microRNA—21在食管癌中的研究進展

楊鯨蓉++++++吳波

[摘要] 食管癌是我國常見的消化系統惡性腫瘤之一。食管癌具體發病機制尚不清楚。 microRNA是一類內源性非編碼蛋白短鏈RNA，參與調控細胞增殖、分化、凋亡、耐藥和侵襲轉移等多種生物學行為。其中miR-21最受關注。miR-21在食管癌細胞或組織中高表達，發揮著類似于癌基因的作用。miR-21通過對靶基因的調控，參與食管癌細胞增殖、凋亡、侵襲、耐藥和轉移等過程。通過抑制miR-21的表達或阻礙miR-21與靶基因的相互作用在食管癌治療中具有良好的應用前景。本文就miR-21在食管癌中的研究進展進行綜述。

[關鍵詞] microRNA-21；食管癌；生物學行為；預后

[中圖分類號] R735.1 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-7210（2017）06（a）-0040-04

Advances research of microRNA-21 in esophageal cancer

YANG Jingrong1 WU Bo2▲

1.Department of Thoracic and Cardiovascular Surgery， Fuzhou General Hospital of Nanjing Military Command， Fujian Province， Fuzhou 350025， China； 2.Department of Emergency， Fuzhou General Hospital of Nanjing Military Command， Fujian Province， Fuzhou 350025， China

[Abstract] Esophageal cancer is one of the most common digestive system neoplasms in China. The mechanism of esophageal cancer is still unclear. microRNA is a kind of endogenous non-coding short RNA， which regulates many tumor biological behaviors，such as cell multiplication， differentiation， apoptosis， drug resistance and invasion. miR-21 is valued highly in miRNA. It express highly in esophageal cancer cell and tissue. miR-21 participates in esophageal cancer cell multiplication， differentiation， apoptosis， drug resistance and metastasis via regulating gene expression. This review summarizes the advances in research on miR-21 in esophageal cancer .

[Key words] MicroRNA-21； Esophageal cancer； Biological behaviors； Prognosis

食管癌是常見的消化道惡性腫瘤之一，在我國，食管癌的發病率居各類惡性腫瘤的第五位，死亡率居第四位。我國食管癌的發病人數和死亡人數占世界食管癌患者的50%以上。食管癌的發生和發展是一個多基因、多因素及多步驟的過程。microRNA（miRNA，miR）是一類內生的非蛋白編碼的小RNA，長約21～23個核苷酸序列。其作為致癌因子或抑制因子參與腫瘤發生和發展的各個過程。miR-21是一種原癌miRNA，在多種惡性腫瘤中高表達，參與調控腫瘤細胞的多種生物學行為，如：細胞增殖、凋亡、分化、耐藥和侵襲轉移等[1-2]。本文就近年來miR-21在結直腸癌腫的研究進展進行綜述。

1 miR-21的概述

miR-21含22個核苷酸，在種屬間高度保守，定位于17q23.1染色體FRA17B 脆性區域，其可通過自身的啟動區域完成轉錄。miR-21最早作為“oncomir”被發現，很多癌癥對其具有“致癌基因成癮性”。miR-21作為一種癌基因，參與了腫瘤細胞的增殖、轉化和轉移等多種生物學行為。無論在實體腫瘤，還是在非實體瘤中均發現miR-21高表達。miR-21目前可被用來作為一種腫瘤標志物判斷腫瘤分期、療效和預后的指標。

2 miR-21調節食管癌的生物學特性

食管癌的發生發展是一個多基因、多因素和多階段參與發生的過程。miRNA參與了食管癌發生發展等病理過程。其中以miR-21的研究較為深入。在食管癌組織標本中，miR-21過度表達。miR-21過表達與腫瘤情況、淋巴結轉移及臨床分期等相關[1]。研究表明以食管癌細胞為研究對象，當miR-21過表達時，不僅抑制了食管癌細胞的凋亡，而且促進食管癌細胞的增殖和轉移[2]。敲除miR-21，降低食管癌細胞增殖、侵襲和遷移能力[1]。

miR-21通過多種途徑促進食管癌的發生和發展。miR-21的作用靶點主要有第10號染色體同源丟失性磷酸酶張力蛋白基因（PTEN）、程序性細胞死亡因子4（PDCD4）等。Wu等[3]研究顯示miR-21、PI3K、Akt在食管癌組織中高表達，PTEN在食管癌中低表達。食管癌中分化差伴淋巴結轉移，PETN陽性率明顯降低。通過抑制miR-21表達，PTEN表達明顯上升，但PI3K和Akt明顯下調，降低了食管癌細胞增殖、遷移和侵襲能力。表明在食管癌中，miR-21通過PTEN/PI3K/Akt信號通路促進細胞增殖、遷移和抗凋亡。Liu等[4]通過Shrna-erk1/2可以顯著減低miR-21的表達水平，而ERK1、2過表達可以上調miR-21的表達。表明miR-21還可通過激活EPK1/2/MAPK通路促進食管癌細胞增殖、遷移和抑制細胞凋亡。研究[5]還表明，FASL、TIMP3和RECK是miR-21直接的靶向基因。

miR-21負性調控PDCD4的表達[6]。外泌體穿梭miR-21可使受體細胞miR-21過表達，通過作用于PDCD4和激活其下游的c-Jun氨基末端激酶（JNK）信號通路，促進細胞的遷移和浸潤[7]。miR-21還可通過作用于K-ras基因，參與了食管癌的發展和轉移[8]。另外，miR-21參與了miR-203抑制食管癌生長、侵襲過程[9]。

此外，miR-21可能有助于腫瘤微環境中的細胞串話（cross-talk）。Nouraee 等[10]將食管癌細胞與正常成纖維細胞共培養時，食管鱗癌細胞的miR-21表達提高，增加了細胞遷移和侵潤能力。表明miR-21可能是一個重要的因素“激活”成纖維細胞轉化為癌癥相關成纖維細胞（CAF）。這些研究結果為CAFs和腫瘤微環境中腫瘤細胞形成與維持的胞外基質的作用提供了新的見解。

miR-21還參與了一些致癌因素如吸煙、缺鋅和飲酒等誘發食管癌發生的過程。miR-21表達失調和食管癌發展與缺鋅的程度相關[11]。缺鋅時，miR-21過表達，而PDCD4下調，促進食管癌的發生[12]。大量飲酒可引起miR-21表達顯著上升[13]。在食管鱗狀細胞癌細胞株EC9706中，尼古丁可誘導miR-21表達上調，促進TGF-β依賴的上皮-間質轉化（EMT）[14]。

3 miR-21在食管癌診斷中的作用

與癌旁組織相比，miR-21在食管鱗癌中過表達。miR-21主要分布在食管癌細胞相鄰的基質細胞的細胞質中[9]。研究表明，miR-21在食管癌中表達上調，與食管癌的分化程度相關[15]。因此，miR-21可作為食管癌診斷的生物標志物[16]。

miR-21用于食管癌診斷的檢測物有唾液、血漿、血清和癌組織。由于唾液、血漿和血清miRNA具有取材方便和損傷小，可通過相對無創的方式獲取檢；檢測快速便捷等優點。這些特性使血清、血漿和唾液miRNA更適合成為腫瘤的診斷、療效和預后評估的生物標志物。miR-21在食管癌患者血清中高表達。食管癌合并轉移患者的血清miR-21濃度是正常組織的8.4倍。因此，血清miR-21可作為一種新的診斷和預后評估的腫瘤標志物[17]。Xie等[18]研究表明 唾液miR-21在食管癌患者診斷中的敏感度是89.7%，特異度為47.4%。葉敏華等[19]研究顯示唾液和血漿miR-21在食管癌患者中顯著高于對照組。Ⅰ、Ⅱ、Ⅰ+Ⅱ期食管癌血漿miR-21的診斷靈敏度分別為96%、64%和97%，特異度分別為44%，84%和56%；而唾液miR-21的敏感度分別為為90%，88%和89%，具有相同的特異度64%。無論食管癌分期，血漿miR-21表達均與唾液中顯著正相關，診斷價值相當。因此，唾液miR-21的檢測有望代替血漿檢測。

4 miR-21在食管癌預后中的作用

miR-21可用于預測食管癌患者預后[20-22]。miR-21高水平表達組，食管癌總體生存率（OS）越差[23]。miR-21單獨或與炎癥基因CRY61、CTGF和IL-18聯用，可預測食管預后，這有助于臨床治療決策的選擇[24]。術后患者血漿miR-21高濃度組比低濃度組的術后病因特異生存率更低（3年生存率為53.4%、81.5%）。多因素分析顯示，高濃度血漿miR-21是一個獨立的預后因素[25]。

在食管鱗癌患者中，通過Kaplan-Meier生存分析示血漿miR-21高表達的食管癌患者，無進展生存（PFS）和OS較對照組縮短。表明miR-21高表達，患者預后差[26]。包含25項研究2258例食管癌患者的meta分析中，miR-21高表達組比miR-21低表達組的預后更差，OS差[27]。而Winther等[28]研究表明miR-21是否可作為預后生物標志物與食管癌病理類型相關。在食管腺癌中，miR-21高表達，患者疾病特異生存越短。但在食管鱗癌中，miR-21并不能作為患者疾病特異存活的獨立預后標志物。

miR-21可用于預測食管癌手術、化療和放療的治療效果。與術前相比，食管癌患者術后血清miR-21水平明顯降低。食管癌患者化療有效時，miR-21水平明顯降低，而化療無效時，血清miR-21變化無統計學差異[29]。王光等[30]研究表明食管癌患者放療后，完全緩解組、部分緩解組和無效組之間miR-21表達水平差異有統計學意義，miR-21的表達水平與放療敏感性呈負相關。Kaplan-Meier分析顯示miR-21高表達組的生存時間明顯低于地表達組。因此，miR-21可用于預測食管癌放療敏感性及預后。但Tanaka等[31]研究顯示miR-21與食管癌輔助化療敏感性及預后之間并無明顯相關性。

5 miR-21可能成為食管癌治療的新靶點

目前，食管癌仍以手術、放療及化療等綜合治療為主。即使經過綜合治療，食管癌患者5年生存率低，僅10%～30%。由于食管癌預后差，亟需尋找新的有效的治療方案。miR-21 參與食管癌的發生和發展，因此，miR-21可成為食管癌治療的潛在靶點[32]。食管癌患者的血漿外泌體可誘導食管癌細胞增殖。當外泌體提取后，食管癌患者血漿中并不能檢測到miR-21。研究還表明外泌體miR-21表達與腫瘤分化程度，淋巴結轉移和血行轉移等相關。表明外泌體miR-21與腫瘤進展和侵潤相關，可作為一個有效地癌癥治療靶點[33]。Huang等[34]研究顯示抑制miR-21表達可顯著增加食管癌細胞的放射敏感性和PTEN蛋白表達。此外，磷酸化Akt蛋白和PTEN下游分子表達也顯著減少。因此，認為抑制miR-21，通過激活PTEN，提高放療敏感性。在食管癌細胞，新的化療藥物Rawq01通過抑制miR-21上調PTEN的表達，從而抑制PI3K-AKT信號通路[35]。在食管鱗狀細胞癌裸鼠移植瘤模型，miR-21可作為一種有效地治療靶點。Liu 等[36]研究表明抑制miR-21可通過影響Ki-67、Caspase-3和Snail的表達可抑制移植瘤生長和轉移。因此，提示miR-21可作為食管癌臨床治療候選靶基因。

6 小結

食管癌是一種常見的消化系統的惡性腫瘤，在我國發病率和死亡率高，嚴重威脅著人類健康[37]。隨著對microRNA在食管癌中研究的深入，發現miR-21參與食管癌的發生發展，能調節食管癌的增殖、凋亡、侵襲和遷移等生物學特性。miR-21可用于食管癌的診斷和預后評估，并有可能成為食管癌治療的新靶點。

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（收稿日期：2017-03-02 本文編輯：蘇 暢）