miR-143与骨肉瘤发生、进展及预后关系的研究进展

刘加明 徐红 杨坤 向阳

骨肉瘤是临床上常见的一种恶性肿瘤，可分为原发性和继发性两种类型［1］。骨肉瘤多好发于10～20 岁青少年，以长管状骨干骺端、股骨远端、胫骨和肱骨近端等部分最为常见。该肿瘤恶性程度高，侵袭性强，早期易发生肺转移，且经手术治疗后复发率高，预后极差［2］。若可早期诊治，且有评估疗效、预后等方面的良好指标，将对骨肉瘤患者诊疗具有很大帮助。微RNA（miRNA）因有准确性、特异性高等优势而进入了人们的视野。miRNA属于非编码单链RNA，于转录或转录后水平负向调节蛋白的表达［3］。相关报道发现，miRNA 具有调节生理功能的作用，且在疾病的诊断与治疗中可能起重要作用［4-5］。miRNA-143（miR-143）位于人类第五号染色体长臂3 区2 带，通过作用于多个靶基因调节肿瘤的发生发展。最近研究显示，miR-143 表达与骨肉瘤患者预后可能存在一定关系［6］。本研究就近年来miR-143 与骨肉瘤疾病发生、进展及预后关系进行综述。

1 概述

miRNA 在多种恶性肿瘤中可能表现为致癌或抑癌基因的作用，在骨肉瘤组织中miRNA 表达会下降，具有抑癌基因作用，可作为区分正常人与骨肉瘤患者的标志物［7-8］。Murahari 等［9］通过分析miR-143 在骨肉瘤患者中的表达，发现miR-143 在骨肉瘤组织样本中呈低表达，且与患者总生存时间、无病生存期呈正相关，与肿瘤体积呈负相关。多因素回归分析发现，miR-143 表达越低，患者预后越差。Harrison 等［10］指出，miR-143 水平越低，肿瘤恶性程度越高，而上调miR-143 表达可能会对肿瘤进程造成影响。

miR-143 表达高度保守，能通过与靶基因特异性结合进而发挥抑制细胞增殖、侵袭和转移、促进细胞凋亡等生物学效应，还能增加抗肿瘤药物的敏感性［11］。因此，明确miR-143 在骨肉瘤发生、进展中的作用机制，对疾病诊治具有重要意义，且可有效评估患者预后。

2 miR-143 与骨肉瘤的发生及进展

通过体内上调miR-143 表达可限制骨肉瘤生长，减少肿瘤体积；而体外上调miR-143 表达可降低细胞生存能力，促进细胞凋亡。目前，最常见的被激活的信号转导途径是丝裂原活化蛋白激酶（Mitogen activated protein kinase，MAPK）通路，此通路的激活具有抑制细胞凋亡、血管生成及促进细胞增殖、侵袭及转移的能力，在骨肉瘤发生、进展中发挥重要作用［12］。

MAPK 通路与表皮生长因子受体（Epidermal growth factor receptor，EGFR）信号的激活约发生在49%的骨肉瘤患者中，且信号激活与肿瘤转移存在密切联系［13］。肿瘤发生、发展及预后与EGFR 介导的Ras/Raf/MEK/ERK 信号通路被异常激活存在一定联系［14］。詹得文等［15］通过评估miR-143 在骨肉瘤中的作用发现，表皮生长因子（Epidermal growth factor，EGF）可刺激EGFR 磷酸化并激活基质金属蛋白酶-9（Matrix metalloproteinase-9，MMP-9），导致骨肉瘤侵袭性增加，而miR-143 表达水平无显著变化。当过表达miR-143 时，MMP-9 表达明显下降，骨肉瘤侵袭性降低，但EGFR 的磷酸化水平无显著变化［16］。齐巍等［17］则认为，MAPK7是miR-143 的靶基因，在骨肉瘤中两者呈负相关关系。可见miR-143 调控骨肉瘤发生、发展与转移依赖于MAPK 信号通路。

3 miR-143 与骨肉瘤的侵袭及转移

肿瘤转移过程较为复杂，上皮-间质转化（Epithelial mesenchymal transition，EMT）是主要因素之一。基质金属蛋白酶类（Matrix metalloproteinases，MMPs）、转化生长因子-β（Transforming growth factor-β，TGF-β）等均可参与肿瘤EMT［18］。

正常情况下，MMPs 可降解细胞外基质中的蛋白质成分，并参与癌细胞侵袭、转移及增殖等过程。小鼠骨肉瘤肺转移模型与骨肉瘤组织中均可见MMPs 水平上升，miR-143 水平下降［19］。此外，在骨肉瘤细胞中过表达miR-143，MMP-13基因mRNA 和蛋白表达水平均降低，细胞迁移率也明显下降。Roberto 等［20］研究指出，miR-143 可下调MMP-9 表达，使得肿瘤癌细胞转移受到抑制。因此，miR-143 可抑制骨肉瘤转移是较为明确的，但miR-143 下调MMPs 表达的直接靶基因尚不清楚。纤溶酶原激活物抑制因子-1（Plasminogen activator inhibitor-1，PAI-1）是尿激酶型纤维蛋白溶酶原激活因子（urokinase-type plasminogen activator，uPA）成员之一，可介导纤维蛋白的降解作用。Tiedt等［21］发现，骨肉瘤患者中，与阴性表达或单阳性者相比，MMP-12、PAI-1 双阳性表达者发生肺转移几率更高，可达53.3%。miR-143 可与PAI-1 mRNA的3′非翻译区（3′-untranslated Regions，3′UTR）直接结合，进而达到抑制PAI-1 蛋白表达的作用，而PAI-1 可促进骨肉瘤转移和侵袭。同时Jeffrey等［22］研究认为，PAI-1 表达受影响后，MMP-13 水平会随之下降，肿瘤侵袭能力亦下降。这提示，uPA 不仅可直接降解细胞外基质中的大多数糖蛋白，还能激活基质金属蛋白酶系统降解胶原蛋白，两者一起促使肿瘤EMT，共同促进骨肉瘤转移与侵袭，而miR-143 可抑制这一过程。

Dolatabadi 等［23］研究发现，骨肉瘤患者蛋白聚糖（Versican，VCAN）水平明显高于正常人群，且与肿瘤转移相关。TGF-β 可通过上调VCAN 水平促进骨肉瘤增殖、侵袭与转移，这主要是通过Smad2/3信号抑制miR-143 表达而实现的。最近研究显示，MMPs、TGF-β 共同参与了肿瘤的EMT，而MMPs、TGF-β 作用的环节受miR-143 调控［24-25］。因此，在抑制骨肉瘤EMT 中，miR-143 具有一定作用。

裸鼠体内实验中，骨肉瘤肺转移miR-143 异常表达的裸鼠模型中GTP 酶激活蛋白-锚蛋白重复序列和PH 结构域3（Ankyrin repeat and PH domain 3，ASAP3）与Musashi 同源物2（Musashi homolog 2，MIS2）蛋白均呈低表达，尾静脉注射miR-143 壳聚糖纳米球悬液可抑制肿瘤转移，且miR-143 表达异常可导致ASAP3、MIS2 减少［26-27］。说明miR-143对骨肉瘤侵袭性的抑制可能与ASAP3、MIS2基因表达下调有关，但骨肉瘤侵袭、转移能力与ASAP3、MIS2过表达的关系仍需进一步研究。

4 miR-143 与骨肉瘤的预后

最新研究发现，过表达的miR-143 可抑制骨肉瘤细胞增殖与转移，与患者预后密切相关［28-29］。最近，Nawshad 等［30］研究亦表明miR-143 水平下降与进行根治术手术的宫颈癌患者预后不佳有关。国外多项研究发现，Bcl-2 蛋白的3′UTR 是miR-143的主要作用靶点，在骨肉瘤细胞中，miR-143 通过作用于B 淋巴细胞瘤-2 基因（B-cell lymphoma-2，Bcl-2）蛋白的3'UTR 而调控肿瘤的凋亡，影响肿瘤细胞的增殖、迁移及侵袭，进而影响患者预后［31-32］。近年来，miR-143 与骨肉瘤预后的报道越来越多。各项研究设置的miR-143 临界值虽不一致，但miR-143 水平下降提示总体预后不佳已逐渐在医学界达成共识［33-35］。

5 小结与展望

综上所述，骨肉瘤的发生、发展及预后与miR-143 密切相关。在骨肉瘤中，miR-143 表达水平与周围正常组织相比均有不同程度的下调，且越来越多的体外实验显示，上调miR-143 可有效抑制肿瘤细胞的增殖与转移。此外，miR-143 抑制骨肉瘤细胞增殖与其负向调控的VCAN等基因表达有关。另外miR-143 对骨肉瘤的侵袭和转移的影响与下游的MMPs、MAPK、PAI-1等基因的表达水平也是分不开的。但目前关于miR-143 与骨肉瘤关系的体内实验报道较为少见，故体内miR-143过表达对骨肉瘤作用效果及对化疗抵抗的效果尚有待进一步深入研究。

miR-143 作为一种新的生物学标志在如今医疗环境下具有独特优势，若可进一步探究miR-143与骨肉瘤发病之间的调控关系，那么针对miR-143的调节以及针对相应靶点的调节将会为骨肉瘤的靶向治疗开辟新的方向。