MicroRNA在腫瘤診治中的研究進展△

王俊 王巖哈爾濱醫科大學附屬第一醫院泌尿外科，哈爾濱151

MicroRNA在腫瘤診治中的研究進展△

王俊 王巖#
哈爾濱醫科大學附屬第一醫院泌尿外科，哈爾濱1500010

MicroRNA（miRNA）是一類小的非編碼RNA，在轉錄后水平通過負性調節基因的表達從而維持細胞分化、增殖、凋亡等多種過程的動態平衡。大量研究已表明，作為腫瘤抑制和致癌途徑中組成部分的miRNA，它們表達的異常與多種癌癥的發生相關。盡管目前在控制腫瘤形成方面已有進展，但是針對不同的腫瘤仍缺乏有效的診斷和治療。研究顯示，不同腫瘤中具有特異性的miRNA表達譜，對此進行分析可能有助于解決腫瘤診斷和治療方面的難題。本文對近些年miRNA在腫瘤中的相關研究做了總結，以為腫瘤的診斷和治療提供新的視角。

癌癥；miRNA；診斷；治療

MicroRNA（miRNA）是一類長度在19～25個核苷酸的內源性單鏈小分子非編碼RNA［1］。在過去幾年的大量研究發現，miRNA調控著人類基因組中超過30%的編碼基因，通過與所調控的基因互補結合，在轉錄后水平誘導靶基因沉默或破壞靶基因的穩定性，從而對細胞的分化、增殖、凋亡，甚至代謝等生物學過程起調節作用［2-3］。由于多方面的生物學影響，miRNA表達異常或影響miRNA生成因素的改變均會導致一些疾病的發生，如腫瘤［4-5］。又有越來越多的研究證據表明，miRNA表達異常在腫瘤的發生中起重要作用，它們通過控制腫瘤抑制基因或致癌基因的表達，調控著腫瘤細胞的增殖和轉移。此外，不同miRNA在腫瘤中的表達是有差異的，有些miRNA表達上調，而有些表達是下調的［6］。這種差異性表達提示與腫瘤的特性有關，因此對miRNA的研究可能會為腫瘤的診斷和治療提供新的途徑。

1　miRNA在腫瘤中的作用

隨著近幾年對miRNA研究的深入，大量研究結果顯示miRNA與腫瘤的發生和發展有著密切關系。研究表明腫瘤患者血液、尿液、組織中miRNA表達水平均不同于正常組織［7］。miRNA表達異常會改變腫瘤發生和進展中關鍵基因的表達，使得機體正常的信號通路發生異常，最終導致癌癥發生［8］。Guo等［9］研究發現miR-137在90%的膀胱癌患者中表達上調，且miR-137的表達水平與膀胱癌的TNM分期有關系。

miRNA下調可導致致癌基因表達增加，而miRNA的上調也可引起腫瘤抑制基因被抑制。這種差異性表達與腫瘤的特性有關，還與它們調節的癌癥相關信號轉導通路上成百上千的蛋白編碼基因有關。一種miRNA可以調節多種靶基因的表達，而一種基因又受到多種miRNA的調節，miRNA在腫瘤中所起的作用很大程度上取決于其所調節的主要基因。利用RT-PCR、基因芯片等方法對不同腫瘤組織標本中miR-137表達進行分析，結果發現miR-137在大多數腫瘤中表達下調，如卵巢癌［9］、肺癌［10］、結直腸癌［11］，但是在膀胱癌中表達上調［12］。Godlewski等［13］發現miR-451在膠質瘤中表達上調，進一步研究顯示它通過直接作用于靶基因CAB39，調節LKB1/AMPK信號通路介導的葡萄糖代謝，從而使膠質瘤細胞能夠適應代謝微環境的變化而存活，這種特性是其他腫瘤所不具有的。然而，Lv等［14］對肝癌的研究發現，miR-451表達低于正常肝臟組織，生物學實驗表明miR-451能夠直接負性調節致癌基因ATF2，從而對肝癌細胞的增殖和遷移產生抑制。因此，miRNA在不同腫瘤中的作用是有差異的，具體調節不同腫瘤中癌癥相關基因的表達，參與腫瘤發生和進展的機制，仍需要今后進一步探究。

2　miRNA在腫瘤診斷中的作用

癌癥是引起死亡的主要疾病，早期診斷和治療能在一定程度上控制癌癥的進展。雖然許多腫瘤標志物，如AFP、PSA已經用于癌癥的診斷，但是有時它們在區分良性病變和惡性腫瘤上仍缺乏準確性［15］，所以這些標志物對早期腫瘤檢測的敏感性較低。近些年對miRNA的研究發現，它可能會成為合適的診斷腫瘤的新標志物。Dharanija等［16］發現循環血液中異常的miRNA表達譜可用于癌癥的診斷。循環miRNA是腫瘤細胞分泌的存在于血漿、血清、尿液、唾液中的miRNA，它們與Argonaute蛋白或高密度脂蛋白的關系密切，而后者對低pH值，異常的溫度，RNase活性有抵抗作用，使得miRNA在循環中具有高度的穩定性，可作為潛在的腫瘤診斷標志物。通過近些年的研究，已有研究成果表明miRNA可作為診斷腫瘤的標志物。

Stiegelbauer等［17］報道在結直腸癌的研究中miR-126調節血管內皮生長因子A（VEGF-A）的表達，從而影響結直腸癌的血管生成及腫瘤的進展；miR-31能夠調節結直腸癌細胞對化療藥物的敏感性，抑制miR-31表達可增強癌細胞對化療藥物的敏感性。可見miRNA不但可以作為判斷腫瘤進展的標志物，還有助于評估化療藥物治療腫瘤的效果。

Markou等［18］分析乳腺癌患者的miRNA表達譜，結果發現miR-205表達下調以及miR-21表達上調的患者總體生存率較高，且具有較低的復發率。說明通過檢測miRNA的表達可對患者的生存周期進行初步評估。在淋巴結轉移性乳腺癌的淋巴液中檢測到miR-10b和miR-373表達升高，因此miR-10b和miR-373可作為轉移性乳腺癌的標志物［19］。

循環miRNA，如miR-125a-5p、miR-145可作為非小細胞肺癌的標志物。因為研究發現它們均具有腫瘤抑制作用，但在不同的腫瘤類型中它們的表達存在差異。相關報道顯示，miR-125a-5p通過阻滯EGFR信號通路抑制肺癌細胞遷移和侵襲，miR-145通過靶向作用于c-Myc抑制肺癌的進展，然而通過檢測非小細胞肺癌血清中miRNA表達譜卻發現miR-125a-5p和miR-145在血清中均是過表達的［20］。這種不同的表達水平對區分腫瘤的類型有一定幫助。

前列腺癌的發生機制目前尚不清楚，所以仍缺乏有效的早期診治方法。研究發現前列腺癌中大多數miRNA是下調的，然而miR-375在前列腺癌患者血液中卻過度表達，且miR-375表達水平與高度淋巴結轉移具有直接關系。此外，由于作用的靶基因不同，miR-375在雄激素依賴型和非依賴型前列腺癌中分別扮演著不同的角色［21］。因此把miR-375作為前列腺癌的標志物，對前列腺癌的早期診斷，癌癥類型判斷及評估預后均具有重要的參考價值。

3　miRNA在腫瘤治療中的作用

由于miRNA控制了腫瘤抑制基因或致癌基因的表達，所以在調節參與腫瘤發生、發展和轉移的信號通路上有巨大潛力。在腫瘤治療中，利用miRNA降解抗凋亡基因或沉默miRNA來上調腫瘤抑制基因。如上調miR-214表達不但可以抑制膀胱腫瘤的增殖，還能抑制腫瘤細胞的遷移和侵襲［22-23］。抑制前列腺癌細胞中miR-223-3p的表達能夠明顯抑制細胞的生物學行為。基于此，研究者對如何改變生物體內miRNA的表達量從而發揮治療腫瘤的作用進行了深入的探討。最初研究者發現通過病毒介導以及基于脂質體的miRNA傳導系統可以將miRNA導入體內，然而受到了細胞毒性和相關免疫反應的限制［24］。目前研究發現納米粒可以作為傳遞介質將miRNA或anti-miRNA導向特定的蛋白。新研發的聚L-賴氨酸復合物釋放的微量anti-miRNA進入癌細胞后能持續1周，效率高且無細胞毒性［15］。已有研究證實，在乳腺癌小鼠模型中采用該方法合成的miRNA能夠沉默過表達的HER-2［25］。

循環miRNA參與細胞與細胞間的信息傳遞，似乎具有潛在的治療作用。基于循環中這些小分子的過表達或低表達，一些關于它們在腫瘤治療上的研究也正在如火如荼地進行。在結腸癌中，研究發現循環中miR-135b表達的上調能夠活化APC/β-catenin和SRC-PI3K通路，引起細胞逃逸凋亡；對小鼠結腸癌模型的研究表明抑制miR-135b的表達可以抑制結腸癌的發展［26］。另外，在肝癌的動物模型中，恢復miR-26的表達可以抑制細胞周期調節基因cyclin D2和cyclin E2，從而增加癌細胞的凋亡［26］。

靶向作用于miRMA還可以增強腫瘤細胞對化療藥物的敏感性。Mostert等［27］研究表明抑制miR-200b和miR-21表達后，膽管上皮癌細胞對吉西他濱的敏感性增加。Iorio等［28］發現miR-205可以靶向作用于HER-3受體抑制AKT下游信號通路，進而提高乳腺癌細胞對酪氨酸激酶抑制劑的反應性；研究還發現引入miR-205后乳腺癌細胞的克隆性增殖受到抑制，對吉非替尼和拉帕替尼的敏感性增強。這些研究結果均提示，通過改變機體miRNA表達，有望攻克腫瘤治療所面臨的難題。

4　展望

癌癥是個復雜且多因素導致的疾病，有太多的未知需要探索。由于缺乏特異性的診斷導致目前的治療并不能很好地控制癌癥的進展，因此提高癌癥的診治效果和改善患者的生活質量仍是一項巨大的挑戰。然而通過近些年的大量研究發現miRNA具有靶向作用于致癌基因或下游信號蛋白的特性，這對癌癥的診治具有突破性的參考價值。目前，關于miRNA在癌癥的病因分析、診斷、治療及預后評估等方面的研究已有初步進展，而且通過檢測miRNA相關分子和通路蛋白的表達可以更精確地評估癌癥患者的總體生存率，特別是納米粒介導的miRNA傳導系統可以精確地作用于靶向目標，從而減少了細胞毒性及對非靶向目標的損害，這對癌癥的治療而言無疑是種巨大的飛躍。當然，關于miRNA在各類腫瘤中發揮的作用仍處于邊緣研究階段，因此要從根源上解決診治癌癥的難題仍是目前眾多醫學研究者面臨的重任。隨著對miRNA在癌癥發生分子機制中的作用以及診治等各方面不斷地認識，這將會更有助于癌癥的早期診斷，且基于miRNA的新型藥物應用于臨床治療腫瘤也指日可待。

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R730. 5

A

110.11877/j.issn.1672-1535.2016.14.05.03

黑龍江省教育廳科學技術研究項目（12541545）

（corresponding author），郵箱：yymnwangyan@126.com

2015-11-03）