑制微环境的作用可以被miRNA-22抑制。GAL1和miRNA-22可能作为HCC的预后标志物和治疗靶点[26]。有研究表明，miRNA-22-3p通过靶向CDKN2C抑制HCC细胞的增殖能力并阻断细胞周期进程[27]。

Zhang等[28]使用实时定量PCR检测HCC组织中miRNA-22的水平，并使用Kaplan-Meier确定其与患者无病生存率的关系，结果发现，miRNA-22在HCC中表达下调，而miRNA-22低表达预示着较低的生存率。miRNA-22的异位表达明显抑制了HCC细胞的增殖和致瘤性。此外，在肿瘤发生发展中起关键作用的组蛋白去乙酰化酶4（histone deacetylase 4，HDAC4）已被证实受miRNA-22的直接靶向调节，而HDAC4在miRNA-22表达下调的HCC组织中表达上调，表明miRNA-22表达下调可能通过上调HDAC4的表达参与HCC的发生发展过程。因此，HCC细胞系中敲除HDAC4或应用组蛋白去乙酰化酶（histone deacetylase，HDAC）抑制剂——曲古抑菌素-A处理，也可抑制细胞增殖。

由此可见，miRNA-22通过对不同信号通路进行调节来发挥抑制HCC发生发展的作用，可能成为肝癌治疗的新方法。

3 乳腺癌

在对条件性乳腺特异性转基因小鼠模型的研究中发现，miRNA-22通过直接靶向甲基细胞毒双加氧酶的10～11易位家族蛋白（ten-eleven translocation，TET），沉默抗转移性miRNA-200，从而抑制miRNA-200启动子的去甲基化，发挥其转移潜能。Song等[29]研究发现，miRNA-22过表达与患者的不良预后和TET/miRNA-200通路抑制有关，最后得到的数据表明，miRNA-22可以促进细胞增殖、侵袭和新生血管生成，且可以赋予非转移性细胞转移特性。

体外细胞实验证实，miRNA-22可以通过靶向下调截短型神经激肽受体1（truncated neurokinin 1 receptor，NK1R-Tr）的表达，抑制细胞外信号调节激酶（extracellular signal-regulated kinase，ERK）1/2信号通路活化，最终抑制细胞增殖和转移。为研究结论的完整性并探讨这种调控是否在体内也可发挥作用，采用重症联合免疫缺陷小鼠进行体内实验，结果表明，miRNA-22确实可以抑制乳腺癌原位肿瘤的生长，也可以抑制乳腺癌的肺转移。因此，miRNA-22在乳腺癌的发生、发展过程中发挥了非常重要的抑制作用，其异常表达将是诱发乳腺癌的潜在因素[30]。

雌激素受体α（estrogen receptor α，ERα）是一种配体调节的转录因子，具有广泛的生理功能，是乳腺癌最重要的因子之一。miRNA-22通过直接靶向ERαmRNA的3'非翻译区（3'-untranslated region，3'-UTR）明显地抑制ERα的表达。miRNA-22过表达可下调ERα的表达、抑制雌激素信号转导，对乳腺癌细胞ERα依赖性增殖也有抑制作用[31]。Xiong等[32]采用携带整个约4.7 kb 3'-UTR的ERαmRNA与合成miRNA的表达库共转染，以识别潜在的ERα以靶向miRNA。在所有miRNA中，miRNA-22在HEK-293T和ERα阳性MCF-7细胞中均能强烈抑制荧光素酶信号，通过突变miRNA-22种子区域的互补位点可以消除miRNA-22的这种抑制作用，而MDA-MB-231细胞中内源性miRNA-22的拮抗作用导致ERα信号强度显著升高。在评估5个乳腺癌细胞系和23个组织中的miRNA-22表达模式时发现，miRNA-22的表达与ERα的表达呈明显负相关。评估miRNA-22治疗肿瘤的潜力发现，过表达miRNA-22可以在MCF-7细胞中降低内源性ERα的表达并抑制肿瘤细胞的生长。研究发现，可以利用细胞衰老来延缓肿瘤进展，人工合成的miRNA-22通过在乳腺癌小鼠模型中诱导细胞衰老来抑制体内肿瘤的生长和转移。

由此可见，miRNA-22可以通过靶向不同的基因来调节乳腺癌的发展，从而达到促进或抑制肿瘤进展的目的。

4 结直肠癌

结直肠癌是全球范围内常见的恶性肿瘤，病死率较高。miRNA可以通过调控结直肠癌干细胞（colorectal cancer stem cell，CCSC）的作用参与结直肠癌发生发展过程。miRNA在CCSC中差异表达，可在结直肠癌组织和不同体液中保持一定的特异性和稳定性，因此miRNA可作为结直肠癌早期诊断、个体化治疗及疗效预测的新型生物标志物[33]。

miRNA-22是常见的肿瘤抑制因子，其低表达与远处转移、更差的预后和更高的疾病复发风险有关[34]。Zhang等[35]研究结果表明，miRNA-22在结直肠癌组织中的相对表达量明显低于癌旁正常组织，miRNA-22低表达与肝转移相关。Kaplan-Meier结果显示，miRNA-22低表达患者的总生存期较短；多因素分析表明，miRNA-22低表达是结直肠癌患者总生存的独立危险因素。Xia等[36]指出，SP1特异性蛋白是miRNA-22的靶点，抑制miRNA-22的表达可促进结直肠癌细胞的侵袭，SP1的异位表达损害了miRNA-22的抑制作用，这是因为SP1通过结合miRNA-22启动子抑制miRNA-22的转录，形成负反馈环；进一步的研究表明，miRNA-22通过SP1来抑制磷酸酯酶与张力蛋白同源物（phosphatase and tensin homolog，PTEN）/蛋白激酶 B（protein kinase B，PKB，又称AKT）通路的活性，目前的结果表明，miRNA-22/SP1/PTEN/AKT通路可能是结直肠癌的潜在治疗靶点。Li等[37]在结直肠癌细胞中发现，miRNA-22表达上调可抑制结直肠癌细胞的增殖、集落形成、迁移和侵袭，而miRNA-22表达下调则发挥了促进作用，表明miRNA-22是结直肠癌发生发展的负调控因子，而T细胞淋巴瘤侵袭转移1（T-cell lymphoma invasion and metastasis 1，TIAM1）在调控中发挥了积极作用，间接表明miRNA-22与TIAM1间存在相互作用，但二者间的作用机制还有待进一步深入研究。

由此可见，miRNA-22对结直肠癌的发生发展有明显的抑制作用，可能作为结直肠癌的新型预后生物标志物。

5 肺癌

Ling等[38]通过特异性实时定量PCR法检测肺癌组织和癌旁正常组织中miRNA-22的表达，采用侵袭试验、CCK8试验、膜联蛋白V（Annexin V）/7-AAD分析法检测转染后肺癌细胞的侵袭和增殖能力，结果发现，miRNA-22在肺癌组织和肺癌细胞系中的相对表达量均低于癌旁正常组织，转染miRNA-22过表达质粒可显著抑制肺癌细胞A549和H1299的增殖和侵袭；此外，miRNA-22可与ERBB3的3'-UTR结合，通过转录后调控机制抑制ERBB3的表达，与ERBB3质粒共转染可促进肺癌细胞A549和H1299的增殖和侵袭。在裸鼠体内进行的实验表明，过表达miRNA-22可以显著减小肿瘤的体积和重量。

杨侠等[39]采用荧光定量PCR法对10例小细胞肺癌患者、116例非小细胞肺癌患者和152例非肺癌对照患者的血清miRNA-22水平进行检测，并评估肺癌患者血清中miRNA-22水平对肺癌的诊断价值，结果发现，非小细胞肺癌患者血清中miRNA-22水平高于小细胞肺癌患者及非肺癌对照患者，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ/Ⅳ期非小细胞肺癌患者血清miRNA-22水平均高于非肺癌对照患者，但不同临床分期非小细胞肺癌患者间血清miRNA-22水平无明显差异。因此，血清miRNA-22水平对早期肺癌的诊断有重要意义，作为非侵袭性的检测方法，miRNA-22有望成为早期肺癌的诊断新指标。

6 胃癌

胡立华等[40]采用定量逆转录聚合酶链反应（quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction，qRT-PCR）检测人胃黏膜上皮细胞、胃成纤维细胞、6种人胃癌细胞系中miRNA-22水平，结果发现，人胃黏膜上皮细胞及胃成纤维细胞中miRNA-22的水平均明显高于6种人胃癌细胞系；进一步检测88例胃癌组织及癌旁正常组织中miRNA-22的水平发现，癌旁正常组织中miRNA-22的水平明显高于胃癌组织。这些结果充分表明miRNA-22在胃癌的发生、发展过程中发挥了抑制作用，并通过抑制原癌基因来调控细胞的分化和凋亡，进一步抑制肿瘤发展。

化疗是早期和晚期肿瘤治疗的主要选择，但内在和获得性耐药显著限制了化疗疗效，寻找一种新方法来检测和克服化疗药物的耐药性至关重要。Qian等[41]研究发现，加速糖酵解在胃癌细胞的内在和获得性顺铂耐药中发挥了关键作用，该研究利用葡萄糖饥饿或2-脱氧-D-葡萄糖来抑制糖酵解过程，显著逆转顺铂的耐药性，进一步通过蛋白质组学筛选发现，顺铂耐药的胃癌细胞中糖酵解烯醇化酶1（enolase 1，ENO1）的表达增加。小干扰RNA（small interfering RNA，siRNA）对ENO1的抑制作用可明显抑制糖酵解过程并逆转耐药性，ENO1的表达与miRNA-22的表达相关。ENO1蛋白水平升高与胃癌患者的总生存期缩短有关，由此认为ENO1是一种预测胃癌耐药性和患者总体预后的新型生物标志物。通过化学抑制剂靶向ENO1或上调miRNA-22的表达对克服化疗药物的耐药性可能很有价值。

7 小结与展望

miRNA是一种内源性的小RNA，在细胞内具有多种重要的调节作用，可作为多种疾病的检测指标。一个miRNA可以有多个靶基因，多个miRNA也可以调节同一个基因。miRNA-22与肿瘤的发生、发展密切相关，在不同肿瘤中呈高表达或低表达，发挥抑制或促进肿瘤发生发展的作用。本文主要说明了miRNA-22在卵巢癌、肝癌、乳腺癌、结直肠癌、肺癌、胃癌中的调节作用，表明miRNA-22可靶向多种基因，在肿瘤的发生发展中发挥着复杂的生物学功能，其靶基因集合富集于多个生物学过程及信号通路，可见其重要性。miRNA-22与一些基因间存在相互作用，但其作用机制尚未完全清楚，这些都有待于后续研究。相信miRNA-22的后续研究将为恶性肿瘤的诊断、治疗和预后评估带来积极意义。