微小RNA及RNA干擾技術在胃癌治療中的應用進展

丁俊杰 魏鶴松 王笑天 常子雨 楊磊 朱麗華

【摘要】微小RNA（ miRNA），廣泛存在于真核生物中的一類長度約21_ 2Snt的非編碼調控單鏈小分子RNA，可以對細胞的增殖、分化和凋亡等過程起到調控作用，在胃癌的發生發展過程中起到了相當于促癌基因和抑癌基因的作用。隨著阻抑基因表達研究的發展，RNA干擾（RNAi）技術被提出，即向細胞中導入雙鏈RNA，通過其與內源性RNA特異地結合，阻礙特定基因的翻譯或轉錄，進而抑制基因的表達。逐漸深入分子機制研究的背景下，各種腫瘤研究中已經開始應用RNA干擾技術，尤其是胃癌治療中，其應用前景十分廣闊。

【關鍵詞】微小RNA； RNA干擾技術；胃癌；

【中圖分類號】 R73

【文獻標識碼】A

【文章編號】2096-5249（ 2018） 03-009-02

在世界范圍內，因腫瘤死亡患者中，占據死因第二位的即為胃癌。目前，胃癌主要采取綜合治療，其中包含手術治療、化療、放療等，但并不能獲得理想的總體療效，還需要積極探索更為有效的治療方案。為了解決這一難題，深入研究胃癌發病的分子機制非常必要。越來越多的研究將方向指向了miRNA與胃癌的關系，miRNA作為一種新的基因表達調控因子，能夠通過序列特異性結合于靶基因mRNA的3'UTR來負調控靶基因的表達，廣泛參與機體內多種生理、病理過程，在腫瘤發生和發展過程中發揮重要作用，所以miRNA極有可能為胃癌提供更多更好的診斷和治療方法。

隨著不斷的深入研究RNA，對其功能也重新認識，RNA干擾技術向細胞中導入雙鏈RNA，并通過雙鏈RNA與內源性RNA特異結合，進而阻礙特定基因的翻譯或轉錄，最終抑制基因的表達。體內導入小干擾RNA（siRNA）和異源雙鏈RNA（shRNA）沉默靶基因技術的成熟，對提高miRNA的體內導入技術也有一定幫助。胃癌也屬于一種多基因疾病，因而其治療中也適合應用RNA干擾技術，本研究即綜述了微小RNA及RNA干擾技術在胃癌治療中的應用。

1.miRNA與腫瘤的關系

miRNA是一類長度很短（大約含有22個核苷酸）的非編碼調控單鏈小分子RNA，由內源基因編碼，由一段具有發夾環結構的單鏈RNA前體（pre-miRNA）剪切后生成。miRNA本身并不具有開放閱讀框，絕大部分定位于基因間隔區，其轉錄獨立于其他基因，并不翻譯成蛋白質，而是在體內代謝過程中起到多種調控作用。目前有研究認為，miRNA主要通過兩種方式對基因表達進行調控：即對靶基因翻譯抑制和切割降解【1】。前者指miRNA與靶基因mRNA 3端的非編碼區不完全互補結合后，抑制靶基因mRNA的翻譯；后者指miRNA與靶基因mRNA 3端的非編碼區完全互補結合后，使靶基因mRNA發生降解，并且前者是哺乳動物體內miRNA對基因表達調控的主要機制【2】。

細胞的異常增殖是腫瘤發生機制中比較經典的解釋，根據miRNA有抑制基因表達的這一作用，考慮到其可能通過調控與細胞增殖相關的基因，來改變細胞正常周期。已有研究證明，超過一半的miRNA基因定位于已知的腫瘤相關基因組區域內或已知的基因脆性位點，miRNA極有可能在腫瘤的發生發展過程中發揮了重要的作用。如果miRNA在腫瘤中的表達呈明顯上升趨勢，那么它們就屬于有致癌基因作用的miRNA；反之，如果在腫瘤中某些miRNA有表達下調的趨勢，那么它們就能起到抑癌基因的作用。

2.miRNA對胃癌的影響

胃癌的發生、發展過程中由多種因素共同作用，正如環境因素、遺傳因素、幽門螺桿菌感染等。普遍認為，幽門螺桿菌感染是胃癌癌變的主要因素之一，80%以上的胃癌檢測其成陽性。Matsushima【3】等利用基因芯片篩選、RT-PCR方法發現：在胃黏膜幽門螺桿菌的感染中，存在55種miRNA的表達發生變化，即這些miRNA分子可能參與了幽門螺桿菌對胃癌的致病過程。也有研究表明，幽門螺旋桿菌感染，可通過影響胃粘膜炎性反應、癌基因或抑癌基因的表達，引起miRNA的表達水平發生變化，進而影響胃癌的發生發展。

在一些研究中發現，部分miRNA通過負性抑制腫瘤抑癌基因或者控制細胞的分化或凋亡來促進胃癌的發展，例如，Zhang等發現，胃癌細胞中的miR-21表達與其正常情況相比明顯升高，并且miR-21的表達升高與胃粘膜的幽門螺桿菌感染有關。除此之外，他們的實驗還證實miR-21對于人的胃癌細胞系AGS的增殖和侵襲有促進作用。人的RUNX3基因的表達產物與FOX03a/FKHRL1作用后激活促凋亡蛋白Bim，可對胃癌細胞的凋亡起到誘導作用，研究發現，miR-93和miR-106便可抑制Bim而起到抗腫瘤細胞凋亡的作用【4】。另外，miRNA對胃癌細胞的侵襲遷移也可發揮重要的作用，已有實驗證明，提高miR-lOa的表達能夠顯著促進胃癌細胞系BCC823的遷移和侵襲能力【5】。

除以上所述，一些miRNA還具有抑癌基因的作用，即通過調控胃癌細胞的增殖、凋亡或轉移侵襲對胃癌造成抑制。在胃癌組織中，miR-126的表達明顯下降，與患者的腫瘤大小、淋巴結轉移、局部侵襲及TNM分期等臨床病理學特點明顯相關，miR-126的表達能阻斷停滯細胞周期來抑制細胞增殖，并可以抑制腫瘤細胞的侵襲和轉移【6】。生物信息學的分析顯示，在胃癌中miR-217低表達，其作用的靶基因EZH2在細胞的增殖遷移、腫瘤形成中發揮重要作用，嘗試敲除SGC7901胃癌細胞中的m1R-217，能夠明顯增加細胞的浸潤侵襲力【7】。即提示m1R-217對于降低胃癌細胞的遷移侵襲能力有很大作用。

3.miRNA與胃癌的治療

目前治療胃癌的方法還局限于外科手術配合術后化療，然而在化療過程中往往會出現腫瘤細胞耐藥性的情況，導致后期治療難以進行。現已有很多的研究在利用miRNA在胃癌組織中的差異性表達來對胃癌進行診斷方法的探索，即miRNA很有可能成為新型的腫瘤分子標志物，這對于胃癌患病的高危人群早期的診斷具有非常重要的意義。

綜合考慮miRNA對胃癌的多種方面的影響，結合當今逐步發展的基因治療技術，采用RNA干擾技術等分子生物學的手段，對胃癌組織中表達失調的基因及其產物進行調控，這將擁有廣闊的應用前景。

國外學者以NOL8基因為對象，設計出小分子干擾RNA，對彌漫性胃癌細胞系TMK-I轉染后發現，NOL8表達明顯降低，而且導癌細胞在其誘導下發生凋亡【8】。有研究發現某些miRNA影響了胃癌細胞耐藥性的產生，Xia等【9】在研究胃癌細胞系SCC7901及其多藥耐藥細胞系SGC7901/VCR時發現，m1R-15b和m1R-16在SGC7901/VCR細胞系中的表達顯著下降，當m1R-15b和m1R-16過度表達時，Bcl基因的表達受到了抑制，使得胃癌細胞對化學治療藥物的敏感性提高。國外多位學者選擇人胃癌細胞EFG-257RDB，其MDR1基因及其表達產物利用小分子干擾RNA抑制，結果顯示，抑制率可達到91%，同時降低了細胞抵抗柔紅霉素的程度，約為58%【10】。

從癌癥的源頭——癌基因考慮，設法抑制胃癌相關基因的活性，從而達到抑制胃癌發生發展的目的。目前對于RNA干擾（ RNAi）治療胃癌的研究不斷發展，給胃癌的治療提供了新的途徑。RNA干擾主要通過導入雙鏈RNA進而靶向抑制轉錄后基因的表達，具有特異、高效、毒性小的特點。在研究中發現，hyrdC基因廣泛存在于人體各組織中，其在胃癌組織中的表達增加，是一種與胃癌相關的腫瘤基因。hyrdC基因過表達時可促進胃癌SGC-7901細胞的增殖，利用小分子干擾RNA（ siRNA）靶向干擾沉默hyrdC基因后，胃癌SGC-7901細胞受到抑制，腫瘤體積會明顯減小【11】。此外，通過RNA干擾技術靶向沉默胃癌相關基因從而抑制胃癌細胞的增殖分化及侵襲轉移能力也獲得了很多實驗研究的證實，隨著RNA干擾技術及其機理研究的不斷進行，RNAi技術必將在臨床應用中取得更多突破。

另外，結合之前對抑癌性miRNA的研究，在癌癥發生發展的過程中，許多抑癌性miRNAs啟動子區結構常可因DNA超甲基化而沉默甚至關閉，從而使該基因轉錄下調【12】。目前已知的DNA甲基化酶抑制劑以及組蛋白修飾酶抑制劑等是一類基因修飾藥物，在癌組織中它們可以下調啟動子區DNA甲基化或開放異常的基因結構，恢復miRNAs基因的正常轉錄功能，而再次生成成熟的抑癌性miRNA，發揮正常的基因調控功能【13】。所以利用此方面來治療人類的惡性腫瘤是個充滿希望的領域。已有實驗證明，DNA甲基化和組蛋白去乙酰化酶抑制劑能通過RNA polymeraseⅡ對沉默的m1R-512-5p進行活化，而活化的miR-512-5p能夠抑制Mcl-l表達，促使胃癌細胞的凋亡。這為胃癌的治療提供了新的思路和手段【14】。

4.展望

對于miRNA及RNA干擾技術的研究已經為胃癌的診斷和治療帶來了新的曙光，目前對于胃癌相關miRNA的篩選，miRNA靶向基因的確定及作用機制的研究仍有很多問題需要解決，以目前常規的生物信息學方法來研究仍有很大困難。可以說，對于miRNA與胃癌方面的研究是機遇與挑戰并存，但隨著更多研究miRNA技術的出現，使得對于miRNA的了解逐漸深入，在不久的將來，無論是以miRNA作為診斷標志物還是將其作為治療的靶點，甚至以藥物的形式出現于臨床應用，這些都將成為現實。

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