微小核糖核酸在結直腸癌發病、診治及預后中作用的研究進展

牛萌柯，鄧文英，李寧，羅素霞

(鄭州大學附屬腫瘤醫院，鄭州450000)

結直腸癌(CRC)在全球常見的惡性腫瘤中居第3位，在癌癥相關死亡中居第2位，但其發生的潛在機制仍不清楚。許多研究表明，CRC發生與致癌信號通路的激活和腫瘤抑制信號的失活有關。微小核糖核酸(miRNA)是長度約為22個核苷酸的內源性單鏈非編碼RNA，其可以在轉錄后調節真核生物中各種癌基因和抑癌基因的表達。研究顯示，許多miRNA的表達失調在CRC各階段關鍵性信號傳導途徑中起介導作用[1]。因此，監測miRNA在組織及體液的表達水平，有利于對CRC作出早期診斷；靶向調節miRNA表達水平，不僅對CRC有直接治療作用，還可增強患者對化療藥物的敏感性，從而提高其生存質量并改善預后。現對miRNA在CRC發病、診斷、治療及預后方面最新研究進展綜述如下。

1 miRNA在CRC發病中的作用

miRNA在多種生物過程中發揮作用，包括細胞分化、增殖、遷移、侵襲、凋亡和細胞周期進程的調節；其在轉錄后能夠調節基因表達和各種細胞機制，它們是致癌作用的重要因子[2]。近幾年研究顯示，更多新的miRNA被發現能夠控制癌細胞的增殖和遷移，與CRC的發生和發展密切相關。

腫瘤微環境(TME)是包含腫瘤細胞、腫瘤相關巨噬細胞(TAM)、間質細胞和非細胞成分的復雜環境。上皮-間質轉化(EMT)作為癌癥發生和轉移的主要參與者，參與TAM和腫瘤細胞之間的相互作用。研究發現，miR-195-5p表達下調導致CRC細胞增殖、遷移、侵襲和EMT，顯著降低患者的總體存活率[3]。miR-30d表達上調可通過使G蛋白a亞基13表達下調，從而抑制CRC細胞的增殖和侵襲[4]。Song等[5]研究顯示，miR-10b表達上調可抑制CRC細胞的生長、集落形成、遷移和侵襲；異種移植物動物實驗表明，miR-10b也可通過敲低成纖維細胞生長因子13(FGF13)表達，在體內抑制CRC細胞生長和肺轉移。Hwang等[6]研究顯示，miR-146a過表達激活CRC腫瘤干細胞(CSC)中的Wnt通路以穩定β連環蛋白，從而促進CRC的發生和進展。然而，miR-1通過下調癌基因和(或)轉錄因子Met、HDAC4、PIM1、Slug等抑制癌細胞生長[7]。以上研究表明，miRNA是發揮促癌或抑癌作用，取決于其表達水平及相應的靶基因或靶蛋白的相互作用，而其中的復雜機制需進一步研究加以明確。

2 miRNA在CRC診斷中的作用

近年來，miRNA作為癌癥的診斷生物標志物備受關注。miRNA可通過非侵入方法快速被測定，且在實驗室環境中的各種條件下都非常穩定。Link等[8]通過使用RT-PCR和微陣列分析發現，CRC或腺瘤患者糞便中的miR-21和miR-106a表達顯著上調。Wu等[9]通過實時定量逆轉錄PCR法檢測CRC及正常對照組織及糞便中的miR-21和miR-92a，發現CRC患者組織及糞便標本中的miR-21和miR-92a表達上調，且miR-92a表達水平有助于鑒別患有CRC或腺瘤患者與健康對照者甚至是低風險息肉患者。Zhu等[10]使用SYBR Green miScript PCR系統和2-ΔΔCt方法定量糞便中的4種miRNA(miR-29a、miR-145、miR-223和miR-224)的水平，發現CRC患者miR-29a、miR-223和miR-224表達顯著下調而miR-145表達無顯著差異。以上研究表明，miRNA作為CRC的診斷標志物具有較高的特異性和敏感性。

在一項205例參與者的研究中，研究者對4個GEO數據集進行綜合分析后，通過qRT-PCR法檢測血漿miR-1290、miR-320d，發現這2種miRNA能夠鑒別CRC或腺瘤與健康對照者；研究還發現，血漿miR-1290、miR-320d水平與腫瘤大小、TNM分期、淋巴結轉移和遠處轉移相關，腫瘤較大、TNM分期較晚、淋巴結轉移或遠處轉移的CRC患者血漿miR-1290水平升高，而miR-320d水平降低[11]。Yang等[12]采用RT-PCR法檢測血清miR-20a、miR-486、miR-92a和miR-135b水平后發現，與健康對照者比較，CRC或腺瘤患者血清miR-20a、miR-486水平下降，并且miR-486水平在管狀絨毛狀腺瘤和高級別上皮內瘤變患者中下降更明顯。以上研究均提示，miRNA均可作為早期CRC診斷的潛在非侵襲性腫瘤生物標志物。

3 miRNA在CRC治療中的作用

3.1 miRNA對CRC的直接治療作用 目前，關于miRNA介導CRC治療的相關研究主要為使內源性miRNA沉默或過表達。Niu等[13]研究表明，miR-483可通過靶向腫瘤壞死因子受體相 關因子1(TRAF1)抑制CRC細胞SW480的增殖和遷移，這有可能成為CRC新的治療策略。Wang等[14]通過功能測定顯示，miR-769表達的恢復能夠抑制CRC細胞增殖、遷移和侵襲，促使細胞凋亡增加，并抑制體內腫瘤生長。因此，miR-769可能是治療CRC患者的有效靶點。Mizoguchi等[15]使用微陣列、蛋白質印跡和熒光素酶報告基因測定，鑒定了miR-8073的潛在靶標為叉頭框M1蛋白質(FOXM1)、細胞周期蛋白D1(CCND1)、甲基-CpG結合結構域蛋白-3(MBD3)、激肽釋放酶10(KLK10)和半胱天冬酶2(CASP2)，而這些基因及其編碼的蛋白質與細胞周期、細胞增殖和癌癥發展有關；并且，miR-8073在體外能夠抑制細胞增殖，在體內可抑制結直腸腫瘤的生長。這表明miR-8073作為CRC的潛在治療方法，具有良好的應用前景。Chen等[16]通過獲得和功能喪失測定顯示，miR-203a-3p通過靶向磷酸二酯酶4D(PDE4D)促進CRC細胞增殖、集落形成和遷移和侵襲，這種方法有望成為新型分子治療策略。最新的研究表明[17，18]，miR-1249可通過靶向血管內皮生長因子 A (VEGFA)和高遷移率族蛋白A2(HMGA2)來抑制CRC生長、轉移和血管生成，miR-215可抑制腫瘤生長以及缺氧/miR-215/富含亮氨酸的G蛋白偶聯受體5(LGR5)軸的調節等，這都可能為開發新的抗CRC方法提供科學依據。總之，腫瘤抑制性miRNA或其模擬物可用作靶向治療的新型藥物，而致癌miRNA可用作個體化治療的靶標，通過敲除或恢復miRNA水平為CRC的治療提供新的策略。

3.2 miRNA對CRC耐藥性的影響 對于晚期CRC患者最常用的治療方式為化療和靶向治療，然而長期和反復應用可使患者產生原發或繼發性多藥耐藥(MDR)，從而大大降低了療效并影響患者的生存質量。研究發現，miRNA在化療及靶向治療耐藥的誘導中起重要作用。miRNA表達失調在癌癥患者中常見，并且是對化療及靶向治療藥物產生耐藥的原因。因此，通過校正miRNA失調可以作為反轉耐藥的潛在策略。

研究表明，miR-126在受體細胞中能夠刺激血管生成。就轉移性CRC患者對于抗VEGF或抗表皮生長因子受體(EGFR)藥物的治療反應而言，miR-126表達上調與貝伐單抗耐藥顯著相關[19]。Wang等[20]研究發現，miR-26b在人CRC組織和耐5-FU CRC細胞HT-29/5-FU和LOVO/5-FU中表達下調，miR-26b啟動子區域中的CpG島在抗5-FU CRC細胞中為高甲基化狀態；同時發現，miR-26b在體外能夠增強CRC細胞對5-FU的敏感性，并證實miR-26b可過負向調節P-糖蛋白(Pgp)表達抑制腫瘤生長。miR-122表達下調是抗奧沙利鉑CRC細胞中X連鎖凋亡抑制蛋白(XIAP)過表達的原因，上調miR-122表達可通過抑制XIAP表達增強抗奧沙利鉑CRC細胞SW480/OR和HT29/OR對奧沙利鉑介導的細胞凋亡的敏感性[21]。lncRNA X-無活性特異性轉錄物(XIST)與抗阿霉素(DOX)CRC細胞中的miR-124相互作用，可正向調節人絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶(SGK1)表達。研究發現，在抗DOXCRC組織和細胞中XIST、SGK1表達上調而miR-124表達下調，通過XIST敲低、SGK1表達下調、miR-124表達上調可抑制CRC細胞對DOX的耐藥性[22]。miR-128在CRC患者的腫瘤組織以及體外CRC細胞系中表達下調，過表達的miR-128通過誘導細胞凋亡使CRC細胞對腫瘤壞死因子相關的凋亡誘導配體(TRAIL)誘導的細胞毒性敏感[23]。以上研究表明，miRNA與多種化療及靶向治療藥物耐藥性存在密切聯系，這為評估治療效果及預后提供一定參考價值，并可作為提高化療療效的潛在治療靶點。

4 miRNA在CRC預后中的作用

近年多項研究發現，miRNA在腫瘤微環境不同類型細胞中表達的失調在CRC發生、進展和轉移過程中起至關重要的作用，可作為一種新型的預后生物標志物。

基于對用FOLFOX治療的2個獨立隊列患者的評估，高表達的miR-320e與Ⅱ期和Ⅲ期CRC患者TNM分期較晚、復發和預后差相關，已被公認為CRC的預后生物標志物[30]。通過分析35種獨特的miRNA在缺氧和常氧細胞之間差異表達，發現外周血miR-486-5p和miR-181a-5p低表達分別與原發腫瘤和淋巴結轉移相關，而miR-30d-5p的高表達與腫瘤進展相關，這三者均是局部晚期直腸癌預后不良的特征[24]。Lv等[25]研究發現，術前高表達miR-155與晚期和轉移密切相關，而術后高表達與復發和轉移相關，提示miR-155可作為無瘤生存的預后標志物。在最近的研究中，Zhao等[26]發現miR-411表達下調與淋巴結轉移、遠處轉移和較差的TNM分期相關，可作為預后判定的標志物。Tan等[27]應用qRT-PCR法檢測107例CRC患者和60例健康對照者血清miR-199a水平，發現miR-199a在CRC遠處轉移和淋巴結轉移者中水平降低，且低水平miR-199a患者總體存活率和無病存活率較低。這表明血清miR-199a水平降低與CRC預后不良有關，可作為診斷和預后的標志物。雖然，多種miRNA可作為CRC的預后生物標志物來評估患者腫瘤進展、轉移風險，預測無瘤生存率及遠期存活率。但值得注意的是，不同研究中發現miRNA導致腫瘤復發和轉移的機制及表達水平不盡相同。

綜上所述，miRNA表達失調與CRC的發生發展過程密切相關，并參與多種生物學行為的調節。因此，通過監測miRNA表達水平可為CRC的早期診斷提供更具特異性和敏感性的判斷。miRNA對CRC相關化療藥物抗性細胞的調節導致耐藥性的產生，對于治療療效產生負面作用，影響患者生存率；通過過表達、敲低或沉默相應miRNA的方法能夠增加CRC細胞對化療藥物的敏感性，從而提高治療療效及生存質量。探究miRNA影響癌癥發生、轉移和復發的作用機制及調節化療敏感性的途徑日益成為未來新興的治療策略。另外，用于預測治療反應的新miRNA的開發，也為指導CRC的個性化治療提供很大幫助。由此可見，miRNA作為一種新型的生物標志物及治療靶點，有助于CRC的早期診斷、治療方案療效預測及預后評估。然而，一些障礙限制了其在臨床實踐中的應用。患者的個體差異，miRNA的檢測試劑及方法，組織或體液樣品的來源及化療藥物選擇不同，導致有關miRNA的結果有一定差異。因此，由于研究間結論的不一致，miRNA作為生物標志物的臨床應用及治療靶點的作用仍然有限。但是，miRNA在CRC中的應用不可否認提供很大幫助，且具有很大的發展前景，未來值得更多的研究去發掘miRNA的潛力。