食管癌與微小RNA關系研究進展

食管癌與微小RNA關系研究進展

楊晨晨1綜述 盧曉梅2審校

(1新疆醫科大學， 烏魯木齊 830011；2新疆醫科大學第一附屬醫院臨床醫學研究院， 烏魯木齊 830054)

食管癌(EC)是世界惡性腫瘤和癌癥死亡的常見原因[1]。盡管EC的診斷和治療已得到快速發展，但其平均5年生存率僅保持在10%～20%[2]。評估EC預后和建立合理的治療方案顯得十分重要。因此，有必要找到食管癌的腫瘤分子標志物。人類基因組計劃結束后，人們發現編碼蛋白質的基因只占總基因組的2%。而占人類基因組95%的非編碼RNA在調控細胞分化、凋亡、生物發育、疾病發生等方面均起重要作用。微小RNA即microRNA在不同水平上發揮著基因調控、RNA切割和基因重組等方面的功能。本文對食管癌與miRNA的關系作一綜述。

1 微小RNA(microRNA，miRNAs)簡介

微小RNA(microRNA，miRNAs)是由21～23個堿基組成的單鏈非編碼RNA，其通過與靶基因mRNA的3’非翻譯區(3’UTR)堿基配對，引導沉默復合體降解mRNA或阻礙其翻譯，在轉錄后水平調節基因的表達。目前已被發現并命名的miRNA超過了9 500個，其在細胞的增殖、分化和調控細胞周期等多個環節發揮重要作用，有關miRNA的研究主要涉及胚胎發育神經生物學、病毒學以及腫瘤學等多個領域。

2 miRNA與腫瘤

miRNA基因往往在腫瘤中發生異常表達，其作為致癌因子或抑制因子參與腫瘤發生、發展的各個過程。腫瘤細胞的多種生物學行為受miRNA的調控，如細胞增殖、凋亡和分化、耐藥和侵襲轉移等[3]。多項研究證實miRNA在多種類型的癌癥中呈現不同的表達水平，研究miRNA的表達譜，可用做腫瘤的診斷、分類和判斷惡性腫瘤的預后[4]。miRNA通過調節針對促/抗血管生成調節腫瘤血管的生成，包括RTK信號傳導蛋白、缺氧誘導因子(HIF)、血管內皮生長因子、TSP-1和活性氧(ROS)促進腫瘤的發生。Seok等[5]發現miR-382的表達是由HIF-1α調節。轉染具有miR-382抑制劑(RNA拮抗劑-382)的胃癌細胞在缺氧條件下可顯著降低血管內皮細胞(EC)的增殖、遷移和血管形成。同時通過Target Scan預測磷酸酶和張力蛋白同源基因(PTEN)是miR-382的靶基因。研究表明miR-382或微小RNA拮抗劑-382下調或上調PTEN和其下游靶AKT/mTOR信號通路的過度表達，證實PTEN是miR-382的功能性靶基因。此外，PTEN基因抑制miR-382誘導的體外和體內血管生成以及血管內皮生長因子的分泌， miR-382表達可降低異種移植腫瘤的生長和抑制微血管密度。這些結果表明miR-382誘導的缺氧可促進血管生成，并通過抑制PTEN發揮血管生成的作用。

Wang等[6]調查了miR-497在卵巢癌的血管生成的作用，結果發現miR-497的表達在人類卵巢癌組織明顯下調，低miR-497的表達與血管生成明顯相關。miR-497的外源表達具有抑制卵巢癌細胞、促進毛細管形成內皮細胞的能力。miR-497通過抑制卵巢癌細胞VEGFA表達，反之通過阻礙VEGFR2介導的PI3K/AKT和MAPK/ERK信號通路起到抗血管生成的作用。研究結果證實miR-497的下調可能有助于卵巢癌發生。miR-497可以是一個有希望用于預防和治療卵巢癌的候選miRNA。

3 與食管癌有關的miRNA

3.1 miRNA-let-7miRNA-let-7家族是典型的抑癌基因作用的分子。let-7的多個靶基因都是癌基因，包括c-myc、k-ras及HGMA2。因此let-7可能是具有抑制作用的microRNA。研究表明let-7表達水平下降與多種腫瘤有關[7]。let-7家族的前體RNA終末環可以與Lin28結合，阻斷let-7的成熟過程，可結合在Lin28轉錄子的3’UTR區抑制其表達，Lin28-let-7通路參與了多種生物功能，包括干細胞功能及腫瘤的發生。Hamano等[8]研究報道，LIN28和Lin28B在食管癌細胞的表達量明顯高于非癌的上皮細胞表達量。LIN28和Lin28B的高表達與淋巴結轉移、預后較差顯著相關。Lin28B的表達與let-7的表達呈明顯負相關關系。多因素分析還發現Lin28B表達可作為一個獨立的預后因素。

最近研究發現let-7的另一靶癌基因HMGA2是HMGA家族成員之一，主要在胚胎形成時期表達，其在成人中幾乎是缺乏的。研究表明let-7的高表達能夠抑制食管癌細胞的細胞增殖能力，對其機制的研究顯示let-7能夠靶向調節HMGA2，從而抑制細胞增殖，發揮抑癌基因的作用。Liu等[9]研究發現， 共轉染let-7和HMGA2后，let-7可以明顯抑制HMGA2的表達，與食管癌旁組織相比較，let-7在食管鱗癌中呈現明顯的低表達，而HMGA2呈現明顯的高表達。進一步證實let-7在食管鱗癌中發揮抑癌基因作用。該研究選取的研究對象包括漢族、維吾爾族、哈薩克族，哈薩克族食管癌組織中let-7的表達明顯低于漢族和維吾爾族食管癌組織中的表達，差異有統計學意義(P<0.05)。let-7與HMGA2的表達呈負相關關系。let-7的表達可以在HMGA2的調控作用下抑制食管癌細胞的增殖，其在食管鱗癌中的低表達可能與食管癌的發生、發展相關，let-7是一個潛在的食管鱗癌分子標記物。

miRNA表達可能是預測食管癌患者對化療反應的分子標志物之一。Sugimura等[10]測量了98例術前化療食管癌患者幾個miRNA的表達水平，發現在順鉑抗性細胞中有15個miRNA差異表達。74例let-7bandlet-7c低表達，食管癌對化療的敏感性也隨之降低，let-7c的低表達與食管癌的預后差有關。在體外實驗中，轉染let-7c可以恢復癌細胞對順鉑的敏感性，加入順鉑后，可以增加癌細胞的凋亡率。let-7c直接抑制順鉑激活的白細胞介素(IL)-6/STAT3通路。let-7在食管癌可潛在地用于預測響應于順鉑為基礎的化療效果。let-7IL-6/STAT3通路調節食管癌的化療敏感性。

3.2 miRNA-375miRNA-375是胰腺特異性的miRNA，可調節胰島素分泌、黏膜免疫、肺表面活性物質的分泌以及腫瘤形成。MiR-375調控LDHB、MTDH、PRDX1、CXCL1、MAL2和CHSYD 6個基因。miR-375在眾多腫瘤中可以下調，抑制腫瘤標志物，如癌基因AEG-1、YAP1、IGF-1R及PDK1。miRNA-375在腫瘤中的突變可由很多機制引起，如轉錄因子的異常調節以及異常甲基化。減少miR375的表達可以促使腫瘤的形成，并且使很多腫瘤預后不良。

王穎懿等[11]采用熒光定量PCR檢測乳腺浸潤性導管癌患者的癌組織標本中miR-375表達量，結果顯示miR-375在乳腺癌組織中異常表達，癌組織中的表達低于正常組織，這可能是miR-375在腫瘤發生過程中擔任了癌基因的角色，在一定程度上可以衡量腫瘤的惡性程度。miR-375可抑制腫瘤細胞的擴增，在SAS和FaDu細胞中誘導細胞的凋亡。Li等[12]研究顯示，miR-375在食管鱗癌組織中顯著下調，并且與腫瘤分期和轉移有關。miR-375的下調可作為評價食管癌結局的分子標記物。Yu等[13]研究顯示，miR-375可以在食管鱗癌細胞系中抑制腫瘤細胞的擴增和侵蝕。目前一項研究顯示，miR-375可以在體外及體內抑制食管癌組織的生長和轉移，并且miR-375的下調與食管鱗癌的預后差有關。Komastu等[14]報道顯示，食管鱗癌患者中血漿miR-375濃度低的患者預后較其他患者差，miR-375在血漿中的濃度是食管癌的獨立預后因子，miR-375可能是ESCC預后理想標記物。

Isozaki等[15]利用miRNA芯片檢測miRNA表達，在經環羥肟含酸的肽31(CHAP31)處理后，miR-375在食管鱗癌細胞系中高表達，通過實時熒光定量PCR檢測，miR-375在食管鱗癌組織樣本中也呈現低表達。同時，通過微陣列分析，確定LDHB與AEG-1/MTDH是miR-375的靶基因。研究結果表明，HDACIs上調的miRNA中有一些作為腫瘤抑制，其中包括miR-375。由腫瘤抑制的miR-375調節的LDHB可以作為食管癌的致癌基因。

Math等[16]進行了一項多中心研究，采用miRNA芯片對l00例食管腺癌和70例食管鱗癌患者癌組織與癌旁正常組織的miRNA表達進行檢測。結果表明，食管腺癌腫瘤組織中miR-21、miR-223、miR-192和miR-194表達高于癌旁組織；而食管癌組織中miR-203、miR-375的表達明顯低于癌旁組織。在食管腺癌中miR-194和miR-375表達高于食管鱗癌。癌旁正常組織中miR-21表達高的鱗癌患者及腫瘤組織中miR-375表達低的腺癌患者(合并有Barrett’s食管)預后較差。其結果表明，與正常食管黏膜相比，食管腺癌腫瘤組織中miR-21、miR-223、miR-192和miR-194表達增高；而miR-203在腫瘤組織中表達相對下調。在食管鱗癌中，與正常食管黏膜相比，腫瘤組織中miR-21表達增加而miR-375表達減少。miR-194和miR-375在食管腺癌組織中表達高于食管鱗癌組織。

3.3 miR-21Liu等[17]研究報道，在大多數惡性腫瘤中，miR-21高表達，miR-21在哈薩克族食管癌中高表達，起負調控程序性細胞死亡4(PDCD4)基因的作用，提示miR-21可能是食管癌的治療靶基因。

Hezova等[18]采用實時定量PCR檢測23例食管腺癌、22例食管鱗狀細胞癌和17例鄰近的食管黏膜樣本，結果表明相對于正常黏膜，在食管腺癌組織中miR-21表達水平下調，miR-203呈現高表達。miR-29c和miR-148能區別食管癌的不同組織學類。miR-203、miR-148與食管腺癌患者的無病生存期及總生存期相關，miR-148與食管鱗狀細胞癌患者的無病生存期及總生存期相關，miR-21、miR-29c、miR-148和miR-203與食管癌的浸潤和惡性轉化有關，這些微小RNA可以作為食管癌的潛在診斷和預后標志物。

綜上所述，食管癌的發生與演變是多因素共同作用的結果，食管癌多個miRNA基因表達差異明顯，與食管癌發生、淋巴結轉移有關，研究這些基因可對食管癌發生機制有更深刻的了解。

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(本文編輯 周芳)

國家自然科學基金(81160303，81260359, U1303321)；新疆維吾爾自治區重大科技專項計劃(201430123-1)；新疆研究生科研創新項目(XJGRI2015063)；新疆醫科大學科研創新基金(201311)

楊晨晨(1980-)，在讀博士，研究方向：消化道腫瘤病因發病機制的轉化研究。

盧曉梅，女，博士，研究員，博士生導師，研究方向：消化道腫瘤病因發病機制的轉化研究，E-mail：luxiaomei88@163.com。

R655.4; R735.1

A

1009-5551(2015)12-1476-03

10.3969/j.issn.1009-5551.2015.12.004

2015-09-02]