miRNAs與乳腺癌關系的研究進展

2011-03-31 14:04:24王洪江綜述陳永昕審校

大連醫科大學學報 2011年2期

王洪江綜述，陳永昕審校

(1.大連醫科大學附屬第一醫院普外科，遼寧大連 116011；2.The Surgery of the University of Texas Health Science Center,San Antonio 78229,USA)

microRNAs(miRNAs)是近年來發現于真核細胞中的一類長度約為18～24個核苷酸的內源性非編碼小分子單鏈RNA，在基因轉錄后水平上通過與靶標基因3’UTR的完全或不完全的堿基配對，引起靶mRNA的降解或翻譯抑制，從而對基因進行轉錄后的表達調控。目前研究表明miRNAs對約30%人類蛋白的表達有調節作用，它參與調控細胞分化、生長、凋亡、代謝等功能。自2005年首次發現miRNAs和乳腺癌的關聯以來，包括細胞系、體內模型、臨床標本的研究揭示miRNAs在乳腺癌中的幾個功能，包括促進或抑制腫瘤形成、轉移、增加對化療和靶點的敏感性或抵抗性。本文對miRNAs在乳腺癌的研究進展進行綜述。

1 miRNAs在乳腺癌中的表達

miRNAs在乳腺癌中表達上調，表現為癌基因的作用，可促進乳腺癌發生、發展。Wickramasinghe等[1]研究發現miR-21在男性和女性乳腺癌中的表達均高于正常乳腺組織，而且和乳腺癌進展、淋巴結轉移以及生存時間縮短有關。同樣，Smeets等[2]檢測96例乳腺癌的腫瘤組織，發現在淋巴結陰性和陽性患者間的基因和miRNAs表達存在差異。Lehmann等[3]進一步檢測9例男性原發性乳腺癌患者組織中的319種miRNAs表達，發現miR-21、miR-519d、miR-183、miR-197和miR-493-5p表達上調，其中以miR-21表達上調最為顯著。隨后體外實驗證實,抑制MCF-7細胞中miR-21的表達能夠減少細胞的體內、體外生長，其作用機制是通過下調抗凋亡蛋白Bcl-2實現的[4]。此外，尚有多個研究證實miR-21能夠影響乳腺癌的其它基因，如PDCD4、TPM1、PTEN、TIMP3和ANKRD46等。同樣作為癌基因的miRNAs還有miR-155、miR-27a等。

miRNAs在也可乳腺癌中表達下調，表現為抑癌基因而發揮作用，其表達減少與腫瘤發展和生長有關。Zhao等[5]對福爾馬林固定、石蠟包埋的乳腺組織標本44例，其中良性13例、導管內原位癌16例、浸潤性導管癌15例，進行了25種miRNAs差異性表達的檢測發現let-7家族miRNAs在導管內原位癌和浸潤性導管癌組織中的表達下調，且與ER-alpha的表達負相關；在ER陽性乳腺癌細胞系MCF-7中過表達let-7可以下調ER-alpha的活性，let-7 對ER-alpha信號的阻滯可以抑制MCF7細胞增殖，誘導細胞凋亡。進一步研究發現乳腺癌的let-7a-3甲基化和IGF表達呈負相關，并與進展期腫瘤及ER或PR陰性腫瘤相關[6]。Mattie等[7]檢測20例原發性乳腺癌標本，發現miR-125a、miR-125b在HER2高表達腫瘤中表達下調；且在HER2/HER3表達的SKBR3細胞中具有腫瘤抑制作用。在SKBR3細胞中轉入包含miR-125a或miR-125b的逆轉錄病毒載體，可以抑制HER2和HER3的表達，減少細胞錨定依賴性生長、細胞運動和侵襲。同樣，Guo等[8]在MCF-7細胞中miR-125a高表達同時，RNA結合蛋白HuR濃度降低，細胞增殖和遷徙減少，凋亡增加。由此可見miR-125a在乳腺癌中功能是作為抑癌基因存在的，HuR是其直接的功能性靶點。此外，miR-205、miR-17-5P、miR-206和miR-145也被證實是乳腺癌的抑癌基因。

2 miRNAs與乳腺癌轉移

第一個被證實與乳腺癌轉移相關的miRNAs是miR-10b。Ma等[9]發現miR-10b在轉移性乳腺癌細胞MDA-MB-231中高表達，阻斷miR-10b能夠使MDA-MB-231細胞的侵襲能力下降90%以上，將miR-10b轉入不具備轉移能力的SUM149細胞，可以增加移植到非聯合免疫缺陷小鼠形成的腫瘤的大小及侵襲力，并最終導致80%的實驗組小鼠發生惡性肺部轉移。研究者還對23例原發性乳腺腫瘤的臨床研究發現原發性乳腺癌中miR-10b的表達與臨床分級相關。miR-10b在非轉移性乳腺癌患者中低表達，在50%的轉移性乳腺癌患者中高表達。進一步的研究發現轉錄因子Twist調控miR-10b的轉錄，miR-10b則通過調控HOXD10提高轉移相關基因RHOC的表達水平。但是也有研究得出不同的結論，該研究顯示miR-10b在沒有發生轉移的乳腺癌患者的組織中低表達；在遠處復發、區域復發、局部復發的患者中低表達，提示miR-10b與遠處轉移及預后不良無關[10]，有待于將進一步研究以及長期隨訪的數量充分的病人來闡明miR-10b與乳腺癌的關系。

多項研究證實miR-21表達也和乳腺癌的侵襲與轉移有關。Yan等[11]檢測原發性乳腺癌中的435種miRNAs，發現miR-21，miR-29b，miR-29c，miR-98，miR-181b，miR-181d，miR-155，let-7f，miR-365表達上調，miR-30a-3p，miR-31，miR-127，miR-140，miR-320，miR-355，miR-497表達下調，其中以miR-21上調最為顯著，與腫瘤進展期、淋巴結轉移、生存時間縮短有關。有研究顯示，在轉移性乳腺癌細胞MDA-MB-231中抑制miR-21的表達，可以減少細胞侵襲和轉移；Huang等[12]發現在MDA-MB-435細胞中過度表達HER2可以上調miR-21水平而增強侵襲，可能與近期發現的miR-21的靶基因PDCD4和maspin基因有關。

此外，Huang等[13]發現miR-373和miR-520c也與乳腺癌的轉移有關，并在MCF-7細胞的體內及體外研究都證實miR-373和miR-520c的表達與遷移和侵襲相關，而且和CD44的表達相反。

最近的研究主要集中在miRNAs對轉移是否具有直接的功能性影響。Gregory等[14]對miR-200家族成員，包括miR-200a，miR-200b，miR-200c，miR-141和miR-429以及miR-205進行研究發現，上述miRNAs在經歷上皮-間質細胞轉變(EMT)的細胞中表達下調，而EMT是調控腫瘤轉移的重要機制之一，說明miR-200家族成員和miR-205可能在乳腺癌的轉移過程中起著重要的作用。同樣，在具有間質表型的乳腺癌細胞MDA-MB-231和BT-549中，miR-200b和miR-200c表達下調與上皮型鈣粘附蛋白E-cadherin表達減少相關；上調miR-200b或miR-200c能促使E-cadherin表達增加，從而抑制EMT，可以恢復乳腺癌細胞的低侵襲表型[15]。

在轉移性乳腺癌細胞系MDA-MB-231的骨轉移衍生株BoM1細胞和肺轉移衍生株LM2細胞中，Tavazoie等[16]檢測出6種miRNAs(miR-122a、miR-126、miR-199a、miR-206、miR-335、miR-489)的表達明顯下調。其中，LM2細胞中miR-335、miR-126、miR-206表達的修復可以減少肺轉移和骨轉移。該研究還發現miR-126表達可以防止細胞增殖和腫瘤形成，但miR-335和miR-206表達不改變增殖率，卻顯著降低體外遷移和侵襲能力。對MDA-MB-231和SUM-159細胞的體內及體外實驗也發現miR-31異常表達，干擾局部侵襲、早期進入血管和轉移性種植，這一結果也被臨床研究所證實。Valastyan等[17]分析56例乳腺癌患者的標本的miR-31表達與轉移負相關，證實了miR-31對乳腺癌侵襲、轉移具有抑制作用。

3 血清中miRNAs的檢測與乳腺癌的診斷

最近研究發現miRNAs存在于人類和其它動物的循環中，miRNAs的濃度在羊水、乳汁、支氣管灌洗液、腦脊液、初乳、腹水、血漿、胸水、唾液、精液、淚液、尿液有所不同，通常在尿液、腦脊液、胸水中miRNAs的濃度低于其它體液。進一步研究發現循環中特定miRNAs的表達和疾病發生相關。例如，miR-210、miR-200a和miR-200b在胰腺癌患者的循環中表達高于對照組，提示檢測這些miRNAs可檢測胰腺癌[18,19]；Brase等[20]檢測72例前列腺疾病患者(腫瘤36例，良性36例)血清樣本中的667種miRNAs，結果表明miR-375、miR-9、miR-141、miR-200b和miR-516a-3p表達上調，循環miR-375和miR-141在腫瘤中顯著上調可以作為高危腫瘤的最顯著的生物學標志；同樣，在老年性前列腺癌中，血清miR-375和miR-141水平增高。與良性前列腺增生、局限性前列腺癌、雄激素依賴性前列腺癌相比，miR-21在激素非依賴性前列腺癌中表達增加；在結直腸癌中，miR-92和miR-17-3p的血漿濃度與對照組相比增高[21]。特別的是，miR-92在激惹性腸疾病中表達不增高，在腺瘤和結直腸癌中表達增高，而且在晚期結腸癌中明顯增高[22]。還有研究發現特定的循環中miRNAs檢測在鑒別診斷中可發揮重要作用，如miR-205區分肺鱗癌及非鱗癌的敏感性就達96%，特異性達90%。Helen等[23]采集術前患者的血樣(乳腺癌、前列腺癌、結腸癌、腎癌、黑色素瘤共163例)及健康對照63例，檢測7種miRNAs，發現循環miR-195在乳腺癌中顯著增高，可以作為乳腺癌區分其他腫瘤及健康個體的特異性標志。目前，循環miRNAs與乳腺癌關系的研究已有部分報道。Roth等[24]檢測59例原發性乳腺癌、30例轉移性乳腺癌、29例健康女性的血清中miR-10b、miR-34a、miR-141和miR-155相對濃度，發現上述miRNAs在乳腺癌患者血清中增高，并和腫瘤級別相關。與淋巴結陰性乳腺癌相比，循環let-7a水平在淋巴結陽性乳腺癌女性降低，而與ER陽性乳腺癌對比，循環miR-10b和miR-21水平在ER陰性乳腺癌中增高[25]。進展期乳腺癌患者循環miR-21水平高于早期乳腺癌患者[26]。以上結果均表明循環miRNAs在不同的腫瘤有特定的表達譜，可能成為診斷乳腺癌的無創的、有前途的生物標志物。

4 miRNAs與乳腺癌治療

近年來已有多篇文獻報道miRNAs與某些抗腫瘤藥物療效密切相關，預示其作為指導個體化藥物選擇的生物標志物具有一定的臨床應用潛力，并參與腫瘤對藥物敏感性的調控，如miR-21通過下調Bax/Bcl-2比率和caspase-3活性，阻滯化療藥替莫唑胺誘導人膠質母細胞瘤細胞U87MG凋亡[27,28]。高表達miR-21還可以降低人膠質母細胞瘤細胞對抗腫瘤藥物VM-26的敏感性[29]。在卵巢癌和乳腺癌患者中，Yang等[30]發現，let-7i的表達與患者對順鉑的敏感性密切相關，let-7i表達減少會顯著增加患者對順鉑的耐藥性。Eitan等[28]檢測57例以鉑類藥物作為化療一線用藥的卵巢癌術后患者，發現7種miRNAs與鉑類藥物敏感性相關，其中在鉑類耐藥的患者中高表達的miRNAs有miR-27a、miR-23a、miR-30c、miR-7g、miR-199a，在鉑類敏感的患者中高表達的miRNAs是miR-378和miR-625。上述結果均提示miRNAs可能成為抗藥性的生物標志物及具有潛力的治療靶點。

5 展望

不同miRNAs在不同腫瘤組織中的表達水平不同，無論其表達程度是上調還是下調，都揭示了腫瘤發生與miRNAs表達之間存在密切的關聯性。對基因表達進行轉錄后調控可能對疾病的發生、發展、轉移或治療產生潛在的影響，為腫瘤的基因診斷和靶向治療提供可能。但是，miRNAs的加工過程復雜有序并且受多種因素調控，而且，不同腫瘤或者同一類型腫瘤的不同階段miRNAs表達也存在著高度的特異性，所以miRNAs與腫瘤的關系還有待進一步研究。

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