miRNA在肿瘤微环境中调控胃癌转移机制的研究进展

李秋豪 黄名威 黄海舸

【关键词】miRNA；胃癌；转移；调控机制

中图分类号：R735.2   文献标志码：A   DOI：10.3969/j.issn.1003-1383.2023.02.013

胃癌是癌症相关死亡的主要疾病之一，发生转移往往提示预后差。肿瘤微环境（tumor microenvironment，TME）是肿瘤细胞生存的复杂环境，TME的存在是肿瘤进展和转移的重要生物学特征和重要决定因素；miRNA是一种强大的基因调节器，可以通过与一系列靶基因相互作用来调控细胞过程，参与TME中肿瘤转移的相关过程，如细胞上皮-间充质转化（epithelial-mesenchymal transitions，EMT）、细胞外基质（extracellular matrixc，ECM）降解、新生血管生成、外泌体介导等过程。

根据2020年全球癌症数据资料显示，胃癌的发病率居全世界第五，与2018年发病率相同，死亡率居全世界第四，对比2018年数据下降1位［1］。胃癌患者患病早期无明显症状，难以发现，确诊时症状明显恶化，病情已进展到晚期［2］。据第8版美国癌症分期联合委员会癌症分期标准，晚期胃癌包括侵犯周围器官的Ⅳa期和伴有远处转移的Ⅳb期。在我国，确诊胃癌的患者约三分之一为伴有转移的晚期胃癌，其5年生存率低于10%［3］。近年来，miRNA与胃癌关系的研究激增，但关于TME中miRNAs与胃癌转移机制的研究数量仍然有限，现就miRNA在TME中调控胃癌转移机制的研究现状进行综述，总结TME中的miRNAs及其调控胃癌转移的机制。

1 miRNA与肿瘤的关系

miRNA在TME中对肿瘤细胞的调控包括绝大部分转移的关键步骤，比如调控EMT、ECM降解、新生血管生成、外泌体介导等多个转移过程的相关环节［4-5］。miRNA通过调控靶基因，对基因表达及细胞过程起调节作用，导致促癌或抑癌变化。其异常表达发生在肿瘤的进展过程中，研究表明，miRNA可作为肝细胞癌、甲状腺癌、乳腺癌、胃癌等多种癌症的标志物［6-7］，参与肿瘤的发生发展，受到学术界越来越多的关注［8-9］。肿瘤细胞的转移是一个连续性过程，每一步都可与miRNA的异常表达存在关联，不同的miRNA以发散式的靶向作用调节众多下游靶基因的表达，进而影响各阶段肿瘤细胞的转移行为。例如，Zeste同源物2增强子（EZH2）的高表达可以维持肿瘤的转移能力，miRNA-124-3p可抑制EZH2的表达，从而抑制肝癌及宫颈癌的转移［10］；此外，miRNA-124-3p还能抑制丝氨酸/苏氨酸激酶WEE1表达，进而抑制神经胶质母细胞瘤转移［11］。

2 TME中miRNA调控胃癌转移机制研究

TME是肿瘤细胞所生存的复杂环境，肿瘤细胞会表现出不同的细胞表型和行为，如增殖、侵袭、转移等，同时会受到附近各种细胞类型、环境因素之间相互作用的影响，比如EMT、ECM降解、新生血管生成、外泌体介导等。TME的存在是肿瘤进展和转移的重要生物学特征和重要决定因素［12］。

2.1 EMT

EMT是一种动态的生物学过程，表现为上皮细胞失去上皮特性进而转变为间充质特性，在肿瘤细胞成功转移的过程中起重要作用，参与胃癌细胞转移的过程［13-14］。miRNA可作为调控工具参与胃癌细胞EMT，使细胞获得间充质特性，得到转移潜能，进而促进胃癌发生转移［15-16］。E-钙黏蛋白、N-钙黏蛋白和波形蛋白三者表达水平的变化可作为反映EMT水平的指标，E-钙黏蛋白是上皮细胞的标志物，主要分布在上皮细胞，N-钙黏蛋白和波形蛋白是间充质细胞的标志物，主要分布在间充质细胞［17］。比如，在胃癌細胞中转染miR-126模拟物后，E-钙黏蛋白表达水平升高，N-钙黏蛋白和波形蛋白表达水平降低，同时细胞活力及侵袭数显著下降，表明过表达miR-126可抑制胃癌细胞EMT，降低胃癌细胞的转移潜能［18］；此外，cAMP反应元件结合蛋白1（CREB1）在胃癌细胞系中高表达，沉默后EMT标志物E-钙黏蛋白增加，N-钙黏蛋白和波形蛋白下降，但过表达miR-186后可逆转CREB1对EMT相关因子的调控作用，抑制EMT，减少胃癌细胞转移［19］。通过调节EMT影响胃癌细胞转移过程的miRNAs还有miR-25、miR-30a和miR181a-5p等［20-21］。可见miRNAs在参与调控胃癌细胞EMT中发挥着重要作用，但现有的研究仍停留在表象层面，miRNAs调节EMT相关蛋白的具体机制有待继续挖掘，且目前已发现的众多调控胃癌细胞EMT过程的miRNAs之间是否具有关联性也有待探讨。

2.2 ECM降解

ECM是由细胞外蛋白、蛋白多糖和糖蛋白所构成的环境，被认为是细胞组织结构的主要黏附结构，参与调控细胞的黏附、迁移、增殖和分化等功能，肿瘤细胞需要降解ECM来创建促进肿瘤发生和转移的条件。在ECM被降解破坏后肿瘤细胞才能进入血液和淋巴循环，其降解主要依靠蛋白水解酶［22］。比如，在胃癌中，miR-133b表达下调可增加基质金属蛋白酶9（MMP-9）的表达，通过MMP-9降解ECM基底膜的Ⅳ型胶原蛋白，破坏ECM，从而促进肿瘤细胞发生转移［23］；另外，尿激酶型纤溶酶原激活物（u-PA）是丝氨酸蛋白酶，参与降解肿瘤细胞ECM和基膜成分，为肿瘤细胞远处转移开辟道路，有实验证明，转染miR-193b抑制剂后u-PA蛋白表达水平增加，将miR-193b抑制剂转染的细胞注射到裸鼠中，发现转移性结节数量比转染miR-193b模拟物组多［24］；此外还有硫酸乙酰肝素蛋白多糖作为ECM及基底膜的主要成分之一，miR-337-3p能通过靶向抑制乙酰肝素酶（HPSE）的表达，抑制HPSE降解ECM和基底膜中硫酸乙酰肝素蛋白多糖形成的组织屏障，进而抑制胃癌细胞发生转移［25］。通过调控特定的miRNA，抑制相关蛋白的表达，阻止ECM的降解，减少胃癌细胞发生远处转移，可能改善胃癌患者的预后。

2.3 新生血管生成

新生血管生成的过程包括血管内皮细胞生长因子的激活、新的毛细血管与血管网生成等。miRNAs在各种因素作用下呈现异常表达，刺激相关血管生成因子产生，诱导血管生成，为转移的肿瘤细胞生存提供营养，在肿瘤细胞转移中起着关键作用［26］。诸多miRNAs可作用于血管内皮生长因子（VEGF）和血管内皮生长因子受体（VEGFR），激活血管内皮细胞增殖，诱导血管生成，进而促进肿瘤转移。有研究表明，miR-29a/c能抑制胃癌细胞VEGF的表达，通过模拟胃癌细胞TME，过表达miR-29a/c后，VEGF的表达显著降低，抑制新生血管生成，免疫组化结果显示血管密度明显降低，且细胞的增殖、迁移能力降低，证明miR-29a/c通过靶向VEGF促进血管内皮细胞生长及胃癌细胞转移［27］；此外，胃癌细胞中miR-1可上调VEGF-A的表达影响细胞的小管形成活性，刺激血管生成，从而驱动血管生长，促进胃癌转移［28］；有体内外实验证明，miR-590可直接抑制VEGFR1/2的表达，影响肿瘤新生血管生成，抑制胃癌细胞的生长和转移，过表达VEGFR1/2后裸鼠肺转移增多，且发现miR-590还通过调节VEGFR1/2抑制胃癌细胞EMT，抑制胃癌细胞发生转移［29］。目前界内对VEGF及VEGFR的研究已相当透彻，且VEGF家族成员的数量及VEGFR种类相对较多，找出针对不同VEGF家族成员和VEGFR种类发挥作用的miRNAs，组合形成调节胃癌细胞新血管生成的网络系统，可行性较大，也许能在控制胃癌转移的研究上取得重大突破。

2.4 外泌体介导

外泌体是具有生物功能的细胞外囊泡，由细胞内囊泡与细胞膜融合后释放，直径在30～100 nm之间，作为细胞间通信的功能性载体，它们含有数千种活性成分，包括miRNAs、mRNAs、蛋白质等多种成分，其中miRNA可通过外泌体将转移潜能带至目的地，可为肿瘤细胞提供肿瘤转移条件［30-31］。胃癌来源的外泌体miR-519a-3p通过靶向DUSP2/MAPK/ERK，引起肝巨噬细胞的M2样极化，引导血管生成和促进肝内转移前微环境形成来加速胃癌肝转移的发生，此外，文章还提出外泌体miR-519a-3p可能是胃癌肝转移的标志物［32］。有研究表明，肿瘤细胞外泌体作为介质，参与细胞间信息传递，缺氧环境能促进胃癌细胞外泌体高表达miR-143-5p，通过外泌体携带miR-143-3p转导到常氧胃癌细胞，并通过激活PI3K/Akt磷酸化促进常氧胃癌细胞转移，通过GW4869有效阻断细胞外泌体释放后，这一作用被抑制［33］；此外，胃癌细胞与富含miR-223的巨噬细胞源外泌体共培养后，胃癌细胞miR-223表达水平显著升高，进一步实验发现，PTEN表达下调及PI3K/Akt信号通路被激活，并且共聚焦显微镜观察发现细胞骨架发生改变，说明胃癌细胞还发生EMT改变，胃癌细胞转移能力明显增强，而转染miR-223拮抗剂后，巨噬细胞来源外泌体促进胃癌细胞转移的能力下降［34］。作为近年来的三大研究热点，TME、外泌体及miRNAs的联动机制可谓是肿瘤细胞为我们演绎的一场精彩的转移故事，也再次揭示了癌细胞发生发展过程的复杂。

3 小结与展望

我国消化道肿瘤的临床工作和分子生物研究领域中，胃癌是研究热点，肿瘤转移提示预后不良。在肿瘤微环境中，miRNA调节胃癌转移的机制主要有以上几种，其作用过程往往是复杂多样的，同一个miRNA甚至可以同时影响本文所列举的几种机制。随着研究的深入，与胃癌转移过程相关的miRNA，以及更多的调控机制被挖掘出来，极大地拓展了miRNA对胃癌转移调控的分子机制，将为胃癌转移奠定更为完善的理论基础。

参 考 文 献

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（收稿日期：2022-05-30 修回日期：2022-07-17）

（編辑：王琳葵 梁明佩）