微小RNA對結腸癌調控機制的研究進展

魏蔚 劉敏 鐘加滕

1.新鄉醫學院基礎醫學院，河南新鄉 453003；2.平頂山學院醫學院，河南平頂山 467000

微小RNA是內源性單鏈小分子，由大約20個核苷酸所組成，近年來生物界對微小RNA進行了反復的研究，隨著研究的深入，許多學者發現患有惡性腫瘤的患者其機體內微小RNA的表達水平會出現明顯變化，并且腫瘤細胞發生分化、生殖后微小RNA的表達水平也會隨之發生變化，這意味著微小RNA可以作為抑癌基因或促癌基因，其對腫瘤細胞的增殖與分化均有一定調控作用[1]。而結腸癌在發生、發展上與許多基因表達異常有著密切的聯系，微小RNA異常表達也在其中，這意味著若能探明微小RNA對結腸癌發生、發展的影響以及影響機制，便可以進一步推動結腸癌分子靶向治療的發展，使結腸癌的治療獲得更高的成就[2]。而微小RNA對結腸癌調控機制正是該文所要研究的課題。

1 微小RNA的組成

微小RNA分值的組成為17～25個核苷酸，實質上為單鏈的小分子RNA，其源于原始轉錄體。動物的原始轉錄體最初剪切于細胞核中，在Dorsha酶的剪切下形成了大約70個左右的核苷酸，并形成了莖環結構的微小RNA前體；隨后，原始轉錄體借助依賴性合核漿自細胞核轉入細胞質，在經過轉運之后原始轉錄體與細胞質中的TARBPs/PRKRA與DICERI相結合，進而完成二次剪切，最終形成了雙鏈的微小RNA，這時微小RNA的雙鏈分子分別有1條成熟的微小RNA與1條反義鏈，其中成熟的微小RNA被AGO識別，二者相結合，使反義鏈與之脫離，形成微小RNA分子，反義鏈則被降解。

2 微小RNA的作用

既有的研究認為，微小RNA是非編碼單鏈分子，具有高度保守特性，其可以和靶基因mRNA3’段的非編碼區相結合，使mRNA的翻譯被抑制，從而推動靶基因的降解。由于單鏈分子并無解碼作用，故微小RNA或是結合mRNA編碼區來起作用，或是識別mRNA3’端非轉錄區靶基因來起作用，而在其起作用的過程中，AGO蛋白是關鍵蛋白，其既可以與微小RNA相結合形成結合體，也能經由mRNA出立體與TNRC6蛋白對mRNA水平進行調節[3]。事實上，在正常的細胞中，微小RNA可以和靶基因mRNA實現特異性的結合，其可以誘導mRNA使其降解，并抑制蛋白合成，進而實現對細胞分化、增殖、凋亡以及信號轉染的調控。而在結腸癌等惡性腫瘤的腫瘤細胞中，部分微小RNA則可以對信號轉導產生影響，誘發結腸癌等惡性腫瘤的發生，另外一部分微小RNA則是隨著表達水平升高，會對結腸癌等惡性腫瘤的腫瘤細胞生長產生抑制作用。

3 微小RNA的促癌或抑癌機制

目前，微小RNA的促癌或抑癌機制主要有如下3種。

3.1 促進或抑制腫瘤細胞凋亡

微小RNA-224是一種促癌基因，其在惡性腫瘤患者中有著較高的表達，可以對Fas蛋白的含量產生影響，使mRNA的表達受到抑制，從而減少腫瘤細胞凋亡。微小RNA-15a與微小RNA-16-1L則是抑癌基因，其與微小RNA-224作用相反，可以使腫瘤細胞凋亡，關于其作用機制，主要是與Bcl-2的非翻譯區結合，使Bcl-2具有更少的蛋白含量，從而使腫瘤細胞出現細胞程序性的凋亡[4]。

3.2 促進或減少新血管生成

腫瘤通過血管來供應血氧，進而不斷發育成長，故可以說新血管生成是腫瘤發展的首要條件，而新血管生成來源于血管內皮生長因子的分泌，對其分泌可以產生調節作用的一種物質便是微小RNA。例如，微小RNA-378可以結合血管生長因子非編碼區3端的非翻譯區，促進血管內皮生長因子的合成；微小RNA-125b在惡性腫瘤細胞中表達的上調則能減少人谷氨酰胺合成酶對血管內皮生長因子受體的降解作用，使機體分泌刺激更多的血管內皮生長因子，進而促進新血管的生成[5]。與之相反的是，微小RNA-18a可以使機體中的鋅指蛋白表達上調，使特異性蛋白的過表達受到抑制，對特異性蛋白有較高依賴性的血管內皮生長因子水平將會降低，腫瘤內新血管的生成便會隨之減少[6]。

3.3 推動或阻止腫瘤細胞的浸潤轉移

上皮間質轉化是腫瘤細胞發生浸潤轉移的關鍵性過程，由于上皮間質轉化可以受到E盒結合鋅指蛋白基因的調控，因此許多微小RNA都可以通過影響E盒結合鋅指蛋白1或E盒結合鋅指蛋白2來調節上皮間質轉化的表達，從而推動或阻止腫瘤細胞的浸潤轉移。例如，微小RNA-200所屬家族便可以通過對E盒結合鋅指蛋白基因進行直接作用來使其表達下調，從而使上皮細胞標志分子表達上調，抑制惡性腫瘤細胞的上皮間質轉化，避免腫瘤細胞的轉移[7]。而患有結腸癌等癌癥的患者其腫瘤細胞中內源性微小RNA-200的表達被抑制，其對腫瘤細胞轉移的阻止能力降低，而在管腔細胞內存在的微小RNA-221與微小RNA-222則會使E-eadherin這一上皮細胞標志分子的表達下調，從而使腫瘤細胞具有更強的浸潤轉移能力[8]。

4 微小RNA調控結腸癌

微小RNA最初于1993年在秀麗隱桿線蟲中被發現，其時人們并沒有重視其生理功能與作用機制，及至2001年對微小RNA作用與相關機制才給予了充分重視。至今為止，探究微小RNA與腫瘤之間關系的研究數量較少，僅有700多份，而微小RNA與結腸癌之間關系的研究則相對更少[9]。但是從既有研究可以發現，微小RNA可以調控結腸癌的發生與發展，2002年的一項研究顯示，染色體13q14中存在2個微小RNA基因——微小RNA-15、微小RNA-16，同時這項檢驗也發現了微小RNA異常表達與結腸癌之間的關系[10]；同期的另一項研究顯示，結腸癌患者的微小RNA-155表達明顯上調，而慢性結腸炎患者的微小RNA-155表達則無明顯變化，這意味著微小RNA-155切實參與了結腸癌的發展[11]。此外，既有的研究表明，微小RNA-21、微小RNA-139-3P均在結腸癌的腫瘤組織中有著高表達，并且后者還與結腸癌腫瘤細胞浸潤轉移有著密切的聯系，其可以結合Notch-1基因，使其蛋白合成減少，使癌細胞具有更高的抗腫瘤藥敏感性，若是其表達下調，則患者容易發生耐藥性問題，其腫瘤轉移率也會隨之升高[12]；微小RNA-21存在于血清中，結腸癌患者的表達高于正常人，其具有促進癌細胞增殖的作用[13]。微小RNA-23a高表達是結腸癌發生浸潤轉移的主要生物學標志，通過這項指標可以評估結腸癌的發展過程[14]。

針對微小RNA對結腸癌的調控作用，臨床可以通過對微小RNA的檢測來實現對結腸癌的早期診斷、靶向治療以及預后評估，這有助于降低結腸癌患者的發病率與死亡率[15]。而微小RNA與惡性腫瘤尤其是結腸癌關系的研究目前數量依然較少，研究不夠深入，期望在醫學技術進一步發展后微小RNA對結腸癌的診治能夠發揮出更大的作用。

微小RNA參與了結腸癌的發生、發展、浸潤轉移，不同的微小RNA對腫瘤細胞有不同作用，臨床可以基于對微小RNA的檢測來實現對結腸癌的準確診治。