小核糖核酸21與肺癌的研究進(jìn)展

張麗麗，鮑永霞，蘇冬菊，耿瑩

(哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院呼吸科，哈爾濱 150086)

小核糖核酸(micro ribonucleic acid, miRNA)是一類重要的非編碼小RNA，其成熟形式約含19～22個(gè)核苷酸，miRNA-21是其中一員。近年研究表明miRNA-21具有多種生物學(xué)功能，它能作用于不同的靶基因，調(diào)節(jié)各系統(tǒng)疾病的發(fā)生和發(fā)展，在多種疾病的診斷和治療中發(fā)揮重要作用，尤其對(duì)惡性腫瘤的治療具有獨(dú)特意義。miRNA-21由Lagos-Quintana在2001年首次發(fā)現(xiàn)[1]，位于染色體17q23.2，與編碼泡膜蛋白-1(vacuole membrane protein-1，VMP-1)、人乳頭瘤病毒16型以及RNA U6的基因重疊[2]，其由RNA聚合酶Ⅱ轉(zhuǎn)錄生成。miRNA-21與惡性腫瘤的發(fā)生和發(fā)展密切相關(guān)，大多數(shù)靶點(diǎn)已被確定為腫瘤抑制因子[3]。

1 miRNA-21作為肺癌診斷和預(yù)后的生物標(biāo)志物

miRNA-21水平上調(diào)與肺癌的診斷和預(yù)后相關(guān)，在肺癌的進(jìn)展中可能起重要作用[4]。Dong 等[5]通過研究發(fā)現(xiàn)miRNA-21可作為非小細(xì)胞肺癌(non-small cell lung carcinoma，NSCLC)腦轉(zhuǎn)移的生物標(biāo)志物。研究表明，血清miRNA-21的水平與NSCLC患者TNM分期及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)[6]。Wu等[7]通過研究發(fā)現(xiàn)晚期肺癌患者靜脈滴注康萊特注射液200 ml共21 d后，血清miRNA-21的水平明顯低于治療前[(2.45±0.15)vs(3.87±0.54)]，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，表明康萊特注射液顯著降低了晚期肺癌患者血清miRNA-21的水平，為評(píng)估晚期肺癌患者的治療效果提供客觀依據(jù)。miRNA-21聯(lián)合miRNA-20a、miRNA-223和miRNA-145可區(qū)分NSCLC患者和健康者，已成為早期診斷NSCLC的潛在工具[8]。Gallach等[9]通過Kaplan-Meier生存曲線和Cox回歸分析表明miRNA-21和miRNA-188高水平肺癌患者的預(yù)后更差，兩者可作為無復(fù)發(fā)生存率(OR=0.485，95%CI0.313～0.753；P=0.001)和總生存期(OR=0.389，95%CI0.237～0.638；P<0.001)的獨(dú)立預(yù)后因素，可能為NSCLC患者早期預(yù)后的生物標(biāo)志物和治療的潛在靶點(diǎn)。

2 miRNA-21作為肺癌治療的靶點(diǎn)

研究表明，NSCLC患者血清miRNA-21的作用靶點(diǎn)為人第10號(hào)染色體缺失的磷酸酶和張力蛋白同源物基因 (phosphatase tension homologue，PTEN)[10]、程序性細(xì)胞死亡因子4(programmed cell death 4，PDCD4)[11]、缺氧誘導(dǎo)因子-1α(hypoxia inducible factor-1α，HIF-1α)和人MutS同源蛋白2(human MutS homologous protein 2，hMSH 2)基因[11]。研究表明miRNA-21可抑制PTEN、重組人原肌球蛋白-1和PDCD4等多種抑癌基因[12]，因此抑制miRNA-21可對(duì)NSCLC患者發(fā)揮治療作用。研究表明清除活性氧(reactive oxygen species,ROS)可抑制人肺癌細(xì)胞的miRNA-21水平上調(diào)，并抑制脂多糖誘導(dǎo)的肺癌細(xì)胞生長[13]。人TOLL樣受體4(toll like receptor-4，TLR-4)在人肺癌細(xì)胞中激活也可提高細(xì)胞的ROS水平，TLR-4表達(dá)與新分離的人肺癌細(xì)胞miRNA-21水平及ROS密切相關(guān)。這些研究表明TLR-4/ROS/miRNA-21通路在脂多糖誘導(dǎo)的原發(fā)性肺癌生長中起重要作用。此研究將腫瘤免疫中的固有信號(hào)、氧化應(yīng)激和miRNA-21聯(lián)系起來，為肺癌新療法的開發(fā)提供了線索[13]。最近一項(xiàng)小鼠肺癌模型的臨床前研究表明，相比未治療組，抗miRNA-21處理后的小鼠腫瘤消退或無腫瘤生長，且存活時(shí)間延長[14]。國外一項(xiàng)關(guān)于肺癌細(xì)胞株的研究使用了一種基于類寡核苷酸衍生物的抗miRNA-21物質(zhì)來降低miRNA-21水平，此物質(zhì)通過凋亡信號(hào)抑制A549細(xì)胞的生長，從而促進(jìn)其死亡，并通過抑制還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate，NADPH)氧化酶而抑制人肺癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移[15]。因此，抗miRNA-21具有潛在的治療價(jià)值，可能在肺癌的靶向治療中發(fā)揮重要作用。

3 miRNA-21參與形成耐藥

miRNA-21的高水平與肺癌細(xì)胞耐藥有關(guān)[16]。在放療敏感性方面，抑制磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B(phosphatidylinositol-3-kinases/protein kinase B，PI3K/PKB)信號(hào)通路，可抑制miRNA-21致敏的A549細(xì)胞的放療敏感性[17]。miRNA-21已被用作預(yù)測(cè)順鉑治療反應(yīng)的生物標(biāo)志物[18]。NSCLC組織中miRNA-21高水平患者，藥物應(yīng)答較差，總生存期短，miRNA-21的轉(zhuǎn)錄沉默可減少吉非替尼耐藥的PC9肺癌細(xì)胞的體積，而miRNA-21的轉(zhuǎn)錄可增強(qiáng)磷酸化蛋白激酶B抗體的體外磷酸化和細(xì)胞活力作用[19]。進(jìn)一步表明，肺癌組織中miRNA-21水平與吉非替尼治療反應(yīng)負(fù)相關(guān)[20]。Li等[21]研究表明了miRNA-21高水平與NSCLC患者表皮生長因子受體酪氨酸激酶抑制劑(epidermal growth factor receptor-tyrosine kinase inhibitor,EGFR-TKI)獲得性耐藥的關(guān)系，血漿miRNA譜(miRNA-21、miRNA-27a和miRNA-218)與表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor，EGFR)突變的晚期NSCLC患者對(duì)EGFR-TKI的初級(jí)耐藥有關(guān)[22]。miRNA-21還可通過靶向作用于PTEN基因的3′-非翻譯區(qū)(3′-untranslated region，3′-UTR)而誘導(dǎo)NSCLC細(xì)胞對(duì)順鉑的耐藥性[23]。國內(nèi)研究表明，miRNA-21在NSCLC細(xì)胞多藥耐藥中發(fā)揮重要作用，可能與促進(jìn)細(xì)胞凋亡、調(diào)控腫瘤耐藥相關(guān)蛋白的表達(dá)有關(guān)[24]。Jiang等[11]通過研究表明，miRNA-21可抑制PDCD4基因的表達(dá)，激活PI3K/AKT/mTOR信號(hào)通路，從而影響NSCLC細(xì)胞的放療敏感性。

4 結(jié)語

盡管肺癌的治療取得了進(jìn)展，但肺癌患者的預(yù)后仍然很差，大多數(shù)肺癌患者死于肺部感染、呼吸衰竭、腦轉(zhuǎn)移等，嚴(yán)重影響患者的生存時(shí)間和生活質(zhì)量。探索更好的預(yù)后指標(biāo)預(yù)測(cè)肺癌患者遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的發(fā)生，改善肺癌患者的臨床治療效果至關(guān)重要。盡管miRNA-21水平與肺癌進(jìn)展密切相關(guān)，可作為治療肺癌治療靶點(diǎn)并參與形成耐藥，但miRNA-21基因干預(yù)治療肺癌的技術(shù)及機(jī)制仍有待進(jìn)一步研究。