MicroRNA-7在結直腸癌中的研究進展*

張曉紅 南 瓊

昆明醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院消化內(nèi)科(650032)

隨著生活水平不斷提高以及生活方式的多元化，結直腸癌(colorectal cancer, CRC)發(fā)病率呈不斷上升的趨勢，2018年歐洲最新癌癥統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示CRC是男性癌癥死亡的第二大原因，女性癌癥死亡的第三大原因[1]。據(jù)推測，2030年預計全球將有超過220萬新發(fā)CRC病例和110萬例死亡患者[2]。我國腫瘤數(shù)據(jù)表明，CRC是癌癥的第五大死亡原因[3]。MicroRNA(miRNA)是一類全長約22個核苷酸的內(nèi)源性非編碼RNA，主要通過堿基互補配對的方式負向調控基因的表達。多數(shù)miRNA通過與靶miRNA的3’-UTR特定位點識別并結合，抑制其翻譯過程，進而調控基因表達。現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)部分miRNA可識別miRNA的5’-UTR并激活miRNA翻譯[4]。大量研究表明miRNA參與了不同癌癥的發(fā)生、發(fā)展，且可作為抗癌治療的潛在靶點[5]。MiRNA-7(miR-7)為一種抑癌miRNA，參與腫瘤細胞增殖、分化、凋亡等過程，與腫瘤的生長、侵襲、轉移相關[6]。本文就miR-7在CRC中的研究現(xiàn)狀作一綜述。

一、MiR-7的產(chǎn)生和調控機制

MiR-7由Lagos-Quintana等[7]首次發(fā)現(xiàn)，其序列在進化過程中高度保守。MiR-7在果蠅中由一個基因編碼，在人類和小鼠中由三個不同的基因位點編碼[8-9]。雖然人類和小鼠中miR-7由不同的基因位點編碼，但轉錄加工后的成熟序列具有相同的生物學活性[8]。MiR-7初級轉錄產(chǎn)物在細胞核內(nèi)經(jīng)核酸內(nèi)切酶Ⅲ Drosha剪切，成為前體miR-7，隨后通過Exportin 5轉運至細胞質內(nèi)，由核糖核酸內(nèi)切酶Ⅲ Dicer剪切為成熟miRNA，并進一步形成RNA誘導沉默復合體，該復合體靶向特定mRNA來調節(jié)基因的表達[10]。MiR-7是多種腫瘤的抑癌基因，可作用于多種靶基因，如表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor, EGFR)、p21激活激酶1、胰島素受體底物1等[11]。

MiR-7表達亦受到多種因子在轉錄和轉錄后水平的調控，如小腦變性相關蛋白1反義轉錄物(CDR1as)[12]、HuR和MSI2[10]、EGFR[13]、HoxD10[14]等。CDR1as含有63個與miR-7特異性結合的位點，兩者結合后，miR-7暫時失去生物學作用，而CDR1as可被miR-671通過AGO2蛋白以依賴性方式進行核酸內(nèi)切降解，使miR-7被解離，從而重新發(fā)揮生物學作用[12]。HuR、MSI2通過形成HuR/MSI2/pri-miR-7-1復合物，使pri-miR-7-1莖環(huán)結構變僵硬，抑制Drosha的剪切，從而抑制miR-7的成熟[10]。EGFR可通過Ras/ERK/Myc信號通路，使核蛋白C-myc與miR-7增強子盒子區(qū)域結合，促進miR-7表達[13]。HoxD10與miR-7上游啟動子區(qū)的-958～-968、-1019～-1028兩個位點結合，調節(jié)miR-7表達[14]。上述調控因子使miR-7表達維持在相對恒定的水平，調節(jié)失衡將導致細胞的生長和增殖失控。

二、MiR-7在CRC中的表達

目前主要通過微陣列法、qPCR和qRT-PCR技術檢測miR-7在CRC患者組織和細胞株中的表達[15]。Li等[16]發(fā)現(xiàn)miR-7在CRC患者組織中表達下調，人結直腸癌細胞株Caco-2和SW480中過表達miR-7可抑制腫瘤細胞增殖、侵襲、轉移和細胞周期進程。Xu等[17]發(fā)現(xiàn)miR-7在CRC患者組織和SW620、SW480、LoVo、LS174T四種細胞株中的表達下調，過表達miR-7可抑制SW480細胞增殖，并誘導細胞凋亡。Zhang等[5]發(fā)現(xiàn)miR-7在CRC患者組織和細胞株中低表達;HCT116和LoVo細胞株中過表達miR-7可抑制細胞生長，誘導細胞周期阻滯于G1期，并誘導腫瘤細胞凋亡；裸鼠成瘤實驗亦發(fā)現(xiàn)過表達miR-7可抑制腫瘤細胞形成。但Nakagawa等[18]發(fā)現(xiàn)，隨著正常上皮-腺瘤-癌-腫瘤轉移的病情進展，miR-7表達逐漸上調；抑制人結腸癌細胞株DLD-1中miR-7表達后，腫瘤細胞增殖受到抑制。Ahmed等[19]發(fā)現(xiàn)miR-7在結腸癌患者糞便中的表達上調。Nagano等[11]發(fā)現(xiàn)CRC組織中miR-7表達顯著高于正常組織，且與CRC惡性行為和預后不良呈正相關。上述研究結果差異的原因可能為：①CRC的腫瘤異質性：CRC是一種異質性疾病，在其發(fā)生、發(fā)展過程中，會出現(xiàn)不同的臨床進程，表現(xiàn)出不同的病理類型和分子亞型，即使在同一患者中，疾病的不同時期和不同的病灶間均會出現(xiàn)明顯異質性；②實驗平臺和患者數(shù)量的差異：各實驗室技術水平和生物信息學數(shù)據(jù)分析能力的差異以及所納入研究的患者數(shù)量不同，均會影響實驗結果。雖然miR-7在CRC中所扮演的角色可能尚存爭議，但上述研究均說明miR-7可作為診斷、治療CRC的新指標。

三、MiR-7在CRC中的分子作用機制

CRC的發(fā)生、發(fā)展是一個多階段、多基因參與的過程，不同miRNA在CRC的發(fā)病過程中的作用不盡相同，單個miRNA亦可通過調控不同的靶基因參與不同的信號通路來發(fā)揮不同的作用。

1. MiR-7調控配對盒基因6(PAX6)信號通路：PAX6位于人第11號染色體長臂13位點，基因序列高度保守[20]。據(jù)報道，多數(shù)CRC細胞中PAX6基因第5外顯子CpG島高甲基化，表明PAX6表觀遺傳修飾可能與CRC發(fā)生有關[21]。Li等[16]通過生物信息學軟件預測miR-7能與PAX6的3’-UTR互補結合，并通過雙熒光素酶報告基因實驗進一步驗證了miR-7與PAX6的靶向關系。在Caco-2和SW480細胞株中過表達miR-7，可抑制PAX6表達，且兩者呈劑量依賴關系，PAX6高表達是CRC的致癌基因，可激活ERK和PI3K信號通路，并調節(jié)基質金屬酶2(MMP2)和MMP9表達，促進腫瘤細胞增殖、侵襲、轉移。

2. MiR-7調控XRCC2信號通路：XRCC2主要分布于細胞核內(nèi)，定位于人染色體7q36.1，其表達產(chǎn)物參與了同源重組修復過程[22]。有研究[23]發(fā)現(xiàn)沉默XRCC2基因可導致結直腸癌細胞株T84的DNA損傷修復能力下降，進而導致基因組穩(wěn)定性下降，導致CRC的發(fā)生。Xu等[17]通過雙熒光酶報告基因實驗證實了miR-7可與XRCC2的3’-UTR結合；在體外實驗中，過表達miR-7可通過減少細胞周期蛋白D1表達以及增加p21、caspase-3、Bax表達直接靶向XRCC2，從而抑制腫瘤細胞增殖，誘導細胞凋亡。

3. MiR-7調控Yin Yang 1(YY1)信號通路：核轉錄因子YY1屬GLI-Krüppel家族，在多數(shù)人類腫瘤中異常表達[24]。Zhang等[5]發(fā)現(xiàn)敲除YY1可抑制HCT116、DLD-1和LoVo細胞增殖，誘導細胞凋亡，表明YY1為CRC的致癌基因。隨后在裸鼠成瘤實驗中進一步證實了YY1的致癌作用。YY1是通過抑制p53及其下游效應因子p15、caspase級聯(lián)、c-Jun以及激活Wnt信號通路中β-連環(huán)蛋白、抗凋亡survivin蛋白、成纖維生長因子4的方式發(fā)揮致癌作用的。過表達miR-7可通過YY1-p53-Wnt信號通路，抑制結腸癌細胞增殖，誘導細胞凋亡。

4. MiR-7調控EGFR信號通路：EGFR是致癌基因ErbB受體家族成員，由表皮生長因子(EGF)或轉化生長因子α(TGF-α)配體激活后，啟動下游信號轉導，可加速細胞周期，促進腫瘤細胞轉移和浸潤[25]。RAF-1是EGFR下游信號通路RAS/RAF/MEK/ERK中的節(jié)點蛋白。在肺癌細胞中miR-7不僅可靶向EGFR，還可靶向RAS下游基因RAF-1[26]。Suto等[27]通過生物信息學軟件預測EGFR、RAF-1的3’-UTR含有與miR-7的互補位點，并采用雙熒光素酶報告基因實驗進行了驗證。在EGFR蛋白表達陽性的CRC患者中miR-7表達顯著低于EGFR蛋白表達陰性者；HCT116、SW480、HT29細胞過表達miR-7后，EGFR、RAF-1表達均下調，故miR-7可通過制EGFR信號轉導來抑制CRC細胞增殖、轉移、侵襲。

四、MiR-7在CRC治療中的作用

多數(shù)研究證實miR-7在CRC中起有抑癌基因的作用，其可負向調控EGFR表達，調節(jié)腫瘤細胞對分子靶向治療的敏感性，故miR-7有望成為CRC治療的新靶點。Suto等[27]使用西妥昔單抗治療攜帶KRAS突變(HCT116、SW480)和BRAF突變(HT29)的細胞，發(fā)現(xiàn)這些細胞對西妥昔單抗均不敏感；而過表達miR-7后，攜帶KRAS突變的細胞對西妥昔單抗的敏感性增加，BRAF突變細胞對西妥昔單抗的敏感性無變化，提示單獨miR-7分子療法或與西妥昔單抗聯(lián)合有望成為CRC的新療法。

五、小結與展望

CRC嚴重威脅人類健康，隨著對CRC中miR-7作用的深入研究，多數(shù)研究已證實miR-7可作為抑癌基因在CRC的發(fā)生、增殖、侵襲、轉移過程中發(fā)揮關鍵作用，有望成為CRC診斷、判斷預后的新的生物標志和治療靶點。