促进神经胶质瘤细胞增殖与侵袭的微小RNA研究进展

李根，孙冬弢

（1.沈阳医学院2018级神经外科硕士研究生，辽宁 沈阳 110034；2.沈阳医学院附属第二医院神经外科）

神经胶质瘤又称胶质瘤，是一类最为常见原发性颅内恶性肿瘤，发病率及死亡率极高，约占全部神经系统肿瘤总数的1/3［1］。目前对于胶质瘤患者多采用外科手术、放疗、化疗、靶向治疗等一系列的综合治疗方案，但是由于胶质瘤的增殖、浸润特性，患者的治愈率仍旧较低，容易复发，复发后容易升级为胶质母细胞瘤，生存率极低，仅有14～16个月，预后极差［2］。

miRNAs 是一类微小RNA，它存在于真核生物中，是一些长度为20～24 个核苷酸的非编码RNA，本身不具有开放阅读框（ORF），但其可以与特定mRNA 结合从而调控蛋白质的翻译过程。有研究表明，miRNAs在神经系统的发育及神经系统相关疾病的发生发展方面起着不可忽视的作用［3-4］。miRNAs 可能与胶质瘤的增殖、侵袭有着密切的关系，因此可从分子角度对神经胶质瘤的病理机制进行深入研究，为临床诊断与治疗胶质瘤提供新思路。

1 miRNAs与肿瘤的相关性

miRNAs存在于人体的正常组织中，通过调控基因的表达，使细胞的生长、增殖、分化和死亡保持在正常的水平。有研究表明，有起原癌基因和抑癌基因两种不同功能的miRNAs［5-10］。在人类肿瘤中，具有原癌基因功能的miRNAs的过度表达导致肿瘤的发生，另外，具有抑癌基因功能的miRNAs 表达的下降或缺失，也会导致肿瘤的形成；这种miRNAs表达水平的增加或下降可发生在miRNAs合成的任何环节，最终导致不适的靶蛋白的表达，引起细胞的过度增殖，促使肿瘤发生［11］。

2 miRNAs与神经胶质瘤的相关性

神经胶质瘤恶性程度极高，是最具侵袭性的肿瘤之一，经过不断的改进治疗方案，生存率也并未明显改善。目前普遍认为神经胶质瘤是一种基因异常的疾病，各种致病因素导致原癌基因过度表达、抑癌基因不表达或缺失表达，最终导致肿瘤的形成，而miRNAs可通过调控靶基因参与信号转导过程发挥着类似于原癌基因或抑癌基因的作用，进而影响肿瘤的增殖、侵袭。miRNAs 的独特功能使其对神经胶质瘤的多种恶性生物学行为具有重要意义，目前在胶质瘤中已发现了大量表达异常的miRNAs，这将对神经胶质瘤的诊断及治疗提供巨大的价值［12-13］。

3 促进神经胶质瘤增殖、侵袭的miRNAs

3.1 miR-21 miR-21是最早在哺乳动物中被发现和确认的miRNAs 分子中的一种。众多研究表明，miR-21 在神经胶质瘤的增殖、侵袭方面有着重要的作用。Jiang 等［14］的Meta 分析表明了miR-21 作为神经胶质瘤预后生物标志物的价值，分析发现在胶质瘤患者中，miR-21 的较高表达与总生存率恶化显著相关，并且miR-21 的过表达是总生存率较差及无进展生存率较差的潜在独立预后生物标志物；miRNAs表达水平越高，神经胶质瘤患者预后越差。有研究发现聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）纳米颗粒包裹的反义miR-21不仅能抑制胶质瘤细胞内miR-21 表达，还能降低肿瘤细胞的存活率，诱导肿瘤细胞发生G2/M周期阻滞，这也从侧面说明miR-21 能够促进胶质瘤的增殖、侵袭［15-16］。赵振义等［17］的实验也发现，miR-21通过PTEN/PI3K/AKT 信号通路调控胶质瘤细胞的增殖。张金灿等［18］通过在胶质瘤U251 细胞中转染miR-21 抑制剂，观察干扰miR-21 对U251 细胞增殖和侵袭能力的影响，结果表明miR-21 能促进胶质瘤增殖和侵袭能力，可能作为一个癌基因参与胶质瘤的发生发展；由于miR-21 能正调控胶质瘤的增殖和侵袭能力，所以可以通过降低miR-21 的水平进而降低胶质瘤的增殖及侵袭能力，这很可能成为胶质瘤治疗的一个新手段。

3.2 miR-25 miR-25 属 于miR-106b-25 家族成员，有研究应用qPCR方法检测不同脑胶质母细胞瘤细胞系及不同病理级别胶质瘤中miR-25 的表达水平，结果发现miR-25 在胶质瘤中表达呈不同程度增高，并与胶质瘤的WHO 病理分级呈正相关［19-20］。庞智寅等［20］通过慢病毒介导反义miR-25寡聚核苷酸转染神经胶质瘤U87 细胞，结果发现，下调miR-25 的表达量可抑制神经胶质瘤U87细胞增殖，延缓细胞周期，促进细胞凋亡。另有研究显示miR-25 是参与神经胶质瘤恶性进展的相关miRNA之一，过度表达的miR-25能促进神经细胞的增殖，最终导致肿瘤恶性发展，增加胶质瘤患者的死亡率［21］。总之，miR-25对神经胶质瘤细胞有着重要的调控作用，可以通过调控miR-25 的水平进而改善胶质瘤患者的预后。

3.3 miR-9 目前对于miR-9在神经胶质瘤中的作用观点不一。有文献报道，神经胶质瘤患者肿瘤组织中乳酸脱氢酶A1（LDHA1）呈高表达，其阳性表达率及表达强度随病理级别增加而增高［22］。杜鹏等［23］研究显示，miR-9 通过促进LDH 的表达，进而促进肿瘤细胞有氧糖酵解，导致人脑胶质瘤LN229 细胞加快增殖。但是Du 等［24］研究结果显示，miR-9 可能与LDHA 3'UTR 结合以抑制LDHA 表达，进而抑制神经胶质瘤细胞增殖和糖酵解。有国内研究发现miR-9在神经胶质瘤组织呈明显高表达，与病理分级有着密切的相关性；而且miR-9高表达与脑胶质瘤患者2年生存率密切相关，其表达水平越高，2 年生存率越低［25］。大量研究已经证实miR-9作为FOXP的上游分子，能够调控FOXP 家族的活性，参与神经细胞发育、胶质瘤细胞发生、细胞周期变化等。在干细胞中，miR-9 低表达可能诱导FOXP1 促进胶质母细胞瘤的细胞增殖［26］；另外miR-9 调控FOXP2 的过度表达会损害皮层神经元的成熟，这可能会促进肿瘤细胞增殖，导致患者肿瘤发生［27-28］。总之，miR-9与神经胶质瘤的发生发展有着密切的关系，作用机制复杂，需要继续深入研究。

3.4 miR-221/222 miR-221/222 是两个具有相同源序列的miRNAs，是研究最早、最为深入的成员之一，调节相同的靶基因［29］。miR-221/222的过度表达在神经胶质瘤中起着重要的作用。Quintavalle等［30］研究发现，在蛋白质酪氨酸磷酸酶μ（PTPμ）的3'UTR 中存在miR-221/222 的结合位点，miR-222/221 与PTPμ 的3'UTR 区域结合并能够在RNA 和蛋白质水平下调PTPμ；另外还发现miR-221/222在三级和四级侵袭性胶质母细胞瘤中大量表达。一系列结果表明miR-221和-222至少部分通过控制PTPμ蛋白表达来调节神经胶质瘤的发生。Xue 等［31］通过手术切除胶质瘤组织，检测其miR-221/222的表达水平，结果发现肿瘤组织恶性程度越高，miR-221/222水平越高，并且细胞存活时间明显缩短，由此可以将miR-221/222作为评价神经胶质瘤预后的独立因素。总体来说，miR-221/222 对神经胶质瘤的增殖、侵袭起促进作用，可以通过抑制miR-221/222 的表达来抑制肿瘤增殖，进而增加胶质瘤患者的生存率。

3.5 miR-210 miR-210是一种缺氧诱导的miRNA分子，参与细胞的增殖、侵袭、修复等过程［32］。有研究显示，miR-210 的表达受到缺氧诱导因子1-α（HIF-1α）的调控，胶质瘤生长过程中需要消耗大量氧气，导致局部细胞组织缺氧，使HIF-1α的水平增高，进而增加miR-210 的表达［33］。另外有研究也发现，在胶质瘤组织中miR-210、HIF-1α的mRNA 水平表达与病理分级、肿瘤直径有着密切的相关性，病理分级越高、肿瘤直径越大，miR-210、HIF-1α的mRNA水平表达越高，这表明高表达的miR-210可能会加速胶质瘤生长，增加耗氧量，加剧组织细胞的缺氧，导致HIF-1α 基因表达增加，继而上调miR-210表达，使胶质瘤恶性进展加速［33-34］。任志文等［34］的研究发现，在胶质瘤组织中miR-210呈现高表达，下调其表达水平可抑制细胞增殖及侵袭，促使细胞凋亡，这种机制可能是通过下调miR-210抑制凋亡抑制蛋白（Bcl-2）的表达，而促进凋亡促进蛋白（Bax、Caspase-3、Caspase-8、Caspase-9）的表达，通过激活上述两条细胞凋亡途径促进细胞凋亡。Shuai 等［35］的研究表明上调miR-210后可能通过靶向分化调节因子1（ROD1）来诱导多形性胶质母细胞瘤（GBM）细胞的增殖和抑制细胞凋亡，参与GBM的恶性进展。也有研究发现，miR-210与神经胶质瘤的预后有着显著的相关性，Hu 等［36］的一项Meta 分析发现，在胶质瘤患者中，miR-210的高表达是总生存率（OS）低的独立预测因素；miR-210的高表达预示着神经胶质瘤患者的预后不良。总之，miR-210对神经胶质瘤增殖、侵袭起着促进作用，可以通过下调其水平改善胶质瘤患者预后，降低患者死亡率，增加生活质量。

3.6 miR-196a Guan 等［37］研究发现，miR-196a在胶质瘤中的表达水平较正常组织明显增加，且胶质瘤的病理级别越高，miR-196a 的表达水平越高；高表达miR-196a 的胶质瘤患者的总生存期比相应的对照组要短，是胶质瘤患者的独立预后指标，结果表明神经胶质瘤患者的高miR-196a 水平可能与侵袭性进展和不良临床预后相关，是鉴定高级别胶质瘤预后不良的新型生物标志物。Yang等［38］在研究中发现miR-196a-2与肿瘤的发生和发展有关，miR-196a-2属于miR-196a类，miR-196a-2中的单核苷酸多态性（SNP）影响miRNA 的成熟表达，并可以影响表型和疾病易感性。一些研究已经揭示了miR-196a-2 rs11614913 与胶质瘤风险之间的相关性，rs11614913多态性位于miR-196a-2的成熟区，在胶质母细胞瘤中高表达，也证实了miR-196a 表达水平是患者存活率的独立危险因素，其表达水平越高，患者存活率越低［39］。也有研究指出，miR-196a通过靶向调控Hotair，影响神经胶质瘤的增殖、侵袭能力［40］。虽然目前miR-196a对于胶质瘤的影响研究已经取得大的进展，但有些机制还未完全明确，需要继续深入研究。

3.7 miR-93 Liu 等［41］研究结果表明，神经胶质瘤组织和细胞中的miR-93 的表达较正常组织细胞明显增加，miR-93 具有促进神经胶质瘤细胞迁移和侵袭的作用。刘艳等［42］的研究结果与此一致。另外，Liu 等［41］也发现，当miR-93 的靶标RBL2过表达时可以逆转miR-93 在神经胶质瘤细胞中的刺激作用。也有研究显示，lncRNA 母体表达的基因3（MEG3）参与了神经胶质瘤发生，通过MEG3-miR-93-PI3K-AKT 通路调节神经胶质瘤的生长，过表达的MEG3能抵消miR-93在促进U-251细胞增殖和抑制细胞凋亡中的作用，为神经胶质瘤的治疗提供新的方法［43］。Rui 等［44］的研究表明，上调的miR-93 水平与晚期恶性肿瘤显著相关，miR-93 水平的上调促进了神经胶质瘤的增殖、迁移和侵袭，具体机制可能是miR-93 通过介导细胞周期调节因子P21、P27、P53 和细胞周期蛋白D1的蛋白质水平，因此，miR-93可能会成为一种神经胶质瘤的诊断标志物和治疗靶标。

3.8 miR-26a Wang 等［45］的研究发现，miR-26a在神经胶质瘤中被上调，PTEN 被下调，miR-26a通过靶向PTEN 激活PI3K/Akt 信号传导途径；过表达miR-26a的神经胶质瘤干细胞衍生的外泌体通过抑制PTEN促进了人脑微血管内皮细胞的增殖和血管生成。Huang等［46］研究发现，转录因子AP-2α的表达在神经胶质瘤组织细胞中明显下调；AP-2α具有重要的抑癌作用，它的过表达不仅会降低胶质瘤细胞系的增殖、迁移和侵袭能力，而且能抑制胶质瘤干细胞的形成和自我更新能力，而miR-26a通过与AP-2α 的3'UTR 结合而降低AP-2α 的表达，并逆转AP-2α 在神经胶质瘤中的肿瘤抑制作用，这也从侧面说明，miR-26a能够促进神经胶质瘤的发生，可以通过应用miR-26a抑制剂来降低神经胶质瘤的发病率及死亡率。

4 小结与展望

miRNAs 对胶质瘤细胞有着重要的调控作用，其中有促进肿瘤增殖的miRNAs，也有抑制肿瘤增殖的miRNAs，许多miRNAs还可作为肿瘤诊断和预后的标记物。神经胶质瘤恶性程度较高，致死率高，本文概述了一些对胶质瘤增殖、侵袭起促进作用的miRNAs，可以通过一些方法降低这些miRNAs的表达，从而达到抑制胶质瘤的增殖、侵袭的目的。尽管目前已经发现大量的miRNAs对于神经胶质瘤有着重要的价值，但很多尚未完全明确，仍需进行探索。miRNAs对于神经胶质瘤的应用前景广阔，随着不断的研究，miRNAs对于神经胶质瘤的诊断与治疗将进入新的阶段。