miRNA在神经纤维瘤病中的研究进展

陈逸恒 高秦斌 刘冠军 郭伟韬

1广东医科大学附属第二医院脊柱外科，湛江 524000；2广东医科大学，湛江 524000；

神经纤维瘤病Ⅰ型（NF1）、神经纤维瘤病Ⅱ型（NF2）和神经鞘瘤病（NF3）均表现为常染色体显性遗传疾病，目前国内外关于神经纤维瘤病（neurofibromatosis，NF）发病机制的研究主要以分子遗传学为主，虽然取得了可喜的成绩，然而随着研究的不断深入，人们发现有部分NF 病例并没有发生相应位点基因突变，而仅发现非编码RNA 和蛋白组学发生了改变。因此，非编码RNA 在NF 的发生过程中所造成的影响越来越受到关注。近年来，研究人员发现基因组的非蛋白质编码部分在人体正常生长发育、生理活动及疾病发生过程中具有重要的影响［1］。非蛋白质编码基因组的功能相关性在一类名为微RNA（microRNA，miRNA）的小型非编码RNA 中尤为明显［2-3］。miRNA 是一类长度在19～25 个核苷酸之间的小RNA，它们主要作为基因表达的转录后调节因子，通过与靶信使RNA（mRNA）分子的30 个非翻译区（30 UTRs）杂交，导致靶mRNA 的翻译抑制或切割［4-6］。在许多肿瘤的相关研究中发现，miRNA 的表观遗传和遗传缺陷及其加工机制是疾病致病的共同特征［7-9］。miRNA 调控实体肿瘤发生、转移的机制主要集中在两方面：一方面是miRNA直接调控细胞增殖、凋亡相关基因的表达，或通过改变DNA 甲基化水平或组蛋白修饰水平等途径参与构成表观遗传网络，发挥癌基因、抑癌基因的作用；另一方面是miRNA 通过调控肿瘤微环境，参与肿瘤的转移过程［10］。随着对miRNA 认识的不断加深，其在NF 的发生发展中是否扮演着重要角色，也成为了不少国内外研究人员的最新研究方向。本文以“神经纤维瘤病”“miRNA”为关键词，检索2020 年至2022 年于PubMed 等数据库发表的相关文献共80 余篇，去除低相关性文章30 余篇，最终遴选出46 篇文献汇总为该综述。以下将综述miRNA 在3 种类型NF 中的最新进展。

miRNA在NF1中的致病作用

1.miRNA可能影响NF1肿瘤细胞的增殖与凋亡

细胞增殖是细胞生长和分裂产生2 个子细胞的过程，是生命的基本特征，也是人类生长、发育、繁殖以及遗传的基础；细胞凋亡是指人体自身为维持内环境稳定，由基因控制的细胞自主、有序的死亡，是为更好适应生存环境而主动采取的一种死亡过程。而肿瘤细胞的快速增殖与肿瘤细胞增殖与凋亡的失衡有关。NF1 是一种常见的常染色体显性遗传疾病，大约10%的患者最终会发展为恶性外周神经鞘瘤（MPNST）［11］。miR-34a 是肿瘤抑制的主要调节因子，且在癌细胞增殖、存活和治疗抗性的调节中起到重要作用［12］。例如，miR-34a 可通过MET-PI3K-AKT 信号通路调节甲状腺癌的细胞增殖和肿瘤生长，miR-34a 通过靶向ZEB1 抑制黑色素瘤生长［13-14］。Subramanian等［15］是最早研究NF1 中miRNA 发病机制的学者之一，他们在缺乏miR-34a 的MPNST 细胞系中表达miR-34a，发现会导致细胞凋亡增加，而在同一细胞系中强制表达p53 会产生类似的效果，表明p53的表达可能是通过某种机制导致细胞凋亡，这种凋亡与miR-34a有关。然而对于miR-34a，部分研究者认为该差异可能是由于所用方法的差异或基于NF1诊断标准的差异所引起，其在NF1上的致病机制并不明确，还需更多的研究进行论证［11］。有研究表明，miR-612 在许多肿瘤中发挥肿瘤抑制作用，影响相关的生理和病理活动。例如，miR-612 通过靶向AKT2抑制结直肠癌的肿瘤生长和转移，miR-612通过调节Sp1/Nanog 信号抑制肝细胞癌中的干细胞样活性［16-17］。Wang等［18］通过实时荧光定量PCR（RT-qPCR）、CCK-8和Transwell实验等证实miR-612启动子抑制细胞增殖和迁移，诱导细胞凋亡，且miR-612 可靶向FAIM2 调节NF1的细胞活动。

2.miRNA可能影响NF1的mRNA稳定性及基因表达

mRNA 稳定性是指在基因转录和翻译过程中所需要mRNA 在合成和降解水平的一个平衡状态，也指某个基因mRNA 在转录和翻译过程中保持活性结构能力。基因表达是指将基因遗传信息以一定的方式反映到蛋白质分子的结构中，包括mRNA的合成（转录）和蛋白质的合成（翻译）2个过程。NF1 疾病的发生已被证明与NF1 基因突变有关，NF1 mRNA 的稳定性或转运影响神经纤维蛋白的表达，从而调节NF1的肿瘤发生进程［19］。有学者通过构建载体模型及细胞转染证实miR-128、miR-137 和miR-103 通过与NF1 39-UTR 的特异性结合降低了NF1 基因水平［20］。miR-10b是另外一种致癌miRNA，最近已被证明可调节非神经元细胞中的NF1 表达，且miR-10b 可在不同细胞中起到阻断NF1 表达的作用［21］。这表明人体中的不同细胞类型可通过不同的miRNA作用方式来调节NF1基因表达。

Lu等［22］发现来自NF1 神经纤维瘤的真皮和丛状人雪旺细胞以及MPNST的细胞系中miR-27b-3p和miR-27a-3p上调。为了阐明miR-27a-3p 和miR-27b-3p 是否通过靶向NF1 对人雪旺细胞的生物学行为产生影响，首次利用miR-27a-3p 和miR-27b-3p 模拟物研究NF1 的mRNA 表达水平。通过RT-qPCR 分析显示在miR-27b-3p 或miR-27A-3p 模拟物存在下，NF1 mRNA 在真皮人雪旺细胞中的表达下调［22］。另外，有研究人员发现miR-204 在NF1 和非NF1 MPNST 肿瘤组织和肿瘤细胞系中表达下调，在MPNST 细胞系STS26T（non-NF1）、ST88-14（NF1）和T265p21（NF1）中恢复miR-204 表达可显著降低体外细胞增殖、迁移和侵袭，表明miR-204 可能与MPNST 发病相关。MPNST 是NF1 良性神经纤维瘤演变而来，但是他们的研究只表明miR-27b-3p、miR-27a-3p、miR-204 在NF1 恶性神经纤维瘤存在某种致病机制，在NF1 良性神经纤维瘤中并没有体现，这可能与MPNST的发病机制有关［23］。

miRNA在NF2中的致病作用

NF2以双侧前庭神经鞘瘤（VS）为特征，据估计，其发病率为1/40 000～1/33 000［24］。NF2 是由22 号染色体NF2 基因功能缺失，导致其编码的merlin 蛋白功能障碍引起的［25］。大量研究证实，miRNA 的过度表达可能通过沉默某些肿瘤抑制基因而参与肿瘤的发生。另一方面，miRNA 的低表达可能通过上调靶癌基因而导致肿瘤的进展。因此，miRNA被认为与某些肿瘤的发生发展密切相关。

1.NF2中部分miRNA的表达调控分析

Torres-Martin等［26］使用微阵列技术对16 个NF2 和3 个对照神经中存在的miRNA 及其他非编码RNA 在基因芯片miRNA1.0（Affymetrix）中进行表达调控分析，结果显示，包括miR-10b、miR-206、miR-183 和miR-204 在内的174 个miRNA 表达下调，miR-431、miR-221、miR-21 和miR-720 表达上调，且位于染色体14q32 的miRNA 簇普遍上调［26］。其中，研究表明，miR-221/miR-222 簇可通过靶向人源性长寿保障基因2 在坐骨神经损伤后的雪旺细胞增殖中激活，并可在肝脏再生过程中加速增殖，miR-221 被认为可以抑制雪旺细胞在体外轴突再生过程中的髓鞘形成，具有影响包括神经组织在内的各种组织的增殖和再生的能力［27-29］。更值得一提的是，miR-204 在MPNST 中也表达下调，可能是由于这些肿瘤都由雪旺细胞发展而来的，它们中一些特殊的miRNA 有着相关的特征，并参与了这两种肿瘤的发展［23］。

2.miRNA可能与NF2的临床症状有关

NF2 中VS 是最具特征性的病变，典型的症状主要是听力损失、耳鸣和平衡问题，而miRNA 已被证明在听力损失的发生和发展中起着至关重要的作用［30］。目前，miRNA 被认为是参与不同生理和病理过程的关键因子，如基因表达、进行性感音神经性听力损失、增龄性听力损失、噪声性听力损失、胆脂瘤、神经鞘瘤和内耳炎［31］。已有学者发现miR-21 在一些耳部相关疾病中的作用，如人类胆脂瘤以及前庭神经鞘瘤的生长和增殖。miR-21 的上调与中耳或乳突骨的潜在有害生长有关［32］。而为了确定miR-21 在前庭神经鞘瘤细胞中表达的功能意义，Cioffi等［33］用抗miR-21 的原代人前庭神经鞘瘤细胞与对照的杂合寡核苷酸进行了转染，发现与正常前庭神经组织相比，miR-21 持续过表达，且miR-21水平的升高与张力蛋白同源蛋白水平的降低相关。尽管如此，miR-21 是否作为影响NF2 听力受损的致病关键因素仍未得而知。

NF2 是一种良性神经系统性肿瘤，肿瘤生长的速度及其导致的神经功能损害程度为是否采取积极治疗的主要指征。Sass等［34］通过研究生长缓慢和快速生长的散发性VS病例之间miRNA 表达模式的差异，发现miRNA 的表达与散发性VS 的肿瘤生长速度有关。肿瘤的快速生长与几种miRNA 的失控有关，包括 miR-29abc、miR-19、miR-340-5p、miR-21 和miR-221 的上调以及miR-744 和let-7b 的下调［34］。可见，miRNA 可能决定NF2 的肿瘤生长快慢，而能够准确地确定哪些NF2 肿瘤将会快速生长是治疗策略的关键，但后续仍需对miRNA 的作用及机制进一步研究，以明确其在作为生物学靶标及预测肿瘤生长的作用。

另外，大量研究证实miR-205 在许多恶性肿瘤中发挥肿瘤抑制作用，如卵巢癌、膀胱癌、乳腺癌、前列腺癌、胰腺癌和胃癌等［35-41］。Yin等［42］用RT-qPCR 检测了miR-205 在散发性VS 组织和正常耳大神经中的表达，然后将miR-205 类似物导入散发性VS 原代细胞后进行了CCK8 实验，并用双荧光素酶报告基因检测寻找miR-205 的目的基因，进一步阐明了miR-205在细胞水平表达的功能意义，并证明miR-205通过靶向CDK14抑制散发性VS的增殖，可能是这种疾病的治疗靶点。

miRNA在NF3中的致病作用

NF3 亦称神经鞘瘤病，可呈散发性或家族性发病，是一种以多发神经鞘瘤为特征的罕见疾病。在英国的一项调查中发现，NF3 的发病率仅为NF2 的1/3［43］。NF3 的发病机制极其复杂，至今仍无明确定论，目前大多数研究者认为与SMARCB1、LZTR1、NF2等基因突变有关。

SMARCB1 和LZTR1 是位于染色体22q（Chrm22q）上的与NF3 相关的2 个主要基因［44］。最近，有学者在位于Chrm22q 区域的微处理器DGCR8（c.1552G＞A；p.E518K）中发现了种系突变（GPV），它与家族性神经鞘瘤病和多结节性甲状腺肿有关，这种改变会抑制前体miRNA 的产生，从而影响正常miRNA 的合成［45］。Nogué等［46］在1 例病例中通过外周血DNA 的全外显子组测序分析鉴定出与先前报道相同的DGCR8 的c.1552G＞A 和p.E518K变体，提出了DGCR8 是一种神经鞘瘤病基因，定位于Chrm22q 肿瘤抑制基因簇，它们协同促进雪旺氏细胞的肿瘤发生，并指出miRNA调控在这一过程中有着重要作用。

问题与展望

近20 年来，随着基因组学、蛋白组学的不断发展，国内外学者对于NF 的研究也有了更深的理解，但对于表观遗传学在NF 致病过程中的相关研究仍有待突破。随着RNA 芯片、RNA-seq、体外转录、RNA 沉降、液相色谱-质谱联用技术等技术手段的不断完善和更新，非编码RNA 对于各种肿瘤的发生、侵袭、转移和免疫微环境调控等机制也日益明晰。希望在不久的将来，非编码RNA 能进一步对NF 的致病机制进行补充，为NF的诊断及治疗的发展奠定基础。