孫 財,桑 威,徐開林
(徐州醫科大學附屬醫院血液科, 徐州醫科大學血液病研究所,江蘇 徐州 221000)
·專題·
miRNAs與B細胞淋巴瘤
孫 財,桑 威,徐開林
(徐州醫科大學附屬醫院血液科, 徐州醫科大學血液病研究所,江蘇 徐州 221000)
miRNAs是機體內源性的一類非編碼小RNA,在物種進化中相當保守,參與表觀遺傳調節。miRNAs參與B細胞的分化、發育及功能調節, miRNAs的異常表達或功能失調將會導致B細胞分化發育異常,進一步導致包括淋巴瘤在內的許多疾病的發生。由于miRNAs在血漿及病理組織中相對比較穩定,因此它們可能成為淋巴瘤診斷、評估預后及治療反應的特異性的分子標識。本文就目前miRNAs參與B細胞的分化、發育過程及其參與淋巴瘤發生發展的相關研究進展綜述如下。
淋巴瘤;miRNAs;B細胞
桑威,醫學博士,副教授,副主任醫師,碩士生導師。徐州醫科大學附屬醫院血液科副主任,徐州醫科大學附屬醫院血液科淋巴瘤診療中心副主任,中華醫學會血液學分會感染學組委員。中國抗癌協會血液腫瘤專業委員會青年委員,中國抗癌協會血液腫瘤委員會慢淋工作組委員,江蘇省醫學會血液學分會淋巴瘤/骨髓瘤學組委員,江蘇省醫學會血液學分會抗感染學組委員。江蘇省“六大人才高峰”培養對象,江蘇省“科教強衛工程”青年醫學人才,徐州醫學會血液學分會淋巴瘤學組副組長,徐州抗癌協會血液腫瘤委員會副主任委員。先后承擔國家自然科學基金,中國博士后基金,江蘇省自然科學基金,江蘇省衛生廳,江蘇省教育廳科研項目等科研課題多項。主要研究方向是CD5陽性非霍奇金淋巴瘤的診斷和免疫治療。近年來,先后在《American Journal of Hematology》、《Immunol Lett》、《Cellular immunology》等雜志發表科研論文10余篇,SCI收錄6篇。
MiRNA參與調控基因表達和表觀遺傳調控。miRNA主要通過特異性的堿基配對的原則與靶基因的mRNA結合,直接降解或者阻抑靶基因的翻譯,從而下調靶基因的表達。miRNA廣泛參與了免疫細胞的正常發育和分化,對于維持機體保持正常的免疫功能起到了重要的作用。近年來,淋巴瘤發病率逐年上升,隨著對淋巴瘤發病機制研究的深入,發現miRNA還可以扮演癌基因和抑癌基因的角色,直接參與了淋巴細胞克隆形成和淋巴瘤的發生發展。miRNA不僅可以作為診斷的標記性分子,而且還可以輔助用于判斷預后和指導靶向治療。本文就miRNA在B細胞起源的淋巴瘤中的研究進展綜述如下。
miRNAs是一類小的進化相當保守的非編碼RNA,長度約為21~25個核苷酸;依據表觀遺傳學說,通過使基因沉默或減弱靶mRNA的穩定性在轉錄后水平對免疫細胞分化、發育發揮重要的調節作用。在動物研究中發現,RISC-Bound miRNA通過特異性的序列與靶mRNA的3,UTR結合調控基因表達。miRNA的轉錄調節機制主要依賴于miRNA-mRNA的結合程度:在植物細胞中,因其較好的結合程度而直接剪切或下調其靶基因的表達,而在哺乳動物中,miRNA通過阻斷或抑制蛋白表達而發揮作用。
miRNA通過靶向多個轉錄因子上調60%的人類基因表達。更為重要的是miRNA調節幾乎整個細胞分化發育過程:細胞周期、發育時間、細胞增殖、凋亡、細胞分化、新陳代謝、器官發育及造血干細胞的分化。miRNA在免疫細胞功能、細胞因子分泌等方面也具有重要意義,最近研究闡明miRNA在先天性免疫及適應性免疫應答中均有獨立表達譜,并且在調節細胞分化及發育過程中均發揮重要作用[1-3]。
許多miRNA參與B細胞的發育分化過程。目前相關研究證實,特異性的miRNA表達與B細胞的分化發育過程相關。從pro-B到pre-B的發育過程主要受到以下4個miRNA的調節:miR-181,miR-150、 miR-17-92、 miR-34a。以上miRNA主要通過靶向不同分子調節細胞的死亡、細胞生存、細胞增殖。miRNA在B細胞分化發育過程中對體細胞高頻突變、生發中心(GC)的發育起到重要的調節作用。根據既往相關研究,miRNA還在B細胞分化發育過程中及與其他細胞共同通路調節過程中起重要作用。
miRNA可誘導癌基因的表達從而促進細胞的增殖和分化,一部分miRNA可抑制抑癌基因的表達從而調控細胞的凋亡。因此,這些miRNA被稱為癌基因。起癌基因作用的miRNA在正常的生理環境下表達下調。相反,在許多腫瘤細胞中這些miRNA的表達是上調的,促進細胞的增殖,減少細胞的凋亡,故稱為促進腫瘤發生的miRNA。根據目前相關研究,miR-155,miR-17-92在淋巴瘤細胞中作為促癌因子表達異常增多。
miR-155是研究最為廣泛的miRNA。在霍奇金淋巴瘤和彌漫大B細胞淋巴瘤(DLBCL)、套細胞淋巴瘤(MCL)等B細胞淋巴瘤(B-CL)中miR-155的表達異常增多。盧杰等[4]分析了20例DLBCL患者,其全血miR-155的表達水平顯著高于健康人。Fulcid等[5]研究表明,與正常細胞相比,miR-155在B細胞慢性淋巴細胞白血病(B-CLL)的細胞中上調5.3~23倍, miR-155對B淋巴細胞的增殖起非常重要的調節作用。Eis等[6]研究證實,與正常B細胞發育過程相比,miR-155的表達水平在DLBCL的細胞中表達升高10~60倍。進一步的研究證實,與GC起源的DLBCL相比,在非GC起源的DLBCL中miR-155的表達水平顯著增高。提示在非GC起源的DLBCL中,miR-155可作為一個特異性的預后指標,并且可能是一個預后相對較差的預后指標。因此,miR-155可以作為DLBCL患者一個非常有效的新穎的無創性預后分子。更重要的是,進一步闡明了miR-155在參與DLBCL形成過程中包括PU.I/INPP5D/SMAD5在內的3種重要的分子機制。
另一個起到癌基因作用的miRNA是位于13號染色體長臂31-32區域的miR-17-92簇,這個區域在淋巴瘤尤其是在GC起源的DLBCL[7-8]和MCL[9]等侵襲性B-CL中表達明顯增加。有關假說認為,miR-17-92主要通過使Bim/PTEN/MYC/E2F1等基因的表達失調起癌基因作用。尤其是Bim/PTEN的下調是通過miR-17-92的表達上調實現的,而PTEN是通過抗細胞增殖、Bim是通過促進細胞凋亡在B細胞的生長發育過程中發揮作用。Olive等[10]研究證實miR-17-92通過激活AKT1/mTOR信號通路功能性的抑制PTEN的表達而促進細胞的生存。miR-17-92通過促進細胞增殖和降低細胞凋亡而引起B細胞的異常增殖,進而導致淋巴瘤的發生。miR-17-92可能導致淋巴瘤發生的另一個重要機制為miR-17-92過表達后能引起MYC基因的易位(MYC為引起腫瘤生長的重要調節基因)。
目前,miR-21作為第一個在人類細胞中發現的miRNA在大多數腫瘤細胞及包括淋巴瘤等血液系統惡性腫瘤中呈現高表達[11]。miR-21最初作為凋亡抑制因子在許多細胞株中被研究,在后續的研究中miR-21作為抗凋亡的癌基因被普遍研究。
在淋巴瘤發生、發展過程中,miRNA通過上調抑癌基因和(或)下調癌基因而阻斷細胞的生存、促進細胞的凋亡從而作為腫瘤抑制性基因阻斷腫瘤的形成。由于這些miRNA可以下調腫瘤抑制基因或癌基因的表達,調節細胞的增殖和生存,促進正常細胞的增殖、減少凋亡,因此,這些miRNA的表達下調可導致腫瘤的發生[12]。目前研究證實,許多起腫瘤抑制性基因作用的miRNA(miR-15a/ miR-16-1/ miR-181/ miR-34a/ miR-150/ miR-30/ miR-29)的失調在淋巴瘤的發生過程中起重要作用。
miR-15a/16-1位于人的13號染色體長臂1區4帶,其片段大小為30 kb,其在超過50%的B-CLL患者中被檢測到[13],且該miRNA在超過68%的B-CLL患者中表達缺失或下調。更進一步的研究證實,miR-15a/16-1的表達下調或缺失與惰性淋巴瘤的形成密切相關。在同一個淋巴組織中,miR-15a/16-1位點的缺失與否與B-CLL的病理生理過程密切相關。進一步研究表明,與雙缺失的患者相比,13q14單缺失的患者其疾病發生相對較緩慢。以miR-15a/16-1與白血病預后現有的研究為基礎,進一步研究表明,miR-15a/-16-1的殘存表達能夠顯著提高B-CLL患者的預后。miR-15a/16-1基因簇的抗腫瘤效應主要通過靶向Bcl2[14]/TP53/CDK6/MCL1實現[15],而后三者都與Bcl2的表達相關。更為重要的是miR-15a/16-1的下調能夠減弱對抗凋亡蛋白Bcl2激活的抑制作用,進而促進腫瘤細胞的增殖。BCL2在大部分腫瘤患者中是高表達的,但是在只有不到5%的患者能夠解釋BCL2的異常表達。因此,值得慶幸的是在許多B-CLL患者中miR-15a/16-1能夠調控BCL2基因轉錄的調控。但是許多研究[16-17]卻持相反的觀點,他們研究認為在B-CLL的患者中13q14的缺失和miR-15a/16-1的表達水平呈相反的關系,miR-15a/16-1的表達水平在正常細胞和B-CLL患者中表達沒有差異性。Fulci等[5]的前期研究表明,miR-15a/16-1的表達水平下調后,BCL2的表達水平沒有明顯增加;同樣,研究表明,miR-15a/16-1和Bcl2的表達也沒有明顯的相關性。因此,以上研究結果證實,在B-CLL患者中,BCL的高表達并非繼發于miR-15a/16-1的下調而改變。
miR-181是起腫瘤抑制性基因作用的一個家族,miR-181a/b是該家族中的兩個成員,它們均已被證實在B-CLL患者中呈現不同程度的差異性表達[18]。TCL作為一種癌基因通過激活AKT而發揮作用,miR-181b通過靶向TCL而發揮抗腫瘤效應。AKT在B/T淋巴細胞抗凋亡信號的轉導過程中發揮重要作用,主要通過mTOR/NF-kB/Mdm2/CyclinD1等信號途徑調控細胞生存、細胞增殖和抗凋亡信號的激活[19]。
miR-135是在淋巴瘤細胞中被下調的另一個腫瘤抑制性基因。miR-135在經典霍奇金淋巴瘤(cHL)患者淋巴結中的表達水平與其臨床預后有關。Navarro等[20]研究了接受相同治療的生存80個月的cHL患者中25個miRNA的表達水平。他們研究發現,miR-135a低表達的患者具有很高的復發率和相對較短的無病生存期。進一步的研究,在cHL細胞株中轉染miR-135a后可引起該細胞凋亡增加、增殖減弱。通過對cHL細胞株的功能分析,研究發現miR-135a通過直接靶向JAK2發揮作用。JAK2基因的下調使抗凋亡蛋白BCL-XL的基因和蛋白水平均減低,表明BCL-XL基因在miR-135a/ JAK2信號介導的凋亡途徑中起到重要調節作用。以上研究與miR-135a對cHL細胞株生存及cHL患者預后起到非常重要的作用是一致的,從而對cHL患者的治療提供了一個新的靶點[20]。
不同的miRNAs分子在不同的淋巴瘤組織中表達各異。miR-155分子在包括DLBCL/MCL/霍奇金淋巴瘤(HL)的B細胞非HL中是高表達的,但是在成人B細胞中呈低表達。因此,miR-155在DLBCL和伯特基淋巴瘤(BL)患者中的表達不同可以成為DLBCL和BL的診斷因素。目前相關研究表明不同miRNA分子聯合分析而非單一miRNA可以預測不同淋巴瘤的預后。相關研究表明,miR-15a和miR-16-1在B-CLL患者中通常是下調或表達缺失的[21],而在正常的B細胞中表達正常,因此可以作為B-CLL和正常B細胞的一個區分標志。實際上,Calin等[22]早已研究出與B-CL進展和疾病預后相關的特異性的miRNA。他們研究發現,在預后不良的表達ZAP-70而IgVH沒有突變的B-CLL患者中有9個miR(miR-15a/miR-195/miR-221/miR-23b/miR-155/miR-24-1/miR-146/miR-16-1/miR-16-2)的表達是上調的。應用PAM和生存分析方法,發現9 個miRNA與疾病從診斷到需要開始治療的時間有重要關系。Roehle等[23]分析了58例DLBCL,46例濾泡性淋巴瘤(FL)和7例非腫瘤病變的淋巴結(LN)腫大患者中157個miRNA的不同表達情況。結果顯示,在FL患者中miR-9/9*/miR-301/miR-338/miR-213特異性表達,而在DLBCL患者中miR-150/miR-17-5p/miR-145/miR-328特異性表達。此外,研究還發現miR-330/miR-17-5p/miR-106a/miR-210在98%的DLBCL/FL患者中異常表達。最后研究證實,包括miR-21/miR127/miR-34a/miR-195/let7g在內的8個miRNA與DLBCL患者的無病生存和總生存率有關。Lawrie等[16]首次發現在活化細胞樣(ABC)和生發中心B細胞樣(GCB)不同起源的DLBCL患者中miRNA具有差異性表達,其中,與GC起源的DLBCL相比,在ABC-DLBCL患者中miR-155/miR-21/miR-221高表達,因此可以作為區分二者的標志之一。麻鴻飛等[24]研究證實,miR-21/ miR-155/ miR-210三者在淋巴瘤患者均有不同程度升高,分別可以作為診斷淋巴瘤的重要指標之一,且三者聯合診斷率更高。
以上研究證實,miRNA可以作為淋巴瘤潛在的具有重要意義的診斷和預后指標。
根據目前相關研究,越來越多的研究證實miRNA可以作為細胞功能的調節因子。而且,在不同淋巴瘤中出現的特異性miRNA表達譜進一步證實miRNA在淋巴瘤中的重要作用,為淋巴瘤的精準診斷、預后評估提供了新的途徑,而且為淋巴瘤的治療提供了新的策略。盡管miRNA作為淋巴瘤的治療靶點尚處在初期研究階段,但是相關的臨床研究證實,抑制miRNA的表達可以干預腫瘤細胞信號通路進一步影響細胞生存、改善細胞耐藥。糾正正常miRNA的表達或在腫瘤細胞中過表達,miRNA可以抑制腫瘤細胞的形成或進展,MRX34作為第一個腫瘤特異性miRNA(miR-34a)的抑制性藥物已在肝癌和其他實體腫瘤患者中進入I期臨床藥物試驗[25]。部分腫瘤誘導性miRNA(miR-155/miR-17-92/miR-9/let-7)在腫瘤細胞中高表達,現已在特異性的腫瘤細胞中被廣泛研究。
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MicroRNAswithBcelllymphoma
Sun Cai, Sang Wei, Xu Kailin
DepartmentofHematology,theAffiliatedHospitalofXuzhouMedicalUniversity,InsituteofHematology,XuzhouMedicalUniversity,Xuzhou221002,China
SangWei,Email:sw1981726@126.com
MiRNAs is a class of endogenous non-coding small RNA, which is quite conservative in evolution, is one of the important mechanism of epigenetic regulation.MiRNAs participates in the differentiation, development and functional regulation of B cells.Abnormal expression or dysfunction of miRNAs will lead to the abnormal differentiation and development of B cells, and further lead to the occurrence of many diseases including lymphoma.Because of miRNAs is relatively stable in the plasma and the pathological tissue, they could become lymphoma diagnosis, assessment of prognosis and treatment response of specific molecular identification.In this article, the current miRNAs participate in the process of B cell differentiation, development and participate in the occurrence and development of lymphoma related research progress were reviewed.
lymphoma; miRNAS; B cell
江蘇省自然科學基金(BK20171181);中國博士后基金(2016M601891)
桑威, Email: sw1981726@126.com
R733
A
1004-583X(2017)12-1037-04
10.3969/j.issn.1004-583X.2017.12.005

2017-12-08 編輯:張衛國