Dicer與腫瘤的關系研究進展

王 熙 綜述 韓 慶 審校

(宜昌市第二人民醫院，湖北 宜昌 443000)

Dicer與腫瘤的關系研究進展

王 熙 綜述 韓 慶 審校

(宜昌市第二人民醫院，湖北 宜昌 443000)

Dicer酶是RNaseⅢ家族成員，是miRNA成熟的關鍵酶，Dicer表達水平直接影響著miRNA的表達及其靶基因的調控能力，進而調節生物體的生命活動。大量研究表明，Dicer表達水平及其活性變化與腫瘤的發生發展、侵襲轉移及預后明顯相關，但其在不同腫瘤中的表達差異并不完全一致，說明Dicer的表達具有腫瘤的特異性。本文探討了近幾年來對Dicer在腫瘤中的研究進展，以期帶來腫瘤分子治療的新方法。

Dicer；腫瘤；侵襲轉移；耐藥；治療；進展

人類Dicer基因于2001年被克隆出來，是一個相對分子量約為200 000的多結構域蛋白，Dicer酶是RNaseⅢ家族成員，是miRNA成熟的關鍵酶[1]。miRNA是一類在進化上非常保守的分子，參與生命過程中的一系列重要進程，是具有調控功能的小分子非編碼RNA，由細胞質內的核酸酶Dicer切割單鏈RNA前體后生成。因此Dicer在個體的發生及發展中發揮不可缺少的作用[2]。大量研究證明，在腫瘤組織中miRNA的表達異常[3-4]，作為調控miRNA成熟的關鍵酶，Dicer可能與腫瘤的發生、發展、轉移、預后和治療的關系密切[5]，近年對這方面的研究有很大的進展，本文就Dicer的生物合成、功能及與腫瘤的關系做一綜述。

1 Dicer的結構及功能

Dicer酶普遍存在于包括人類在內的多種高等動物中，它在進化上高度保守，不同物種中Dicer的結構具有相似性。通常Dicer含有6個結構域：1)RNA解旋酶；2)含結合dsRNA折疊的DUF283域；3)結合dsRNA末端的折疊DUF283域；4)PAZ結構域；5)RNaseIII結構域；6)dsRNA結合結構域。RNA解旋酶結構域N末端有與ATP結合及水解相關的結合亞基，C末端有與RNA結合的相關亞基，通過這些亞基利用ATP提供的能量完成解旋功能。PAZ結構域能夠識別RNA。RNaseⅢ結構域能夠準確地將雙鏈RNA(dsRNA)切割成21～25 nt的siRNA，是Dicer酶的活性中心[6]。細胞核內編碼的miRNA基因在RANpolⅡ的作用下轉錄成miRNA的初始轉錄產物，即pri-miRAN，后者在Drosha-DGCR8復合體的作用下，剪切成長約70個核苷酸、具有莖環結構miRNA前體，即pre-miRNA，pre-miRNA在Ran2GTP依賴的核質/細胞質轉運蛋白Exportin5的作用下，從核內運輸到胞質中，在Dicer-TRBP復合體的作用下，剪切成長約20個核苷酸長度的成熟miRNA，而后，成熟miRNA中的一條單鏈并入RISC復合體，隨之發揮序列特異性轉錄后調控作用[7]。因此，Dicer表達水平直接影響著miRNA的表達及其靶基因的調控能力。

2 Dicer與腫瘤的發生

人類Dicer基因是一種單倍體不足的抑癌基因，當其單等位基因缺失時可以導致腫瘤的發生，而雙等位基因缺失反而抑制腫瘤的發生[8]。Lambertz等[9]對成視網膜細胞瘤小鼠模型的研究發現，敲除視網膜祖細胞中的Dicer的單等位基因后，不影響正常視網膜的發育，但是將小鼠置于成視網膜細胞瘤敏感的環境后，Dicer的單等位基因缺失的小鼠腫瘤形成的速度大大加快。Kumar等[8]分析了幾種小鼠腫瘤模型中條件敲除Dicer基因的后果，顯示Dicer的單等位基因缺失的小鼠加速了腫瘤的發生，其生存期明顯縮短，而雙等位基因缺失的小鼠卻抑制了腫瘤的發生。Hill等[10]研究家族性胸膜肺母細胞瘤時發現其遺傳易感性基因位于染色體14q，對其經過基因分析發現Dicer基因是重要的易感基因。對11個家系進行直接測序后發現所有家系均存在Dicer基因的雜合的胚系突變。在人類腫瘤基因庫中，頻繁的出現Dicer基因的半合子缺失，而未見純合子缺失的報道。在《The Cancer Genome Project at the Sanger Institute》中對人類 Dicer基因拷貝數據進行了分析，結果顯示在多個不同的腫瘤類型中頻繁的出現Dicer單等位基因的缺失[11]。在《The Cancer Genome Atlas》中對惡性膠質瘤及卵巢癌的Dicer基因拷貝數據的分析也得到同樣的結果[12]。

在人類腫瘤中存在著大量的miRNA的缺失，其中存在著miRNA加工過程的部分功能缺失，腫瘤中頻繁的Dicer基因單拷貝缺失對miRNA生物功能的損害密切相關[13]。事實上，Dicer及Drosha的表達改變已經在一些卵巢癌細胞系中得到證實[14]。從分析腫瘤中miRNA加工過程的突變中已經發現了多種基因型的改變，暗示Dicer作為抑癌基因有著顯著的作用。過去傳統觀點認為抑癌基因的雙等位基因突變或缺失促進腫瘤進展，而近幾年的研究明確表明一些基因的單等位基因缺失可能導致腫瘤的發生。現在抑癌基因通過單倍劑量不足對腫瘤的影響越來越得到重視，其局部的缺失有利于腫瘤的發生，而完全缺失反而不利于腫瘤的生長[15]。對全組基因的研究開始探索人類腫瘤中染色體缺失的功能作用，這必將揭露Dicer作為單倍體不足抑癌基因的重要作用。

3 Dicer與腫瘤的侵襲轉移

Chiosea等[16]使用免疫組化檢測發現在肺非典型腺瘤增生和細支氣管肺泡癌中Dicer高表達，而在轉移區域和進展期腺癌中Dicer低表達，一小部分甚至出現Dicer的缺失。肺鱗狀細胞癌中Dicer的表達高于腺癌。Jafarnejad等[17]研究黑素瘤患者活組織檢查中的Dicer的表達，發現在黑素瘤的不同時期Dicer的表達有著明顯的不同，轉移性黑素瘤的Dicer表達明顯低于其他黑素細胞損傷的階段。此外，他們還發現在原發性黑素瘤病例中淋巴細胞反應與Dicer表達存在相關性。Han等[18]通過沉默腫瘤細胞中Dicer的表達，發現腫瘤細胞的增殖和侵襲的能力增強，細胞周期相關蛋白及細胞侵襲相關蛋白的表達增高，其皮下移植瘤的增長能力也明顯強于未處理組細胞。Grelier等[19]發現在乳腺癌中，Dicer的表達水平是有著臨床相關性的，Dicer低表達的患者更易發生轉移復發及淋巴結轉移，還發現在一種乳腺癌細胞系的兩種獨立的轉移性骨衍生克隆中Dicer的表達是被抑制的。shu等[20]通過免疫組化的方法檢測出Dicer的陽性率在低分化的膽囊腺癌伴淋巴結轉移、侵襲性、不能手術切除的病例降低，顯著低于分化良好的膽囊腺癌不伴淋巴結轉移及侵襲，可以徹底手術切除的病例。Chiosea等[21]通過基因組織芯片研究發現，在正常前列腺組織中Dicer僅存在于基底細胞中，而在腫瘤上皮細胞中Dicer高表達，當前列腺癌發生進展和轉移到淋巴結或其他內臟器官時，Dicer表達持續升高。Dicer在轉移性前列腺癌中的表達量高于原發性前列腺癌。提示Dicer在不同腫瘤發展的過程中的作用是不一樣的，其具體機制尚不明確。

4 Dicer與腫瘤的耐藥及治療

隨著近代多種抗腫瘤藥物的發現及應用于臨床，一部分腫瘤治療效果得到明顯改善，甚至有些腫瘤可以治愈，但存在部分腫瘤對抗腫瘤藥物不敏感，或者在治療過程中逐漸出現對抗腫瘤藥物的耐藥，成為限制抗腫瘤藥物臨床治療的重要因素。現在對抗腫瘤藥物作用及耐藥的分子機制研究很多，大量研究證明miRNA影響了藥物的吸收、代謝及分布，其表達差異與腫瘤耐藥明顯相關[22]。可見，Dicer作為miRNA成熟的關鍵酶可起到調控miRNA的表達，從而影響抗腫瘤藥物療效。目前Dicer對腫瘤治療的作用研究不多。RNA干擾是一種基因轉錄后沉默機制，它由雙鏈RNA啟動，在Dicer酶的參與下，把RNA分子切割為小分子干擾RNA(smallinterfering RNA/shortinterfering RNA，si RNA)，并特異性地與m RNA的同源序列結合，從而產生相應的功能表型缺失的現象[23]。Grelier等[19]在人乳腺癌細胞系MCF-7中用siRNA干擾Dicer的表達后，可以阻滯細胞生長，還可以增加細胞對順鉑的敏感性。Merritt等[14]的研究結論證明卵巢癌中低Dicer的表達，對化療亦低敏感。這些都提示Dicer可能成為腫瘤分子治療的新靶點，為逆轉腫瘤耐藥提供新的思路。

5 Dicer與腫瘤的預后

Jafarnejad等[17]評估了Dicer的表達與原發性和轉移性黑素瘤患者的5年生存率的相關性發現，Dicer高表達患者的總生存率高于Dicer低表達患者，Dicer的表達與黑素瘤患者生存率之間存在著顯著的正相關。此外，結果也顯示Dicer的表達能夠預測總體及特定疾病型患者的生存率，并且與性別和年齡無關。Karube等[24]報道，在非小細胞肺癌肺癌中，Dicer表達的降低與肺癌手術后的預后有明顯的相關性，使用多元COX回歸分析顯示Dicer的預后相關性與腫瘤的分期無關，邏輯回歸分析發現在分化不良的腫瘤中Dicer低表達的發生率更高，表明了Dicer表達的降低與肺癌的發展預后相關。Merritt等[14]檢測了111例上皮性卵巢癌患者標本中的Dicer表達水平發現，在高級別卵巢癌中Dicer的表達越低，Dicer的高表達與臨床生存率的增加相關。他們通過多變量分析發現減少疾病相關存活率的三個獨立預后因素：低Dicer的表達、高級別的組織學形態、對化療的低敏感，并確認了Dicer的表達越低則患者的預后越差。Lin等[25]研究成神經細胞瘤臨床分期與Dicer的關系發現，在4期腫瘤中Dicer的表達明顯低于其他期別(特別是1期)，Dicer低表達與腫瘤高風險表型密切相關，并且Dicer表達越低，患者存活期越短。He等[26]分析Dicer的表達與宮頸癌患者臨床特征的關系發現Dicer表達低的患者中，其5年無病生存率及5年總存活率越低，而且，Dicer低表達與宮頸癌臨床分期是腫瘤不良結局的重要獨立的預測因素。Chiosea等[21]發現在前列腺癌中臨床分期越晚，存在淋巴結轉移的，Gleason評分越高的Dicer表達越高，且預后越差。Faber[27]對結腸癌的研究也得出相似的結論，Dicer的高表達與低生存率有著高度的相關性，Dicer表達越高其存活率越低，同樣，無進展生存率也越低。復發組中有著最強的Dicer表達，而無復發組中則沒有Dicer的表達。可見Dicer的表達水平在不同腫瘤中的預后也是不同的。

6 結論

綜上所述，Dicer是一種獨特的抑癌基因，在大部分腫瘤中低表達，其低表達能促進腫瘤的進展及侵襲轉移，而且表現出預后越差的特點。然而在部分腫瘤中卻得出相反的結論，如前列腺癌及結腸癌。雖然Dicer與各種腫瘤的關系存在不一致性，需要對不同腫瘤進行單獨的研究，但是這些發現提示改變Dicer的表達對致瘤作用及腫瘤的進展有重要意義，對腫瘤耐藥及預后有指導意義，其具體機制有待更多更深入的研究以明確。

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R79-3

A

1003—6350（2017）19—3192—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2017.19.032

韓慶。E-mail：1205472677@qq.com

2016-09-27)