miRNA在胃癌和肝癌中的研究進展

熊先會 敖鴻舜 馮盈庭 藍振瑋 丁磊 崔清華

[摘要] microRNA（miRNA）是一類只有20～24 nt的核苷酸短序列，廣泛表達于多細胞的真核生物，通過與mRNAs的堿基互補配對實現對靶基因的轉錄后調控。大量的研究發現miRNA能夠調節多種生物過程，比如細胞增殖、分化和凋亡等，且參與多種癌癥調控。近些年由于飲食、遺傳、環境等因素的影響，我國消化道相關疾病發病率逐年升高，受到普遍關注。本綜述主要聚焦了近幾年在胃癌和肝癌中參與調控的miRNA種類及其分子作用機制，以期更好地了解目前的研究熱點，并為以后的研究方向提供參考和指導。

[關鍵詞] microRNA;胃癌;肝癌

[中圖分類號] R735 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-7210（2018）12（b）-0030-04

[Abstract] microRNA （miRNA） is a class of short nucleotide sequence with only 20-24 nt， which is widely expressed in multicellular eukaryotes. miRNA regulates the target genes in post-transcriptional level by pairing with complimentary mRNAs. A great deal of recent studies showed that miRNAs play vital roles in many biological processes， such as cell proliferation， differentiation and apoptosis， they also involved in various cancer regulations. In China， the incidence of gastric and liver cancers increased significantly due to the alterations on the nutrition， environment and genetics following the economic development， which raised more heath concerns. This review focused on the miRNAs identified in these cancers， and addressed the regulatory mechanisms underlying the occurrence and development in the gastric and liver cancers. It would provide better understandings of the importance of miRNAs in these diseases and guide to the further research.

[Key words] microRNA; Gastric cancer; Liver cancer

microRNA（miRNA）是一類20～24 nt的短核苷酸序列，在進化上具有高度保守性。miRNA參與機體的正常生長代謝發育，在多種生物過程中扮演著重要的角色[1]。miRNA主要特異結合靶基因的3′UTR區域，影響其表達水平并最終影響細胞或組織相關功能[2]。在動植物以及病毒中已經發現有28 645個miRNA分子，它們大多以單拷貝、多拷貝或基因簇的形式存在于基因組中[3]，miRNA可以調節超過1/3的人類基因表達[4]。

近年來，由于飲食、遺傳、環境等因素的影響，我國消化道相關疾病發病率越來越高，尤其是胃和肝臟相關疾病[5]。發病初期一般可以通過藥物或者手術治療康復，但由于大多數人不重視，發展為腫瘤的可能性也不斷增加。消化道疾病的一般臨床表現為消化不良、腹瀉、發熱、黑便、貧血等癥狀，嚴重影響患者的生活，而胃癌和肝癌的發生則嚴重危及生命，因此研究疾病在發生發展過程中的調控機制有益于癌癥的診斷與治療。近幾年的研究顯示miRNA與胃癌及肝癌的發生、調節緊密相關，miRNA參與調節腫瘤細胞的增殖、分化和凋亡等。結合最近的研究成果，本文將進行較詳細的總結論述，以闡明不同的miRNA在胃癌和肝癌發生發展中具有重要的調控作用。

1 miRNA在胃癌中的作用

胃癌是發生于胃黏膜上皮的惡性腫瘤，死亡率很高。在中國，胃癌發病有明顯的地域性差別，西北與東部沿海地區胃癌發病率明顯高于南方地區，每年大約有700 000例新病例和500 000例死亡。由于早期缺乏明確的癥狀，大多數患者被明確診斷時已為晚期。目前沒有治療胃癌的有效方法，晚期胃癌患者的5年生存率低于20%[6]。胃癌多發于年齡50歲以上人群，男女發病率之比為2∶1。由于飲食結構的改變、工作壓力增大以及幽門螺桿菌的感染等原因，使得胃癌發生呈現年輕化傾向[7]。

1.1 miRNA在胃癌中的抑制作用

miRNAs可以作為致癌基因或抑癌基因，這取決于其靶點的細胞功能[8]。據報道，miRNA-31的表達和功能在多種癌癥中得到了廣泛的研究，其在不同的癌細胞中表達量不同。在卵巢癌、前列腺癌和膠質瘤細胞中表達下降，而在結直腸癌、肺癌和胰腺癌中則表達上調[9-10]。胃癌細胞中miRNA-31啟動子處的甲基化與其表達量呈負相關，在正常胃組織中，miRNA-31表達量遠高于胃腫瘤細胞，而甲基化水平低于胃腫瘤，反之亦然。進一步探究發現引起miRNA-31水平改變的是組蛋白去乙酰化酶抑制因子2（HDAC2），下調HDAC2后癌細胞增殖被抑制。這些結果證明miRNA-31能作為胃腫瘤細胞的一種功能抑制劑[11]。

在胃腫瘤細胞中不僅僅只有miRNA-31起抑癌作用。miRNA-302B是一種特異性的胚胎干細胞miRNA[12]，是目前在胃癌細胞中發現的，相比于正常細胞表達變化最為明顯的一種miRNA。研究表明miRNA-302B靶向結合組蛋白激酶受體EphA2，使EphA2表達量減少，進而使Wnt/β-catenin通路中的相關癌基因c-Myc和G1/S-特異性周期蛋白-D1（CyclinD1）表達量減少，導致上皮細胞的間質轉化（EMT）減少而抑制癌細胞的擴散[13]。

除了這兩個較為典型的miRNA之外，還有miRNA-199a/b-3p，2003年首次在人類19號染色體和1號染色體中被確認[14]。在胃癌細胞中過表達miRNA-199a/b-3p后發現p21活性激酶（PAK4）的表達量減少，細胞增殖被抑制。所以miRNA-199a/b-3p參與胃癌細胞調控的主要方式是通過MEK/ERK軸[15]。

1.2 miRNA在胃癌中的促進作用

除了抑制癌細胞的miRNA，還有一些miRNA能促進癌細胞的增殖。正常的組織和癌組織都會分泌外泌體，晚期癌細胞外泌體的分泌水平會大大提高，這些外泌體能夠促進腫瘤的擴散和侵染力。因此腫瘤分泌的外泌體中的miRNA能夠被用來作為不同腫瘤類型和不同時期的生物標志物[16-17]。相關研究報道，從癌細胞的外泌體中發現和鑒定出了能作為癌癥鑒定的生物標志物。在胃癌細胞中，miRNA-1290與細胞的臨床分期呈正相關，且miRNA-1290通過FOX1促進胃癌的增殖和轉移[18]，檢測這些miRNA的含量可以預估癌細胞的發育程度以及時間[19]。

2 miRNA在肝癌中的作用

原發性肝癌一般包括肝細胞癌（HCC）、膽管癌和肝血管肉瘤，而其中HCC占肝癌的85%～90%，在全球惡性腫瘤中排名第五[20]。肝癌早期無明顯癥狀，也給臨床診斷帶來困難。同時，體重減輕、肝臟疼痛等癥狀會影響患者的生活質量，甚至會導致生命危險。導致肝癌的因素很多而且非常復雜，有很多數據證實了miRNA在肝癌中的重要作用，所以miRNA在肝癌中的作用不容小覷。

2.1 miRNA在肝癌中的調節機制

miRNA在肝癌中的調節作用主要是通過靶向信號通路中的關鍵基因來實現的。過表達miRNA-200a能夠明顯抑制肝細胞癌的代謝能力，進一步發現miRNA-200a主要是通過直接靶定生長因子受體結合蛋白2相關結合蛋白1（GAB1）來發揮作用，提示miRNA-200a在以后的研究中可以作為新的肝惡性腫瘤抑制靶點[21]。miRNA-612通過Sp1/NANOG細胞信號通路抑制HCC多能性，miRNA-612對上皮細胞粘附分子如CD313的mRNA和蛋白表達水平具有負調節的作用，對腫瘤大小和數目也具有負調節作用，并且能直接抑制Sp1蛋白的表達、降低NANOG的轉錄活性，同時在活檢組織切片檢查中也發現Sp1和NANOG的表達越高，對于腫瘤切除的HCC患者的預后效果就越不利[22]。Wu等[23]在HepG2和SMMC-7721細胞系中發現miRNA-30c能夠通過靶向結合IER2調節細胞遷徙和侵襲，miRNA-30c能夠將IER2作為靶點對細胞活性實行負調節，這對肝癌患者而言可能是一個比較有前景的治療策略。

近些年來，長片段非編碼RNA（lnc-RNA）也逐漸成為研究熱點，其作用機制有些也是通過miRNA途徑來發揮作用。如miRNA-362-5p作為lnc-RNA的癌癥易感性候選物2（CASC2）的內源靶點，CASC2通過靶向miRNA-362-5p從而抑制NF-κB通路調節HCC的細胞活性[24]。一些miRNA也可以作用于共同的靶點，miRNA-520-3p和miRNA-132可以共同調節細胞表面的跨膜糖蛋白GPC3和Hippo細胞信號通路的關鍵下游蛋白YAP的表達，增強肝癌細胞系的增殖能力和降低細胞自噬水平[25]。現在的研究結果說明不同的miRNA在腫瘤細胞中的功能可能是網絡化的，它們的功能可能是相互影響的，這可能為腫瘤治療的分子水平提供一個新的思路。

2.2 肝癌中miRNA與miRNA sponge

miRNA sponge能夠抑制miRNA基因，其本質為mRNA，在3′UTR區域有多個miRNA靶定位點。當sponge高表達的時候，能夠特異性地抑制某些miRNA的活性。miRNA sponge的出現，為研究miRNA提供了一種新方法。sponge常常以質粒轉染的方式在靶細胞中表達，進而抑制miRNA的表達[26]。Hu等[27]發現lncRNA-657能夠作為miRNA-106a-5p的sponge，通過調節PTEN的表達抑制肝癌細胞的生長。有研究發現通過miRNA sponge可抑制miRNA-221的致癌性[28]。有些miRNA的調節有利于腫瘤細胞的生長，所以降低miRNA的表達能夠作為一種治療靶點，但這種潛在的治療方法的安全性和有效性還有待檢測，想真正用于臨床仍然有很長的一段路要走。

2.3 miRNA在肝癌治療中的作用

目前肝癌的治療大多數都是通過化療來實現的，由于化療對患者傷害極大，所以藥物治療的呼聲也越來越高。許多藥物治療都是通過miRNA對特異靶點發揮作用。HCC細胞系中miRNA-494的過表達能夠通過哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）信號通路增加索拉非尼的耐受性。索拉非尼一直是早期HCC的一線治療藥物，但是由于腫瘤異質性、先天或者后天養成的耐藥性，索拉非尼的作用并沒有得到很好的發揮，將索拉非尼和抗miRNA-494結合將可能是一個新的治療HCC的靶點[29]。芹黃素是一種研究很久的具有抗癌性的天然藥物，Gao等[30]發現在BEL-7402和ADM細胞系中過表達的miRNA-101能夠模仿阿霉素對芹黃素的敏化作用，而且能夠靶向結合核因子NF-E2相關因子（Nrf-2）的3′UTR區域。以上結果說明芹黃素可以作為治療HCC的一個潛在化療增敏劑以增強化療效果。miRNA對于多重耐藥性的產生也有調節作用， Chen等[31]發現相比一般肝癌細胞系，多重耐藥的肝癌細胞系中的miRNA-27a的表達量是明顯下降的，在多重耐藥的BEL7402細胞中過表達miRNA-27a后，MDR1/P-糖蛋白和β連環素的表達水平明顯降低，并且增強了對于5氟尿嘧啶的敏感性和其介導的凋亡，提示miRNA-27a在HCC的治療中通過抑制FZD7/β連環素逆轉多重耐藥性（MDR）是作為一個新型調節劑發揮作用。

3小結

數量龐大的miRNA在胃癌及肝癌中發揮著復雜而重要的調節作用，隨著與疾病的發生、發展、浸潤遷移以及影響化療藥物相關的miRNA不斷被揭示，對miRNA在癌癥中的功能及作用機制也有了更全面的了解。miRNA在不同的疾病中的作用，與疾病的類型、發生部位、時期以及用藥情況都有關聯。目前更多的研究拓展到結合lncRNA、sponge及基因啟動子的表觀遺傳調控等多層面的綜合分析[32]。本研究較詳細地總結了miRNA在胃癌、肝癌中的作用以及調控方式，論證了miRNA表達譜的差異及表達調控在癌癥中的重要調控作用。這些論述有助于清晰地了解不同種類的miRNA在胃癌、肝癌發生發展中的調節機制，為相關腫瘤的理論研究及臨床診治提供更多指導。

[參考文獻]

[1] Roderburg C，Trautwein C. Cell-specific functions of miRNA in the liver [J]. J Hepatol，2017，66（3）：655-656.

[2] Huang Y，Shen XJ，Zou Q，et al. Biological functions of microRNAs：a review [J]. J Physiol Biochem，2011，67（1）：129-139.

[3] Wang XZ，Hang YK，Liu JB，et al. Over-expression of microRNA-375 inhibits papillary thyroid carcinoma cell proliferation and induces cell apoptosis by targeting ERBB2 [J]. J Pharmacol Sci，2016，130（2）：78-84.

[4] Krek A，Grun DM，Poy MN，et al. Combinatorial microRNA target predictions [J]. Nat Genet，2005，37（5）：495-500.

[5] 陳萬青，孫可欣，鄭榮壽，等.2014年中國分地區惡性腫瘤發病和死亡分析[J].中國腫瘤，2018，27（1）：1-14.

[6] Torre LA，Bray F，Siegel RL，et al. Global cancer statistics，2012 [J]. CA Cancer J Clin，2015，65（2）：87-108.

[7] Chen W，Zheng R，Baade PD，et al. Cancer statistics in China，2015 [J]. CA Cancer J Clin，2016，66（2）：115-132.

[8] Rupaimoole R，Calin GA，Lopez-Berestein G，et al. miRNA Deregulation in Cancer Cells and the Tumor Microenvironment [J]. Cancer Discov，2016，6（3）：235-246.

[9] Kim HS，Lee KS，Bae HJ，et al. MicroRNA-31 functions as a tumor suppressor by regulating cell cycle and epithelial-mesenchymal transition regulatory proteins in liver cancer [J]. Oncotarget，2015，6（10）：8089-8102.

[10] Stepicheva NA，Song JL. Function and regulation of microRNA-31 in development and disease [J]. Mol Reprod Dev，2016，83（8）：654-674.

[11] Wei J，Wang Z，Wang Z，et al. MicroRNA-31 Function as a Suppressor Was Regulated by Epigenetic Mechanisms in Gastric Cancer [J]. Biomed Res Int，2017， 2017：5348490.

[12] Zhang M，Yang Q，Zhang L，et al. miR-302b is a potential molecular marker of esophageal squamous cell carcinoma and functions as a tumor suppressor by targeting ErbB4 [J]. J Exp Clin Cancer Res，2014，33（1）：10.

[13] Huang J，He Y，Mcleod HL，et al. miR-302b inhibits tumorigenesis by targeting EphA2 via Wnt/β-catenin/EMT signaling cascade in gastric cancer [J]. BMC Cancer，2017， 17：886.

[14] Hou J，Lin L，Zhou W，et al. Identification of miRNomes in human liver and hepatocellular carcinoma reveals miR-199a/b-3p as therapeutic target for hepatocellular carcinoma [J]. Cancer Cell，2011，19（2）：232-243.

[15] Zeng B，Shi W，Tan G. MiR-199a/b-3p inhibits gastric cancer cell proliferation via down-regulating PAK4/MEK/ERK signaling pathway [J]. BMC Cancer，2018，18（1）：34.

[16] Mitchell PJ，Welton J，Staffurth J，et al. Can urinary exosomes act as treatment response markers in prostate cancer？[J]. J Transl Med，2009，7：4.

[17] Nilsson J，Skog J，Nordstrand A，et al. Prostate cancer-derived urine exosomes： a novel approach to biomarkers for prostate cancer [J]. Br J Cancer，2009，100（10）：1603-1607.

[18] Lin M，Shi C，Lin X，et al. sMicroRNA-1290 inhibits cells proliferation and migration by targeting FOXA1 in gastric cancer cells [J]. Gene，2016，582（2）：137-142.

[19] Sun ZP，Li AQ，Jia WH，et al. MicroRNA expression profiling in exosomes derived from gastric cancer stem-like cells [J]. Oncotarget，2017，8（55）：93839-93855.

[20] Farazi PA，Depinho RA. Hepatocellular carcinoma pathogenesis：from genes to environment [J]. Nat Rev Cancer，2006，6（9）：674-687.

[21] Wang J，Song W，Shen W，et al. MicroRNA-200a Suppresses Cell Invasion and Migration by Directly Targeting GAB1 in Hepatocellular Carcinoma [J]. Oncol Res，2017，25（1）：1-10.

[22] Liu Y，Liu DL，Dong LL，et al. miR-612 suppresses stem cell-like property of hepatocellular carcinoma cells by modulating Sp1/Nanog signaling [J]. Cell Death Dis，2016， 7（9）：e2377.

[23] Wu W，Zhang X，Liao Y，et al. miR-30c negatively regulates the migration and invasion by targeting the immediate early response protein 2 in SMMC-7721 and HepG2 cells [J]. Am J Cancer Res，2015，5（4）：1435-1446.

[24] Zhao L，Zhang Y，Zhang Y. Long noncoding RNA CASC2 regulates hepatocellular carcinoma cell oncogenesis through miR-362-5p/Nf-κB axis [J]. J Cell Physiol，2018，233（10）：6661-6670.

[25] Lei CJ，Yao C，Li DK，et al. Effect of co-transfection of miR-520c-3p and miR-132 on proliferation and apoptosis of hepatocellular carcinoma Huh7 [J]. Asian Pac J Trop Med，2016，9（9）：898-902.

[26] Ebert MS，Sharp PA. MicroRNA sponges：progress and possibilities [J]. RNA，2010，16（11）：2043-2050.

[27] Hu B，Cai H，Zheng R，et al. Long non-coding RNA 657 suppresses hepatocellular carcinoma cell growth by acting as a molecular sponge of miR-106a-5p to regulate PTEN expression [J]. Int J Biochem Cell Biol，2017，92：34-42.

[28] Moshiri F，Callegari E，D′Abundo L，et al. Inhibiting the oncogenic mir-221 by microRNA sponge：toward microRNA-based therapeutics for hepatocellular carcinoma [J]. Gastroenterol Hepatol Bed Bench，2014，7（1）：43-54.

[29] Pollutri D，Patrizi C，Marinelli S，et al. The epigenetically regulated miR-494 associates with stem-cell phenotype and induces sorafenib resistance in hepatocellular carcinoma [J]. Cell Death Dis，2018，9（1）：4.

[30] Gao AM，Zhang XY，Ke ZP. Apigenin sensitizes BEL-7402/ADM cells to doxorubicin through inhibiting miR-101/Nrf2 pathway [J]. Oncotarget，2017，8（47）：82085-82091.

[31] Chen Z，Ma T，Huang C，et al. MiR-27a modulates the MDR1/P-glycoprotein expression by inhibiting FZD7/β-catenin pathway in hepatocellular carcinoma cells [J]. Cell Signal，2013，25（12）：2693-2701.

[32] Krol J，Loedige I，Filipowicz W. The widespread regulation of microRNA biogenesis，function and decay [J]. Nat Rev Genet，2010，11（9）：597-610.

（收稿日期：2018-07-06 本文編輯：羅喬荔）