食管癌與微小RNA關(guān)系研究進(jìn)展

食管癌與微小RNA關(guān)系研究進(jìn)展

楊晨晨1綜述 盧曉梅2審校

(1新疆醫(yī)科大學(xué)， 烏魯木齊 830011；2新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院臨床醫(yī)學(xué)研究院， 烏魯木齊 830054)

食管癌(EC)是世界惡性腫瘤和癌癥死亡的常見原因[1]。盡管EC的診斷和治療已得到快速發(fā)展，但其平均5年生存率僅保持在10%～20%[2]。評估EC預(yù)后和建立合理的治療方案顯得十分重要。因此，有必要找到食管癌的腫瘤分子標(biāo)志物。人類基因組計劃結(jié)束后，人們發(fā)現(xiàn)編碼蛋白質(zhì)的基因只占總基因組的2%。而占人類基因組95%的非編碼RNA在調(diào)控細(xì)胞分化、凋亡、生物發(fā)育、疾病發(fā)生等方面均起重要作用。微小RNA即microRNA在不同水平上發(fā)揮著基因調(diào)控、RNA切割和基因重組等方面的功能。本文對食管癌與miRNA的關(guān)系作一綜述。

1 微小RNA(microRNA，miRNAs)簡介

微小RNA(microRNA，miRNAs)是由21～23個堿基組成的單鏈非編碼RNA，其通過與靶基因mRNA的3’非翻譯區(qū)(3’UTR)堿基配對，引導(dǎo)沉默復(fù)合體降解mRNA或阻礙其翻譯，在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)節(jié)基因的表達(dá)。目前已被發(fā)現(xiàn)并命名的miRNA超過了9 500個，其在細(xì)胞的增殖、分化和調(diào)控細(xì)胞周期等多個環(huán)節(jié)發(fā)揮重要作用，有關(guān)miRNA的研究主要涉及胚胎發(fā)育神經(jīng)生物學(xué)、病毒學(xué)以及腫瘤學(xué)等多個領(lǐng)域。

2 miRNA與腫瘤

miRNA基因往往在腫瘤中發(fā)生異常表達(dá)，其作為致癌因子或抑制因子參與腫瘤發(fā)生、發(fā)展的各個過程。腫瘤細(xì)胞的多種生物學(xué)行為受miRNA的調(diào)控，如細(xì)胞增殖、凋亡和分化、耐藥和侵襲轉(zhuǎn)移等[3]。多項研究證實miRNA在多種類型的癌癥中呈現(xiàn)不同的表達(dá)水平，研究miRNA的表達(dá)譜，可用做腫瘤的診斷、分類和判斷惡性腫瘤的預(yù)后[4]。miRNA通過調(diào)節(jié)針對促/抗血管生成調(diào)節(jié)腫瘤血管的生成，包括RTK信號傳導(dǎo)蛋白、缺氧誘導(dǎo)因子(HIF)、血管內(nèi)皮生長因子、TSP-1和活性氧(ROS)促進(jìn)腫瘤的發(fā)生。Seok等[5]發(fā)現(xiàn)miR-382的表達(dá)是由HIF-1α調(diào)節(jié)。轉(zhuǎn)染具有miR-382抑制劑(RNA拮抗劑-382)的胃癌細(xì)胞在缺氧條件下可顯著降低血管內(nèi)皮細(xì)胞(EC)的增殖、遷移和血管形成。同時通過Target Scan預(yù)測磷酸酶和張力蛋白同源基因(PTEN)是miR-382的靶基因。研究表明miR-382或微小RNA拮抗劑-382下調(diào)或上調(diào)PTEN和其下游靶AKT/mTOR信號通路的過度表達(dá)，證實PTEN是miR-382的功能性靶基因。此外，PTEN基因抑制miR-382誘導(dǎo)的體外和體內(nèi)血管生成以及血管內(nèi)皮生長因子的分泌， miR-382表達(dá)可降低異種移植腫瘤的生長和抑制微血管密度。這些結(jié)果表明miR-382誘導(dǎo)的缺氧可促進(jìn)血管生成，并通過抑制PTEN發(fā)揮血管生成的作用。

Wang等[6]調(diào)查了miR-497在卵巢癌的血管生成的作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)miR-497的表達(dá)在人類卵巢癌組織明顯下調(diào)，低miR-497的表達(dá)與血管生成明顯相關(guān)。miR-497的外源表達(dá)具有抑制卵巢癌細(xì)胞、促進(jìn)毛細(xì)管形成內(nèi)皮細(xì)胞的能力。miR-497通過抑制卵巢癌細(xì)胞VEGFA表達(dá)，反之通過阻礙VEGFR2介導(dǎo)的PI3K/AKT和MAPK/ERK信號通路起到抗血管生成的作用。研究結(jié)果證實miR-497的下調(diào)可能有助于卵巢癌發(fā)生。miR-497可以是一個有希望用于預(yù)防和治療卵巢癌的候選miRNA。

3 與食管癌有關(guān)的miRNA

3.1 miRNA-let-7miRNA-let-7家族是典型的抑癌基因作用的分子。let-7的多個靶基因都是癌基因，包括c-myc、k-ras及HGMA2。因此let-7可能是具有抑制作用的microRNA。研究表明let-7表達(dá)水平下降與多種腫瘤有關(guān)[7]。let-7家族的前體RNA終末環(huán)可以與Lin28結(jié)合，阻斷l(xiāng)et-7的成熟過程，可結(jié)合在Lin28轉(zhuǎn)錄子的3’UTR區(qū)抑制其表達(dá)，Lin28-let-7通路參與了多種生物功能，包括干細(xì)胞功能及腫瘤的發(fā)生。Hamano等[8]研究報道，LIN28和Lin28B在食管癌細(xì)胞的表達(dá)量明顯高于非癌的上皮細(xì)胞表達(dá)量。LIN28和Lin28B的高表達(dá)與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、預(yù)后較差顯著相關(guān)。Lin28B的表達(dá)與let-7的表達(dá)呈明顯負(fù)相關(guān)關(guān)系。多因素分析還發(fā)現(xiàn)Lin28B表達(dá)可作為一個獨立的預(yù)后因素。

最近研究發(fā)現(xiàn)let-7的另一靶癌基因HMGA2是HMGA家族成員之一，主要在胚胎形成時期表達(dá)，其在成人中幾乎是缺乏的。研究表明let-7的高表達(dá)能夠抑制食管癌細(xì)胞的細(xì)胞增殖能力，對其機制的研究顯示let-7能夠靶向調(diào)節(jié)HMGA2，從而抑制細(xì)胞增殖，發(fā)揮抑癌基因的作用。Liu等[9]研究發(fā)現(xiàn)， 共轉(zhuǎn)染let-7和HMGA2后，let-7可以明顯抑制HMGA2的表達(dá)，與食管癌旁組織相比較，let-7在食管鱗癌中呈現(xiàn)明顯的低表達(dá)，而HMGA2呈現(xiàn)明顯的高表達(dá)。進(jìn)一步證實let-7在食管鱗癌中發(fā)揮抑癌基因作用。該研究選取的研究對象包括漢族、維吾爾族、哈薩克族，哈薩克族食管癌組織中l(wèi)et-7的表達(dá)明顯低于漢族和維吾爾族食管癌組織中的表達(dá)，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。let-7與HMGA2的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。let-7的表達(dá)可以在HMGA2的調(diào)控作用下抑制食管癌細(xì)胞的增殖，其在食管鱗癌中的低表達(dá)可能與食管癌的發(fā)生、發(fā)展相關(guān)，let-7是一個潛在的食管鱗癌分子標(biāo)記物。

miRNA表達(dá)可能是預(yù)測食管癌患者對化療反應(yīng)的分子標(biāo)志物之一。Sugimura等[10]測量了98例術(shù)前化療食管癌患者幾個miRNA的表達(dá)水平，發(fā)現(xiàn)在順鉑抗性細(xì)胞中有15個miRNA差異表達(dá)。74例let-7bandlet-7c低表達(dá)，食管癌對化療的敏感性也隨之降低，let-7c的低表達(dá)與食管癌的預(yù)后差有關(guān)。在體外實驗中，轉(zhuǎn)染let-7c可以恢復(fù)癌細(xì)胞對順鉑的敏感性，加入順鉑后，可以增加癌細(xì)胞的凋亡率。let-7c直接抑制順鉑激活的白細(xì)胞介素(IL)-6/STAT3通路。let-7在食管癌可潛在地用于預(yù)測響應(yīng)于順鉑為基礎(chǔ)的化療效果。let-7IL-6/STAT3通路調(diào)節(jié)食管癌的化療敏感性。

3.2 miRNA-375miRNA-375是胰腺特異性的miRNA，可調(diào)節(jié)胰島素分泌、黏膜免疫、肺表面活性物質(zhì)的分泌以及腫瘤形成。MiR-375調(diào)控LDHB、MTDH、PRDX1、CXCL1、MAL2和CHSYD 6個基因。miR-375在眾多腫瘤中可以下調(diào)，抑制腫瘤標(biāo)志物，如癌基因AEG-1、YAP1、IGF-1R及PDK1。miRNA-375在腫瘤中的突變可由很多機制引起，如轉(zhuǎn)錄因子的異常調(diào)節(jié)以及異常甲基化。減少miR375的表達(dá)可以促使腫瘤的形成，并且使很多腫瘤預(yù)后不良。

王穎懿等[11]采用熒光定量PCR檢測乳腺浸潤性導(dǎo)管癌患者的癌組織標(biāo)本中miR-375表達(dá)量，結(jié)果顯示miR-375在乳腺癌組織中異常表達(dá)，癌組織中的表達(dá)低于正常組織，這可能是miR-375在腫瘤發(fā)生過程中擔(dān)任了癌基因的角色，在一定程度上可以衡量腫瘤的惡性程度。miR-375可抑制腫瘤細(xì)胞的擴增，在SAS和FaDu細(xì)胞中誘導(dǎo)細(xì)胞的凋亡。Li等[12]研究顯示，miR-375在食管鱗癌組織中顯著下調(diào)，并且與腫瘤分期和轉(zhuǎn)移有關(guān)。miR-375的下調(diào)可作為評價食管癌結(jié)局的分子標(biāo)記物。Yu等[13]研究顯示，miR-375可以在食管鱗癌細(xì)胞系中抑制腫瘤細(xì)胞的擴增和侵蝕。目前一項研究顯示，miR-375可以在體外及體內(nèi)抑制食管癌組織的生長和轉(zhuǎn)移，并且miR-375的下調(diào)與食管鱗癌的預(yù)后差有關(guān)。Komastu等[14]報道顯示，食管鱗癌患者中血漿miR-375濃度低的患者預(yù)后較其他患者差，miR-375在血漿中的濃度是食管癌的獨立預(yù)后因子，miR-375可能是ESCC預(yù)后理想標(biāo)記物。

Isozaki等[15]利用miRNA芯片檢測miRNA表達(dá)，在經(jīng)環(huán)羥肟含酸的肽31(CHAP31)處理后，miR-375在食管鱗癌細(xì)胞系中高表達(dá)，通過實時熒光定量PCR檢測，miR-375在食管鱗癌組織樣本中也呈現(xiàn)低表達(dá)。同時，通過微陣列分析，確定LDHB與AEG-1/MTDH是miR-375的靶基因。研究結(jié)果表明，HDACIs上調(diào)的miRNA中有一些作為腫瘤抑制，其中包括miR-375。由腫瘤抑制的miR-375調(diào)節(jié)的LDHB可以作為食管癌的致癌基因。

Math等[16]進(jìn)行了一項多中心研究，采用miRNA芯片對l00例食管腺癌和70例食管鱗癌患者癌組織與癌旁正常組織的miRNA表達(dá)進(jìn)行檢測。結(jié)果表明，食管腺癌腫瘤組織中miR-21、miR-223、miR-192和miR-194表達(dá)高于癌旁組織；而食管癌組織中miR-203、miR-375的表達(dá)明顯低于癌旁組織。在食管腺癌中miR-194和miR-375表達(dá)高于食管鱗癌。癌旁正常組織中miR-21表達(dá)高的鱗癌患者及腫瘤組織中miR-375表達(dá)低的腺癌患者(合并有Barrett’s食管)預(yù)后較差。其結(jié)果表明，與正常食管黏膜相比，食管腺癌腫瘤組織中miR-21、miR-223、miR-192和miR-194表達(dá)增高；而miR-203在腫瘤組織中表達(dá)相對下調(diào)。在食管鱗癌中，與正常食管黏膜相比，腫瘤組織中miR-21表達(dá)增加而miR-375表達(dá)減少。miR-194和miR-375在食管腺癌組織中表達(dá)高于食管鱗癌組織。

3.3 miR-21Liu等[17]研究報道，在大多數(shù)惡性腫瘤中，miR-21高表達(dá)，miR-21在哈薩克族食管癌中高表達(dá)，起負(fù)調(diào)控程序性細(xì)胞死亡4(PDCD4)基因的作用，提示miR-21可能是食管癌的治療靶基因。

Hezova等[18]采用實時定量PCR檢測23例食管腺癌、22例食管鱗狀細(xì)胞癌和17例鄰近的食管黏膜樣本，結(jié)果表明相對于正常黏膜，在食管腺癌組織中miR-21表達(dá)水平下調(diào)，miR-203呈現(xiàn)高表達(dá)。miR-29c和miR-148能區(qū)別食管癌的不同組織學(xué)類。miR-203、miR-148與食管腺癌患者的無病生存期及總生存期相關(guān)，miR-148與食管鱗狀細(xì)胞癌患者的無病生存期及總生存期相關(guān)，miR-21、miR-29c、miR-148和miR-203與食管癌的浸潤和惡性轉(zhuǎn)化有關(guān)，這些微小RNA可以作為食管癌的潛在診斷和預(yù)后標(biāo)志物。

綜上所述，食管癌的發(fā)生與演變是多因素共同作用的結(jié)果，食管癌多個miRNA基因表達(dá)差異明顯，與食管癌發(fā)生、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)，研究這些基因可對食管癌發(fā)生機制有更深刻的了解。

[1] Pisani P, Parkin DM, Bray F, et al. Estimates of the worldwide mortality from 25 cancers in 1990[J]. Int J Cancer,1999,83:18-29.

[2] Hao JJ, Gong T, Zhang Y,et al.Characterization of gene rearrangements resulted from genomic structural aberrations in human esophageal squamous cell carcinoma KYSE150 cells[J]. Gene,2013,513(1):196-201.

[3] Esquela-Kerscher A,Slack FJ. Oncomirs-microRNAs with a role in cancer[J]. Nat Rev Cancer,2006,6:259-269.

[4] Lamb J, Peck D, Sweet-Cordero A, et al. MicroRNA expression profiles classify human cancers[J]. Nature, 2005, 435:834-838.

[5] Seok JK, Lee SH, Kim MJ,et al.MicroRNA-382 induced by HIF-1alpha is an angiogenic miR targeting the tumor suppressor phosphatase and tensin homolog[J].Nucleic Acids Res,2014,42 (12) :8062-8072.

[6] Wang W, Ren F, Wu Q,et al.MicroRNA-497 suppresses angiogenesis by targeting vascular endothelial growth factor A through the PI3K/AKT and MAPK/ERK pathways in ovarian cancer[J]. Oncol Rep,2014,32 (5) 2127-2133.

[7] Wang X, Cao L, Wang,et al. Regulation of let-7 and its target oncogenes (Review) [J].Oncol Lett.,2012,3(5):955-960.

[8] Hamano R, Miyata H, Yamasaki M,et al. High expression of Lin28 is associated with tumour aggressiveness and poor prognosis of patients in oesophagus cancer[J].Br J Cancer, 2012,106(8):1415-1423.

[9] Liu Q, Liu T, Zheng S, et al. HMGA2 is down-regulated by microRNA let-7 and associated with epithelial-mesenchymal transition in oesophageal squamous cell carcinomas of Kazakhs[J].Histopathology,2014, 65(3):408-417.

[10] Sugimura K, Miyata H, Tanaka K,et al. Let-7 expression is a significant determinant of response to chemotherapy through the regulation of IL-6/STAT3 pathway in esophageal squamous cell carcinoma[J].Clin Cancer Res,2012,18(18):5144-5153.

[11] 王穎懿,房林,沈磊.miR-145、miR-375在乳腺浸潤性導(dǎo)管癌中的表達(dá)及臨床意義[J].同濟大學(xué)學(xué)報:醫(yī)學(xué)版, 2012, 33(3):54-57,84.

[12] Li J,Li X, Li Y, et al.Cell-specific detection of miR-375 downregulation for predicting the prognosis of esophageal squamous cell carcinoma by miRNA in situ hybridization[J]. PLoS One, 2013,8(1):e53582.

[13] Yu C, Chen K, Song L, et al. Overexpression of astrocyte elevated gene-1 (AEG-1) is associated with esophageal squamous cell carcinoma (ESCC) progression and pathogenesis[J]. Carcinogenesis,2009,30:894-901.

[14] Komatsu S, Ichikawa D, Takeshita H, et al. Prognostic impact of circulating miR-21 and miR-375 in plasma of patients with esophageal squamous cell carcinoma[J]. Exp Opin Biol Ther, 2012,12 (Suppl 1):S53-859.

[15] Isozaki Y, Hoshino I, Nohata N,et al. Identification of novel molecular targets regulated by tumor suppressive miR-375 induced by histone acetylation in esophageal squamous cell carcinoma[J].Int J Oncol,2012,41(3):985-994.

[16] Math EA，Nguyen GH，Bowman ED，et al．MicroRNA expression in squamous cell carcinoma and adenocarcinoma of the esophagus:sociations with survival[J].Clin Cancer Res,2009,15(19):6192-6200.

[17] Liu T, Liu Q, Zheng S, et al.MicroRNA-21 promotes cell growth and migration by targeting programmed cell death 4 gene in Kazakh'sesophageal squamous cell carcinoma[J]. Dis Markers, 2014,2014:232837.

[18] Hezova R, Kovarikova A, Srovnal J,et al. Diagnostic and prognostic potential of miR-21, miR-29c, miR-148 and miR-203 in adenocarcinoma and squamous cell carcinoma of esophagus[J].Diagn Pathol,2015,10:42.

(本文編輯 周芳)

國家自然科學(xué)基金(81160303，81260359, U1303321)；新疆維吾爾自治區(qū)重大科技專項計劃(201430123-1)；新疆研究生科研創(chuàng)新項目(XJGRI2015063)；新疆醫(yī)科大學(xué)科研創(chuàng)新基金(201311)

楊晨晨(1980-)，在讀博士，研究方向：消化道腫瘤病因發(fā)病機制的轉(zhuǎn)化研究。

盧曉梅，女，博士，研究員，博士生導(dǎo)師，研究方向：消化道腫瘤病因發(fā)病機制的轉(zhuǎn)化研究，E-mail：luxiaomei88@163.com。

R655.4; R735.1

A

1009-5551(2015)12-1476-03

10.3969/j.issn.1009-5551.2015.12.004

2015-09-02]