miR-223-3p和FOXO3在结直肠癌中的研究进展

[摘要]近年来，结直肠癌的发病率和死亡率一直居高不下，且出现年轻化趋势。结直肠癌具有异质性和隐匿性，且其在放化疗过程中可能出现药物耐受，导致结直肠癌的诊断和治疗结果一直不令人满意，患者预后较差。研究发现微RNA（microRNA，miRNA）在肿瘤的发生发展中发挥调控作用，miRNA可作为结直肠癌诊疗的生物靶点。本文就miR-223-3p和叉头框O3在结直肠癌中的研究进展作一综述。

[关键词]miR-223-3p；叉头框O3；结直肠癌；靶向治疗

[中图分类号]R735[文献标识码]A[DOI]10.3969/j.issn.1673-9701.2024.21.031

结直肠癌是第二大常见肿瘤，亦是第三大致死肿瘤[1]。中国结直肠癌的发病率和死亡率居高不下，且呈年轻化趋势。结直肠癌的治疗方法包括手术治疗、放化疗和靶向治疗等。然而，由于结直肠癌发展缓慢，且早期缺乏典型临床表现，大多数患者初次确诊时便已处于疾病晚期，失去手术治疗机会的患者只能选择放化疗。但由于化疗的非特异性，其在治疗过程中伴随其他不良反应，极大降低患者的生存质量[2]。目前常用的化疗方案，如氟尿嘧啶类药物联合奥沙利铂或伊立替康，大多数化疗治疗早期有效的患者最终都会产生药物耐受，治疗效果无法令人满意。因此，研究结直肠癌的发生发展途径、发现新的分子治疗靶点、为药物研制和早期诊断提供新的思路可能是当前结直肠癌诊疗迫切需要解决的关键问题。近年来，人们逐渐关注到微RNA（microRNA，miRNA）在多种类型肿瘤中的表达失调，参与包括细胞增殖、侵袭、转移和凋亡在内的多个生物学过程的调控[3-4]。本文就miR-223-3p和叉头框O（forkheadboxO，FOXO）3的关系及二者在结直肠癌进展中发挥的作用作一综述，为进一步研究二者在结直肠癌治疗及早期诊断中的潜在作用提供依据。

1miR-223-3p与结直肠癌

miRNA是一类由约20个核苷酸构成的内源性非编码RNA，通过靶向结合信使RNA的3'非翻译区调节相关蛋白的合成，从而调控细胞的生长、分化、增殖、凋亡及代谢[5]。miR-223-3p是miR-223的重要表达形式，被认为是一种高度保守的miRNA，在多种肿瘤疾病中的表达存在差异。miR-223-3p在肝癌中作为一种抑癌基因，表达水平下降，但在胃癌和乳腺癌中其表达水平升高[6-8]。

1.1miR-223-3p在结直肠癌中的表达

与癌旁正常组织相比，研究证实miR-223-3p在结直肠癌组织中的表达水平上调，结直肠癌患者的血清及粪便中也发现miR-223表达水平上调，这些分泌物中miR-223-3p的差异表达可有效区分结直肠癌患者和健康人群[9-11]。研究证实miR-223-3p参与结直肠癌的发生，有成为诊断和治疗结直肠癌生物标志物的潜能；但关于结直肠癌癌前病变（如腺瘤样息肉）是否也存在这种差异表达的相关研究较少。

1.2miR-223-3p参与调节结直肠癌的生理病理过程

肿瘤细胞因其异常的增殖、侵袭、迁移及转移等生物学特性，致使肿瘤的治疗困难。miR-223-3p可与相应靶基因结合，调控结直肠癌细胞的细胞周期，促进结直肠癌细胞的增殖、凋亡、侵袭和迁移，影响肿瘤的发生发展。研究显示miR-223-3p可通过促进抗凋亡蛋白Bcl-2的表达抑制结肠癌细胞的凋亡[12]。在另一项研究中，一种长链非编码RNALINC00961通过海绵包裹miR-223-3p，下调miR-223-3p的表达，上调Sox11的表达，达到抑制肿瘤细胞迁移和侵袭的目的[13]。磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B（proteinkinaseB，PKB，又称Akt）/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mammaliantargetofrapamycin，mTOR）信号通路被证实在包括结直肠癌在内的多种肿瘤中发挥重要作用，mTOR抑制剂被广泛应用于肿瘤的临床治疗。Liu等[14]研究发现miR-223可与WD重复结构域蛋白7（WDrepeatdomain‑containing7，FBXW7）基因结合并抑制其表达，通过Notch和Akt/mTOR信号通路增加结直肠癌细胞的增殖并阻止其细胞凋亡，从而发挥致癌基因的作用。单因素分析也发现，miR-223过表达与结直肠癌转移显著相关[15]。

1.3miR-223-3p在临床诊疗中的潜在作用

结直肠癌发病隐匿，多数患者在疾病晚期才出现腹痛、便血或体质量减轻等表现，且结直肠癌的发病机制复杂，临床常用的消化道肿瘤标志物对结直肠癌的特异性不佳。血清miRNA作为一种新型标志物，具有取材方便、检测费用低廉、敏感度高和化学性质稳定等优点，应用于人群疾病的普查更为便利。miR-223-3p被证实在结直肠癌患者的组织、血清及粪便中表达水平上调，表明其有成为结直肠癌早期诊断标靶的潜力[9-11]。

miR-223-3p可导致结直肠癌患者对5-氟尿嘧啶（5-fluorouracil，5-FU）和阿霉素耐药的发生。Ding等[16]研究发现，在结直肠癌细胞中miR-223表达水平上调可直接靶向下调FBXW7水平，促进结直肠癌细胞对阿霉素耐药，延长肿瘤细胞生存时间。在另一项研究中，在5-FU作用下的结直肠癌细胞中转染miR-223-3p模拟物可使含山梨醇和SH3结构域蛋白1（sorbinandSH3domaincontaining1，SORBS1）的表达水平下调，提高细胞存活率，促进细胞耐药的发生[17]。同时在结直肠癌中发现，miR-223的过表达与E-钙黏蛋白表达水平的下调和波形蛋白表达水平的上调有关，E-钙黏蛋白和波形蛋白的改变常被认为是上皮间质转化（epithelial-mesenchymaltransition，EMT）的标志，同时EMT也可通过复杂的机制参与结直肠癌耐药，可见miR-223诱导的结直肠癌耐药机制可能与EMT有关。上述研究提示，miR-223-3p对结直肠癌化疗耐药具有促进作用，提示miR-223-3p有成为结直肠癌治疗靶点的潜能。此外，较高水平的miR-223与较高的肿瘤临床分期和较低的总生存期有关，提示其在临床分期和结直肠癌患者预后方面发挥一定的指导作用[15，18]。

2FOXO3与结直肠癌

FOXO3的失活、缺乏和突变可导致多种恶性肿瘤的发生，提示FOXO3可作为一种抑癌因子在肿瘤的治疗中发挥作用。

2.1FOXO3参与调节结直肠癌的生物学过程

FOXO3是重要的转录因子，其转录和翻译后修饰影响肿瘤相关的多条通路，在细胞的增殖、分化、存活、衰老、DNA损伤修复和细胞周期调控等生理功能中发挥重要作用，与肿瘤的发生发展及耐药密切相关[19-20]。FOXO3是多条信号通路的重要下游靶因子，FOXO3表达水平的调节可对多种类型肿瘤进展产生影响。研究发现齐墩果酸通过p38/FOXO3a/沉默信息调节因子6途径诱导FOXO3a的核积累，增强FOXO3a的转录活性，导致结直肠癌HCT116发生凋亡；同时，体内实验也证实该过程可抑制小鼠肿瘤的生长[21]。另有研究显示，血管生成素样蛋白1通过促进FOXO3a的表达抑制肿瘤细胞的迁移及肿瘤干性[22]。

炎症性肠病作为一种公认的可能导致结直肠癌的癌前病变，病理上以中心粒细胞浸润为特点，在一定程度上可增加患结直肠癌的风险。有研究在FOXO3敲除小鼠中发现，FOXO3缺乏的中心粒细胞在推动小鼠结肠炎症及肿瘤形成方面发挥重要作用，且中心粒细胞的FOXO3缺乏提示结直肠癌更强的侵袭性和小鼠更差的生存率[23]。FOXO3的翻译后修饰在肿瘤发展中的作用不容忽视。FOXO3被激酶磷酸化或乙酰化后，一方面促进其核排斥，进入到细胞质中，下调其表达和增殖；另一方面磷酸化或乙酰化的FOXO3活性也可降低甚至失活[24-26]。去磷酸化或去乙酰化的FOXO3可进入细胞核，通过诱导下游肿瘤抑制蛋白BIM、SIRT6和PUMA等的表达，促进细胞凋亡，限制细胞生长、侵袭和转移，并与疾病预后相关。可见，FOXO3在细胞中的表达量、细胞定位及翻译后修饰关系到肿瘤细胞的增殖、凋亡、活性等，提示其有成为治疗结直肠癌的生物标靶的潜能。

2.2FOXO3在临床诊疗中的潜在作用

化疗药物耐受一直是临床上结直肠癌治疗的一大难题。FOXO3被认为是化疗药物作用的关键因子。既往研究表明顺铂诱导FOXO3a去磷酸化，促进其核转位并激活其功能，发挥细胞毒作用，在对顺铂耐药的细胞中，FOXO3a的激活相比于亲代细胞降低，可见FOXO3是顺铂治疗肿瘤的关键因子[27]。FOXO3过表达可通过抑制核因子红系2相关因子2（nuclearfactorerythroid2-relatedfactor2，Nrf2）/硫氧还蛋白还原酶1信号通路使5-FU耐药细胞再次对5-FU敏感，FOXO3激动剂可增强耐药细胞对5-FU的敏感度[28]。Ghosh等[29]使用肠道微生物代谢物尿石素A（urolithinA，UroA）及其类似物UAS03对5-FU耐药结直肠癌细胞进行治疗，发现UroA及其类似物UAS03通过Nrf2依赖途径减少Akt或胞外信号调节激酶激活FOXO3/FOXO1轴，下调药物转运蛋白的表达和活性，而药物转运蛋白的表达和活性改变是结直肠癌对包括5-FU在内的化疗药物产生耐药的机制之一，最终使对5-FU耐药的肿瘤细胞重新对化疗敏感，同时，UroA及其类似物UAS03似乎也可降低DSS造模的炎症性肠病小鼠的肿瘤负担。一项结直肠癌细胞对阿霉素敏感度的研究发现，FOXO3可通过多药耐药蛋白1促进结直肠癌细胞对化疗药物的耐受，且促进肿瘤细胞的增殖[30]。这与既往研究中FOXO3作为一种抑癌因子的观点是相悖的。上述研究说明FOXO3在结直肠癌治疗中的机制是复杂的。

3miR-223-3p、FOXO3与结直肠癌

FOXO3是miRNA-223-3p的潜在靶基因之一。一项研究提出miR-223-3p靶向作用于FOXO3a，抑制FOXO3a的表达，降低细胞糖酵解，导致前列腺癌细胞对放射治疗的辐射抗性，表明miR-223-3p和FOXO3a相互作用可能在肿瘤治疗中发挥作用，参与肿瘤细胞对放疗的反应[31]。结合上文可发现miR-223-3p和FOXO3在结直肠癌中分别发挥作用。因此推测miRNA-223-3p可通过FOXO3影响结直肠癌的发生、发展。

Ju等[32]发现给予结直肠癌细胞SW620miR-223抑制剂或在细胞中过表达FOXO3均可显著增加FOXO3和Bcl-2相互作用细胞死亡调节因子（Bcl-2interactingmediatorofcelldeath，BIM）的表达，增强细胞凋亡，同时双荧光素酶报告基因实验验证FOXO3的确是miR-223下游靶基因。该研究首次提出miR-223/FOXO3a/BIM信号通路参与结直肠癌发生发展过程，然而实验仅在体外细胞中进行，需体内研究进一步验证。

4小结与展望

结直肠癌发病具有隐匿性和异质性，其诊断和治疗始终差强人意。尽管关于结直肠癌的诊疗已有较多研究，但其发病率和死亡率依然居高不下，且出现年轻化趋势。多项研究表明miR-223-3p和FOXO3各自在结直肠癌细胞的增殖、凋亡、侵袭及转移中发挥重要作用，且miR-223-3p似乎有能力成为结直肠癌早期诊断的生物标志物；miR-223-3p和FOXO3在结直肠癌的化疗耐药中各自起关键作用。研究针对该靶点的药物似乎可增加结直肠癌对化疗药物的敏感度，甚至逆转耐药，提高患者的总生存率，降低病死率。目前有研究发现在其他疾病中miR-223-3p可靶向下调FOXO3，影响疾病的进展和治疗，但关于miR-223-3p调节FOXO3的具体分子机制及其相互作用导致的上游或下游因子的改变在结直肠癌发生发展中的机制研究仍不清楚。在未来研究中，应就miR-223-3p与FOXO3在结直肠癌中的关系及两者发挥作用的具体分子机制进行深入研究，并进一步探索miR-223-3p与FOXO3就“正常-腺瘤-腺癌”演变过程中发挥的作用及机制，为结直肠癌的早期诊断和治疗提供新的思路和方向，对提高结直肠癌患者5年生存率、降低病死率具有重要意义。

利益冲突：所有作者均声明不存在利益冲突。

[参考文献]

[1] SUNGH，FERLAYJ，SIEGELRL，etal.Globalcancerstatistics2020：GLOBOCANestimatesofincidenceandmortalityworldwidefor36cancersin185countries[J].CACancerJClin，2021，71（3）：209–249.

[2] SUNL，HUANGY，LIUY，etal.Ipatasertib，anovelAktinhibitor，inducestranscriptionfactorFOXO3aandNF-κBdirectlyregulatesPUMA-dependentapoptosis[J].CellDeathDis，2018，9（9）：911.

[3] LUM，GONGB，WANGY，etal.CircBNC2affectsepithelialovariancancerprogressionthroughthemiR-223-3p/LARP4axis[J].AnticancerDrugs，2023，34（3）：384–394.

[4] FENGQ，HEP，WANGY.MicroRNA-223-3pregulatescellchemo-sensitivitybytargetingFOXO3inprostaticcancer[J].Gene，2018，658：152–158.

[5] MISHRAS，YADAVT，RANIV.ExploringmiRNAbasedapproachesincancerdiagnosticsandtherapeutics[J].CritRevOncolHematol，2016，98：12–23.

[6] XUJ，WANG B，LIUZT，etal.MiR-223-3pregulatingtheoccurrenceanddevelopmentoflivercancercellsbytargetingFAT1gene[J].MathBiosciEng，2019，17（2）：1534–1547.

[7] ZHUY，LIK，YANL，etal.MiR-223-3ppromotescellproliferationandinvasionbytargetingArid1aingastriccancer[J].ActaBiochimBiophysSin（Shanghai），2020，52（2）：150–159.

[8] QUH，ZHUF，DONGH，etal.Corrigendum：UpregulationofCCT-3inducesbreastcancercellproliferationthroughmiR-223competitionandWnt/b-cateninsignalingpathwayactivation[J].FrontOncol，2022，12：917378.

[9] BADERELDINNG，FAROUKS，ABDEL-SALAMLO，etal.ThepotentialvalueofmiRNA-223asadiagnosticbiomarkerforEgyptiancolorectalpatients[J].EurJGastroenterolHepatol，2021，33（1）：25–31.

[10] RANJBARANJ，SAFARPOURH，NOMIRIS，etal.Experimentalvalidationofinsilicoanalysisestimatedthereverseeffectofupregulatedhsa-miR-106a-5pandhsa-miR-223-3ponSLC4A4geneexpressioninIranianpatientswithcolorectaladenocarcinomabyRT-qPCR[J].CancerMed，2023，12（6）：7005–7018.

[11] CHANGPY，CHENCC，CHANGYS，etal.MicroRNA-223andmicroRNA-92ainstoolandplasmasamplesactascomplementarybiomarkerstoincreasecolorectalcancerdetection[J].Oncotarget，2016，7（9）：10663–10675.

[12] 赵涓涓，刘敏，江忍，等.MiR-223-3p在老年结肠癌组织和癌旁组织中的表达水平及其生物学功能作用机制[J].中国老年学杂志，2023，43（3）：730–734.

[13] WUH，DAIY，ZHANGD，etal.LINC00961inhibitsthemigrationandinvasionofcoloncancercellsbyspongingmiR-223-3pandtargetingSOX11[J].CancerMed，2020，9（7）：2514–2523.

[14] LIUZ，MAT，DUANJ，etal.MicroRNA-223-inducedinhibitionoftheFBXW7geneaffectstheproliferationandapoptosisofcolorectalcancercellsviatheNotchandAkt/mTORpathways[J].MolMedRep，2021，23（2）：154.

[15] LIZW，YANGYM，DULT，etal.OverexpressionofmiR-223correlateswithtumormetastasisandpoorprognosisinpatientswithcolorectalcancer[J].MedOncol，2014，31（11）：256.

[16] DINGJ，ZHAOZ，SONGJ，etal.MiR-223promotesthedoxorubicinresistanceofcolorectalcancercellsviaregulatingepithelial-mesenchymaltransitionbytargetingFBXW7[J].ActaBiochimBiophysSin（Shanghai），2018，50（6）：597–604.

[17] 林依琳，王文波，王雅，等.MiR-223-3p通过靶向SORBS1增加结直肠癌细胞对5-氟尿嘧啶的耐药性[J].中南大学学报（医学版），2023，48（3）：356–368.

[18] ZHANGJ，LUOX，LIH，etal.MicroRNA–223functionsasanoncogeneinhumancolorectalcancercells[J].OncolRep，2014，32（1）：115–120.

[19] GROSSIV，FASANOC，CELESTINIV，etal.ChasingtheFOXO3：Insightsintoitsnewmitochondriallairincolorectalcancerlandscape[J].Cancers（Basel），2019，11（3）：414.

[20] BERETTAGL，CORNOC，ZAFFARONIN，etal.RoleofFOXOproteinsincellularresponsetoantitumoragents[J].Cancers（Basel），2019，11（1）：90.

[21] POTOČNJAKI，ŠIMIĆL， VUKELIĆI，etal.OleanolicacidinducesHCT116coloncancercelldeaththroughthep38/FOXO3a/Sirt6pathway[J].ChemBiolInteract，2022，363：110010.

[22] CHANGTY，LANKC，CHIUCY，etal.ANGPTL1attenuatescancermigration，invasion，andstemnessthroughregulatingFOXO3a-mediatedSOX2expressionincolorectalcancer[J].ClinSci（Lond），2022，136（9）：657–673.

[23] GHIMIREJ，IFTIKHARR，PENROSEHM，etal.FOXO3deficiencyinneutrophilsdrivescolonicinflammationandtumorigenesis[J].IntJMolSci，2023，24（11）：9730.

[24] ZHUZ，SONGJ，GUOY，etal.LAMB3promotestumourprogressionthroughtheAKT-FOXO3/4axisandistranscriptionallyregulatedbytheBRD2/acetylatedELK4complexincolorectalcancer[J].Oncogene，2020，39（24）：4666–4680.

[25] GUOY，YEQ，DENGP，etal.SperminesynthaseandMYCcooperatetomaintaincolorectalcancercellsurvivalbyrepressingBimexpression[J].NatCommun，2020，11（1）：3243.

[26] CHENHN，LIANGKH，LAIJK，etal.EpCAMsignalingpromotestumorprogressionandproteinstabilityofPD-L1throughtheEGFRpathway[J].CancerRes，2020，80（22）：5035–5050.

[27] FERNÁNDEZDEMATTOSS，VILLALONGAP，CLARDYJ，etal.FOXO3amediatesthecytotoxiceffectsofcisplatinincoloncancercells[J].MolCancerTher，2008，7（10）：3237–3246.

[28] LIUC，ZHAOY，WANGJ，etal.FOXO3reverses5-fluorouracilresistanceinhumancolorectalcancercellsbyinhibitingtheNrf2/TR1signalingpathway[J].CancerLett，2020，470：29–42.

[29] GHOSHS，SINGHR，VANWINKLEZM，etal.Microbialmetaboliterestricts5-fluorouracil-resistantcolonictumorprogressionbysensitizingdrugtransportersviaregulationofFOXO3-FOXM1axis[J].Theranostics，2022，12（12）：5574–5595.

[30] GAOZ，LIZ，LIUY，etal.ForkheadboxO3promotescoloncancerproliferationanddrugresistancebyactivatingMDR1expression[J].MolGenetGenomicMed，2019，7（3）：e554.

[31] ZHOUK，WEIY，LIX，etal.MiR-223-3ptargetsFOXO3atoinhibitradiosensitivityinprostatecancerbyactivatingglycolysis[J].LifeSci，2021，282：119798.

[32] JUH，TANJY，CAOB，etal.EffectsofmiR-223oncolorectalcancercellproliferationandapoptosisthroughregulatingFOXO3a/BIM[J].EurRevMedPharmacolSci，2018，22（12）：3771–3778.

（收稿日期：2023–09–28）

（修回日期：2024–07–04）