m iRNA-101在腫瘤中的研究進展

張 婷綜述，史 維審校

（西南醫科大學，四川瀘州646000）

m iRNA-101在腫瘤中的研究進展

張 婷綜述，史 維△審校

（西南醫科大學，四川瀘州646000）

miRNA-101；腫瘤

微小RNA（MicroRNA，miRNA）是一類廣泛存在于真核細胞內的內源性非編碼單鏈小RNA，控制約1/3的人類基因的表達［1］，其表達與個體發育、增殖、分化以及惡性腫瘤發生密切相關。因為靶基因作用的多態性，miRNA通過對靶基因的作用，可以表現為促癌亦或是抑癌作用，廣泛參與腫瘤的發生、發展［2］。近年來，miRNA-101在腫瘤中的作用機制作為一個研究熱點，多個團隊研究發現在不同器官或系統中miRNA-101低表達狀態或缺失促進了癌細胞的增殖［3－5］。此外還有研究表明miRNA-101對腫瘤患者的預后及治療也密切相關［6－7］。本文將就近年來關于miRNA-101在腫瘤中作用機制的研究進展作一概述。

1 m iRNA-101簡介

miRNA-101是miRNA家族中的一類常見序列，在多種細胞中均可檢測到。miRNA一般與靶mRNA的3’－非翻譯區互補結合，使靶基因mRNA降解或抑制其翻譯，從而在轉錄后水平負向調節靶基因表達［8］。眾多研究表明miRNA-101在腫瘤組織及正常組織中的表達存在差異性，可抑制腫瘤細胞的增殖及侵襲性，在腫瘤的發生、發展過程中扮演著抑癌角色。Li等［9］發現miRNA-101低表達與惡性腫瘤的發展相關，是區分腫瘤惡性程度高低的一類標志物。

2 m iRNA-101的作用靶基因

許多關于miRNA-101在腫瘤中的作用機制的研究都表明了miRNA-101在多種腫瘤中都有其發揮作用的靶基因，而且miRNA-101在不同腫瘤中的靶基因不盡相同。

2.1 m iRNA-101與EZH2

EZH2（enhancer of zeste homolog 2）是miRNA-101的作用靶基因中研究最多的，它是一種哺乳動物的組蛋白甲基轉移酶，在重要的細胞進程中起主要監管作用，如維持干細胞多能性、早期胚胎發生和X染色體失活［10］。EZH2最初發現存在于局限性前列腺癌和幾乎所有的轉移性前列腺癌中［11］。隨后，在肺癌、膀胱癌、子宮內膜癌和其他癌癥中也發現EZH2的過表達［12－14］。EZH2蛋白復合物的主要作用是在目標基因中三甲基化組蛋白H3K27，導致遺傳沉默［15－16］。越來越多的證據表明EZH2屬性同致癌基因，其過度表達能促進細胞增殖、集落形成，以及入侵體外實驗的正常細胞和誘發體內異種移植的腫瘤的生長［17］。miRNA-101可與EZH2基因的3’端非翻譯區形成堿基配對抑制其表達。在劉劍新等［5］的試驗中發現miRNA-101在局限性前列腺癌的細胞和的轉移的前列腺癌中均存在表達缺失，miRNA-101的基因組在前列腺癌中的丟失導致EZH2過表達和伴隨的下級通路的調控異常，從而導致癌癥惡化。在Huang等［18］人的研究中，發現miRNA-101在肝癌細胞中的表達低于癌旁正常細胞，同時肝癌細胞中EZH2高于正常肝組織。通過將外源性miRNA-101轉染至肝癌細胞中后肝癌細胞中的EZH2表達量下降，轉染miRNA-101的肝癌細胞的生長受到抑制，從而推測EZH2是miRNA-101在肝癌細胞中的一個作用靶基因。在Lin等［19］研究中將miRNA-101轉染于食道癌細胞中，通過MTT及免疫組化試驗發現下調EZH2蛋白水平可促進食道癌細胞的凋亡。Goto等［20］研究發現過度表達的miRNA-101可抑制腎癌細胞核內外EZH2的表達，并可抑制腫瘤細胞的轉移。Semaan等［21］對卵巢上皮癌的研究發現，miRNA-101可直接作用于EZH2，解除EZH2對染色質轉錄過程的抑制，從而增加腫瘤抑制因子細胞周期調節蛋白p21Waf1/Cip1的表達，抑制了卵巢癌細胞的增生、增殖。Cho等［22］在關于肺癌的侵襲性的研究中發現，增加肺癌細胞中miRNA-101的表達可作用于EZH2基因的3’端非翻譯區而抑制EZH2的翻譯，從而抑制H3K27甲基化，阻礙肺癌細胞的轉移。通過以上研究，可以證明，在不同腫瘤組織中，EZH2均發揮了miRNA-101作用靶點的作用，EZH2可能是該基因最重要的靶點之一。

2.2 m iRNA-101與COX-2

環氧化酶2（cyclooxygenase 2，COX-2）是炎癥中產生前列腺素途徑中的重要調節因子，可促進細胞的增殖，也在前列腺癌等多種腫瘤中過度表達。Hao等［23］發現COX-2是miRNA-101在前列腺癌中的直接作用靶點，miRNA-101抑制COX-2途徑介導的前列腺癌細胞生長。在膽管癌的研究中，Zhang等［24］在重癥聯合免疫缺陷小鼠中模擬膽管癌，發現miRNA-101可通過2種途徑抑制膽管癌中毛細血管生成：一種是直接作用于VEGF的mRNA的3’端非翻譯區而抑制其翻譯；另一種是通過抑制COX-2來抑制VEGF基因的轉錄。這兩種途徑的最終結果都使膽管癌中的新生血管減少，因此抑制了膽管癌的增殖。在胃癌細胞株中轉染miRNA-101后，發現轉染后胃癌細胞株中COX-2的水平低于對照組，由此推測COX-2可能是胃癌細胞中的作用靶點之一［25］。

2.3 m iRNA-101與其他作用靶點

髓系來源抑制細胞（myeloid derived suppressor cells，MDSCs）和腫瘤干細胞（cancer stem cells，CSCs）是腫瘤微環境中重要的細胞成分，并可能影響腫瘤細胞表型和患者預后。Cui等［26］通過實驗驗證了MDSCs與CSCs二者在卵巢癌患者中的相互作用，發現MDSCs可抑制T細胞的活化、增強CSCs基因表達，抑制癌細胞的形成和轉移。MDSCs可促進miRNA-101在腫瘤細胞中表達，進而抑制協同抑制基因CtBP2（C-terminal binding protein），抑制了卵巢癌細胞的轉移。早期研究發現SOX-9可促進肝癌的增殖和轉移，Zhang等［27］將miRNA-101轉染至高表達SOX-9的肝癌細胞株中，發現SOX-9的表達量下降且肝癌細胞的增殖和轉移受到抑制。Nemo樣激酶（NKL）通過Wnt/β-catenin信號通路來促進肝癌細胞的生長，Shen等［28］發現miRNA-101通過整合于NKL的mRNA的3’端非翻譯區來抑制其翻譯，從而抑制肝癌細胞的生長。miRNA-101在結腸癌中也有不同的作用靶點，比如在Chandramouli等［29］的研究中證明了miRNA-101在轉錄后水平調節EP-4受體的表達，由此可對結腸癌產生抑制作用。而在Chen［5］的研究中則證實了Sphk1是miRNA-101在大腸癌中的另一個靶點，同樣miRNA-101作用于該靶點使其表達受到抑制從而抑制大腸癌的發生、發展。在Luo等的研究中，他們分析不同生存率的四期黑色素瘤患者癌細胞中的miRNA-101的水平，發現miRNA-101水平低的患者其生存率也低，并且還發現miRNA-101可通過下調MITF（microphthalmia-associated transcription factor）及EZH2來抑制腫瘤的增殖、轉移［30］。

3 m iRNA-101在腫瘤治療中的作用

傳統的腫瘤治療方法有手術、放療、化療等方法，然而這些傳統的治療方法卻遇到了諸如多重耐藥、藥物導致的毒性、手術后多重并發癥等問題的阻撓，基因治療有望成為腫瘤治療的新途徑。多種miRNAs已被證實在腫瘤細胞株及老鼠模型中可提高腫瘤對化療藥物、放療、分子靶向治療及免疫治療的敏感性［31］，miRNA-101也在腫瘤治療中進行了不少的臨床前研究。

3.1 m iRNA-101增強腫瘤對放化療的敏感性

ATM及DNA-PKcs（DNA-PK catalytic subunit）是DNA雙鏈修復過程中的兩個重要的基因，并且可以保護細胞免受電離輻射［32－33］。在體外實驗中，Chen等［9］發現提高miRNA-101水平可降低非小細胞肺癌細胞中ATM及DNA-Pkcs的水平，并可提高大部分肺癌細胞對放療的敏感性。Su等［6］發現過表達的miRNA-101可通過抑制Mcl-1（myeloid cell leukemia sequence 1）的表達而提高肝癌細胞對依托泊苷、姜黃素及阿霉素的敏感性。在腫瘤微環境中，自噬作用可提高腫瘤細胞抵抗代謝應激的能力從而使其得以存活。Frankel等［34］對miRNA-101與自噬的相互作用的研究發現，腫瘤細胞在應激狀態下會發生自噬潮，其為細胞度過危機提供了緊急的營養和能量支持，有利于細胞的存活，但miRNA-101可以抑制乳腺癌細胞中的自噬潮作用，從而提高乳腺癌對4－羥基他莫昔芬的敏感性。又比如在Xu等的實驗中，發現miRNA-101可通過抑制自噬的形成來增強順鉑誘導的細胞凋亡作用［35］。

3.2 m iRNA-101預測腫瘤預后

眾多研究表明，miRNA-101在腫瘤細胞中呈低表達。程靜等［36］關于宮頸癌的研究中發現miRNA-101在腫瘤細胞中的表達量低于正常宮頸細胞，而在不同病理分級、間質浸潤深度及淋巴結轉移的宮頸癌細胞中，分別比較其miRNA-101表達水平是有差異的，且這種差異有統計學意義，由此可推測miRNA-101可預測宮頸癌患者的預后。在Xie等［37］的研究中，發現與正常人相比，血清miRNA-101在肝炎患者中的表達無明顯差異，在肝硬化患者的血清中呈高表達，而在肝癌患者中則表現為明顯的表達下調，有助于區分出肝硬化患者中合并有肝癌的患者，并且此類患者預后更差。同樣，在高顯華等［38］的研究中，發現miRNA-101表達水平從Ⅱ期結直腸癌到Ⅳ期結直腸癌呈逐漸下降，多因素預后分析顯示miRNA-101可獨立預測結直腸癌患者的總生存率。

4 存在的問題和展望

事實上將miRNAs用于臨床仍面臨許多問題，其中包括miRNA-101，比如將miRNA導入細胞的載體及方法、外源性miRNA-101在機體內是否有效等。又如miRNA-101在同一腫瘤細胞中可有多個作用靶基因，同一靶基因可受多個miRNA調節，其特異性較低，具有非靶向效應，而這可能會給機體造成二次傷害。病毒載體是目前常用的載體，其轉染效率高，但是否會產生病毒感染導致機體發生免疫反應而影響miRNA-101的效果仍不清楚［39］，同時也可能對機體本身產生不利影響。若改為其他的載體，其轉染的效率及療效又無法得到保障，甚至產生排斥反應。目前miRNA-101在腫瘤中的治療作用大多是體外進行的研究，且該項技術還不完善，還不敢貿然運用到人體。其臨床應用的劑量、作用時間及降解產物毒性作用、靶基因的選擇及應用反義核酸的最佳時間等都需要深入研究［40］。miRNA在人類基因組中雖然僅有1%，但卻控制約1/3的人類基因的表達，并參與個體發育的各個環節。與正常組織相比，一些miRNA在腫瘤組織中呈高表達，而另一些則表現為低表達，并且參與腫瘤細胞的增生、增殖、轉移等過程，miRNA的這種致癌或抑癌的特點成為近年來的研究熱點。miRNA-101是miRNA當中的一類極具潛力的分子，是腫瘤細胞網絡調控中的關鍵因子。腫瘤發生的機制十分復雜，對其進一步探索研究，將有助于臨床上創建新的腫瘤篩查、治療及預防的方法和途徑。

作者聲明：本文第一作者對于研究和撰寫的論文出現的不端行為承擔相應責任。

利益沖突：本文全部作者均認同文章無相關利益沖突。

學術不端：本文在初審、返修及出版前均通過中國知網（CNKI）科技期刊學術不端文獻檢測系統學術不端檢測。

同行評議：經同行專家雙盲外審，達到刊發要求。

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R730.231

A

10.3969/j.issn.1674-0904.2016.06.009

2016-06-07

2016-10-29

張 婷，女，（1989－），四川成都人，在讀碩士研究生，主要研究方向：消化道腫瘤的基礎與臨床研究。

△史 維，主任醫師，碩士研究生導師，E-mail：18980083666＠163.com