微小核糖核酸調控腎細胞癌發生發展及參與診斷治療的研究現狀

徐宏磊　任雨　姚許平

[摘要] 微小核糖核酸（microRNA，miRNA）是一類長約20～25個核苷酸的非編碼單鏈小核糖核酸分子。成熟miRNA在轉錄或翻譯水平調節基因的表達功能。最新研究表明，miRNA參與腎細胞癌（renal cell carcinoma，RCC）的發生發展過程，調控RCC的增殖、凋亡、轉移與侵襲，并且人類血清中miRNA表達穩定，在RCC等多種腫瘤中均發現有表達異常。本綜述的目的是探討miRNA在RCC發展過程中的分子機制及血清miRNA與RCC診斷及預后的相關性，并簡要概述這些小分子最終可能作為治療目標。

[關鍵詞] miRNA；RCC；分子機制；腫瘤標志物；靶向治療

[中圖分類號] R737.11 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-9701（2016）36-0159-04

[Abstract] MicroRNAs （microRNA， miRNA） are a non-coding single stranded small RNA molecule， including of a class of 20-25 nucleotides. Mature miRNA regulates gene expression at transcriptional or translational level. The latest research shows that miRNA is involved in renal cell carcinoma （renal cell， carcinoma， RCC） in the occurrence and development process， the regulation of RCC proliferation， apoptosis， invasion and metastasis， on the other hand ，the expression of miRNA is stable in the human's serum， and is abnormal in many kinds of tumors including RCC. The aim of this review is to investigate the molecular mechanism of miRNA in the development of RCC and the correlation between serum miRNA and RCC diagnosis and prognosis， and a brief overview of these small molecules may ultimately serve as therapeutic targets.

[Key words] miRNA； RCC； Molecular mechanism； Tumor markers； Targeted therapy

腎細胞癌（RCC）是成人腎臟中最常見的惡性腫瘤，根據美國2014年的統計數據表明，共有63920新增RCC患者，13860患者死于RCC[1]。目前RCC主要分為四個亞型，分別為透明細胞癌（clear cell renal carcinoma，ccRCC），占所有RCC中的75%，乳頭狀癌（papillary RCC，pRCC）、嫌色細胞癌（chromophobe RCC，chRCC）、腎嗜酸細胞瘤（oncocytomas）和稀有亞型[2]。RCC早期多無明顯癥狀，診斷主要依靠影像學檢查，但多數患者發現腎占位時已屬較晚期，無法行保留腎單位或無法行根治性切除術，且RCC對放、化療均不敏感[3]。雖然近年來RCC的生物靶向治療取得了一些進展，如抗血管內皮生長因子（VEGF）和抑制mTOR途徑[4]。但這些靶向藥物有一定的不良反應，有待于進一步研究和改善，且價格昂貴，也僅限于晚期患者。因此，我們需要找到高特異性和高靈敏度的分子腫瘤標志物，其不僅可以早期發現RCC，而且還能為治療提供依據。miRNA是近期發現的一種非編碼單鏈小分子核糖核酸，最新研究表明，miRNA與RCC的增殖、凋亡、轉移及侵襲均存在密切的相關性。近期也有較多研究提示血清miRNA作為一種特異性腫瘤標志物，有利于腎癌診斷、預后判斷及治療。

1 MicroRNAs來源

miRNA是眾多小RNA中的一類。miRNA的產生過程復雜，目前大致的產生機制是：首先是在細胞核內通過RNA聚合酶II作用下轉錄形成初級miRNA（pri-miRNA），再由Drosha-DGCR8酶復合物的作用下形成前體miRNA（pre-miRNA），然后通過Exportin-5/RanGTP復合物轉運進入細胞質中，被Dicer酶切為雙鏈miRNA，進而雙鏈裂解為單鏈，最終，被裂解的單鏈成熟miRNA結合其他蛋白組裝成RNA誘導的沉默復合體（RNA-induced silencing complex，RISC），RISC結合到其特異靶mRNAs的3UTR區，導致 mRNA的降解或翻譯抑制，從而導致轉錄基因的沉默[5，6]。

2 組織miRNA與RCC的分子機制

2.1 miRNA與RCC增殖

腫瘤的特征之一是不受控制的增殖，miRNA能夠干擾腫瘤的增殖。例如，Hidaka H等[7]發現抑癌因子miRNA-1285在RCC組織中低表達，從而促進致癌因子轉谷氨酰胺酶2（TGM2）的表達，促進腫瘤的增殖。miRNA-199a，也在RCC組織中低表達，它的下調促進了糖原合成酶激酶3β（GSK3β）的生成，GSK3β是一種RCC的生長促進劑[8]。另一個腫瘤抑制劑miRNA-205，在RCC組織中顯著下調，而miRNA-205通過磷酸化酪氨酸激酶調控細胞外信號調節激酶1和2（ERK1/2）抑制細胞增殖[9]，它的下調促進了腫瘤的增殖。另有研究表明，miRNA-185作為致癌miRNA，在RCC組織中高表達。miRNA-185抑制PTEN表達后，可以激活PI3K-AKT信號通路及下游靶基因mTOR，從而促進RCC的增殖[10]。還有一些針對胰島素樣生長因子1（IGF1）的miRNA和抗血管內皮生長因子的miRNA-126，均對腫瘤的調節有積極作用[11]。

2.2 miRNA與細胞凋亡和細胞周期

在RCC組織中穩定表達的miRNA-205通過抑制細胞周期蛋白D1和myc的表達，從而使G0/G1期細胞周期阻滯和細胞凋亡[9]。miRNA-221、miRNA-222在RCC組織中高表達，其可在翻譯水平抑制P27的表達，P27主要控制G1-S期的轉化，可使細胞周期停滯在靜止期，可見miRNA-221、miRNA-222的高表達促進腫瘤細胞增殖[12]。另外，miRNA-23b在腎癌中呈現高表達狀態，通過誘導活性氧自由基（ROS）產生和抑制缺氧誘導因子HIF形成，最終誘導腎癌細胞的凋亡[13]。

2.3 miRNA與RCC轉移和侵襲

致瘤因子miRNA-21，它能直接下調凋亡前體蛋白PDCD4，從而促進AKT和IKKβ的激活，導致NFkB因子的轉錄，促進ACHN和786-O細胞系的轉移和侵襲[14]。miRNA-34a抑制骨髓細胞瘤病毒癌基因同源物（MYC）是通過結合它的3，UTR，從而抑制了myc-s-phase激酶相關蛋白2（Skp2）-myc相關鋅指蛋白1（Miz1）復合物的功能，該復合物通常能激活Ras同源物基因家族成員（RhoA）和c-myc陽性轉錄延伸因子（ptefb），從而相應的激活RCC中的一些基因[15]。miRNA-134可能通過抑制KRAs基因的表達來抑制其下游ERK通路的激活，進而阻斷腫瘤細胞的上皮間質轉化過程（EMT），影響腫瘤細胞的侵襲和轉移[16]。

3 循環miRNA與RCC的診斷及預后

目前，影像學技術的廣泛使用使得更多的腎細胞癌病例被早期的發現。然而，許多早期RCC難以與良性腎臟腫瘤相鑒別，這可能導致不正確的診斷和行不必要的腎切除術。此外，RCC患者的術后隨訪也主要依賴于影像學技術和臨床癥狀的評估[17]。因此，具有高靈敏度和特異性的血清miRNA，能早期診斷RCC，早期發現RCC復發和轉移，可以作為一種新型的腫瘤標志物，具有較高的臨床價值。國內畢興等[18]通過收集ccRCC患者和健康人群血液標本各20例，采用實時定量聚合酶鏈式反應（PCR）的方法檢測兩組標本miRNA-378的表達情況，比較兩者的表達差異，結果發現ccRCC組血清中miRNA-378呈高表達狀態，因此他們認為，ccRCC患者血清中miRNA-378呈現高表達，有可能成為篩查ccRCC患者的生物學指標。Fedorko M等[19]通過收集195例RCC患者和100例健康人群血液標本及20例RCC患者術前和術后三個月血清標本，各自比較血miRNA-378和miRNA-210的表達水平，并且分析miRNA-378的表達與腫瘤分期的相關性。結果發現RCC組血清miRNA-378和miRNA-210高表達，聯合分析這些miRNA鑒別RCC患者與健康人群的靈敏度為80%，特異度為78%，并且其表達水平在做根治性腎切除術后下降。另外，miRNA-378的上升水平與健康患者和各個分期的RCC患者具有顯著相關性。因此他們認為miRNA-378和miRNA-210能作為一種生物標志物用來早期發現RCC，并且能預測患者的預后。Redova M等[20]通過收集15例RCC患者和12例健康人群血液標本，運用低密度基因芯片檢測667種miRNA的表達水平，結果發現在RCC患者血清中，19種miRNA高表達，11種低表達；在驗證階段，通過收集90例RCC患者和35例健康人群血液標本，運用實時定量PCR的方法檢測血清miRNA-378和miRNA-451的表達水平，結果發現在RCC患者血清中，miRNA-378高表達，miRNA-451低表達，聯合應用miRNA-378和miRNA-451診斷RCC的靈敏度為81%，特異度為83%，曲線下面積（AUC）為0.86。Teixeira AL等[21]通過收集43例RCC患者和34例健康人群血液標本，通過實時定量PCR的方法檢測血清miRNA-221、miRNA-222的表達水平，結果發現RCC患者血清miRNA-221、miRNA-222表達量高于健康人群，并且，有遠處轉移的RCC患者血清miRNA-221的表達量高于無遠處轉移的患者，另外，他們發現血清高表達miRNA-221的患者總體生存率較低，因此他們認為血清miRNA-221、miRNA-222能作為一種非侵入性的腫瘤標志物，并且能預測患者的預后。

4 miRNA與RCC的治療

隨著miRNA在發病機制中扮演著越來越重要的角色，我們需要在以miRNA為基礎的治療發展中投入更多的努力，抑癌miRNA和促癌miRNA的調節功能的潛在應用不斷受到重視[22]。例如，通過上調（miR-203 mimics）或下調（miR-203 inhibitor）RCC細胞內miR-203的表達后發現，miR-203可以直接靶向成纖維細胞因子-2，從而調控RCC細胞的增殖和轉移能力[23]。另外，通過抑制miRNA-210的表達能減少ACHN和Caki-2細胞系的活力，使Caki-2的G2期細胞周期阻滯，它的下調也能減少ACHN細胞系的轉移和侵襲能力[24]。另有研究報道，miR-34a在腎癌ACHN， 786-O和SN12PM6三種腎癌細胞系中扮演了抑癌角色，并且通過靶向CD44介導了腎癌細胞的增殖和轉移過程[25]。此外，在腎癌細胞衰老過程中，miR-138扮演了重要的角色。有研究表明，miR-138在腎癌的組織及細胞系中呈現低表達狀態，并且上調miR-138 （miR-138 mimics） 加劇SN-12細胞衰老過程，同時伴隨著EZH1水平的下調和P16水平的上調。因此，miR-138通過下調EZH2表達和上調P16表達誘導SN-12細胞衰老過程[26]。

因此，miRNA在RCC治療方面具有較大的潛力。

5小結

綜上，miRNA與RCC的發生、發展相關，有望成為新的腫瘤標志物用于RCC的診斷及預后判斷。而且，針對其作用機制，miRNA有望成為治療RCC的一種新方法。然而，關于miRNA與腫瘤的許多問題都尚未闡明，它的表達失常既可以是RCC發生發展的誘因，也可能是RCC發病引起的，并且血清中miRNA的來源尚不清楚。因此，需要更多的研究去準確的驗證miRNA調控RCC的機制。