微小RNA-200家族與腫瘤關系的研究進展

易小芳，邢榮春，鄭家芬

微小RNA(microRNA，miRNA)是一類單鏈RNA，屬于非編碼蛋白RNA，廣泛存在于生物界。miRNA-200屬miRNAs中的一種，越來越多的研究發(fā)現(xiàn)其不僅參與了生命過程中一系列的重要進程，還對腫瘤的發(fā)生、發(fā)展起重要調(diào)控作用。隨著miRNA與腫瘤之間的關系逐漸明朗，有證據(jù)表明，miRNA-200在腫瘤診斷、侵襲性以及腫瘤細胞對抗腫瘤藥物的敏感性方面有重要作用[1]。目前，miRNA-200參與腫瘤發(fā)生的作用靶點和活性機制一直是研究人員關注的焦點，基于此筆者對miRNA-200與腫瘤的關系作一綜述，以期為臨床工作提供借鑒。

1 miRNA-200的生物學特性

miRNA-200是生物進化過程中一種高度保守的、內(nèi)源性非編碼miRNA。由19～25個核苷酸組成，有研究認為其通過與靶基因mRNA特定位點的不完全配對結合，抑制mRNA的翻譯或誘導mRNA的降解，從而參與基因的表達調(diào)控。miRNA-200家族包括miRNA-200a、miRNA-200b、miRNA-200c、miRNA-429和miRNA-141。其中miRNA-200a、miRNA-200b和miRNA-429位于人體的1號染色體(1p36.33)，miRNA-200c和miRNA-141位于人體的12號染色體上(12p13.31)。而這兩個區(qū)域經(jīng)常出現(xiàn)點突變、染色體缺失或易位，導致腫瘤發(fā)生。根據(jù)種子區(qū)域核苷酸序列的不同將miRNA-200家族分為兩個亞家族，分別為miRNA-141與miRNA-200a；miRNA-141、miRNA-200a、miRNA-200b、miRNA-200c和miRNA-429[2]。近年來有研究發(fā)現(xiàn)，miRNA-200的靶基因多數(shù)參與轉(zhuǎn)錄、信號轉(zhuǎn)導、腫瘤的發(fā)生，在很多腫瘤的發(fā)生過程中其均存在異常表達。有研究表明miRNA不僅能調(diào)節(jié)細胞增殖、腫瘤侵襲和干細胞分化等，而且還是調(diào)控腫瘤化療耐藥或敏感的重要作用靶點[3-4]。

2 miRNA-200在腫瘤早期診斷中的作用

不少研究發(fā)現(xiàn)，miRNA-200在腫瘤細胞和組織中均高表達。張占薪等[5]通過研究36例宮頸癌組織中has-miRNA-200b的表達水平，得出其表達值為(45.71±24.54)，在癌旁正常宮頸組織的表達值為(6.38±7.78)，這充分說明has-miRNA-200b在宮頸癌組織中的表達量顯著高于癌旁正常宮頸組織，平均升高7.16倍(P<0.01)。Mitchell等[6]對25例前列腺癌患者研究，發(fā)現(xiàn)患者血清中miRNA-141均存在高表達，敏感性可以達到60%，特異性100%，并且與前列腺特異性抗原(PSA)的表達水平相關。研究證實血清中miRNA來源于腫瘤，且這些miRNA與細胞碎片無關。而Lodes等[7]利用微陣列技術得到了類似的結論。這些研究結果均提示，血清中miRNA-200家族高表達可作為檢測腫瘤發(fā)生的標志物。

3 miRNA-200在腫瘤侵襲中的作用及調(diào)控機制

miRNAs參與了腫瘤發(fā)生侵襲或轉(zhuǎn)移的重要步驟——間皮細胞——上皮轉(zhuǎn)化(epithelial mesenchymal transtion，EMT)。EMT是將具有極性的上皮細胞轉(zhuǎn)換成具有活動能力、能夠在細胞基質(zhì)中自由移動的細胞的過程，其最主要的特征是細胞黏附分子E-cadherin表達減少、細胞角蛋白細胞骨架轉(zhuǎn)化為波形蛋白為主的細胞骨架及形態(tài)上具有間充質(zhì)細胞等[4]。而研究發(fā)現(xiàn)miRNA-200家族是上皮細胞的標記物和EMT的主要調(diào)節(jié)者；最近國內(nèi)外從不同的角度均證明miRNA-200家族作為一種重要的調(diào)節(jié)因子，在誘導上皮細胞的分化和EMT中發(fā)揮作用[8]，例如，Park等[9]研究證實卵巢癌細胞中miRNA-200家族可直接作用于E-cadherin的轉(zhuǎn)錄抑制物ZEB1和ZEB2，從而調(diào)節(jié)E-cadherin的表達。

同樣，Gregory等[10]研究發(fā)現(xiàn)腎癌MDCK(Madin Daarby canine kidney，MDCK)細胞在TGF-β誘導的EMT改變時，miRNA-200家族的5個成員以及miRNA-205明顯下調(diào)。而miRNA-200家族的單獨被動表達可以阻止EMT的改變，共同作用則可以調(diào)節(jié)蛋白鋅指E盒結合同源盒蛋白(ZEB)1和運動神經(jīng)元存活蛋白結合蛋白(SIP)1(ZEB2)的表達。總之，可以通過上調(diào)ZEB1(SIP2)和SIP1的表達，促進EMT改變，進而抑制miRNA的表達。然而，在間充質(zhì)細胞中這些miRNA的異常表達促使了EMT的過程[3]。

李林霞等[11]研究發(fā)現(xiàn)與正常卵巢和交界性卵巢腫瘤相比，卵巢癌中miRNA-200c和miRNA-141表達均明顯升高。但隨著腫瘤的發(fā)展，miRNA-200c的表達水平隨疾病分期升高而下降，并且在發(fā)生轉(zhuǎn)移的卵巢癌中表達水平低于未發(fā)生轉(zhuǎn)移者。研究結果表明：在卵巢癌發(fā)生發(fā)展過程中，miRNA-200c表達呈動態(tài)變化。未發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化的卵巢上皮細胞為間皮細胞表型，此時miRNA-200c和E-cadherin呈現(xiàn)低表達狀態(tài)；而在腫瘤發(fā)生早期，卵巢上皮細胞發(fā)生MET，miRNA-200c和E-cadherin均表現(xiàn)為高表達；隨著腫瘤進展，腫瘤細胞發(fā)生EMT并出現(xiàn)轉(zhuǎn)移，此時miRNA-200c和E-cadherin再度呈低表達狀態(tài)；最終在轉(zhuǎn)移部位，轉(zhuǎn)移灶腫瘤細胞可能再次發(fā)生間充質(zhì)-上皮轉(zhuǎn)化，此時miRNA-200c表達再次升高[12]。因此，推測其調(diào)控機制可能為：(1)miRNA-200調(diào)控EMT的發(fā)生過程[13]；(2)臨床病理研究表明miRNA-200c表達呈動態(tài)變化[11]，僅在腫瘤獲得侵襲和轉(zhuǎn)移能力時發(fā)生下調(diào)，具有“期別特異性下調(diào)”現(xiàn)象[14]；(3)三維立體培養(yǎng)提示具有轉(zhuǎn)移能力的腫瘤細胞可以形成高度極化的細胞團簇，而miRNA-200c過表達可以抑制細胞團簇的形成和轉(zhuǎn)移[15]。

4 miRNA-200在腫瘤治療耐藥形成中的作用及調(diào)控機制

miRNA-200c能夠調(diào)控細胞的EMT，通過直接抑制ZEB1功能或表達，并間接上調(diào)E-cadherin表達而抑制腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移。隨著研究的深入，學者發(fā)現(xiàn)miRNA-200c還可以通過調(diào)控不同的靶點增加細胞對紫杉醇和表皮生長因子抑制劑的敏感性[16-17]，反轉(zhuǎn)腫瘤細胞對多柔比星的耐藥[18]。在對腫瘤細胞miRNA表達譜分析后，發(fā)現(xiàn)在耐藥細胞中存在miRNA-200c表達水平下調(diào)[19-20]，對順鉑(cisplatin，DDP)耐藥的SGC7901/DDP細胞株中miRNA-200c的表達顯著低于對DDP敏感的SGC7901細胞株。將miRNA-200c前體片段轉(zhuǎn)染SGC7901/DDP細胞，其對DDP的藥物敏感性也出現(xiàn)了顯著改變，DDP對轉(zhuǎn)染miRNA-200c前體片段后SGC7901/DDP細胞的IC50值較轉(zhuǎn)染陰性對照片段的細胞顯著降低，提示miRNA-200c能夠增加SGC7901/DDP細胞對DDP的敏感性。陳勇等[1]研究還發(fā)現(xiàn)，miRNA-200c前體片段轉(zhuǎn)染SGC7901/DDP細胞后，細胞E-cadherin蛋白、PTEN和促凋亡蛋白bax的表達顯著增加，這些與腫瘤耐藥相關的蛋白表達的改變可能是miRNA-200c介導胃癌細胞對DDP耐藥發(fā)生逆轉(zhuǎn)的機制之一。故推測miRNA-200c下游可能存在參與SGC7901/DDP細胞耐藥的E-cadherin-PTEN-bax這一調(diào)控通路。

miRNA-200c能夠影響眾多抗腫瘤藥物的敏感性，也有文獻報道其調(diào)控通路中的多個因子(如：E-cadherin和ZEB1等)也與腫瘤耐藥有關，這為揭示miRNA-200c能逆轉(zhuǎn)耐藥的機制提供了理論基礎。在miRNA-200c的調(diào)控通路中，抑制ZEB1不僅能夠上調(diào)E-cadherin的表達，還能增加細胞對DDP、吉西他濱和氟尿嘧啶的敏感性[21]。近年來研究顯示，E-cadherin不僅是一個轉(zhuǎn)移調(diào)節(jié)因子，其在腫瘤耐藥中也發(fā)揮一定的作用。多項研究表明，E-cadherin可增加腫瘤細胞對細胞毒藥物(甲氨蝶呤、依托泊苷和DDP等)及表皮生長因子受體抑制劑的敏感性[22-25]。并有研究發(fā)現(xiàn)E-cadherin不僅能夠負向調(diào)節(jié)bcl-2的表達，逆轉(zhuǎn)腫瘤對化療藥物的耐藥[23]，而且能上調(diào)其下游調(diào)控通路中抑癌基因PTEN的表達[26]。PTEN在多種腫瘤細胞中異常表達，主要通過磷脂酰肌醇-3激酶(phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K)/Akt/mTOR等多種信號轉(zhuǎn)導通路參與細胞的增殖、凋亡及化療耐藥。Lee等[27]研究發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)染PTEN siRNA后DDP誘導的細胞凋亡率下降。另有研究表明，將野生型PTEN導入DDP耐藥的卵巢癌CI3K細胞中，細胞對DDP的敏感性增加[28]，PTEN可通過抑制PI3K /Akt通路調(diào)節(jié)凋亡相關基因(如bax和bcl-2等)表達[29-30]，并能夠增強機體對抗腫瘤藥物(DDP、多柔比星及西妥昔單抗)的敏感性，從而發(fā)揮抗腫瘤及逆轉(zhuǎn)耐藥的作用[1，27-29，31-33]。

5 miRNA-200在腫瘤預后預測中的作用

miRNA-200c可通過調(diào)節(jié)EMT來抑制腫瘤細胞的侵襲、轉(zhuǎn)移。miRNA-200c的表達水平與腫瘤進展和預后關系密切。Yu等[34]在對99例胰腺癌術后切除標本的檢測中發(fā)現(xiàn)miRNA-200c和E-cadherin的miRNA表達水平呈正相關，且高表達miRNA-200c的患者生存率較高。此外，對14種胰腺癌細胞系研究后發(fā)現(xiàn)，上調(diào)miRNA-200c后，胰腺癌細胞的增殖能力增強，而侵襲力下降。Hurteau等[35]通過上調(diào)非小細胞肺癌細胞系A549中miRNA-200c的表達水平后，發(fā)現(xiàn)帶鋅指結構的轉(zhuǎn)錄因子8(TCF8，ZEB1)的作用缺失，進而抑制了E-cadherin的表達，導致細胞形態(tài)改變，黏附力下降。而通過沉默miRNA-200a的表達，可以促進肝癌的發(fā)生。在肝癌中肝細胞miRNA-200a表達下調(diào)，有研究證實miRNA-200a與調(diào)節(jié)β連接素和腫瘤生長因子β的作用相關[36]。miRNA還可以通過細胞周期調(diào)控腫瘤的形成。在乳腺癌中miRNA-200a/141群的表達通過增加p27/Kip1和減少CDK6的表達導致G1期細胞停滯。而miRNA-200bc/429群的表達G1期細胞減少，G2/M期細胞增加[37]。 Hu等[38]在對55例進展期卵巢癌的研究中發(fā)現(xiàn)miRNA-200基因組，包括miRNA-200a、miRNA-200b和miRNA-429與卵巢癌的復發(fā)及生存率均有關。其表達的增加可以抑制卵巢癌的轉(zhuǎn)移，且miRNA-200的低表達與卵巢癌患者低生存率均相關。因此，miRNA-200在腫瘤的進展中發(fā)揮重要作用，其表達水平可以預測腫瘤的嚴重程度及預后。

6 結語與展望

miRNA-200家族在眾多腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和侵襲轉(zhuǎn)移過程中扮演著重要的角色，其在腫瘤發(fā)展的不同階段的不同表達水平可作為生物學特性、腫瘤病因?qū)W、組織學分型和臨床分級分期的生物學標志。雖然miRNA-200在基因水平上已經(jīng)取得了可喜的成就，但miRNA-200作為腫瘤標志物和特異的治療靶點仍有待大樣本進一步研究，故詳盡闡明miRNA-200生物學特性和分子機制，將為腫瘤早期診斷、有效治療及預后評估提供重要線索。

1 陳勇，左靜，劉穎，等.miRNA-200c逆轉(zhuǎn)胃癌SGC7901/DDP細胞對順鉑的耐藥性及其相關機制[J].腫瘤，2010，30(8)：646-650.

2 常靚，劉巍.miRNA-200家族在人類腫瘤中的研究進展[J].腫瘤防治研究，2012，38(4)：474-476.

3 Frezzetti D，De Memma M，Zoppoli P，et al.Upregulation of miR-21 by ras in vivo and its role in tumor growth[J].Oncogene，2011，30(3)：275-286.

4 徐嘉文，葉海燕，陳建國.miRNA-200在卵巢癌中的研究進展[J].廣東醫(yī)學，2012，33(2)：279-281.

5 張占薪，羅大虎，崔金全.has-miRNA-200b在宮頸癌中的表達及意義[J].中國實用婦科與產(chǎn)科雜志，2010，26(5)：386-387.

6 Mitchell PS，Parkin RK，Kroh EM，et al.Circulating microRNAs as stable blood-based markers for cancer detection[J].Proc Natl Acad Sci USA，2008，105(30)：10513-10518.

7 Lodes MJ，Caraballo M，Suciu D，et al.Detection of cancer with serum miRNAs on an oligonucleotide microarray[J].PLoS One，2009，4(7)：6229.

8 Mongroo PS，Rrustgi AK.The role of the miR-200 family in epithelial-mesenchymal transition[J].Cancer Biol Ther，2010，10(3)：219-222.

9 Park SM，Gaur AB，Lengyel E，et al.The miR-200 family determines the epithelial phenotype of cancer cells by targeting the E-cadherin repressors ZEB1 and ZEB2[J].Genes Dev，2008，22(7)：894-907.

10 Gregory PA，Bert AG，Paterson EL，et al.The miR-200 family and miR-205 regulate epithelial to mesenchymal transition by targeting ZEB1 and SIP1[J].Nat Cell Biol，2008，10(5)：593-601.

11 李林霞，李雙弟，楊懿霞，等.miRNA-200c在上皮性卵巢癌細胞株及腫瘤組織中的表達變化及意義[J].第二軍醫(yī)大學學報，2011，32(6)：612-616.

12 Li SD，Zhang JR，Wang YQ，et al.The role of microRNAs in ovarian cancer initiation and progression[J].J Cell Mol Med，2010，14：2240-2249.

13 Bendoraite A，Knouf EC，Garg KS，et al.Regulation of miR-200 family microRNAs and ZEB transcription factors in ovarian cancer：evidence supporting a mesothelial-to-epithelial transition[J].Gynecol Oncol，2010，116：117-1125.

14 Olson P，Lu J，Zhang H，et al.MicroRNA dynamics in the stages of tumorigenesis correlate with hallmark capabilities of cancer[J].Genes Dev，2009，23：2152-2165.

15 Gibbons DL，Lin W，Creighton CJ，et al.Contextual extracellular cues promote tumor cell EMT and metastasis by regulating miR-200 family expression[J].Genes Dev，2009，23：2140-2151.

16 Cochrane DR，Spoelstra NS，Hpwe EN，et al.MicroRNA-200cmitigates invasiveness and restores sensitivity to microtubule-targeting chemotherapeutic agents[J].MolCancer Ther，2009，8(5)：1055-1066.

17 Ada L，Zhong M，Choi W，et al.miR-200 expression regulates epithelial-to-mesenchymal transition in bladder cancer cells and reverses resistance to epidermal growth factor receptor therapy[J].Clin Cancer Res，2009，15(16)：5060-5072.

18 Tryndyak VP，Beland FA，Pogribny IP.E-cadherin transcriptional down-regulation by epigenetic and microRNA-200 family alterations is related tomesenchymaland drug-resistantphe notypes in human breast cancer cells[J].Int J Cancer，2010，126(11)：2575-2583.

19 崔秀英，郭運杰，姚和瑞.耐藥乳腺癌細胞株MCF-7/ADR中microRNA的分析[J].南方醫(yī)科大學學報，2008，28(10)：1813-1815.

20 Liy，VandenBoom TG 2nd，Kong D，et al.Up-regulation of miR-200 and let-7 by naturalagents leads to the reversalofepithe lial-to-mesenchymal transition in gemcitabine-resistant pancreatic cancer cells[J].CancerRes，2009，69(16)：6704-6712.

21 Arumugam T，Rramachandranv，F(xiàn)ouraier KF，et al.Epithelial tomesenchymal transition contributes to drug resistance in pancreatic cancer[J].Cancer Res，2009，69(14)：5820-5828.

22 Selga E，Mmorales C，No V，et al.Role of caveolin 1，E-cadherin，Enolase 2 and PKCalpha on resistance tomethotrexate in human HT29 colon cancer cells[J].BMC Med Genomics，2008，1：35.

23 Sasaki CY，Lin H，Passanitia.Expression ofE-cadherin reduces bcl-2 expression and increases sensitivity to etoposide-induced apoptosis[J].IntJCancer，2000，86(5)：660-666.

24 Witta SE，Gemmill RM，Hirsch FR，et al.Restoring E-cadherin expression increases sensitivity to epidermal growth factor receptor inhibitors in lung cancer cell lines[J].Cancer Res，2006，66(2)：944-950.

25 Black PC，Brown GA，Inamoto T，et al.Sensitivity to epidermal growth factor receptor inhibitor requires E-cadherin expression in urothelial carcinoma cells[J].Clin CancerRes，2008，14(5)：1478-1486.

26 Li Z，Wang L，Zhang W，et al.RestoringE-cadherin-mediated cell-cell adhesion increasesPTEN protein level and stability in human breast carcinoma cells[J].Biochem BiophysResCommun，2007，363(1)：165-170.

27 Lee S，Choie J，Jin C，et al.Activation ofPI3K/Aktpathway by PTEN reduction and PIK3CA mRNA amplification contributes to cisplatin resistance in an ovarian cancer cell line[J].Gynecol Oncol，2005，97(1)：26-34.

28 吳卉娟，吳海濤，翁丹卉，等.PTEN基因逆轉(zhuǎn)卵巢上皮性癌細胞耐藥的機制研究[ J].中華婦產(chǎn)科雜志，2007，42(9)：612-616.

29 Han Z，Hong L，Han Y，et al.Phospho Akt mediates multi drug resistance of gastric cancer cells through regulation of P-gp，Bcl-2 and Bax[J].J Exp Clin CancerRes，2007，26(2)：261-268.

30 成志勇，楊曉陽，薛芳，等.PTEN對K562細胞mTOR調(diào)控的研究[J].腫瘤，2009，29(2)：139-144.

31 Bouali S，Chrétien AS，Ramacci C，et al.PTEN expression controls cellular response to cetuximab by mediating PI3K/AKT and RAS/RAF/MAPK downstream signaling in KRAS wildtype，hormone refractory prostate cancer cells[J].Oncol Rep，2009，21(3)：731-735.

32 Yang H，Kong W，He L，et al.MicroRNA expression profiling in human ovarian cancer：miR-214 induces cell survivaland cisplatin resistance by targeting PTEN[J].CancerRes，2008，68(2)：425-433.

33 Tanaka M，Grossman HB.In vivogene therapy of human bladder cancerwith PTEN suppresses tumorgrowth，downregulates phosphorylated Akt，and increases sensitivity to doxorubicin[J].Gene Ther，2003，10(19)：1636-1642.

34 Yu J，Ohuchida K，Mizumoto K，et al.MicroRNA，hsa-miR-200c，is an independent prognostic factor in pancreatic cancer and its upregulation inhibits pancreatic cancer invasion but increases cell proliferation[J].Mol Cancer,2010,28；9：169.

35 Hurteau GJ，Carlson JA，Spivack SD，et al.Overexpression of the microRNA hsa-miR-200c leads to reduced expression of transcription factor 8 and increased expression of E-cadherin[J].Cancer Res.2007，67(17)：7972-7976.

36 Feitelson MA，Lee J.Hepatitis B virus integration，fragile sites，and hepatocarcinogenesis[J].Cancer Lett，2007，252(2)：157-170.

37 Uhlmann S，Zhang JD，Schw?ger A，et al.miR-200bc/429 cluster targets PLCgammal and differentially regulates proliferation and EGF-driven invasion than miR-200a/141 in breast cancer[J].Oncogene，2010，29(30)：4297-4306.

38 Hu X，Macdonald DM，Huettner PC，et al.A miR-200 microRNA cluster as prognostic marker in advanced ovarian cancer[J].Gynecol Oncol,2009，114(3)：457-464.