胃癌相關microRNA的研究進展

陶銀煜，湯黎明

（南京醫(yī)科大學附屬常州市第二人民醫(yī)院，江蘇常州，213000）

綜述

胃癌相關microRNA的研究進展

陶銀煜，湯黎明

（南京醫(yī)科大學附屬常州市第二人民醫(yī)院，江蘇常州，213000）

胃癌；microRNA

胃癌是世界上最常見腫瘤的第4位，惡性腫瘤死亡的第2位［1］。而在中國，胃癌發(fā)病率更高，僅次于肺癌位居第2［2］。目前對胃癌的治療仍是以手術為主，放化療為輔的綜合治療。臨床上，早期胃癌癥狀不典型，就診時往往已是進展期，因此治療效果常不盡如人意。而且，在胃癌的發(fā)生、發(fā)展的分子機制方面，作者研究也遠遠落后于對其他癌癥的研究。miRNA作為近年來發(fā)現(xiàn)的內(nèi)源性非蝙碼RNA，它的表達與個體發(fā)育、增殖、分化以及惡性腫瘤發(fā)生發(fā)展密切相關。大量研究發(fā)現(xiàn)，miRNA與胃癌的發(fā)生、發(fā)展及侵襲轉移有關。而多項研究亦揭示miRNA在胃癌診斷與治療方面具有潛在重大意義。本文就miRNA在胃癌的發(fā)生發(fā)展、侵襲轉移以及診斷治療方面進行如下綜述。

1 MiRNA概述

miRNA是一類內(nèi)源基因編碼的長約19～22個核苷酸構成的單鏈非編碼單鏈RNA。它通過促進mRNA降解、抑制mRNA翻譯來調控蛋白表達。已有超過1000種miRNA被明確涉及幾乎所有生理及病理過程，包括各種疾病甚至癌癥。越來越多的miRNA的功能以及它們的調控機制被闡明［3-4］。miRNA的基因大多位于基因間隔區(qū)［5］，但也有位于內(nèi)含子或外顯子區(qū)內(nèi)的［6］。首先，在細胞核內(nèi)，由RNA聚合酶Ⅱ轉錄成長片段的原始miRNA（pri-miRNA），然后被RNA內(nèi)切酶Drosha剪切為前體miRNA（pre-miRNA）。pre-miRNA再被exportin5從細胞核內(nèi)運輸?shù)郊毎|，進一步被Dicer內(nèi)切酶剪切為成熟的miRNA。miRNA可與蛋白結合形成RISC（RNA誘導的轉錄沉默復合物）后與靶標mRNA結合，進而降解靶標分子（若mRNA與miRNA具有完美的互補性，則RISC會降解mRNA）或抑制蛋白的翻譯過程（若mRNA與miRNA無足夠互補性，則miRNA就會阻斷此基因的翻譯）。一個miRNA可以同時調節(jié)數(shù)個至數(shù)百個基因，而一個基因又同時受多個miRNA的調控［7］，人體內(nèi)有數(shù)千個miRNA調控著數(shù)千個mRNA從而形成一個復雜的網(wǎng)絡。miRNA在轉錄后水平上調控超過三分之一的蛋白編碼基因，參與生物細胞增殖、分化、發(fā)育及凋亡等多種生理過程和病理過程。

研究［8］表明，在人類惡性腫瘤中，大約有1／2的miRNA基因位于腫瘤相關基因組區(qū)域內(nèi)，以及基因組中常發(fā)生缺失以及擴增的脆性區(qū)域內(nèi)。miRNA基因發(fā)生缺失、突變、啟動子甲基化，還有包括組蛋白乙酰化以及miRNA合成過程的錯誤都會導致其表達異常。甚至包括染色體易位以及翻譯活動，都會改變miRNA的表達。這些表達異常的miRNA中，有些上調的miRNA誘發(fā)腫瘤細胞增殖同時抑制其凋亡（比如miR-122在肝細胞癌中上調［9］），它們被稱為“癌基因性miRNA（oncomiRs）”；而有些miRNA在腫瘤細胞中表達下調，這類miRNA又被稱為“抑癌基因性miRNA（tsmiRs）”；還有一些miRNA與腫瘤的侵襲轉移特別有關，可以稱為“轉移調節(jié)miRNA（metastamiRs）”。以后也許還能明確組織特異性的miRNA，目前在消化道腫瘤方面［9］，已經(jīng)有少量關于血液中表達異常的miRNA的研究，包括有研究表明miR-122在肝組織中含量特別豐富［10］。也許以后我們可以通過檢測血液或其他體液內(nèi)的相關miRNA用來早期診斷疾病。

2 MiRNA與胃癌的發(fā)生

胃癌是一種多基因疾病，其發(fā)生發(fā)展是一個多因素多步驟過程，是多種相關基因失活導致的結果，miRNA在其中可以作為致癌基因或抑癌基因發(fā)揮促癌或抑癌作用。目前，通過基因芯片（microarray）、RT-PCR（real-time PCR，Stemloop RT-PCR）以及原位雜交（LNA-based ISH）等技術［11］的應用，有許多miRNA已被證明在胃癌中的異常表達，這些研究闡述了這些miRNA在胃癌發(fā)生、發(fā)展以及侵襲轉移方面起著重要作用，而且研究者們也找到了許多miRNA調控的靶基因。

2.1 促癌相關的miRNA

細胞增殖、分化和凋亡等生物學進程中任一步驟異?？蓪е履[瘤的發(fā)生。胃癌中已有大量呈上調的miRNA被證明的影響著上訴過程。如miR-181a的過表達促進了胃癌細胞的增殖，并通過抑制KLF6（腫瘤抑制基因）來抑制癌細胞的凋亡［12］。miR-23a在胃癌中表達上調，其作用靶點為IL-6R（白細胞介素-6受體），IL-6R蛋白質的含量與miR-23a呈負相關，miR-23a通過與IL-6R的作用促進胃癌細胞的生長［13］。miR-21被報道在胃癌中明顯上調，其靶基因是PDCD4和PTEN［14］。miR-196a／196b被發(fā)現(xiàn)在腫瘤組織以及胃癌患者的血清中呈明顯高表達［15-16］。有報道表明在胃癌細胞系MGC803以及胃癌組織中miR-191均過表達，并通過調控NDST1而起作用［17］。miR-370在胃癌組織中高表達，并下調TGFBR2（Ⅱ型TGF-β受體）［18］。

2.2 抑癌相關的miRNA

同樣，許多在胃癌中的下調的miRNA及其靶基因已經(jīng)被明確。有報道顯示，取自胃癌患者的腺癌組織中，miR-181b與miR-182呈顯著低表達，研究者將miR-181b在細胞株中過表達，最終抑制了腫瘤細胞的增殖能力，細胞集落形成率明顯下降。而且它通過與基因的3′端非翻譯區(qū)的結合而減少了CREB1（cAMP反應元件結合蛋白1）的翻譯。還有研究證明miR-181b與miR-182通過負性調節(jié)靶基因CREB1而起在胃癌中起著抑癌的作用［19-20］。Sun等［21］發(fā)現(xiàn)miR -429可通過調控靶基因c-myc從而抑制腫瘤的黏附與遷移，轉染了miR-429的腫瘤細胞其增殖能力、黏附能力均明顯下降。Tseng等［22］研究證實miR-148可通過調節(jié)PIN（蛋白質交互網(wǎng)絡）從而抑制胃癌的浸潤與轉移。而miR-107被推測可能通過作用于靶基因CDK6，從而導致細胞周期G1期的停滯，最總抑制腫瘤細胞的生長［23］。miR-124可以抑制癌基因SPHK1而誘導細胞周期抑制劑P21和P27，最終抑制胃癌細胞增殖［24］。而miR-409-3p基因簇能抑制癌基因SPHK10來抑制胃癌細胞增殖［25］。

3 MiRNA與胃癌的侵襲轉移

臨床上，胃癌的轉移是造成患者死亡的主要原因。事實上，癌細胞的侵襲轉移在癌癥進展的過程中至關重要［26］。EMT（上皮間質轉化）是惡性腫瘤細胞獲得遷移和侵襲能力的重要生物學過程。miR-21能促進胃癌的侵襲和淋巴結轉移［14］。miR-196a被證明能促進EMT［15］。而mir-196b的過表達能上調靶基因VIM、MMP2并下調靶基因CDH1，最終誘導EMT進而促進癌細胞的轉移［26］。miR-10的過表達通過調控靶基因HOXD10而刺激RhoC-AKT信號通路，進而促進胃癌轉移［27］。miR-27同樣能促進胃癌細胞的轉移，其過表達可以引起EMT相關的基因（如ZEB1，ZEB2，SLUG等）表達增多而誘導EMT發(fā)生。

另外，還有些miRNA被報道可以抑制腫瘤的侵襲轉移。如miR-429通過調控靶基因myc而起抑制腫瘤侵襲能力［21］。miR-7可以調控IGF1R和SNAI1來促進CDH1的表達增多而抑制轉移，這個通路也許是潛在的治療靶點［29］。miR-145可以直接調控CDH2和MMP9來抑制腫瘤的轉移［30］。let-7f的過表達能抑制靶基因MYH9，從而抑制腫瘤的侵襲轉移［31］。

miRNA與胃癌的發(fā)生發(fā)展、侵襲轉移密切相關，繼續(xù)深入探討miRNA調節(jié)機制有助于揭示胃癌的病理生理過程。對相應的靶基因和調控過程的研究深入，有助于發(fā)現(xiàn)干預、治療胃癌的新靶標，最終實現(xiàn)有效的胃癌基因療法。

4 miRNA與胃癌的診治

目前胃癌的預后取決于確診時的分期，而臨床上早期胃癌癥狀不典型，就診時往往已是進展期，如何提高早期診斷率是提高胃癌療效的關鍵。眾多關于miRNA的研究提示，其可以作為診斷指標助于胃癌的早期診斷。同時，miRNA也可能作為新的治療靶點，并用以預測胃癌患者的預后。

4.1 miRNA與胃癌的診斷

miRNA在人體血液、唾液、尿液以及其他體液中穩(wěn)定表達［32］，因此miRNA有作為檢測指標的潛力。有研究發(fā)現(xiàn)，檢測血清miR-221，miR -376c和miR-744可以區(qū)分胃癌患者與正常人（敏感性82.4%，特異性58.8%）［33］。Tsujiura等［34］發(fā)現(xiàn)miRNA-17-5p，miRNA-21以及miRNA-106a／106b在胃癌患者的血漿中表達明顯上調，而let-7a表達明顯下降。Jiang等［35］研究發(fā)現(xiàn)miRNA-421在73.33%的胃癌樣本中過表達，以miRNA-421作為標志物檢測胃癌，胃癌檢出率明顯高于血清CEA（癌胚抗原）的檢出率。以上幾個研究均說明miRNA有可能作為一種血清診斷標志物對胃癌患者進行篩查。

4.2 miRNA與胃癌的治療

miRNA作為胃癌的癌基因或抑癌基因起作用，因而有作為腫瘤治療的靶標。目前已經(jīng)有人工合成RNA，可以將之導入體內(nèi)用于抑制腫瘤組織中高表達的miRNA或提高低表達的miRNA。例如體內(nèi)導入siRNA（小干擾RNA）或shRNA（異源雙鏈RNA）沉默靶基因技術［36］。這種使特定miRNA失活的治療方法更穩(wěn)定而且毒性較低。到目前為止還沒有關于利用miRNA在人體內(nèi)進行抗腫瘤治療的相關報道。將來也許在局部或全身范圍導入反義miRNAs進而調控miRNAs將成為新的抗腫瘤治療方法。

4.3 miRNA與胃癌的預后

雖然miRNA預測癌癥預后的作用不像早期診斷那樣重要，但仍然要關注。如miR-21提示著胃癌預后較差。miR-93高表達的胃癌患者多生存期很短［38］。miR-10b，miR-107／196a以及miR-223的高表達提示胃癌容易發(fā)生轉移［39］。還有報道示miR-125a-3p的低表達加強了胃癌的惡性程度，如癌腫的大小，淋巴結及肝轉移的發(fā)生，這些都提示了預后差［37］。許多研究都表明了miRNA與胃癌預后有關系，但是要在臨床使用仍需要進行更多更深入的研究。

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