miRNA在胃癌和肝癌中的研究進(jìn)展

熊先會(huì) 敖鴻舜 馮盈庭 藍(lán)振瑋 丁磊 崔清華

[摘要] microRNA（miRNA）是一類只有20～24 nt的核苷酸短序列，廣泛表達(dá)于多細(xì)胞的真核生物，通過(guò)與mRNAs的堿基互補(bǔ)配對(duì)實(shí)現(xiàn)對(duì)靶基因的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控。大量的研究發(fā)現(xiàn)miRNA能夠調(diào)節(jié)多種生物過(guò)程，比如細(xì)胞增殖、分化和凋亡等，且參與多種癌癥調(diào)控。近些年由于飲食、遺傳、環(huán)境等因素的影響，我國(guó)消化道相關(guān)疾病發(fā)病率逐年升高，受到普遍關(guān)注。本綜述主要聚焦了近幾年在胃癌和肝癌中參與調(diào)控的miRNA種類及其分子作用機(jī)制，以期更好地了解目前的研究熱點(diǎn)，并為以后的研究方向提供參考和指導(dǎo)。

[關(guān)鍵詞] microRNA;胃癌;肝癌

[中圖分類號(hào)] R735 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673-7210（2018）12（b）-0030-04

[Abstract] microRNA （miRNA） is a class of short nucleotide sequence with only 20-24 nt， which is widely expressed in multicellular eukaryotes. miRNA regulates the target genes in post-transcriptional level by pairing with complimentary mRNAs. A great deal of recent studies showed that miRNAs play vital roles in many biological processes， such as cell proliferation， differentiation and apoptosis， they also involved in various cancer regulations. In China， the incidence of gastric and liver cancers increased significantly due to the alterations on the nutrition， environment and genetics following the economic development， which raised more heath concerns. This review focused on the miRNAs identified in these cancers， and addressed the regulatory mechanisms underlying the occurrence and development in the gastric and liver cancers. It would provide better understandings of the importance of miRNAs in these diseases and guide to the further research.

[Key words] microRNA; Gastric cancer; Liver cancer

microRNA（miRNA）是一類20～24 nt的短核苷酸序列，在進(jìn)化上具有高度保守性。miRNA參與機(jī)體的正常生長(zhǎng)代謝發(fā)育，在多種生物過(guò)程中扮演著重要的角色[1]。miRNA主要特異結(jié)合靶基因的3′UTR區(qū)域，影響其表達(dá)水平并最終影響細(xì)胞或組織相關(guān)功能[2]。在動(dòng)植物以及病毒中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有28 645個(gè)miRNA分子，它們大多以單拷貝、多拷貝或基因簇的形式存在于基因組中[3]，miRNA可以調(diào)節(jié)超過(guò)1/3的人類基因表達(dá)[4]。

近年來(lái)，由于飲食、遺傳、環(huán)境等因素的影響，我國(guó)消化道相關(guān)疾病發(fā)病率越來(lái)越高，尤其是胃和肝臟相關(guān)疾病[5]。發(fā)病初期一般可以通過(guò)藥物或者手術(shù)治療康復(fù)，但由于大多數(shù)人不重視，發(fā)展為腫瘤的可能性也不斷增加。消化道疾病的一般臨床表現(xiàn)為消化不良、腹瀉、發(fā)熱、黑便、貧血等癥狀，嚴(yán)重影響患者的生活，而胃癌和肝癌的發(fā)生則嚴(yán)重危及生命，因此研究疾病在發(fā)生發(fā)展過(guò)程中的調(diào)控機(jī)制有益于癌癥的診斷與治療。近幾年的研究顯示miRNA與胃癌及肝癌的發(fā)生、調(diào)節(jié)緊密相關(guān)，miRNA參與調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞的增殖、分化和凋亡等。結(jié)合最近的研究成果，本文將進(jìn)行較詳細(xì)的總結(jié)論述，以闡明不同的miRNA在胃癌和肝癌發(fā)生發(fā)展中具有重要的調(diào)控作用。

1 miRNA在胃癌中的作用

胃癌是發(fā)生于胃黏膜上皮的惡性腫瘤，死亡率很高。在中國(guó)，胃癌發(fā)病有明顯的地域性差別，西北與東部沿海地區(qū)胃癌發(fā)病率明顯高于南方地區(qū)，每年大約有700 000例新病例和500 000例死亡。由于早期缺乏明確的癥狀，大多數(shù)患者被明確診斷時(shí)已為晚期。目前沒(méi)有治療胃癌的有效方法，晚期胃癌患者的5年生存率低于20%[6]。胃癌多發(fā)于年齡50歲以上人群，男女發(fā)病率之比為2∶1。由于飲食結(jié)構(gòu)的改變、工作壓力增大以及幽門螺桿菌的感染等原因，使得胃癌發(fā)生呈現(xiàn)年輕化傾向[7]。

1.1 miRNA在胃癌中的抑制作用

miRNAs可以作為致癌基因或抑癌基因，這取決于其靶點(diǎn)的細(xì)胞功能[8]。據(jù)報(bào)道，miRNA-31的表達(dá)和功能在多種癌癥中得到了廣泛的研究，其在不同的癌細(xì)胞中表達(dá)量不同。在卵巢癌、前列腺癌和膠質(zhì)瘤細(xì)胞中表達(dá)下降，而在結(jié)直腸癌、肺癌和胰腺癌中則表達(dá)上調(diào)[9-10]。胃癌細(xì)胞中miRNA-31啟動(dòng)子處的甲基化與其表達(dá)量呈負(fù)相關(guān)，在正常胃組織中，miRNA-31表達(dá)量遠(yuǎn)高于胃腫瘤細(xì)胞，而甲基化水平低于胃腫瘤，反之亦然。進(jìn)一步探究發(fā)現(xiàn)引起miRNA-31水平改變的是組蛋白去乙酰化酶抑制因子2（HDAC2），下調(diào)HDAC2后癌細(xì)胞增殖被抑制。這些結(jié)果證明miRNA-31能作為胃腫瘤細(xì)胞的一種功能抑制劑[11]。

在胃腫瘤細(xì)胞中不僅僅只有miRNA-31起抑癌作用。miRNA-302B是一種特異性的胚胎干細(xì)胞miRNA[12]，是目前在胃癌細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的，相比于正常細(xì)胞表達(dá)變化最為明顯的一種miRNA。研究表明miRNA-302B靶向結(jié)合組蛋白激酶受體EphA2，使EphA2表達(dá)量減少，進(jìn)而使Wnt/β-catenin通路中的相關(guān)癌基因c-Myc和G1/S-特異性周期蛋白-D1（CyclinD1）表達(dá)量減少，導(dǎo)致上皮細(xì)胞的間質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）減少而抑制癌細(xì)胞的擴(kuò)散[13]。

除了這兩個(gè)較為典型的miRNA之外，還有miRNA-199a/b-3p，2003年首次在人類19號(hào)染色體和1號(hào)染色體中被確認(rèn)[14]。在胃癌細(xì)胞中過(guò)表達(dá)miRNA-199a/b-3p后發(fā)現(xiàn)p21活性激酶（PAK4）的表達(dá)量減少，細(xì)胞增殖被抑制。所以miRNA-199a/b-3p參與胃癌細(xì)胞調(diào)控的主要方式是通過(guò)MEK/ERK軸[15]。

1.2 miRNA在胃癌中的促進(jìn)作用

除了抑制癌細(xì)胞的miRNA，還有一些miRNA能促進(jìn)癌細(xì)胞的增殖。正常的組織和癌組織都會(huì)分泌外泌體，晚期癌細(xì)胞外泌體的分泌水平會(huì)大大提高，這些外泌體能夠促進(jìn)腫瘤的擴(kuò)散和侵染力。因此腫瘤分泌的外泌體中的miRNA能夠被用來(lái)作為不同腫瘤類型和不同時(shí)期的生物標(biāo)志物[16-17]。相關(guān)研究報(bào)道，從癌細(xì)胞的外泌體中發(fā)現(xiàn)和鑒定出了能作為癌癥鑒定的生物標(biāo)志物。在胃癌細(xì)胞中，miRNA-1290與細(xì)胞的臨床分期呈正相關(guān)，且miRNA-1290通過(guò)FOX1促進(jìn)胃癌的增殖和轉(zhuǎn)移[18]，檢測(cè)這些miRNA的含量可以預(yù)估癌細(xì)胞的發(fā)育程度以及時(shí)間[19]。

2 miRNA在肝癌中的作用

原發(fā)性肝癌一般包括肝細(xì)胞癌（HCC）、膽管癌和肝血管肉瘤，而其中HCC占肝癌的85%～90%，在全球惡性腫瘤中排名第五[20]。肝癌早期無(wú)明顯癥狀，也給臨床診斷帶來(lái)困難。同時(shí)，體重減輕、肝臟疼痛等癥狀會(huì)影響患者的生活質(zhì)量，甚至?xí)?dǎo)致生命危險(xiǎn)。導(dǎo)致肝癌的因素很多而且非常復(fù)雜，有很多數(shù)據(jù)證實(shí)了miRNA在肝癌中的重要作用，所以miRNA在肝癌中的作用不容小覷。

2.1 miRNA在肝癌中的調(diào)節(jié)機(jī)制

miRNA在肝癌中的調(diào)節(jié)作用主要是通過(guò)靶向信號(hào)通路中的關(guān)鍵基因來(lái)實(shí)現(xiàn)的。過(guò)表達(dá)miRNA-200a能夠明顯抑制肝細(xì)胞癌的代謝能力，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)miRNA-200a主要是通過(guò)直接靶定生長(zhǎng)因子受體結(jié)合蛋白2相關(guān)結(jié)合蛋白1（GAB1）來(lái)發(fā)揮作用，提示miRNA-200a在以后的研究中可以作為新的肝惡性腫瘤抑制靶點(diǎn)[21]。miRNA-612通過(guò)Sp1/NANOG細(xì)胞信號(hào)通路抑制HCC多能性，miRNA-612對(duì)上皮細(xì)胞粘附分子如CD313的mRNA和蛋白表達(dá)水平具有負(fù)調(diào)節(jié)的作用，對(duì)腫瘤大小和數(shù)目也具有負(fù)調(diào)節(jié)作用，并且能直接抑制Sp1蛋白的表達(dá)、降低NANOG的轉(zhuǎn)錄活性，同時(shí)在活檢組織切片檢查中也發(fā)現(xiàn)Sp1和NANOG的表達(dá)越高，對(duì)于腫瘤切除的HCC患者的預(yù)后效果就越不利[22]。Wu等[23]在HepG2和SMMC-7721細(xì)胞系中發(fā)現(xiàn)miRNA-30c能夠通過(guò)靶向結(jié)合IER2調(diào)節(jié)細(xì)胞遷徙和侵襲，miRNA-30c能夠?qū)ER2作為靶點(diǎn)對(duì)細(xì)胞活性實(shí)行負(fù)調(diào)節(jié)，這對(duì)肝癌患者而言可能是一個(gè)比較有前景的治療策略。

近些年來(lái)，長(zhǎng)片段非編碼RNA（lnc-RNA）也逐漸成為研究熱點(diǎn)，其作用機(jī)制有些也是通過(guò)miRNA途徑來(lái)發(fā)揮作用。如miRNA-362-5p作為lnc-RNA的癌癥易感性候選物2（CASC2）的內(nèi)源靶點(diǎn)，CASC2通過(guò)靶向miRNA-362-5p從而抑制NF-κB通路調(diào)節(jié)HCC的細(xì)胞活性[24]。一些miRNA也可以作用于共同的靶點(diǎn)，miRNA-520-3p和miRNA-132可以共同調(diào)節(jié)細(xì)胞表面的跨膜糖蛋白GPC3和Hippo細(xì)胞信號(hào)通路的關(guān)鍵下游蛋白YAP的表達(dá)，增強(qiáng)肝癌細(xì)胞系的增殖能力和降低細(xì)胞自噬水平[25]。現(xiàn)在的研究結(jié)果說(shuō)明不同的miRNA在腫瘤細(xì)胞中的功能可能是網(wǎng)絡(luò)化的，它們的功能可能是相互影響的，這可能為腫瘤治療的分子水平提供一個(gè)新的思路。

2.2 肝癌中miRNA與miRNA sponge

miRNA sponge能夠抑制miRNA基因，其本質(zhì)為mRNA，在3′UTR區(qū)域有多個(gè)miRNA靶定位點(diǎn)。當(dāng)sponge高表達(dá)的時(shí)候，能夠特異性地抑制某些miRNA的活性。miRNA sponge的出現(xiàn)，為研究miRNA提供了一種新方法。sponge常常以質(zhì)粒轉(zhuǎn)染的方式在靶細(xì)胞中表達(dá)，進(jìn)而抑制miRNA的表達(dá)[26]。Hu等[27]發(fā)現(xiàn)lncRNA-657能夠作為miRNA-106a-5p的sponge，通過(guò)調(diào)節(jié)PTEN的表達(dá)抑制肝癌細(xì)胞的生長(zhǎng)。有研究發(fā)現(xiàn)通過(guò)miRNA sponge可抑制miRNA-221的致癌性[28]。有些miRNA的調(diào)節(jié)有利于腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)，所以降低miRNA的表達(dá)能夠作為一種治療靶點(diǎn)，但這種潛在的治療方法的安全性和有效性還有待檢測(cè)，想真正用于臨床仍然有很長(zhǎng)的一段路要走。

2.3 miRNA在肝癌治療中的作用

目前肝癌的治療大多數(shù)都是通過(guò)化療來(lái)實(shí)現(xiàn)的，由于化療對(duì)患者傷害極大，所以藥物治療的呼聲也越來(lái)越高。許多藥物治療都是通過(guò)miRNA對(duì)特異靶點(diǎn)發(fā)揮作用。HCC細(xì)胞系中miRNA-494的過(guò)表達(dá)能夠通過(guò)哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）信號(hào)通路增加索拉非尼的耐受性。索拉非尼一直是早期HCC的一線治療藥物，但是由于腫瘤異質(zhì)性、先天或者后天養(yǎng)成的耐藥性，索拉非尼的作用并沒(méi)有得到很好的發(fā)揮，將索拉非尼和抗miRNA-494結(jié)合將可能是一個(gè)新的治療HCC的靶點(diǎn)[29]。芹黃素是一種研究很久的具有抗癌性的天然藥物，Gao等[30]發(fā)現(xiàn)在BEL-7402和ADM細(xì)胞系中過(guò)表達(dá)的miRNA-101能夠模仿阿霉素對(duì)芹黃素的敏化作用，而且能夠靶向結(jié)合核因子NF-E2相關(guān)因子（Nrf-2）的3′UTR區(qū)域。以上結(jié)果說(shuō)明芹黃素可以作為治療HCC的一個(gè)潛在化療增敏劑以增強(qiáng)化療效果。miRNA對(duì)于多重耐藥性的產(chǎn)生也有調(diào)節(jié)作用， Chen等[31]發(fā)現(xiàn)相比一般肝癌細(xì)胞系，多重耐藥的肝癌細(xì)胞系中的miRNA-27a的表達(dá)量是明顯下降的，在多重耐藥的BEL7402細(xì)胞中過(guò)表達(dá)miRNA-27a后，MDR1/P-糖蛋白和β連環(huán)素的表達(dá)水平明顯降低，并且增強(qiáng)了對(duì)于5氟尿嘧啶的敏感性和其介導(dǎo)的凋亡，提示miRNA-27a在HCC的治療中通過(guò)抑制FZD7/β連環(huán)素逆轉(zhuǎn)多重耐藥性（MDR）是作為一個(gè)新型調(diào)節(jié)劑發(fā)揮作用。

3小結(jié)

數(shù)量龐大的miRNA在胃癌及肝癌中發(fā)揮著復(fù)雜而重要的調(diào)節(jié)作用，隨著與疾病的發(fā)生、發(fā)展、浸潤(rùn)遷移以及影響化療藥物相關(guān)的miRNA不斷被揭示，對(duì)miRNA在癌癥中的功能及作用機(jī)制也有了更全面的了解。miRNA在不同的疾病中的作用，與疾病的類型、發(fā)生部位、時(shí)期以及用藥情況都有關(guān)聯(lián)。目前更多的研究拓展到結(jié)合lncRNA、sponge及基因啟動(dòng)子的表觀遺傳調(diào)控等多層面的綜合分析[32]。本研究較詳細(xì)地總結(jié)了miRNA在胃癌、肝癌中的作用以及調(diào)控方式，論證了miRNA表達(dá)譜的差異及表達(dá)調(diào)控在癌癥中的重要調(diào)控作用。這些論述有助于清晰地了解不同種類的miRNA在胃癌、肝癌發(fā)生發(fā)展中的調(diào)節(jié)機(jī)制，為相關(guān)腫瘤的理論研究及臨床診治提供更多指導(dǎo)。

[參考文獻(xiàn)]

[1] Roderburg C，Trautwein C. Cell-specific functions of miRNA in the liver [J]. J Hepatol，2017，66（3）：655-656.

[2] Huang Y，Shen XJ，Zou Q，et al. Biological functions of microRNAs：a review [J]. J Physiol Biochem，2011，67（1）：129-139.

[3] Wang XZ，Hang YK，Liu JB，et al. Over-expression of microRNA-375 inhibits papillary thyroid carcinoma cell proliferation and induces cell apoptosis by targeting ERBB2 [J]. J Pharmacol Sci，2016，130（2）：78-84.

[4] Krek A，Grun DM，Poy MN，et al. Combinatorial microRNA target predictions [J]. Nat Genet，2005，37（5）：495-500.

[5] 陳萬(wàn)青，孫可欣，鄭榮壽，等.2014年中國(guó)分地區(qū)惡性腫瘤發(fā)病和死亡分析[J].中國(guó)腫瘤，2018，27（1）：1-14.

[6] Torre LA，Bray F，Siegel RL，et al. Global cancer statistics，2012 [J]. CA Cancer J Clin，2015，65（2）：87-108.

[7] Chen W，Zheng R，Baade PD，et al. Cancer statistics in China，2015 [J]. CA Cancer J Clin，2016，66（2）：115-132.

[8] Rupaimoole R，Calin GA，Lopez-Berestein G，et al. miRNA Deregulation in Cancer Cells and the Tumor Microenvironment [J]. Cancer Discov，2016，6（3）：235-246.

[9] Kim HS，Lee KS，Bae HJ，et al. MicroRNA-31 functions as a tumor suppressor by regulating cell cycle and epithelial-mesenchymal transition regulatory proteins in liver cancer [J]. Oncotarget，2015，6（10）：8089-8102.

[10] Stepicheva NA，Song JL. Function and regulation of microRNA-31 in development and disease [J]. Mol Reprod Dev，2016，83（8）：654-674.

[11] Wei J，Wang Z，Wang Z，et al. MicroRNA-31 Function as a Suppressor Was Regulated by Epigenetic Mechanisms in Gastric Cancer [J]. Biomed Res Int，2017， 2017：5348490.

[12] Zhang M，Yang Q，Zhang L，et al. miR-302b is a potential molecular marker of esophageal squamous cell carcinoma and functions as a tumor suppressor by targeting ErbB4 [J]. J Exp Clin Cancer Res，2014，33（1）：10.

[13] Huang J，He Y，Mcleod HL，et al. miR-302b inhibits tumorigenesis by targeting EphA2 via Wnt/β-catenin/EMT signaling cascade in gastric cancer [J]. BMC Cancer，2017， 17：886.

[14] Hou J，Lin L，Zhou W，et al. Identification of miRNomes in human liver and hepatocellular carcinoma reveals miR-199a/b-3p as therapeutic target for hepatocellular carcinoma [J]. Cancer Cell，2011，19（2）：232-243.

[15] Zeng B，Shi W，Tan G. MiR-199a/b-3p inhibits gastric cancer cell proliferation via down-regulating PAK4/MEK/ERK signaling pathway [J]. BMC Cancer，2018，18（1）：34.

[16] Mitchell PJ，Welton J，Staffurth J，et al. Can urinary exosomes act as treatment response markers in prostate cancer？[J]. J Transl Med，2009，7：4.

[17] Nilsson J，Skog J，Nordstrand A，et al. Prostate cancer-derived urine exosomes： a novel approach to biomarkers for prostate cancer [J]. Br J Cancer，2009，100（10）：1603-1607.

[18] Lin M，Shi C，Lin X，et al. sMicroRNA-1290 inhibits cells proliferation and migration by targeting FOXA1 in gastric cancer cells [J]. Gene，2016，582（2）：137-142.

[19] Sun ZP，Li AQ，Jia WH，et al. MicroRNA expression profiling in exosomes derived from gastric cancer stem-like cells [J]. Oncotarget，2017，8（55）：93839-93855.

[20] Farazi PA，Depinho RA. Hepatocellular carcinoma pathogenesis：from genes to environment [J]. Nat Rev Cancer，2006，6（9）：674-687.

[21] Wang J，Song W，Shen W，et al. MicroRNA-200a Suppresses Cell Invasion and Migration by Directly Targeting GAB1 in Hepatocellular Carcinoma [J]. Oncol Res，2017，25（1）：1-10.

[22] Liu Y，Liu DL，Dong LL，et al. miR-612 suppresses stem cell-like property of hepatocellular carcinoma cells by modulating Sp1/Nanog signaling [J]. Cell Death Dis，2016， 7（9）：e2377.

[23] Wu W，Zhang X，Liao Y，et al. miR-30c negatively regulates the migration and invasion by targeting the immediate early response protein 2 in SMMC-7721 and HepG2 cells [J]. Am J Cancer Res，2015，5（4）：1435-1446.

[24] Zhao L，Zhang Y，Zhang Y. Long noncoding RNA CASC2 regulates hepatocellular carcinoma cell oncogenesis through miR-362-5p/Nf-κB axis [J]. J Cell Physiol，2018，233（10）：6661-6670.

[25] Lei CJ，Yao C，Li DK，et al. Effect of co-transfection of miR-520c-3p and miR-132 on proliferation and apoptosis of hepatocellular carcinoma Huh7 [J]. Asian Pac J Trop Med，2016，9（9）：898-902.

[26] Ebert MS，Sharp PA. MicroRNA sponges：progress and possibilities [J]. RNA，2010，16（11）：2043-2050.

[27] Hu B，Cai H，Zheng R，et al. Long non-coding RNA 657 suppresses hepatocellular carcinoma cell growth by acting as a molecular sponge of miR-106a-5p to regulate PTEN expression [J]. Int J Biochem Cell Biol，2017，92：34-42.

[28] Moshiri F，Callegari E，D′Abundo L，et al. Inhibiting the oncogenic mir-221 by microRNA sponge：toward microRNA-based therapeutics for hepatocellular carcinoma [J]. Gastroenterol Hepatol Bed Bench，2014，7（1）：43-54.

[29] Pollutri D，Patrizi C，Marinelli S，et al. The epigenetically regulated miR-494 associates with stem-cell phenotype and induces sorafenib resistance in hepatocellular carcinoma [J]. Cell Death Dis，2018，9（1）：4.

[30] Gao AM，Zhang XY，Ke ZP. Apigenin sensitizes BEL-7402/ADM cells to doxorubicin through inhibiting miR-101/Nrf2 pathway [J]. Oncotarget，2017，8（47）：82085-82091.

[31] Chen Z，Ma T，Huang C，et al. MiR-27a modulates the MDR1/P-glycoprotein expression by inhibiting FZD7/β-catenin pathway in hepatocellular carcinoma cells [J]. Cell Signal，2013，25（12）：2693-2701.

[32] Krol J，Loedige I，F(xiàn)ilipowicz W. The widespread regulation of microRNA biogenesis，function and decay [J]. Nat Rev Genet，2010，11（9）：597-610.

（收稿日期：2018-07-06 本文編輯：羅喬荔）