微RNA結合靶點區單核苷酸多態性與腫瘤的關系＊

何亞舟，劉嘉銘，舒 馳 綜述，黃 進審校

（四川大學華西臨床醫學院，四川成都610041）

微RNA（microRNA，miRNA）是一類長度為18～26nt的小分子非編碼RNA。研究表明miRNA與人類腫瘤的發生發展有重要關聯［1］；其通過與靶基因mRNA結合在轉錄后水平調控腫瘤相關基因表達［2］。靶基因mRNA序列中與miRNA相結合的區域稱為miRNA結合靶點區（miRNA binding site）。miRNA結合靶點區單核苷酸多態性（single nucleotide polymorphism，SNP）是影響miRNA與靶序列結合的重要因素。近年來，研究發現miRNA結合靶點區SNP可能介導腫瘤的發生、發展及預后［3］；因而探索miRNA結合靶點區SNP與腫瘤的相關性對腫瘤的個體診療有重大意義。本文結合最新研究進展，對miRNA結合靶點區SNP與人類腫瘤的關系進行綜述，為研究腫瘤分子遺傳機制及臨床實踐提供參考。

1 miRNA結合靶點區SNP影響腫瘤的主要機制概述

20世紀90年代，Lee等［4］首先發現線蟲體內Lin-4基因編碼的小分子RNA（2001年命名為microRNA）序列與Lin-14基因3′端非翻譯區（3′UTR）內多個位點呈互補關系。而同年Wightman等［5］發現了這些位點與Lin-14基因的表達抑制密切相關；實驗中觀察到Lin-14蛋白明顯減少，但Lin-14mRNA水平保持不變。這提示了miRNA可能通過與mRNA結合在轉錄后水平調控基因表達。近年來，有研究證實人類miRNA也能夠與腫瘤相關基因互補結合，從而影響腫瘤的發生、發展［6］，而位于結合靶點區內的SNP是影響miRNA結合過程的關鍵因素。Chen等［7］首先發現了綿羊體內Mstn基因結合靶點區的SNP使得靶基因上產生了新的miRNA-206結合位點，導致Mstn基因的表達水平顯著下降。許多研究提出假設，認為這種調控機制也可能適用于人類腫瘤相關基因，并進行了驗證［8-9］。Nicoloso等［9］研究了已被報道與乳腺癌相關的2個結合靶點區SNP；發現其野生型與突變型對應的靶序列與miRNA結合時的能量變化以及相應蛋白表達水平存在差異，這證實結合靶點區的SNP確實影響了miRNA與靶序列的結合過程和腫瘤相關基因的表達。現有研究發現，miRNA結合靶點區SNP影響人類腫瘤發生、發展可能的主要機制為：發生在腫瘤相關基因miRNA結合靶點區的SNP改變了靶序列結構，使得miRNA與靶序列的結合過程發生異常，進而改變腫瘤相關基因的表達情況［9］。隨著研究的深入，不斷有研究報道了miRNA結合靶點區SNP與腫瘤的發生、發展及預后存在密切關系。

2 miRNA結合靶點區SNP與腫瘤相關性的研究現狀

前期開展的一些生物信息學研究發現了許多可能與人類腫瘤相關的miRNA結合靶點區SNP，為探索miRNA結合靶點區SNP調控腫瘤相關基因表達的機制提供了重要參考。Yu等［3］借助dbSNP、EST數據庫，比較了腫瘤患者miRNA結合靶點區SNP等位基因頻率與正常個體之間的差異；最終發現了12個miRNA結合靶點區SNP存在異常等位基因頻率。在這些基礎上，許多研究報道了miRNA結合靶點區SNP與乳腺癌、卵巢癌、肺癌等人類惡性腫瘤的關系。

2.1 miRNA結合靶點區SNP與乳腺癌的相關性 乳腺癌是發達國家女性發病率最高的癌癥之一［10］。P53抑癌基因與乳腺癌的發生關系密切［11］；而SET8基因能將P53基因的Lys-382位點甲基化，從而調控P53的表達［12］。Song等［13］在此基礎上研究發現SET8基因miRNA-502結合靶點區SNPrs16917494能夠影響乳腺癌的早期感染風險。PARP1基因是重要的DNA修復酶基因；Teo等［14］研究表明其miRNA結合靶點區SNP rs8679純合子患乳腺癌的風險明顯高于其他分型。IQGAP1基因在許多人類腫瘤組織中呈高表達［15］。Zheng等［16］通過對大樣本人群的IQGAP1基因miRNA-124結合靶點區SNPrs1042538進行基因分型，發現IQGAP1基因TT型的乳腺癌感染風險明顯低于AA型。ATF1基因能夠編碼人類AMP依賴性轉錄因子，而考慮到BRCA基因與許多乳腺癌相關基因表達有重要關聯［17］，Kontorovich等［18］采用多元回歸分析，結果在乳腺癌高發的猶太女性中發現位于ATF1基因結合靶點區SNP rs11169571雜合子的乳腺癌患病風險約為純合子的2倍。另有研究表明BMPR1B基因結合靶點區SNP也與乳腺癌的發生相關［19］。整合素在介導細胞增殖轉移等方面具有重要作用，與腫瘤預后密切相關［20］；Brendle等［21］研究了6個整合素基因，發現ITGB4基因結合靶點區SNP rs743554可能與乳腺癌的預后有重要關聯。此外，也有研究報道了陰性結果，如 Wang等［22］研究表明位于人類最大節律基因NPAS2結合靶點區內的SNP rs3739008與乳腺癌的發病無明顯關聯。

2.2 miRNA結合靶點區SNP與卵巢癌的相關性 卵巢癌是西方國家死亡率最高的女性生殖系統腫瘤［23］。KRAS基因與許多腫瘤的發生、發展相關，其編碼的蛋白在多種信號轉導通路中發揮重要作用。Ratner等［24］通過兩個獨立的病例對照分析，發現KRAS基因結合靶點區SNP rs61764370（KRAS-Variant）與卵巢癌的發生明顯相關。然而Pharoah等［25］將樣本量擴大后，結果卻顯示該SNP與卵巢癌的發生無明顯關聯；這提示了之前的研究可能受到樣本量不足的限制。PDGFC基因編碼的血小板生成因子對于腫瘤組織血管生成意義重大；而

Liang等［26］較為全面地研究了226個SNP與卵巢癌發生、發展及藥物療效的關系；其中PDGFC基因結合靶點區的SNPrs1425486，其純合子的生存率非常低。Permuth-Wey等［27］在Liang等［26］研究的基礎上，合并了之前的相關研究，并進行了嚴格的人種篩選，研究涵蓋6個基因中的23個SNP，但并未發現這些SNP與卵巢癌有明顯關聯。研究表明MDM4基因上的細微變異也能導致小鼠P53抑癌通路的巨大變化［28］，Wynendaele等［29］通過檢測113例侵襲性卵巢癌患者MDM4基因 miRNA結合靶點區SNP（SNP34091）；發現該SNP導致機體異常獲得miRNA-191結合靶點，從而降低MDM4的表達，減緩卵巢癌的發展；而攜帶野生型（AA）的患者卵巢癌復發概率比突變型高4.2倍，致死率高5.5倍。然而值得關注的是，并未檢測到AA型患者p53表達水平存在明顯下降，這提示了MDM4基因miRNA結合靶點區SNP對于卵巢癌發展過程的調控效應可能并不依賴于P53的表達。

2.3 miRNA結合靶點區SNP與肺癌的相關性 肺癌是世界上死亡率最高的惡性腫瘤，其中有80%左右的患者為非小細胞肺癌（non-small-cell lung cancer，NSCLC）［30］。KRAS是重要的致癌基因，與肺癌的發生、發展關系密切。2008年，Chin等［31］首先通過研究證實KRAS基因中與let-7族miRNA結合的互補序列（let-7complementary sites，LCS）中存在SNP；并先后通過2個病例對照研究發現該SNP能改變let-7miRNA與靶序列結合情況，進而顯著提高KRAS表達水平，使得中度吸煙者感染NSCLC的概率增高1.4～2.3倍。隨著SNP數據庫不斷更新完善，2010年，彭曉蓓等［32］選擇對于LCS中的SNP rs712在華中地區人群中的分型進行研究，結果表明rs712與NSCLC的患病風險無統計學關聯。而對于NSCLC的預后，Nelson等［33］對KRAS基因miRNA結合靶點區SNP做了檢測，并做了生存分析；但并未發現該SNP與NSCLS患者的生存狀況之間有明顯關系。另外，對于角蛋白相關基因KRT81，Campayo等［34］對175例術后 NSCLS患者復發時間（time to recurrence，TTR）進行評估后發現，對于該基因miRNA結合靶點區SNP rs3660，其CC型對應的TTR中位數為20.3個月，而CG 型或 GG 型為86.8個月（P＝0.003）；這提示了KRT81基因miRNA結合靶點區SNP對于經手術切除后的NSCLC患者的臨床結局有很大影響。小細胞肺癌（small-cell lung cancer，SCLC）是肺癌的另一種亞型，其癌細胞增殖轉移的速度極快，侵襲性很強［35］。Xiong等［36］的研究表明原癌基因MYCL1的miRNA結合靶點區SNP rs3134615與SCLC的發展之間存在相關性。

2.4 miRNA結合靶點區SNP與其他腫瘤的相關性 許多研究還報道了miRNA結合靶點區SNP與消化系統腫瘤、泌尿系統腫瘤、頭頸部腫瘤以及黑色素瘤等多種惡性腫瘤的關系。Landi等［8］通過對結直腸癌發病率最高的捷克人進行研究，發現CD86和INSR基因的miRNA結合靶點區SNPrs17281995和rs1051690與結直腸癌發生有關。而另一項針對中國漢族人群胃癌發病機制的研究中，所選取的PYR3等7個基因的結合靶點區SNP均為陰性結果［37］。關于泌尿系統腫瘤，Teo等［15］所進行的研究也同時表明PARP1基因miRNA結合靶點區SNP rs8679與膀胱癌的發生有關聯。Yang等［38］也發現位于GEM IN3基因miRNA結合靶點區的SNP（rs197414）與膀胱癌發病有關聯，其中CC型和CA型可以明顯增加膀胱癌發病概率。除膀胱癌外，一項最新研究表明BMPR1B基因miRNA-125b結合靶點區的SNP與前列腺癌的發生相關［39］。此外，Christensen等［40］所作的一項研究表明，KRAS基因let-7miRNA結合靶點區SNP與口腔癌癥患者的生存時間有關。同樣對于KRAS基因，Chan等［41］通過研究其miRNA結合靶點區SNPrs61764370與黑色素瘤易感性的相關性，發現該位點突變型攜帶者黑色素瘤的易感性明顯高于野生型；且該位點突變型使得miRNA-137水平顯著降低，進而導致miRNA-137潛在的上下游調節因子在野生型和突變型人群中呈不同表達。

3 展 望

越來越多的研究表明，miRNA結合靶點區SNP與腫瘤有密切關系。研究還發現這些SNP能影響許多疾病的治療和機體的抗藥性［42］。然而，目前這個領域的研究尚處于起步階段，現有的miRNA結合靶點區SNP與人類腫瘤相關性的研究還比較少；且研究面較窄，主要集中在KRAS、P53等重要腫瘤調控通路中。再者一些研究未進行嚴格的人種分層，或納入的樣本量不足，使得同一個結合靶點區SNP對于同種腫瘤的影響出現不同的研究結論，目前仍需要更多細化人種分層的大樣本研究加以證實。另外，由于腫瘤分子遺傳機制復雜，許多腫瘤相關基因在各調控通路中的具體作用以及其上下游調控因子對其的影響尚未完全研究清楚，因此，現有研究多只進行了單因素分析。相信隨著研究的不斷開展和深入，將有更多的miRNA結合靶點區SNP被人們所認識；這也將為拓展以腫瘤為代表的多基因遺傳病的發病機制、調控通路以及藥物選擇等方面的研究提供新的思路和方向。

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