李飄飄,包珊
(1.南華大學,湖南衡陽421001;
2.海南省人民醫院婦科,海南海口570100)
·綜述·
子宮內膜癌中miRNA與自噬的研究進展
李飄飄1,2,包珊2
(1.南華大學,湖南衡陽421001;
2.海南省人民醫院婦科,海南海口570100)
miRNAs涉及多種生理和病理過程,近期研究其與腫瘤的關系密切,自噬作為細胞在異常環境中維持生存的一種方式近年也備受關注。miR和自噬涉及真核細胞基因表達、發育分化、凋亡、應激等多方面調控,廣泛參與免疫防御、腫瘤抑制等多種生理和病理過程,二者與腫瘤的相關研究成為學者爭相探究的熱點。miR可對自噬多個環節產生調控作用,其調控自噬對腫瘤的促/抑作用為腫瘤的治療提供新的靶點。該文就miR、自噬在子宮內膜癌的表達以及miR調控自噬對子宮內膜癌等惡性腫瘤發生發展作用的相關研究進行綜述。
子宮內膜癌;自噬;miR
子宮內膜癌(Endometrial carcimoma,EEC)為發生于子宮內膜的一組上皮性惡性腫瘤,是當今女性生殖系統三大惡性腫瘤之一,高發年齡在58~61歲,發病率約占女性生殖器惡性腫瘤的50%,居女性全身惡性腫瘤第4位,病死率居女性全身惡性腫瘤第8位[1]。近年來發病率略有上升趨勢,在我國僅次于子宮頸癌,居女性生殖系統惡性腫瘤的第二位[2]。其致癌機制尚不清楚,探索致癌機制、攻克這一疾病是目前亟待解決的問題,本文將圍繞對miR、自噬與子宮內膜癌的相關研究進行綜述。
微小RNA(Micro RNA,miR)是一類新發現的可調控基因表達的內源性非編碼單鏈小分子RNA,長19~22 nt,通過與靶mRNA特異的堿基配對(miR與靶mRNA3'非翻譯區域即3'UTR結合)引起靶mRNA降解或者翻譯抑制,在轉錄后水平對基因進行調控[3]。研究表明,miR在人類多種疾病的發生、發展中有不同程度的參與和表達,尤其是腫瘤疾病方面。不同的miR對細胞生長具有不同的調控作用,相同的miR對不同細胞株的調控作用亦不同,而且miR可調節眾多癌基因和抑癌基因,在腫瘤中miR表達異常上調或下調。高表達的miR常出現在腫瘤細胞基因擴增區域,而低表達的miR常出現在基因缺失區域,前者導致腫瘤抑制物水平的下調,而后者導致抑癌基因的上調。Wu等[4]利用基因芯片檢測10組子宮內膜組織,與對照組相比,子宮內膜癌組織中17 miRs表達上調,其中miR-200b、miR-200c、miR-429(miR-200家族)過度表達,其與順鉑治療的耐藥性有關,6個miRs表達下調。提示上述miR可作為腫瘤標志物為子宮內膜癌的早期診治提供新的手段。研究發現,性激素的分泌能影響子宮內膜中miR表達水平,而microRNA的異常表達可以造成子宮內膜癌的發生、發展[5]。Boren等[6]發現13個miR和90個mRNA與子宮內膜癌的發生有關,其中在子宮內膜癌中表達升高的miR包括miR-185、miR-106a、miR-181a、miR-210、miR-423、miR-103、miR-107等。Torres等[7]研究結果顯示子宮內膜癌組織中的miR-21的濃度比正常子宮內膜組織高2.312倍。Karaayvaz等[8]對48對正常子宮內膜組織和子宮內膜癌組織中的miR-200C和miR-205表達水平進行實時定量PCR測定,對其靶蛋白PTEN的表達量進行免疫組化測定,發現miR-200C和miR-205在子宮內膜癌組織中均過度表達,PTEN的表達量與miR-205的水平呈負相關,證明miR-205的表達水平與患者的存活率顯著相關。上述均可提示miR這一腫瘤調控分子在子宮內膜癌發生、發展、預后轉歸中均有不同程度的參與和表達。
自噬是1962年由Ashford和Porten首先提出的一種細胞自我吞噬現象[9]。自噬現象是真核細胞普遍存在的,在正常細胞和腫瘤細胞中均存在,在正常細胞中自噬可清除胞內受損的細胞器和細胞代謝產生的廢物,避免細胞代謝產生的廢物積聚而引起各種突變的發生,因此有效的減少了腫瘤的發生。在腫瘤細胞中,腫瘤細胞生長旺盛,迅速向周圍組織浸潤蔓延,當其細胞所需的營養不足時,腫瘤細胞自噬被啟動,可通過降解胞內大分子蛋白質及受損細胞器以提供營養,腫瘤細胞獲得營養后細胞壽命延長,此時,自噬可以緩解腫瘤細胞的代謝壓力,發揮的是促進腫瘤細胞生存的作用[10]。研究發現,某些腫瘤如乳腺癌[11]、肝癌[12]、卵巢癌[13]等腫瘤細胞自噬水平低于正常細胞。因此,自噬在腫瘤發展的不同階段,有不同的作用機制,大多學者認為自噬活性的增高可以抑制腫瘤的發生、發展。自噬對腫瘤的抑制作用不僅僅是自噬性細胞死亡,而是由一系列基因嚴格調控多種機制共同作用的生物學過程,多種癌基因和抑癌基因通過參與自噬途徑而發揮抗腫瘤效應,如Beclin1、PTEN、DAPK、PI3K、Bcl-2等,因此,自噬調控的異常與腫瘤的發生有著直接的關系[14]。
目前雖無子宮內膜癌自噬的直接報道,但已經開展了在EEC中自噬相關基因表達的報道,如ARHI、Beclin1和PTEN。Qu等[15]發現,ARHI蛋白在子宮內膜腺癌組織中表達下調,提示其表達降低與子宮內膜腺癌的發生有關,可能成為診斷早期子宮內膜腺癌的指標之一。且ARHI蛋白表達與腫瘤細胞分化程度,手術病理分期,肌層浸潤深度及淋巴結轉移相關,提示ARHI蛋白表達可以作為子宮內膜腺癌評估預后的因素。Zhao等[16]發現Beclin1在正常子宮內膜組織、子宮內膜增殖癥、子宮內膜癌組織中的表達率逐漸下降,Qu等[15]發現Beclin1蛋白在正常子宮內膜到子宮內膜腺癌表達逐漸下調,說明Beclin1在子宮內膜腺癌的發生過程中可能起著一定的作用。Qian等[17]研究表明PTEN與子宮內膜癌臨床病理參數關系的分析表明,PTEN蛋白表達與腫瘤病理類型、細胞分化程度、肌層浸潤深度相關,而這三者是子宮內膜癌最重要的預后相關因素,由此可見,PTEN蛋白表達與否還能預示子宮內膜癌患者的預后。王煥等[18]研究發現:RAD001可以誘導腫瘤細胞自噬和增強細胞對放療的敏感性,從而抑制人子宮內膜癌Ishikawa細胞及HEC-1A細胞的增殖;誘導Ishikawa細胞和HEC-1A細胞發生自噬性細胞死亡。
在腫瘤形成的初始階段,自噬缺陷會導致細胞癌變促腫瘤形成,這時自噬起抑癌作用。惡性增殖的腫瘤細胞需要應對營養缺乏、低氧等不良微環境,自噬通過循環利用細胞內營養物質,為腫瘤的生存提供營養和能量,發揮促癌功能;上述研究顯示miR在自噬多個關鍵環節均能調控自噬,人們開始探究miR調控自噬對腫瘤的生長、發展、轉歸的影響,已有不少學者對不同腫瘤細胞中miR調控自噬所起的抑/促癌作用進行探究,也有研究發現在子宮內膜癌細胞中同樣存在可以調控自噬的miR,而此類miR通過調控自噬可以對子宮內膜癌的發展、治療、預后轉歸起什么樣積極或者消極的影響,尚無學者涉及,這也是后續研究可以深入探究的方向。以下將概述miR在各腫瘤細胞中調控自噬起抑/促癌效應。
3.1 miR調控自噬抑癌研究發現:miR-375在肝癌細胞中濃度很低,當肝癌細胞在缺氧環境中誘發自噬時,穩定轉染miR-375能明顯抑制自噬流,從而使腫瘤生長受限[19];在抑癌基因VHL丟失的腎癌細胞內miR-204水平極低,通過增加細胞內miR-204含量能使饑餓狀態下的細胞不能產生完整的自噬體,導致腫瘤增殖受限[20];miR-376和miR-101明顯抑制乳癌細胞的自噬流[21-23]。由上述結果可知有些miRNA在腫瘤細胞中的表達明顯低于正常細胞,通過人為增加這些miRNA在腫瘤細胞中的含量能有效抑制自噬流,導致腫瘤細胞不能耐受代謝應激而死亡。對自噬起直接負性調控的“門衛”mTOR是has-miR-100、has-miR-99a、has-miR-199a-3p的強作用靶[24],而has-miR-100、has-miR-99a、has-miR-199a-3p在子宮內膜癌中表達下調[25]。所以通過轉染這些miRNA在子宮內膜癌中的含量,也可能有效抑制自噬流,導致腫瘤細胞不能耐受代謝應激而死亡。mTOR是自噬通路中起門控作用的負性調控蛋白,也是has-miR-100、has-miR-99a、has-miR-199a-3p的強作用靶,在子宮內膜癌細胞中轉染這些低表達的miR、沉默mTOR,有可能提高子宮內膜癌細胞自噬來誘導子宮內膜癌細胞自噬性死亡,這將為子宮內膜癌的診治提供新的靶點。
3.2 miR調控自噬促癌研究發現胰腺細胞經致癌物質誘導后在癌變前期自噬能力增強,這時若抑制自噬將導致癌前細胞的持續增殖,而當癌變完成后腫瘤細胞的自噬能力反而降低[26]。也有研究指出:在甲狀腺髓樣癌細胞中miR-183過度表達,它通過抑制LC3B對自噬起負調控作用,但促癌miR-183是防止了細胞自噬死亡還是在成瘤階段抑制維持機體穩態的自噬尚不清楚[27]。促癌基因miR-31能直接靶向缺氧誘導因子抑制劑HIF-1,使缺氧誘導因子HIFα表達上調,間接誘導自噬產生,使腫瘤細胞高速增殖[28]。
miR的發現是RNA研究領域的重要突破,為人們提供了一種全新的視角來認識生物基因和基因表達調節的本質,其有促/抑癌基因的作用,自噬在腫瘤生長生長、發展也有雙刃劍作用。眾多miRNA通過對自噬水平的調控對腫瘤的結局起關鍵作用,miR是否可以通過mTOR調控子宮內膜癌細胞自噬尚未有學者涉入。現有研究均提示子宮內膜癌較正常增生內膜自噬活性明顯降低,mTOR是多個miR的強作用靶,mTOR亦是調控自噬的門衛,深入探討miR、自噬和子宮內膜癌之間相互關系及是否存在互通的調控機制,將為子宮內膜癌的診治提供新的靶點。
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Research advances on miRNA and autophagy in endometrial carcinoma.
LI Piao-piao1,2,BAO Shan2.1. University of South China,Hengyang 421001,Hunan,CHINA;2.Department of Gynaecology,People's Hospital of Hainan Province,Haikou 570100,Hainan,CHINA
miRNAs is involved in many physiological and pathological processes,which has been showed to have close relationship with tumor.Autophagy,as a mode of existence for cells in the abnormal environment,has also attracted much attention in recent years.The concepts of miR and autophagy are related to gene expression in eukaryotic cells,development and differentiation,apoptosis,stress control,and are involved widely in immune defense,tumor suppression,as well as various physiological and pathological processes.The correlation between miR,autophagy and tumor has become the hot destination of scholars to explore.miR can regulate autophagy in multiple links.It can regulate the promoting or inhibiting effect of autophagy to tumors and provide a new target for treatment.This article will review the expression of miR,autophagy in endometrial carcinoma and functions that miR regulate autophagy in tumors.
Endometrial carcinoma;Autophagy;miR
R737.33
A
1003—6350(2014)21—3201—03
10.3969/j.issn.1003-6350.2014.21.1254
2014-07-04)
海南省自然科學基金(編號:812148)
通迅作者:包珊。E-mial:baoshan3@126.com