微小核糖核酸在消化系統腫瘤研究中的應用前景

賀華

[摘要] （miRNA）屬于非編碼的單鏈小RNA的一種，其在細胞分化、增殖及凋亡過程中發揮著重要作用。本研究為了解miRNA在食管癌、胃癌、結直腸癌、肝癌、胰腺癌等消化系統腫瘤研究中的應用情況，收集了近年來國內外有關miRNA與消化系統腫瘤關系的文獻并進行綜述。

[關鍵詞] 微小核糖核酸；消化系統腫瘤；惡性腫瘤

[中圖分類號] R735 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-4721（2016）03（a）-0011-03

[Abstract] （miRNA） is a kind of single stranded small RNA，which plays an important role in cell differentiation，proliferation and apoptosis.In order to understand the application of micro RNA （miRNA） in the study of digestive system tumor in esophageal cancer，gastric cancer，colorectal cancer，liver cancer，pancreatic cancer，and so on，we have collected and summarized the literatures on the relationship between miRNA and digestive system in recent years.

[Key words] Micro RNA；Digestive system tumor；Malignant tumor

微小核糖核酸（miRNA）是近年來發現的一類非編碼的單鏈小RNA，在轉錄后對基因表達進行負調控，參與細胞分化、增殖及凋亡等一列重要進程。自從2004年Calin等[1]揭示了miRNA與人類腫瘤形成的關系以來，越來越多的研究證實miRNA可通過其靶基因參與腫瘤的多條信號通路，影響腫瘤的發生和發展，發揮類似癌基因或抑癌基因的功能，在消化系統腫瘤生長、增殖和轉移中扮演著非常重要的角色。

1 miRNA與食管癌

食管癌（esophageal cancer，EC）是常見的惡性腫瘤之一，其主要類型是食管鱗狀細胞癌（esophageal squamous cell careinoma，ESCC），占EC中的90%以上。EC的發生、發展涉及多個癌基因、抑癌基因的突變，是多基因、多因素、多步驟協同作用的結果。Komatsu等[2]采用RT-PCR方法在50例ESCC和20例對照血漿樣本中檢測選取的癌基因miR-21及腫瘤抑癌基因miR-375，發現患者血漿miR-21水平升高，miR-375則明顯降低，高水平的miR-21還與ESCC患者的血管侵襲、復發密切相關。Kurashige等[3]對71例ESCC患者和39例健康者對照血清樣本進行檢測時發現，miR-21在ESCC血清中顯著升高，術后或化療后則明顯下降，認為血清miR-21不僅可作為診斷ESCC的特異標志物，也能作為ESCC患者是否對化療產生反應的分子標志物。劉清等[4]運用脂質體介導的細胞轉染方法，利用RNA干擾技術將人工合成的let-7、let-7抑制劑和隨機序列分別傳入ESCC細胞Eca109中，發現轉染let-7后ESCC細胞增殖受到抑制，而轉染let-7抑制劑后，癌細胞增值抑制明顯減弱，提示ECSS細胞Eca109中的let-7表達量可影響癌細胞增值，let-7低表達則癌細胞呈現增值趨勢，說明let-7在ESCC中發揮抑癌基因作用。該研究還發現let-7在低分化癌組織中的表達量低于高分化癌組織，顯示腫瘤惡性程度越高，let-7表達水平越低，let-7可能參與了ESCC惡變的過程。Chen等[5]研究發現，在ESCC中miR-92a是顯著表達，而且與淋巴結轉移和TNM分期有顯著關聯，認為有可能被作為獨立的預測因素。

2 miRNA與胃癌

胃癌（gastric cancer，GC）是全球癌癥致死的第二大主要因素。GC患者的存活率、治愈率低，復發率高，預后差，缺乏有效的早期診斷標志物。近年來大量研究顯示，miRNA表達譜有望成為GC早期診斷及進程監測的特異標志物，對GC患者的診治及預后具有重要臨床應用意義。在未分化GC組織中，miR-34b、miR-34c和miR-128a表達上調[6]，HMGA2表達上調可作為GC的一個獨立預后因素，其與let-7表達呈負相關。Lin等[7]研究發現，miR-27a在GC組織中表達升高，抑制miR-27a的表達能夠顯著抑制GC細胞的生長，同時證實腫瘤抑制因子是miR-27a的靶點，體外消除miR-27a，基因在miRNA水平和蛋白水平都上調，進一步支持了miR-27a在GC發生過程中發揮了癌基因作用；Bandres等[8]采用miRNA芯片和原位雜交技術證實miR-451在GC組織和細胞中表達下調，可顯著降低GC細胞的增殖水平，同時提高GC細胞對放療的敏感性。Jiang等[9]研究發現，miR-421在73.33%（44/60）的GC樣本中表達，以miR-421作為標志物，GC檢出率明顯高于通過血清癌胚抗原（CEA）的檢出率（P<0.01），因此推測miR-421有望成為GC診斷的一個標志物。研究表明miRNA與GC的治療有關，目前已經有人工合成RNA，可以將其導入體內用于抑制腫瘤組織中高表達的miRNA或提高低表達的miRNA。例如體內導入siRNA（小干擾RNA）或shRNA（異源雙鏈RNA）沉默靶基因技術[10]，這種使特定miRNA失活的治療方法更穩定且毒性較低。

3 miRNA與結直腸癌

結直腸癌（colorectal carcinoma，CRC）是西方國家第三大常見癌癥，預后差，腫瘤的遷移和侵襲率高。隨著生活條件的改善，飲食習慣的改變，我國CRC發病率逐年增多。近10年來，特異表達的miRNA在CRC的發生和發展過程中所起的重要作用受到了廣泛關注。劉華等[11]收集100例CRC患者內鏡活檢組織和血清標本，應用RT-PCR方法檢測miR-21和miR-146a的表達水平，并分析其表達與臨床病理特征之間的關系，結果顯示miR-21在CRC患者組織和血清中表達顯著升高，其高表達與腫瘤的臨床分期、淋巴結轉移有關，提示其可能在腫瘤細胞浸潤及轉移中發揮作用。而CRC組織中miR-146a表達下降，且其下降程度與腫瘤臨床分期、腫瘤分化程度有關，因此miR-146a可能發揮抑癌基因的作用，具有抑制腫瘤細胞侵襲、分化等功能。王迎昕等[12]研究發現，在CRC中有12個miRNA表達水平增高，分別為miR-106b、miR-135b、miR-18a、miR-18b、miR-196b、miR-19a、miR-224、miR-335、miR-424、miR-20a、miR-301b和miR-374a，因此，這些miRNA在CRC與癌旁組織中存在差異表達，預測其下游靶基因中大部分與腫瘤相關，提示它們可能在CRC早期發生、發展過程中起著重要的調控作用。另外，miRNA在CRC靶向治療中與腫瘤化學治療藥物抵抗有關[13]，miR-215通過抑制細胞周期核中心體調節蛋白（DTL）的表達而誘導細胞G2期停滯，進而抑制細胞增殖，導致二氫葉酸還原酶抑制劑甲氨蝶呤和胸核苷酸合酶抑制劑雷替曲塞的藥物抵抗增加。

4 miRNA與肝癌

原發性肝癌（hepatocellular carcinoma，HCC）在全球惡性腫瘤中發病率居第六位，具有侵襲力強和死亡率高的特點，在我國其死亡率占癌癥死因第三位，嚴重威脅人類健康，研究表明miRNA與HCC的發生、發展密切相關。Wang等[14]研究證實在HCC形成早期，miR-155、miR-221、miR-222和miR-21上調，miR-122下調，進一步研究發現，miR-155與肝臟損傷及HCC發生密切相關。Coulouarn等[15]研究發現，miR-122與致病因素、腫瘤大小、分化程度及預后密切相關，還與分化相關的肝細胞核因子家族、腫瘤轉移相關基因存在相關性，迄今為止，已發現多種miRNA可作為HCC的標志物。Yamamoto等[16]研究顯示，miR-500是一種胚胎高表達的miRNA，在HCC患者肝組織及血清中表達明顯升高，HCC切除術后miR-500表達顯著下降，部分患者甚至恢復至正常水平，提示miR-500可能成為HCC診斷指標之一。將miRNA引入腫瘤基因治療的手段可大致概括為引入抑癌基因性的miRNA和敲除或敲減癌基因性的miRNA，即通過恢復或抑制miRNA的功能來達到基因治療的目的。Liu等[17]研究發現miRNA抑制劑可下調miR-21含量，并作用于抑癌基因人第10號染色體缺失的磷酸酶及張力蛋白同源基因（PTEN）、程序性細胞凋亡因子4（PDCD4）等，參與HCC細胞周期和凋亡的調節，減少細胞增殖和侵襲，提示抑制miR-21可能成為治療HCC的有效方法。檢測相關miRNA還可判斷HCC預后。Xiong等[18]研究分析，HCC患者癌組織中miR-29較其癌旁組織表達減少，進一步研究發現miR-29b下調與AFP水平上調有關聯，多變量分析進一步說明miR-29b下調與HCC患者預后相關。

5 miRNA與胰腺癌

胰腺癌（pancreatic cancer，PaC）是最致命性的惡性腫瘤之一，大多數患者在腫瘤轉移后才診斷出來，5年的存活率僅為6%，故尋找在腫瘤不可切除前診斷出PaC的生物標志物迫在眉睫。miRNA在各類癌癥中的研究為治療PaC提供了新思路，目前可以應用檢測miRNA的表達差異來區分PaC與正常胰腺組織，例如miR-103與miR-107的表達上調聯合miR-155的表達下調[19]，不僅如此，檢測miRNA還可以區分慢性胰腺炎與PaC，例如miR-216與miR-217的表達上調聯合miR-133a的表達下調。最近的研究發現miR-99、miR-100、miR-100-1/2、miR-125a、miR-125b-1、miR-199a-1和miR-199a-2在PaC及慢性胰腺炎中比正常胰腺組織表達要高；miR-21、miR-221、miR-222、miR-181a、miR-181b、miR-181d和miR-155也可以用來區分正常胰腺組織、慢性胰腺炎及PaC。Wang等[20]檢測了胰腺癌患者血清中miR-21、miR-210、miR-155和miR-196a的表達情況，發現miR-155及miR-196a在PaC患者血清中表達是升高的，其靈敏度達64%、特異度為89%，且其升高的程度與疾病的進展相關[21-22]，說明檢測血清中miRNA來診斷PaC是可行的，為PaC的診斷提供一種新的高特異性、高敏感的血清分子標志物[23]。國內外的研究表明[24]，miR-34可通過調節信號途徑的下游靶點Bcl-2和Notch1/2來恢復p53缺失人類PaC細胞p53的抑癌功能，并且miR-34在PaC干細胞自我更新中發揮重要作用[25]，因此恢復miR-34在PaC患者中的表達可能成為一種奇特的分子治療方法。

6 小結

綜上所述，miRNA參與了腫瘤細胞的增殖、遷移、凋亡等過程，并且在腫瘤的診斷、治療、預后等方面發揮了重要的作用，但miRNA調控腫瘤的具體作用機制還未完全闡明，miRNA的確切功能及影響因素更是知之甚少。隨著對miRNA功能理解的深入，可能為腫瘤的分子基礎研究提供一個新的視角和思路，為臨床腫瘤的診斷、治療和預防提供新的方法和手段。相信在不久的將來，miRNA無論是作為消化系統腫瘤診斷的標志物，還是作為治療的靶點，必將在臨床上有廣闊的應用前景。

[參考文獻]

[1] Calin GA，Sevignani C，Dumitru CD，et al.Human microRNA genes are frequently located at fragile sites and genomic regions involved in cancers[J].Proc Natl Acad Sci U S A，2004，101（9）：2999-3004.

[2] Komatsu S，Ichikawa D，TaKeshita H，et al.Circulating microRNAs in plasma of patients with oesophageal squamous cell carcinoma[J].Br J Cancer，2011，105（1）：104-111.

[3] Kurashige J，Kamohara H，Watanabe M，et al.Serum microRNA-21 is a novel biomarker in patients with esophageal squamous cell carcinoma[J].J Surg Oncol，2012，106（2）：188-192.

[4] 劉清，呂國棟，鄭樹濤，等.食道癌中微小核糖核酸let-7的表達及病理生物學意義[J].中華消化雜志，2011，31（4）：231-234.

[5] Chen ZL，Zhao XH，Wang JW，et al.microRNA-92a promotes lymph node metastasis of human esophageal squamous cell carcinoma via Ecadherin[J].J Biol Chem，2011， 286（12）：10725-10734.

[6] Katada T，Ishiguro H，Kuwabara Y，et al.MicroRNA expression profile in undifferentiated gastric cancer[J].Int J Oncol，2009，34（2）：537-542.

[7] Liu T，Tang H，Lang Y，et al.MicroRNA-27a functions as an oncogene in gastric adenocarcinoma by targeting prohibitin[J].Cancer Lett，2009，273（2）：233-242.

[8] Bandres E，Bitarte N，Arias F，et al.microRNA-451 regulates macrophage migration inhibitory factor production and proliferation of gastrointestinal cancer cells[J].Clin Cancer Res，2009，15（7）：2281-2290.

[9] Jiang Z，Guo J，Xiao B，et al.Increased expression of miR-421 in human gastric carcinoma and its clinical association[J].J Gastroenterol，2010，45（1）：17-23.

[10] Hutvagner G，Zamore PD.A microRNA in a multiple–turnover RNAi enzyme complex[J].Science，2002，297（5587）：2056-2060.

[11] 劉華，婁杰，劉曉英，等.微RNA-21和微RNA-146a在結直腸腫瘤中的表達及臨床意義[J].中華消化雜志，2015， 35（7）：470-475.

[12] 王迎昕，張小燕，張寶峰，等.無淋巴結轉移結腸癌微小核糖核酸表達譜的初步研究[J].中華消化雜志，2009， 29（2）：114-117.

[13] Song B，Wang Y，Titmus MA，et al.Molecular mechanism of chemoresistance by miR-215 in osteosarcoma and colon cancer cells[J].Mol Cancer，2010，（9）：96.

[14] Wang B，Majumder S，Nuovo G，et al.Role of microRNA-155 at early stages of hepatocarcinogenesis induced by choline-deficient and amino acid-defined diet in C57BL/6 mice[J].Hepatology，2009，50（4）：1152-1161.

[15] Coulouarn C，Factor VM，Andersen JB，et al.Loss of miR-122 expression in liver cancer correlates with suppression of the hepatic phenotype and gain of metastatic properties[J].Oncogene，2009，28（40）：3526-3536.

[16] Yamamoto Y，Kosaka N，Tanaka M，et al.MicroRNA-500 as a potential diagnostic marker for hepatocellular carcinoma[J].Biomarkers，2009，14（7）：529-538.

[17] Liu C，Yu J，Yu S，et al.MicroRNA-21 acts as an oncomir through multiple targets in human hepatocellular carcinoma[J].J Hepatol，2010，53（1）：98-107.

[18] Xiong Y，Fang JH，Yun JP，et al.Effects of microRNA-29 on apoptosis，tumorigenicity，and prognosis of hepatocellular carcinoma[J].Hepatology，2010，51（3）：836-845.

[19] Roldo C，Missiaglia E，Hagan JP，et al.MicroRNA expression abnormalities in pancreatic endocrine and acinar tumors are associated with distinctive pathologic features and clinical behavior[J].J Clin Oncol，2006，24（29）：4677-4684.

[20] Wang J，Chen J，Chang P，et al.MicroRNAs in plasma of pancreatic ductal adenocarcinoma patients as novel blood-based biomarkers of disease[J].Cancer Prev Res（Phila），2009，2（9）：807-813.

[21] Ji Q，Hao X，Zhang M，et al.MicroRNA miR-34 inhibits human pancreatic cancer tumor-initiating cells[J].PLoS One，2009，4（8），e6816.

[22] 蔣智淵，鐘國強.微小核糖核酸在心房顫動心房電重構中的作用[J].中國循環雜志，2015，30（4）：392-394.

[23] 王曉建，黃畢，樊曉寒，等.急性主動脈夾層患者主動脈組織和血漿中微小核糖核酸的差異表達[J].中國循環雜志，2015，30（2）：154-158.

[24] 方杰，胡毅翔，應華忠，等.米碎花藥效微小核糖核酸的鑒定及其靶基因功能分析[J].中草藥，2015，46（1）：80-85.

[25] 趙蓓，劉利峰，劉瑛琪，等.阿托伐他汀對穩定性心絞痛患者血漿微小核糖核酸-143/145表達水平的影響[J].中國循環雜志，2014，29（12）：972-975.

（收稿日期：2015-09-08 本文編輯：顧雪菲）