微RNA與黑色素瘤的研究進展

王　玉,蔡麗敏(綜述),王永晨(審校)

(1.哈爾濱醫科大學附屬第一醫院皮膚科,哈爾濱 150001； 2.哈爾濱醫科大學附屬第二醫院黨委辦公室，哈爾濱 150001)

?

微RNA與黑色素瘤的研究進展

王玉1△,蔡麗敏1(綜述),王永晨2※(審校)

(1.哈爾濱醫科大學附屬第一醫院皮膚科,哈爾濱 150001； 2.哈爾濱醫科大學附屬第二醫院黨委辦公室，哈爾濱 150001)

摘要：黑色素瘤是一種侵襲性強、病死率較高的皮膚惡性腫瘤，對目前常規的治療手段均不敏感。微RNA(miRNA)是一種內源性、非編碼的、單鏈RNA，它可以調控腫瘤細胞的增殖、分化、轉移和凋亡等生命過程，對腫瘤的發生、發展起至關重要的作用。該文就近年來黑色素瘤相關miRNA及其靶基因的研究進行綜述，旨在闡述miRNA在黑色素瘤發生、發展過程中的作用，為黑色素瘤的miRNA靶向治療提供理論基礎。

關鍵詞：黑色素瘤；微RNA；靶基因

黑色素瘤是一種惡性程度較高的腫瘤，具有易侵襲、易轉移、治療難度大等特點。在過去的十年中，黑色素瘤發病率的增長速度高于其他腫瘤，在西方國家其患病率每年以3%～8%遞增，并逐漸成為威脅女性健康的第五大腫瘤[1]。黑色素瘤占皮膚腫瘤的4%，但病死率卻占皮膚腫瘤的74%[2]。目前最常見的治療方法為手術切除、化學療法、免疫治療、放射治療，但治療效果差強人意，尤其體現在轉移性黑色素瘤中[3]。目前黑色素瘤的發病機制尚未完全明確，仍未找到治療黑色素瘤行之有效的辦法,所以尋找新的治療方法迫在眉睫。微RNA(microRNA，miRNA)在腫瘤的發生、發展中起至關重要的作用，現就miRNA與黑色素瘤關系的研究進展予以綜述。

1miRNA概述

miRNA是一種內源性、非編碼的、單鏈RNA。miRNA由RNA聚合酶Ⅱ從其編碼基因中轉錄出初級產物，然后在細胞核內由RNaseⅢ家族的Drosha酶剪切成miRNA前體，再由輸出蛋白5/核內小分子三磷酸鳥苷結合蛋白轉運至細胞質后，經Dicer酶的剪切加工成為成熟miRNA，形成RNA誘導沉默復合物。成熟miRNA的3′非編碼區以堿基互補配對的方式特異性識別靶信使RNA，再依據互補程度的不同來降解信使RNA或抑制蛋白質的翻譯，在轉錄后水平調控基因的表達并參與一系列復雜生命活動的調控。因miRNA具有序列特異性，所以一個miRNA可以調控多個基因的表達，而一個編碼蛋白的基因也可以同時受多種miRNA的調控，如miRNA-133a、miRNA-18a、miRNA-19a、miRNA-92a均可以調控kinase inhibition protein(p27kip1)和receptor tyrosin kinasec-kitproto-oncogene protein(c-Kit)，而miRNA-133a不僅可以調控肝細胞生長因子受體(hepatocyte growth factor receptor，HGFR)表達，還可以調控小眼畸形相關轉錄因子(microphthalmia-associtated transcription factor，MITF)和人叉頭狀轉錄因子03基因的表達，從而影響細胞的增殖、分化和轉移[4]。現已證實，miRNA可以調控腫瘤細胞的增殖、分化、轉移和凋亡等生命過程，對腫瘤的發生、發展有至關重要的作用[5]。

2miRNA與惡性黑色素瘤

從正常黑色素細胞到良性痣再到惡性黑色素瘤的發展過程中，miRNA通過對靶基因的調控，調節關鍵蛋白的表達，從而促進或抑制黑色素瘤細胞增殖、分化和凋亡，影響黑色素瘤的發生、發展。2006年，Zhang等[6]研究報道，在黑色素瘤的原代細胞培養中出現Dicer酶、調節蛋白Argonaute2、miRNA的表達異常。2008年，Schultz等[7]對157種不同的miRNA應用實時定量基因擴增熒光檢測技術分析其在良性黑色素痣和原發性黑色素瘤之間的表達差異，結果發現，有72種miRNA 的表達存在差異。目前研究發現，miRNA的異常表達在黑色素瘤中所起作用不盡相同，如miRNA-221、miRNA-222在黑色素瘤發展過程中起促進作用，而miRNA-137、miRNA-34、miRNA-375、let-7等則起抑癌基因樣作用[8]。

2.1miRNA-221和miRNA-222miRNA-221和miRNA-222均位于X染色體上，兩者前體、作用均相同，但成熟體的形式不同。研究表明，miRNA-221/miRNA-222可以靶向調控p27/kip1、p57kip2, c-Kit、Bim、Era、人第10號染色體缺失的磷酸酶及張力蛋白同源基因、人基質金屬蛋白酶抑制因子3、受p53基因上調表達的凋亡調控基因等抑癌基因的表達，而其通過下調p27kip/細胞周期依賴性激酶阻滯基因1B和c-Kit 受體水平來調控黑色素瘤的形成[9]。早幼粒細胞白血病鋅指蛋白是直接作用于miRNA-221/miRNA-222的轉錄抑制因子，當黑色素瘤細胞中缺少早幼粒細胞白血病鋅指蛋白時，將導致miRNA-221/miRNA-222高表達，隨著黑色素瘤的進展,過表達的miRNA-221/miRNA-222通過抑制c-Kit和p27的表達水平,更有利于惡性表型的誘導[10]。Liu等[11]發現，在黑色素瘤細胞中，將miRNA-221/miRNA-222基因剔除，不僅可以抑制細胞增殖和轉移，同時可以增加細胞凋亡。

2.2miRNA-137miRNA-137位于人染色體1p22,決定了黑色素瘤的易患性。在前體miRNA-137的5′端有一15 bp小片段核甘酸序列,可以競爭性抑制22-bp miRNA-137的功能，并阻止前體miRNA-137向成熟體的轉化。MITF是c-Kit下游的一段轉導通路，可以介導黑色素原生成和黑色素細胞的分化。在黑色素瘤細胞中，成熟的miRNA-137可以下調MITF和細胞周期蛋白依賴性激酶6的表達，從而起到抑癌基因樣作用[12]。Luo等[13]發現，高表達的miRNA-137可以下調靶基因c-Met和Y盒結合蛋白1的表達，兩者對果蠅zeste基因增強子人類同源基因2(enhancer of zeste homolog 2，EZH2)和MITF的表達還有促進作用，進而抑制黑色素瘤的侵襲能力。

2.3Let-7家族Let-7家族可以反向調控癌基因Ras基因表達，其成員中除Let-7e、Let-7i外，在惡性黑色素瘤中的表達比良性黑色素痣低，在黑色素瘤的發生和發展過程起抑制作用。研究表明，Let-7a可與整合素β3的3′非編碼區結合，使其表達下調，同時可以抑制neuroblastoma rat sarcoma viral oncogene homolog(NRAS)基因的表達[14-15],對黑色素瘤細胞的侵襲和遷移能力有較強的抑制作用。另有研究表明，Let-7b 可下調cyclin D1、cyclin D3、cyclin A以及細胞周期蛋白依賴性激酶4蛋白的表達,延長細胞周期，抑制黑色素瘤細胞的生長[16]。可見，Let-7a主要對黑色素瘤的發生、發展有影響，而Let-7b主要影響細胞周期。目前關于Let-7家族作用的信號通路尚不十分明確。

2.4miR-34家族與miR-199amiR-34家族在胰腺癌、結腸癌、黑色素瘤等多種腫瘤中表達異常。Heinemann等[17]發現，miR-34a與miR-34c直接作用UL16結合蛋白2信使RNA的3′非翻譯區下調其表達，來降低自然殺傷細胞對黑色素瘤細胞的識別能力，UL16結合蛋白2是自然殺傷細胞受體配體家族的成員，在黑色素瘤患者血清中發現這種可溶性配體增加使自然殺傷細胞受體配體蛋白水解脫落以逃離自然殺傷細胞受體介導的免疫反應，確定自然殺傷細胞受體配體、UL16結合蛋白2可作為人類惡性黑色素瘤的不良預后標志。原癌基因c-Met編碼產生蛋白c-Met,c-Met是一種具有酪氨酸酶活性的肝細胞生長因子受體,其活化失調在腫瘤發生及獲得侵襲性表型中發揮重要作用。有研究表明，miR-34a在葡萄膜黑色素瘤中通過下調原癌基因c-Met的表達水平來抑制腫瘤細胞的增殖和轉移，此外，miR-34b、miR-34c、miR-199a均可以作用于原癌基因c-Met來削弱腫瘤細胞的侵襲性[8]。由此可見，miR-34家族和miR-199a均可以抑制黑色素瘤細胞的發生和發展。

2.5miR-125bmiR-125是新近發現的一種與黑色素瘤關系較密切的miRNA，它是黑色素生成穩態的一個重要調節器。Kim等[18]發現，miR-125b過表達時，可以下調酪氨酸酶、酪氨酸酶相關蛋白1和多巴色素異構酶的表達水平，進而抑制黑色素細胞的增殖。Zhang等[19]研究表明，miR-125b過表達可通過混合譜系激酶3/c-Jun氨基末端激酶信號通路來抑制靶基因混合譜系激酶的表達，從而達到抑制黑色素瘤細胞增殖和侵襲的目的。Nyholm等[20]發現，黑色素瘤中miR-125b 的過表達將導致細胞周期G0/G1期阻滯和大細胞衰老標記的出現，如衰老相關β半乳糖苷酶、p21、p27、p53，促進細胞衰老。

2.6miR-214miR-214被認為與黑色素瘤的發生、侵襲有密切關系。研究表明，高表達的miR-214可以直接調控轉錄因子激活蛋白2(activating protein 2，AP-2)γ和間接調控轉錄因子AP-2α，其中AP-2α被公認在黑色素瘤的侵襲和轉移中起重要作用[21]。Penna等[22]研究發現了一種由miR-214調控的信號通路，它包括調節轉錄因子活化蛋白2C、黏附受體adhesion receptor integrin alpha-3(ITGA3)和多個表面分子；調節轉錄因子活化蛋白2C可以反向調控ITGA3和MET的表達，當miR-214過表達或調節轉錄因子活化蛋白2C沉默后均可使黑色素瘤細胞獲得或增加侵襲和轉移能力。另有研究表明，miR-214高表達，通過上調的miR-148b和AP-2轉錄因子的調控，可使白細胞激活黏附因子表達下調，進而抑制黑色素瘤細胞的增殖和轉移[23]。

2.7其他miRNALuo等[24]以Ⅳ期黑色素瘤患者作為研究對象發現，miR-101在黑色素瘤細胞中低表達，同時過表達的miR-101可以下調MITF的蛋白水平，增強EZH2的表達，當剔除MITF和EZH2基因后，miR-101可以抑制黑色素瘤細胞的侵襲和增殖。Wang等[25]發現，miR-573的上調可以抑制黑色素瘤細胞的增殖和侵襲能力，而黑色素瘤細胞黏附分子可以減弱miR-573對黑素細胞的抑制作用。Dynoodt等[26]發現，miR-145在初級無侵襲性的黑素瘤細胞中發揮抑制增殖的作用，而在轉移性的黑色素瘤細胞中發揮抑制侵襲和遷移的作用。Mazar等[27]研究表明，在正常皮膚向黑色素瘤過度的過程中miR-375 CpG島甲基化始終增加，miR-375的異位表達可以抑制黑色素瘤細胞的增殖、侵襲和轉移能力。Georgantas 等[28]發現，miR-206可以通過抑制細胞周期蛋白依賴性激酶4、cyclin D1和cyclin C的翻譯來誘發G1期阻滯，從而可抑制黑色素瘤的增殖，此外，has-miR-206的轉染亦可誘發G1期阻滯。Margue等[29]發現，miR-211位于人轉化受體電位陽離子通道亞家族M成員1內含子上，是MITF的靶基因，通過上調人轉化受體電位陽離子通道亞家族M成員1和MITF可以間接促進miR-211的表達，以抑制黑色素瘤細胞的增殖和分化。Giles等[30]發現，miR-7-5p在轉移性黑色素瘤中的表達低于早期黑色素瘤，miR-7-5p作用于其靶基因胰島素受體底物蛋白2，減少致癌的蛋白激酶B發放信號，從而降低黑色素瘤的侵襲和轉移。miR-650是新發現的一種miRNA，研究證實，miR-650的表達水平與肢端惡性黑色素瘤密切相關，其在肢端黑色素瘤中的表達較非肢端黑色素瘤增加4.33倍[31]。

3小結

miRNA作用于相應靶基因，在轉錄后水平調節基因的表達，其調節機制復雜(包括多種信號通路及轉錄調控因子的參與)。同時，不同的miRNA之間又存在正、負反饋作用，它們共同組成了一個復雜的調控體系。隨著對其作用機制認識的日漸成熟，新的靶向基因和相關轉錄調控因子的發現將更加豐富黑色素瘤進展的調節機制，使其早期診斷更加明確、靶向治療更加多元化，為miRNA靶向治療提供了新視角與新方向。

參考文獻

[1]Melnikova VO,Bar-Eli M.Transcriptional control of the melanoma malignant phenotype[J]. Cancer Biol Ther,2008,7(7):997-

1003.

[2]Streicher KL,Zhu W,Lehmann KP,etal.A novel oncogenic role for the miRNA-506-514 cluster in initiating melanocyte transformation and promoting melanoma growth[J].Oncogene,2011,31(12):1558-1570.

[3]Flaherty KT,Puzanov I,Kim KB,etal.Inhibition of mutated,activated BRAF in metastatic melanoma[J].N Engl J Med,2010,363(9):809-819.

[4]Caporali A,Emanueli C.MicroRNA regulation in angiogenesis[J].Vascul Pharmacol,2011,55(4):79-86.

[5]范博,張亮,馬馳.微RNA與腫瘤發生的關系[J].中華腫瘤雜志,2012,34(6):401-404.

[6]Zhang L,Huang J,Yang N,etal.microRNAs exhibit high frequency genomic alterations in human cancer[J].Proc Natl Acad Sci U S A,2006,103(24):9136-9141.

[7]Schultz J,Lorenz P,Gross G,etal.MicroRNA let-7b targets important cell cycle molecules in malignant melanoma cells and interferes with anchorage-independent growth[J].Cell Res,2008,18(5):549-557.

[8]Howell PM Jr,Li X,Riker AI,etal.MicroRNA in Melanoma[J].Ochsner J,2010,10(2):83-92.

[9]Kneitz B,Krebs M,Kalogirou C,etal.Survival in patients with high-risk prostate cancer is predicted by miR-221,Which regulates proliferation,apoptosis,and invasion of prostate cancer cells by inhibiting IRF2 and SOCS3[J].Cancer Res,2014,74(9):2591-2603.

[10] Felicetti F,Errico MC,Bottero L,etal.The promyelocytic leukemia zinc finger-microRNA-221/-222 pathway controls melanoma progression through multiple oncogenic mechanisms[J].Cancer Res,2008,68(8):2745-2754.

[11]Liu Y,Cui H,Wang W,etal.Construction of circular miRNA sponges targeting miR-21 or miR-221 and demonstration of their excellent anticancer effects on malignant melanoma cells[J].Int J Biochem Cell Biol,2013,45(11):2643-2650.

[12]Zhu X,Li Y,Shen H,etal.miR-137 inhibits the proliferation of lung cancer cells by targeting Cdc42 and Cdk6[J].FEBS Lett,2013,587(1):73-81.

[13]Luo C,Tetteh PW,Merz PR,etal.miR-137 inhibits the invasion of melanoma cells through downregulation of multiple oncogenic target genes[J].J Invest Dermatol,2013,133(3):768-775.

[14]Zhao B,Han H,Chen J,etal.MicroRNA let-7c inhibits migration and invasion of human non-small cell lung cancer by targeting ITGB3 and MAP4K3[J].Cancer Lett,2014,342(1):43-51.

[15]Glud M,Gniadecki R.MicroRNAs in the pathogenesis of malignant melanoma[J].J Eur Acad Dermatol Venereol,2013,27(2):142-150.

[16]V?ller D,Ott C,Bosserhoff A.MicroRNAs in malignant mela-noma[J].Clin Biochem,2013,46(10/11):909-917.

[17]Heinemann A,Zhao F,Pechlivanis S,etal.Tumor suppressive microRNAs miR-34a/c control cancer cell expression of ULBP2,a stress-induced ligand of the natural killer cell receptor NKG2D[J].Cancer Res,2012,72(2):460-471.

[18]Kim KH,Bin BH,Kim J,etal.Novel inhibitory function of miR-125b in melanogenesis[J].Pigment Cell Melanoma Res,2014,27(1):140-144.

[19]Zhang J,Lu L,Xiong Y,etal.MLK3 promotes melanoma proliferation and invasion and is a target of microRNA-125b[J].Clin Exp Dermatol,2014,39(3):376-384.

[20]Nyholm AM,Lerche CM,Manfé V,etal.miR-125b induces cellular senescence in malignant melanoma[J].BMC Dermatol,2014,14:8.

[21]Bar-Eli M.Searching for the ′melano-miRs′:miR-214 drives melanoma metastasis[J].EMBO J,2011,30(10):1880-1881.

[22]Penna E,Orso F,Cimino D,etal.microRNA-214 contributes to melanoma tumour progression through suppression of TFAP2C[J].EMBO J,2011,30(10):1990-2007.

[23]Penna E,Orso F,Cimino D,etal.miR-214 coordinates melanoma progression by upregulating ALCAM through TFAP2 and miR-148b downmodulation[J].Cancer Res,2013,73(13):4098-4111.

[24]Luo C,Merz PR,Chen Y,etal.MiR-101 inhibits melanoma cell invasion and proliferation by targeting MITF and EZH2[J].Cancer Lett,2013,341(2):240-247.

[25]Wang HF,Chen H,Ma MW,etal.miR-573 regulates melanoma progression by targeting the melanoma cell adhesion molecule[J].Oncol Rep,2013,30(1):520-526.

[26]Dynoodt P,Speeckaert R,De Wever O,etal.miR-145 overexpression suppresses the migration and invasion of metastatic melanoma cells[J].Int J Oncol,2013,42(4):1443-1451.

[27]Mazar J,DeBlasio D,Govindarajan SS,etal.Epigenetic regulation of microRNA-375 and its role in melanoma development in humans[J].FEBS Lett,2011,585(15):2467-2476.

[28]Georgantas RW,Streicher K,Luo X,etal.MicroRNA-206 induces G1 arrest in melanoma by inhibition of CDK4 and Cyclin D[J].Pigment Cell Melanoma Res,2014,27(2):275-286.

[29]Margue C,Philippidou D,Reinsbach SE,etal.New target genes of MITF-induced microRNA-211 contribute to melanoma cell invasion[J].PLoS One,2013,8(9):e73473.

[30]Giles KM,Brown RA,Epis MR,etal.miRNA-7-5p inhibits melanoma cell migration and invasion[J].Biochem Biophys Res Commun,2013,430(2):706-710.

[31]Chan E，Patel R，Nallur S，etal.MicroRNA signatures differentiate melanoma subtypes[J].Cell Cycle,2011,10(11):1845-1852.

Research Progress of MicroRNA and MelanomaWANGYu1,CAILi-min1,WANGYong-chen2.(1.DepartmentofDermatology,theAffiliatedHospitalofHarbinMedicalUniversity,Harbin150001,China；2.DepartmentofDermatology,theSecondAffiliatedHospitalofHarbinUniversity,Harbin150001,China)

Abstract：Melanoma,a kind of skin malignant tumor with high invasiveness and mortality.Micro RNA(miRNA),a sort of endogenous,non-coding and single stranded RNA,can regulate the proliferation,differentiation,metastasis and apoptosis of tumor cells,playing a vital role in the occurrence and development of tumor. Here makes a summary of the research of melanoma related miRNA and its target genes in recent years,so as to discuss the important roles of miRNA in the occurrence and development of melanoma,and provides theoretical basis for the miRNA target therapy.

Key words：Melanoma; MicroRNA; Target genes

收稿日期：2014-11-19修回日期：2015-02-17編輯：鄭雪

基金項目：國家自然科學基金(81072234)

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.18.010

中圖分類號：R751

文獻標識碼：A

文章編號：1006-2084(2015)18-3291-03