MiR-1在腫瘤中的研究進展

蔣森，趙亞萍，杜云翔

(1.蚌埠醫學院，安徽 蚌埠 233000;2.解放軍第八二醫院腫瘤中心，江蘇淮安 223001;3.解放軍第八二醫院檢驗科，江蘇 淮安 223001)

微小RNA(microRNA，miRNA)是一類高度保守的、具有調控功能的非編碼小分子RNA［1］。目前發現的miRNA有15 000多種，其中人類有2 000多種［2］。據研究，miRNA參與調節人類大約30%蛋白質的翻譯［3］，幾乎與細胞分化、代謝、生長、增殖和凋亡等所有分子過程的調節有關。越來越多的研究表明，miRNA多定位于腫瘤相關的脆性位點，與腫瘤的發生密切相關［4］。近年來，miRNA-1(miR-1)在腫瘤發生、發展過程中的作用受到關注，本文就此作一綜述。

1 miR-1的基本特征

miR-1 家族包括 miR-1-1、miR-1-2 和 miR206［5］。Hsa-miR-1家族由2個miRNAs組成:hsa-miR-1-1和hsa-miR-1-2。miR-1-1位于人的第20號染色體上C20orf166基因初級轉錄本的第2個內含子區，miR-1-2位于人的18號染色體上蛋白質編碼基因MIB1的第12個內含子區。miR-1的生物合成與其他miRNA一樣，首先由細胞核內編碼miRNA的基因轉錄產生初始miRNA(primary miRNA，pri-miRNA)［6］，pri-miRNA 被RNaseⅢ內切酶進一步切割成前體miRNA(precursor miRNA，pre-miRNA)［7-9］。該前體在 Exprotin-5 的作用下轉運到細胞質內［10］。在細胞質內，被RNA內切酶ⅢDicer酶剪切成成熟 miRNA［7，11］。在基因沉默復合物(RISC)的引導下，成熟的miRNA與特定靶基因mRNA的3'端非翻譯區完全或不完全堿基互補配對引導RISC與目的mRNA結合，從而降解靶基因mRNA或阻遏其翻譯［2］，在轉錄后水平沉默基因的表達。通過在線數據庫miRanda(http://www.microrna.org/)分析發現miR-1在心臟、甲狀腺、子宮、前列腺、卵巢等組織中均有表達，參與細胞生長、分化、凋亡以及心臟、內耳發育等生理過程，與腫瘤、代謝類疾病、精神類疾病有關［12］。

2 miR-1在腫瘤中的表達

已有研究表明，miR-1在多種腫瘤細胞中表達異常，并參與了腫瘤的增殖、侵襲、遷移和凋亡(表1)。miR-1在絕大部分腫瘤中表達下調，發揮了抑癌基因的角色，然而，Liu等［13］分析胃癌患者和正常人血清標本miRNA表達譜，發現miR-1在胃癌患者血清中含量明顯上調，具體機制尚不十分清楚。

表1 miR-1在腫瘤中的表達情況

3 miR-1的靶基因

分析與鑒定miR-1的靶基因對于研究miR-1的功能具有重要意義。然而，由于miR-1與靶mRNA3'端非翻譯區并非完全匹配，導致鑒定其靶基因有一定的困難，但是，目前對其靶基因的研究也取得了一定的進展，首先通過Targetscan、miRbase、Pictar等在線軟件進行靶標預測，進一步采用熒光素酶報告實驗、蛋白質印跡實驗、實時熒光定量PCR技術進行驗證，發現miR-1作用靶標基因多參與細胞增殖、侵襲、凋亡等(表2)，提示miR-1可能通過下調這些基因表達參與腫瘤的發生發展的機制。

表2 miR-1的靶基因

4 miR-1與腫瘤的形成與發展

4.1 miR-1與腫瘤增殖和凋亡

腫瘤的發生是一個復雜的過程，與細胞的異常增殖和凋亡密切相關［36-37］。miR-1可通過抑制腫瘤細胞增殖和促進細胞凋亡而抑制腫瘤的發生。Taulli等［38］證實了miR-1在人類橫紋肌肉瘤中的作用。過表達miR-1可以促進橫紋肌肉瘤細胞的肌源性分化，同時抑制細胞的增殖。Wu等［14］研究發現miR-1轉染的鼻咽癌細胞呈現出典型的凋亡代謝過程，其機制可能與下調PTMA(靶基因胸腺素a)表達有關。另外，Nohata等［19-20］利用 qRT-PCR技術發現，與正常組織相比，miR-1在上頜竇鱗狀細胞癌組織中表達明顯減少，而TAGLN2和PNP mRNA表達明顯上升。過表達miR-1可以抑制癌細胞增殖、誘導其凋亡，生物信息學分析提示TAGLN2和PNP是受miR-1調節的靶基因。進一步研究證明這兩種靶基因沉默后都能抑制腫瘤細胞增殖，從而間接提示miR-1可以通過抑制TAGLN2和PNP表達產生抑制腫瘤增殖的作用。

4.2 miR-1與腫瘤侵襲和遷移

miR-1不僅參與了腫瘤的增殖和凋亡，而且也同時參與了腫瘤細胞的侵襲和遷移。miR-1表達失調在腫瘤侵襲遷移過程中起著關鍵作用。Leone等［16］研究提示miR-1在甲狀腺癌中表達下調，并參與了甲狀腺腫瘤細胞的遷移。有趣的是，miR-1表達下調也出現在甲狀腺非腫瘤性病變例如甲狀腺腫。利用生物信息學方法找到趨化因子CXCR4和基質細胞衍生因子SDF-1a為miR-1的靶基因。在乳突狀和未分化甲狀腺癌中，miR-1表達水平和CXCR4、SDF-1a蛋白表達水平呈負相關。miR-1可能通過調控CXCR4和SDF-1a基因表達對甲狀腺癌細胞侵襲和遷移產生影響。Yip等［39］也發現與非侵襲性乳頭狀甲狀腺癌相比，侵襲性甲狀腺癌miR-1表達明顯下調，提示miR-1與腫瘤侵襲性行為密切相關。另外，Kojima等［15］檢測了miR-1在前列腺癌細胞中的功能和意義，發現與正常前列腺組織相比，前列腺癌組織中miR-1表達明顯下調。miR-1可以抑制前列腺癌細胞PC3和DU145侵襲和遷移。進一步采用全基因組基因表達分析和熒光素酶報告試驗提示，前列腺癌組織標本表達顯著增高的基因PNP受miR-1直接調節，miR-1通過沉默PNP基因抑制了PC3和DU145遷移和侵襲。該發現為揭示前列腺癌腫瘤形成機制提供了新的思路。Nasser等［32］將穩定轉染miR-1的肺癌細胞A549和H1299細胞接種裸鼠，發現A549和H1299細胞的成瘤性、腫瘤生長和轉移性均受到了明顯的抑制。另有研究表明miR-1與腎細胞癌、膀胱癌、頭頸部鱗狀細胞癌等腫瘤的侵襲和遷移能力也密切相關［18，24-25］。

4.3 DNA甲基化對miR-1表達的調節

表觀遺傳學改變對miR-1的表達具有調控作用。miR-1編碼啟動子序列的CpG島可以發生DNA的甲基化，從而調節miR-1的表達。而miR-1可通過調節甲基化的相關酶，改變腫瘤細胞的DNA甲基化狀態，從而調控腫瘤的生長和轉移。Datta等［34］利用DNA去甲基化試劑和組蛋白去乙酰化酶抑制劑處理肝癌細胞，使肝癌細胞發生表觀遺傳學改變，檢測發現miR-1表達水平升高。肝癌細胞系和組織中甲基化是普遍存在的，DNA去甲基化試劑作用于肝癌細胞可以重新激活miR-1的表達，從而抑制下游靶蛋白MET和FOXP1的表達，抑制了肝癌細胞的生長、誘導細胞凋亡。Suzuki等［40］以結腸癌細胞為研究對象，同樣發現miR-1的表達受DNA甲基化的調節。

5 展 望

miR-1在絕大部分腫瘤中表達下調，且與腫瘤細胞增殖、侵襲、遷移和凋亡密切相關，提示這是一條在腫瘤診斷、病情監測以及預后判斷中具有重要價值的miRNA。然而，目前有關miR-1的研究還處于初步階段，對其作用靶基因需要進一步證實，許多靶基因尚有待進一步研究，有關其在腫瘤發生、發展機制中的研究多停留在體外實驗，體內研究報道很少。由于組織特異性miR-1具有調節轉錄產物的能力，過表達miR-1可以抑制癌基因表達、阻止腫瘤生長，比起單個靶基因藥物治療腫瘤，作為一種無毒分化因子，miR-1可能具有更好的治療潛能，在腫瘤診治中發揮重要作用。

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