非小细胞肺癌脑转移相关miRNA的研究进展

洪佳慧 焦德敏 刘永洋 陈清勇*

肺癌（LC）是全球癌症发病率和死亡率最高的疾病，根据细胞的外观和形态，肺癌可分为小细胞肺癌（SCLC）和非小细胞肺癌（NSCLC），其中NSCLC 占大多数。脑是肺癌最常见的远处转移部位。尽管治疗方式取得了进展，但脑转移的发展仍是肺癌患者预后不良和死亡率的主要因素之一。因此，更好地了解肺癌脑转移（LCBM）的机制对于抑制癌细胞和提高患者的总体生存率非常重要。累积的证据表明，miRNA 在肿瘤的发生、发展、预后中起着重要作用。本文综述了NSCLC脑转移相关miRNA 的研究进展。

1 介绍

肺癌是全球癌症死亡的主要原因。NSCLC 占所有肺癌病例的85%以上，且在组织学上分为腺癌、鳞癌和大细胞癌。大多数肺癌相关死亡由转移引起。肺癌是脑转移患者中最常见的原发性癌症，占脑转移（BM）的56%，发病率高，生存率有限［1］。研究表明，NSCLC 诊断后的中位总生存期（OS）为13.33 个月，脑转移后的中位OS 为10.6 个月［2］。深入了解肺癌脑转移的机制非常重要。

MicroRNA 是一组非编码RNA，通过作用于信使RNA 的3’-非翻译区（UTR）在转录后和翻译水平上充当基因表达的调节因子［3］。越来越多的研究发现miRNA 与肿瘤的增殖、分化、侵袭和转移关系密切。一些miRNA 通过改变参与血管生成或细胞外基质侵袭基因的表达对NSCLC 中脑转移产生影响［4］。随着测序等技术的进步，其在肺癌脑转移的诊断和治疗中显示出独特的作用。此篇综述简要阐述了miRNA 在NSCLC 脑转移中的研究近况，以期为NSCLC 脑转移预测、诊断、治疗提供帮助。

2 miRNA参与肿瘤脑转移

大脑作为身体中最受保护的器官之一，反而易发生肺癌转移［3］。脑转移的主要步骤是细胞与原发肿瘤分离、侵犯周围基质和基底膜、癌细胞内渗、外渗和血脑屏障（BBB）的破坏，然后是中枢神经系统的侵袭和定植。分化的上皮细胞去分化，移动至远处，然后重新分化以形成新的结构。这种现象被称为上皮-间充质转化（EMT）。众多研究表明，miRNA是控制EMT 信号通路和TF 的关键调节因子［5］。miRNA 和EMT-TF 形成紧密互连的负反馈环，调节TF 的表达、上皮细胞可塑性和细胞迁移。间充质癌细胞系中这些基因组位点的缺失和随后的miRNA 表达缺失，与包括NSCLC 在内的癌症进展有关［6］。

3 肺癌脑转移相关miRNA

miRNA 可以调节肺癌脑转移的发生和发展。一些miRNA倾向于促进肺癌细胞增殖、侵袭、转移，而另一些则抑制肺癌细胞向脑转移，可作为潜在的治疗靶点。作者将在以下各节中讨论它们的作用和相关分子机制。

3.1 促进肺癌脑转移中的miRNA （1）miR-21：miR-21 在许多恶性肿瘤中具有高表达。SINGH 等［7］的研究中，利用来自肺到脑转移的患者来源的干细胞系来检查STAT3 在脑转移起始细胞中的调节作用。DONG 等［8］研究发现，miR-21 预测BM 发生的敏感性和特异性分别为92.3%和60.7%，miR-21 的过表达可能与NSCLC 患者BM 的发生和进展密切相关。（2）miR-330-3p：miR-330-3p 可以与其靶标EGR2 结合，增加NSCLC 细胞增殖［9］。SHEN 等［10］证明了miR-330-3p 直接靶向人类锰超氧化物歧化酶（hSOD2）的3'非翻译区，且敲低miR-330-3p 抑制了体外肺癌细胞的转移。（3）miR-328：ARORA 等［11］通过15 例NSCLC 患者的验证队列中BM+与BM-的病例，发现在BM+的患者中，胸部和脑样本中miR-328 的表达升高，MiR-328 在A549 细胞中的过表达显著促进细胞迁移，赋予癌细胞迁移潜力，并可能导致NSCLC 患者的BM。然而，miR-328 在不同癌症中的表达存在争议，例如在NSCLC、HCC 中有所不同［12］。LU 等［13］研究发现miR-328-3p 通过抑制吡咯啉-5-羧酸还原酶1（PYCR1）的表达从而抑制肺腺癌发生。两者研究结果的不同可能是受到样本量、肿瘤或外周血等影响，对脑转移的影响还需要进一步验证。（4）miR-378：miR-378 负调节RBX1 表达，从而促进肺癌细胞的EMT［14］。另外miR-378 通过增加MMP-9、MMP-7 和VEGF 的表达水平，降低参与血管生成、通过细胞外基质侵入血管和VM 形成的关键基因Sufu 的水平，促进脑转移。CHEN等［15］也证实了miR-378 通过抑制Sufu 和Fus-1 的表达来促进肿瘤生长和血管生成。高血清外泌体miR-378 表达也被证实是NSCLC 的独立不良预后标志物［16］。（5）其他miRNA：脑转移相关miRNA 的微阵列分析发现miR-423-5p 直接通过靶向转移抑制因子1 促进NSCLC 细胞的侵袭［17］。与无BM 的EGFR 突变肿瘤患者相比，肿瘤为EGFR 突变的BM 患者中，miR-197、miR-184 的基因表达量显著升高。miR-197 通过下调肿瘤抑制基因p53 和HIPK2 的表达促进肿瘤的转移［18］。而miR-184 则是通过调节细胞周期转换信号（如C-MYC）来抑制细胞增殖，并与肿瘤侵袭行为有关［19］。

3.2 抑制肺癌侵袭和脑转移的miRNA （1）miR-145：miR-145 在大多数癌症中均被下调，ZHAO 等［20］通过功能测定，发现miR-145 在体外可以调节A549 和SPC-A1 细胞的增殖能力，在脑转移样本中miR-145 明显下调，但与淋巴结转移、迁移和侵袭无关。DONZELL 等［21］研究发现与NSCLC 原发灶相比，脑转移癌中miR-145-5p 表达有显著差异，而miR-145-3p表达无显著差异。miR-145-5p下调归因于其5'调节区CpG 岛甲基化增加和几种蛋白质靶标升高。另外，YIN 等［22］发现miR-145 通过调节NSCLC 细胞中的MTDH 在TGF-β 诱导的EMT 来抑制癌细胞的侵袭和转移。（2）miR-4317：使用miRNA 阵列谱对32 例BM 的患者与55 例无BM 的患者进行的研究表明，miR-4317 表达水平可以预测NSCLC 中的OS，miR-4317 的增强表达在体外显著抑制了NSCLC 细胞系的增殖、集落形成、迁移和侵袭。在小鼠异种移植、肺和脑转移研究证实，miR-4317 抑制肿瘤生长和脑肺转移［23］。（3）miR-375：miR-375首先被确定为胰岛葡萄糖稳态的关键调节因子，其调节胰岛素分泌和细胞质量［24］。具有BM 的NSCLC 患者miR-375 表达显著下调［25］，可能是NSCLC 患者的独立不良预后因素。（4）miR-142-3p：研究发现大脑中的星形胶质细胞通过外泌体传递的miR-142-3p 介导TRPA1 的下调来对抗脑转移［26］。（5）其他相关miRNA：与正常肺组织相比，肿瘤抑制因子miR-590、miR-596-3p 在脑转移性病变中显著下调［27-28］。另外，通过miRNA 参与随机森林算法开发的LUAD脑转移预测模型，发现has-miR-15a、has-miR-210 和hasmiR-214 能以高灵敏度和特异性预测BM 亚型［29］。

4 miRNA在肿瘤脑转移中的诊断和治疗潜力

miRNA 被证实在癌症播散和转移中的作用，这使得人们开始研究脑脊液miRNA 水平可以作为脑癌诊断的标志物和治疗的靶标。

4.1 miRNA 作为诊断标志物 在对25 例NSCLC 原发灶和脑转移灶的组织切片进行系统的miRNA 表达谱分析发现，差异表达的miR-199 家族的所有成员、miR-150-5p、miR-142-3p的绝对表达与其诊断潜力相关［30］。

4.2 miRNA 作为治疗靶标 HOSSEINAHLI 等［31］的研究首次证明了Let-7 的抑瘤活性及其作为肺癌治疗靶点的潜力。双链抑癌药miR-193b 通过靶向抑制细胞周期蛋白D1、Ajuba LIM 蛋白和具有EGF 样结构域1 的心脏发育蛋白，降低了转移性肺癌细胞的增殖和转移潜能，是肺癌脑转移的新型治疗靶点［32］。

5 小结

由于LC 是全球死亡率最高的癌症，其中NSCLC 占LC的绝大多数，大约40%的NSCLC 患者会发生脑转移，因此NSCLC 的BM 患者初步诊断和治疗非常关键。近年来，miRNA一直是研究领域的热门话题，miRNA 与BM 的相互作用逐渐引起人们的关注。miRNA 可分为肿瘤促进性的和抑制性的，本文作者回顾并讨论了关于miRNA 在NSCLC BM 中的作用和重要性的研究进展。这些miRNA 谱与肺癌的预后和临床治疗反应相关，可能是肺癌治疗的潜在靶标。作者推测，通过miRNA 进行更准确有效的预测、临床治疗和预后是NSCLC BM 的未来趋势。