MicroRNAs在胃癌中的研究進展

田芮嘉　高建鵬

【摘要】 MicroRNAs（miRNA）是內源性非編碼小分子RNAs，miRNA在轉錄后調控靶基因的表達，從而發揮其致癌或抑癌的作用。miRNA的失調與胃癌的發生發展顯著相關，miRNA在外周血中具有高穩定性和特異性，可為胃癌的診斷、治療和預后提供新策略。

【關鍵詞】 microRNAs； 胃腫瘤； 生物標志物

Research Progress of MicroRNAs in Gastric Cancer/TIAN Rui-jia，GAO Jian-peng.//Medical Innovation of China，2017，14（14）：139-143

【Abstract】 MicroRNAs（miRNA）are a class of small endogenous noncoding RNAs，that act as post-transcriptional regulators of target gene expression.The fun-ction of miRNA，acting as either oncogenes or tumor suppressors，depends on in?uencing the target genes.The aberrant miRNA expression is highly related to the initiation and progression of gastric cancer.MiRNA is remarkably stable and specific in peripheral blood.This current review aims to provide a novel strategy about the potential clinical applicability of miRNA as diagnostic，therapeutic and prognostic biomarkers in gastric cancer.

【Key words】 MicroRNAs； Stomach neoplasms； Biomarkers

First-authors address：The Affiliated Yanan Hospital of Kunming Medical University，Kunming 650051，China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2017.14.037

胃癌是全球最常見的惡性腫瘤之一，我國屬于胃癌高發區，每年新增病例和死亡病例均居世界前列。早期胃癌患者多無癥狀，早期診斷率較低，導致胃癌預后不佳。microRNAs（miRNA）是由約22個核苷酸組成的內源性非編碼小分子RNA，在各種生理和發育過程中發揮重要作用[1-2]。成熟miRNA通過不完全互補結合于靶mRNA的3非翻譯區發揮轉錄后抑制靶基因表達的作用，miRNA與靶mRNA完全互補結合可使mRNA降解[1-3]。近年研究表明，miRNA的表達異常與胃癌發生相關，可在胃癌的發生發展中發揮類似癌基因或抑癌基因的作用。因此，深入研究miRNA與胃癌的關系有助于推進胃癌的防治。

1 microRNAs的生物學功能

越來越多的證據表明，miRNA在許多生物過程中發揮關鍵的調節作用，包括早期發育、細胞分化、細胞增殖、細胞凋亡、發育時間和造血功能等[4]。此外，有研究顯示miRNA可參與調節胚胎神經發育和成體神經發生[5]、免疫反應和免疫耐受[6]、病毒復制[7]、干細胞自我更新和分化[8]等。例如，miR-155參與了免疫系統的調節[9]；miR-126參與了柯薩奇病毒B3的復制[10]；miR-142-3p在肺發育期間起平衡間充質細胞增殖和分化的作用[11]。目前，miRNA的生物學功能尚未完全闡明，但既往已有一系列研究表明miRNA與腫瘤的發生機制密切相關。

2 microRNAs與腫瘤的關系

采用基因高通量技術和定量檢測基因表達水平的技術可構建miRNA差異表達譜。分析發現，腫瘤組織和正常組織的表達譜不同；不同腫瘤類型的表達譜不同；某些腫瘤不同階段和治療前后的表達譜也不同。提示，相關miRNA可為腫瘤的早期診斷、分期、治療及預后提供新的線索。例如，和HPV陽性的宮頸腺癌相比較，miR-21、

miR-27a、miR-34a、miR-196a、miR-221在HPV陽性的宮頸鱗狀細胞癌中表達水平顯著上調[12]；Soga等[13]通過比較分析口腔鱗狀細胞癌和正常口腔黏膜的表達譜計算檢測發現miR-31*、miR-31、

miR-135b、miR-193a-5p、miR-103、miR-224、miR-93、miR-200c、miR-183、miR203、miR-21、

miR-223在癌組織中呈高表達，miR-133a、

miR-376c、miR-411、miR-30a-3p、miR-489、miR-139-5p、miR-483-5p、miR-30e-3p、miR-409-3p、let-7c、miR-486-5p在口腔鱗狀細胞癌中呈低表達。

既往實驗研究表明miRNA的異常表達可以導致癌細胞增殖、侵襲、遷移以及細胞抵抗凋亡等惡性表型，通過恢復或抑制miRNA的表達水平可以使基因調控網絡和信號通路恢復正常，有利于癌細胞表型的轉化。例如，Tao等[14]研究發現，miR-612對肝癌細胞的增殖、遷移、侵襲和轉移有抑制作用，肝癌患者中miR-612的水平與腫瘤大小、分期、上皮細胞-間充質轉化、轉移呈負相關，并且miR-612可抑制癌細胞的局部浸潤和遠處定植；Han等[15]發現，與正常組織相比，miR-328在食管癌細胞中顯著低表達，miR-328具有抑制食管癌細胞增殖和侵襲的作用，且PLCE1可能是miR-328發揮抑癌作用的靶基因，這個發現為診斷早期食管癌提供了依據；Xu等[16]研究發現，乙肝病毒X蛋白可抑制miR-148a的表達，從而促使腫瘤生長和轉移，此外發現通過抑制HPIP介導的mTOR信號能使miR-148a減少肝癌細胞的生長、上皮細胞-間充質轉化、侵襲和轉移，因此激活miR-148a或抑制HPIP可成為治療肝癌的一個有效策略。

3 microRNAs與胃癌

胃癌是一個重要的公共衛生問題，正成為一個主要的死亡原因，超過70%的新增病例和死亡發生在發展中國家[17-18]。據2015年CA期刊發布的《2012年全球癌癥統計》，2012年全球約有95萬余例胃癌新增病例，72萬余例胃癌死亡病例[19]。胃癌致死率居全球第二位，其中東亞的死亡率最高，北美洲最低[20]。臨床上，有60.3%的胃癌是Borrmann Ⅲ型[21]，且早期胃癌常無臨床癥狀或是癥狀沒有特異性，而目前有效的胃癌早期診斷檢測手段有限，故胃癌在我國死亡率較高。因此研究miRNA在胃癌中的異常表達機制，可為胃癌的診斷、治療和預后提供新的思路和依據。

3.1 胃癌中miRNA表達失調的機制 miRNA的表達受到多種通路調控，當表觀遺傳調控、轉錄因子調控，或是miRNA成熟過程中出現異常等均可導致miRNA表達失調。例如，已有一系列研究證實胃癌的發生與表觀遺傳學的DNA甲基化有關。抑癌基因啟動子區域CpG島的高甲基化可導致基因沉默[22]。Jia等[23]研究發現，miR-10a在胃癌組織中呈低表達，恢復其表達水平可抑制胃癌細胞增殖、遷移和侵襲，提示其具有腫瘤抑制作用，采用甲基化特異性定量PCR技術檢測分析發現miR-10a的低表達是由于miR-10a的啟動子區域CpG島高甲基化引起。Kim等[24]研究證實，在胃癌細胞中miR-941和miR-1247因DNA高甲基化而轉錄沉默，并確定了miR-941和miR-1247在胃癌中可發揮抑癌作用。Lei等[25]研究發現，miR-219-2-3p具有抗腫瘤細胞增殖、促凋亡和抗遷移的作用，miR-219-2-3p

在胃癌中表達水平顯著降低，miR-219-2-3p的低表達與其上游CpG島的甲基化有關，甲基化沉默細胞經DNA甲基轉移酶抑制劑5-Aza-CdR處理后可恢復miR-219-2-3p表達量。采用DNA甲基轉移酶抑制劑可以顯著恢復因高甲基化引起的miRNA表達水平失調，從而可抑制胃癌細胞的增殖、侵襲和遷移[26]。

3.2 胃癌中抑瘤性miRNA 現已有大量研究結果顯示某些miRNA在胃癌中呈低表達，與胃癌的發生呈負相關，因此可通過調節這些抑瘤性miRNA在胃癌細胞中的活性而發揮抑癌作用。Duan等[27]研究顯示，miR-24的過表達可以抑制胃癌細胞的增殖、轉移和侵襲，并可促使胃癌細胞凋亡，使癌細胞停留于G0/G1期，因此miR-24在胃癌中可發揮抑癌作用，并可用于胃癌的診治。Kong等[28]研究顯示，miR-182在人胃腺癌組織樣品中顯著下調，采用熒光報告基因分析證實了CREB1 mRNA 3端非編碼區是miR-182結合位點，miR-182的過表達可抑制CREB1表達，提示miR-182通過抑制CREB1來減少胃腺癌細胞的增殖，發揮其抑癌基因樣作用。Yan等[29]研究顯示，miR-935在胃印戒細胞癌細胞系中的表達比非胃印戒細胞癌細胞系低，增強胃印戒細胞癌細胞系中miR-935的表達可抑制癌細胞增殖、遷移和侵襲；并且證實Notch1是miR-935的靶基因，通過敲除Notch1可以減少癌細胞增殖、遷移和侵襲，提示miR-935-Notch1通路在胃癌尤其是胃印戒細胞癌的臨床診斷和治療中提供潛在作用。Matsuo等[30]使用miRNA芯片發現miR-29c在進展期胃癌中顯著下調，并且發現RCC2是miR-29c的作用靶點，miR-29c通過抑制RCC2的表達起到抑制胃癌細胞的作用。Li等[31]研究發現，miR-495和miR-551a在胃癌中下調表達，在胃癌細胞系中轉染miR-495和miR-551a模擬物并采用蛋白質印跡和qPCR方法分析確認了PRL-3是miR-495和miR-551a的靶點，通過抑制PRL-3發揮抑制胃癌細胞轉移和侵襲的作用，并且有可能用于胃癌的基因治療。已有研究顯示miR-338-3p、miR-200a、miR-34a過表達都可以抑制胃癌細胞的增殖、轉移和侵襲，因而在胃癌中發揮抑癌基因樣作用[32-34]。

3.3 胃癌中致瘤性miRNA Zhang等[35]發現miR-24在胃癌中明顯上調，采用熒光素酶檢測出BCL2L11是其靶基因，并且miR-24可通過結合于BCL2L11 mRNA的3端非編碼區調控BCL2L11的表達，通過抑制BCL2L11發揮癌基因樣作用。體外實驗證實，在胃癌細胞株SGC-7901中轉染miR-24可促進癌細胞轉移、減少細胞凋亡比例。因此認為miR-24是一種新型致瘤性miRNA，可作為一個潛在的藥物靶點。Li等[36]研究發現，CDX1通過誘導細胞周期阻滯和細胞凋亡而顯著抑制胃癌細胞增殖，是抑癌基因。在胃癌中過表達的miR-296-5p可對CDX1進行負性調控，從而降低CDX1的表達、活化ERK1/2信號通路，促進胃癌細胞增殖。TGFβ信號通路的異常與多種腫瘤的增殖和轉移有關。Duan等[37]研究發現，miR-130通過與TGFβR2 mRNA的3端非編碼區結合負性調控TGFβR2蛋白表達水平；此外還發現過度表達的miR-130可促進胃癌細胞株SGC-7901增殖和遷移，研究表明miR-130通過抑制TGFβR2發揮癌基因樣作用，促進胃癌發生。

3.4 miRNA在胃癌中的臨床應用

3.4.1 miRNA作為診斷胃癌的標志物 由于miRNA的差異表達可以區分正常組織和腫瘤組織，并且miRNA可以穩定存在于血漿中，因此通過檢測分析外周血中某些miRNA的表達水平可作為診斷胃癌的生物標志物。例如，Li等[38]研究發現，相較于健康者，miRNA-199a-3p在胃癌患者術前血漿中表達水平顯著上調，且術后表達水平下調，miRNA-199a-3p預測胃癌的敏感性和特異性分別為80%和74%，因此檢測miRNA-199a-3p血漿表達量可作為診斷胃癌的新型潛在生物標志物。Zeng等[39]進行meta分析確定了miR-21因其較高的敏感性和特異性可為胃癌診斷提供價值，其敏感性和特異性分別為66.5%和83.1%，受試者工作特征曲線下面積為0.80。

3.4.2 miRNA作為治療胃癌的工具 由于miRNA具有癌基因或抑癌基因的作用，因此通過抑制或上調miRNA表達量可抑制胃癌細胞的增殖，從而發揮治療作用。此外，人為調控miRNA的表達量可使腫瘤患者對化療藥物的敏感性增加或降低抵抗性[40]。例如，Zhang等[41]研究顯示，miR-1303在胃癌細胞中顯著過表達，呈現癌基因樣作用；通過應用miR-1303抑制劑經瞬時轉染后下調miR-1303在胃癌細胞中的表達水平，發現胃癌細胞的增殖、遷移和侵襲能力受到明顯抑制。

3.4.3 miRNA作為胃癌預后的生物標志物 除了腫瘤發病部位、病理分期、侵潤深度和范圍、有無淋巴結轉移等傳統預后因素外，近期研究表明miRNA也可以作為評估胃癌預后的指標。例如，Kim等[42]研究顯示，胃癌細胞中miR-20a、miR-25、miR-93、miR-103、miR-106a、miR-106b、miR-130的高表達與淋巴結轉移有關，miR-222的高表達會縮短5年生存率。Sakamoto等[43]研究顯示，miR-148a在胃癌組織中顯著下調，并且與胃癌的臨床分期、淋巴結轉移以及較差的預后顯著相關。Wang等[44]進行meta分析表明，檢測miR-21的表達水平對評估胃癌患者預后有價值，miR-21的過表達與較差的腫瘤分化程度、淋巴結轉移和TNM分期有關。

4 展望

隨著越來越多關于miRNA在胃癌中的深入研究，逐步揭示了miRNA參與胃癌發生發展的分子機制。目前，大部分研究集中于探索miRNA在轉錄后調控靶基因的表達，從而發揮其致癌或抑癌的作用。然而，關于miRNA自身失調與其所受上游轉錄調控之間機制的研究甚少。此外，由于各實驗研究結果的重復性差，導致miRNA的基礎研究成果很難向臨床應用轉化。因此，未來還需完善實驗方法和技術，闡明miRNA參與胃癌發生的復雜網絡調控機制，使得miRNA在胃癌的早期診斷、治療和預后中發揮其生物學意義。

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（收稿日期：2017-04-06） （本文編輯：程旭然）