MicroRNA let-7與腫瘤關系的研究進展

陳方園(綜述)，陳清勇(審校)

(1.浙江中醫藥大學，杭州310004;2.中國人民解放軍第117醫院呼吸內科，杭州310004)

已有研究證明［1］，microRNA(miRNA)與多種腫瘤的發生、發展密切相關，它的作用靶點可以是抑癌基因(miR-15a、miR-16-1、let-7等)，定位于擴增區，使其表達上調，則發揮抑癌基因樣作用;也可為癌基因(miR-155，miR-17-5p 和 miR-21等)，mRNA表達水平升高時，則阻止細胞的惡性轉化。miRNA的多種作用將來可能用于腫瘤的診治［2］。miRNA的種類較多，其中較為引人注目的是miRNA let-7家族，最近被發現與人類多種腫瘤密切相關?，F就miRNA let-7與肺癌、乳腺癌、肝癌之間關系的研究進展進行綜述。

1 miRNA let-7家族的概述

1.1 miRNA let-7的生物學特征 let-7最早是在秀麗隱桿線蟲(C.elegans)中發現的miRNA之一。在C.elegans里，let-7 家族由 let-7、mir-48、mir-84 和mir-241組成，編碼了 4個發育調控 miRNA［3］。let-7長約21 nt，它是從一個具有莖環折疊結構、70個核苷酸前體分子發展而來的。在C.elegans發育后期，let-7決定線蟲從幼蟲到成蟲的形態轉變。因此，抑制let-7的活性會造成成蟲期發育遲滯。反之，let-7在幼蟲期表達上調將會導致發育早熟。

let-7具有高度保守性、時序性、組織細胞特異性，受到發育和空間的調控，并參與細胞的分化、增殖、死亡［4，5］。let-7 是由具有保守性前體分子發展而來［6］，Pasquinelli等［7］在所有兩面對稱結構的動物實驗中(包括人類、老鼠、小雞、多毛環蠕蟲和蒼蠅，刺胞動物和海綿動物除外)發現let-7幾乎是100%的保守，而且作為含有21個核苷酸的小RNA分子表達出來。同樣，人們也發現let-7具有組織特異性，已經被證實和發現let-7在其他不運動的有機體也表達，如軟體動物、環節動物、斑馬魚，但是在珊瑚蟲、水螅刺胞動物、海綿動物、植物、單細胞有機體中則不表達［8，9］。

1.2 miRNA let-7的作用機制 miRNA let-7具有兩種作用模式:①當與靶基因完全互補結合時，直接靶向切割mRNA，如果蠅和子宮頸癌細胞中let-7直接介導RNA誘導的基因沉默復合物分裂切割靶mRNA。②當與靶基因不完全互補結合時，miRNA let-7起調節基因表達的作用，如線蟲中Let-7與靶mRNA 3'端非翻譯區不完全配對結合后，將抑制調節基因的翻譯。

2 miRNA Let-7與肺癌的關系

let-7與人類多種癌癥的發生、發展有關，其中與肺癌的關系最為密切。Lagos-Quintana等［10］在人類基因組中鑒定了與C.elegans let-7同源的has-let-7家族，包含9 個成員:hsa-let-7a-1/2/3、hsa-let-7b/c/d/e、hsa-let-7f1/2，它們分別位于多個染色體上和腫瘤發生相關的區域或脆性位點、雜合型丟失區［11］。let-7的靶基因包括Ras家族、高遷移率組A蛋白、c-Myc和細胞周期調節因子(細胞分裂周期基因25A、細胞周期蛋白依賴性激酶6、細胞周期蛋白D2)。其中最典型的兩個是促進細胞增殖的Ras家族和參與細胞增殖分化的高遷移率組 A 蛋白［12，13］。

let-7 miRNA家族的過表達能夠抑制肺癌細胞的增殖、分化和細胞的侵襲轉移。2004年，Takamizawa等［14］通過Northern印跡雜交(一種將RNA從瓊脂糖凝膠中轉印到硝酸纖維素膜上的方法)分析，首次發現＞60%的肺癌組織和肺癌細胞株中hsa-let-7表達顯著降低(＞80%)，并且hsa-let-7表達水平低的患者手術治療后的預后較差。同樣在人類原發性肺癌組織標本中也發現let-7表達下調，其中表達水平下降＞80%的病例占44%，說明let-7在肺癌體內和體外的表達均下調［15，16］。

let-7表達是相對早期癌癥的標識。Inamura等［17］針對15例早期支氣管肺泡癌(通常認為是原位腺癌)、26例高分化侵襲性腺癌、25例侵襲性腺癌的研究發現相對于正常肺組織，支氣管肺泡癌的let-7低表達發生率達87%(13/15)，而全部病例的發生率為79%(52/66)，表明let-7低表達在肺癌早期即發生。let-7家族表達減低在非小細胞肺癌(non-small cell lung cancer，NSCLC)中尤為多見。Kumar等［12］的實驗證實，let-7可顯著抑制NSCLC細胞的生長，表達K-rasG12D的鼠肺癌細胞系中引入易位表達的let-7g，可導致細胞周期停止和細胞死亡。Esquela-Kerscher等［18］經免疫缺陷鼠移植實驗和培養多細胞系肺癌細胞實驗證實，miRNA let-7直接抑制肺癌生長，也證實表達G12D活化K-ras變異對這一效應更敏感。Chin等［19］研究了74個NSCLC病例，從K-ras 3'非編碼區中獲得let-7互補位點序列，以觀察變異和單堿基多態性與NSCLC的關系，發現let-7互補位點6這一多態位點變異型是NSCLC易感性的一重要因素，并且這一位點的變異可降低let-7的癌癥抑制因子的作用，從而使發病率升高。

臨床研究顯示［12，20］，let-7 下調的 NSCLC 患者預后差且手術后存活縮短。但Inamura等［17］將66個肺腺癌病例(支氣管肺泡癌15，高分化26，低分化25)依let-7表達情況分為兩類，未發現其預后的顯著差異性，但發現let-7表達情況對肺癌的細胞學分型有一定影響。這表明let-7表達水平降低可能與腫瘤預后不良有關。但是，Let-7的表達水平能否作為肺癌預后指標，仍需進一步研究證實。

3 miRNA let-7與乳腺癌的關系

乳腺癌是人類最常見的惡性腫瘤之一，居女性惡性腫瘤的第2位。miRNA不僅能夠調控基因協調生物發育，而且也能促進乳腺癌細胞的擴散和轉移。Iorio等［21］使用miRNA芯片檢測發現在乳腺癌let-7中明顯呈低表達。這使let-7a應用于乳腺癌靶向治療成為可能。同時發現，乳腺癌患者中有淋巴結轉移或高增殖指數的病例中let-7的表達水平較低，這也提示let-7的低水平和預后較差存在某種關聯。

吳凱等［22］應用RNA干擾技術，成功設計并合成let-7a雙鏈，采用脂質體介導將其轉染乳腺癌人乳腺癌細胞株，證明let-7a可以抑制人乳腺癌人乳腺癌細胞株的體外增殖，并對其具有凋亡誘導作用，其機制可能與降低腫瘤細胞c-Myc基因及蛋白表達有關。此實驗為let-7a用于乳腺癌基因治療提供了理論依據，也為let-7a用于乳腺癌治療提供了實驗依據。但let-7a對體內乳腺癌細胞作用尚有待動物實驗和臨床實驗證實。另外，目前研究表明let-7a與乳腺癌多種癌基因存在互補配對關系，其中包括調控Ras基因、c-Myc、高遷移率組A蛋白、NIRF(新發現的一種核蛋白)及細胞周期相關癌基因［23，24］。但其對這些癌基因的作用仍有待進一步研究證明。

4 miRNA let-7與肝癌的關系

肝癌是一個復雜的多基因疾病，其發生發展是多因素、多步驟綜合作用的結果［25］。目前，發現miRNA在早期肝癌中呈異常表達。在動物模型中發現早期肝癌中 miR-34a、miR-127、miR-200b和miR-16a低表達，這些miRNA的調控涉及到細胞凋亡、細胞增殖、細胞連接等。檢測相應的受調控的E2F3(E2F轉錄調節家族，是一種重要的細胞周期調控因子)、Notch1、Bcl-6、ZFHX1B(又稱為 Sip1，Smad相互作用蛋白1，為一種轉錄輔阻遏物)和Bcl-2蛋白也發生了改變。因此，認為早期肝癌失調的miRNA表達可能是肝癌發展的一個重要因素。

let家庭中不同的mRNA作用不同。let-7c是具有抑癌活性的mRNA，可下調與肝癌發生直接相關的癌基因c-Myc的表達。過氧化物酶體增殖物激活受體(peroxisome proliferator activated receptor，PPAR)的激活能夠促進肝細胞增生和肝癌形成，其中可能有miRNA的效應。Shah等［26］發現PPARα表達小鼠模型能夠抑制肝細胞增生和腫瘤形成，let-7c在肝腫瘤形成中起著關鍵性的作用，應用PPARα激動劑可導致let-7表達減少。let-7c與c-Myc基因的3'-UTR結合而直接作用于c-Myc。經由let-7c途徑PPARα介導的c-Myc表達致原癌基因miR-1792簇高表達，而PPAR α缺陷的裸鼠無此變化。let-7的高表達使得c-Myc和miR-1792簇表達減少，從而抑制肝癌細胞生長。但是，已有研究證實異位表達的let-7a可降低caspase-3的表達，增加肝癌細胞的耐藥性［27］。Gramantieri等［28］在比較肝癌組織和肝硬化肝組織的研究中發現miR-221在83%肝細胞癌中上調，let-7a-1和miR-122a在70%肝細胞癌中下調。Shimizu等［29］研究發現，肝細胞組織let-7c的低表達有助于Bcl-xL的超表達。miRNA let-7在肝癌細胞中低表達可誘導細胞凋亡，與Mcl-1維持抗癌藥物的靶向性有一定聯系。但具體相關性仍有待于進一步研究。

5 結語

雖然let-7 miRNA表達譜在腫瘤細胞與正常細胞中存在明顯差異，但是let-7 miRNA的下游靶基因多數還不明確。如一種let-7 miRNA可以調節多個靶基因，而一個靶基因又可以受多種let-7 miRNA調節，兩者關系錯綜復雜。另外，let-7 miRNA究竟在腫瘤發生、發展過程中如何發揮調節作用，還需進一步深入研究。相信隨著后基因組時代的來臨，基因組學研究的深入、高通量微陣列和生物信息學的廣泛應用，let-7 miRNA將成為潛在的分子診斷標記和分子靶向治療，以及判斷腫瘤預后的良好指標。

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