BRCA1與miRNA在三陰性乳腺癌中的研究進展△

蘇日雅，呼群，蘇烏云

內蒙古醫科大學附屬醫院腫瘤內科，呼和浩特 010050

三陰性乳腺癌（triple negative breast cancer，TNBC）是指缺少雌激素受體（estrogen receptor，ER）、孕激素受體（progesterone receptor，PR）以及缺少人表皮生長因子受體2（human epidermal growth factor receptor 2，HER2）的高度惡性的腫瘤亞型，占所有乳腺癌病理類型的10%～20%[1]。TNBC通常與患者年齡、絕經前狀態、高組織學分級及預后不良關系密切[2]。由于缺乏分子靶點，TNBC的治療一直面臨著挑戰。近年來的研究發現，乳腺癌易感基因1（breast cancer susceptibility gene 1，BRCA1）突變或功能缺失及miRNA表達異常與TNBC的發生有著密切聯系。BRCA1在多種DNA修復過程中發揮重要作用，包括單鏈退火以及通過同源重組和非同源末端連接修復DNA雙鏈斷裂[3]。在DNA雙鏈斷裂修復中，同源重組修復失敗是晚期惡性腫瘤亞型的標志，而BRCA1是同源重組修復通路的核心組成部分。有文獻指出，特定miRNA與乳腺癌侵襲、藥物治療反應及患者預后相關[4]。另有研究發現，在TNBC患者中，miRNA可直接或間接調控BRCA1的表達，反之BRCA1也可調控miRNA的表達[5]。因此，進一步了解BRCA1和miRNA在TNBC中的生物學作用及兩者之間的相互作用機制可為TNBC的診治提供新的思路。本文就BRCA1與miRNA在TNBC中的研究進展作一綜述。

1 BRCA1與TNBC

1.1 BRCA1的結構和功能

BRCA1是參與DNA修復和維持人類基因組完整性的腫瘤抑制基因[6]，是乳腺癌特異性抑癌基因。1994年Miki等[7]采用克隆定位方法首次將BRCA1分離出來。BRCA1位于17q21染色體上，由22個外顯子組成，編碼由1863個氨基酸組成的極大蛋白質分子[7-8]，其主要構象特征為N末端環指結構域及C末端串聯BRCT結構域[9]。研究證明，BRCA1在DNA雙鏈斷裂修復、細胞周期調節和轉錄激活等多種細胞生物學過程中發揮重要作用[10]。與其他腫瘤抑制基因一樣，BRCA1可以防止細胞過快地或失去控制地生長和分化。

1.2 BRCA1表達異常與TNBC

TNBC的發生與BRCA1功能缺失及突變有關，可導致同源重組介導的DNA雙鏈斷裂修復受損。Tun等[11]總結含2533例乳腺癌患者的12項研究，結果發現，TNBC患者的BRCA1突變率約為非TNBC患者的5.6倍，約22%的TNBC患者存在BRCA1突變。由此可認為，TNBC可能是由于BRCA1基因發生胚系突變導致。BRCA1突變可通過改變蛋白結合位點或改變細胞內BRCA1的數量，從而影響其與輔酶因子PALB2和FANCD2的結合[12]。Vaclová等[13]研究發現，在乳腺癌發展初期，與其他類型突變相比，DNA縮短突變攜帶者可表現出較高水平的DNA損傷（尤其是危險的雙鏈斷裂）。該研究還發現，在含有錯義突變的細胞系中，免疫應答相關基因（IFNG、IRF5、ICOS、ITGB5）表達下調。由此可推測，相對于其他乳腺癌患者，攜帶BRCA1錯義突變的患者可能表現出更差的免疫功能，這很可能是導致TNBC患者預后較差的原因之一。Ignatov等[14]通過對BRCA1啟動子甲基化譜進行分析，結果發現，BRCA1甲基化是TNBC進展和復發的危險因素，BRCA1啟動子甲基化可明顯降低BRCA1蛋白的表達水平。研究發現，BRCA1啟動子甲基化只存在于TNBC患者中，在TNBC患者中的發生率為16%，且與淋巴管浸潤、高分級、BRCA1 mRNA低表達及BRCA1蛋白表達缺失有關[1]。因此，BRCA1啟動子甲基化是BRCA1功能缺失的重要機制，與BRCA1表達減少、腫瘤的侵略性表型及預后不良有關。

1.3 BRCA1相關性乳腺癌與PARP抑制劑

目前已研發的多腺苷二磷酸核糖聚合酶[poly(ADP-ribose)polymerase，PARP]抑制劑包括依尼帕尼（BSI-201）、奧拉帕尼（AZD-2281）和維利帕尼（ABT-888）等。攜帶BRCA1突變的TNBC患者對PARP抑制劑尤為敏感[15]。Arun等[16]研究發現，PARP抑制劑中AZD2281是最有效的，并且在BRCA1和BRCA2突變細胞系中可明顯誘導生長抑制，對BRCA1等位基因缺失的細胞（包括ER+、HER2/Neu+和TNBC細胞）的生長抑制率為20%～50%。該研究還發現，AZD2281可誘導線粒體自噬，導致BRCA突變或缺失細胞的凋亡。一項納入93例Ⅰ～ⅢA期TNBC或BRCA1/2突變相關乳腺癌的Ⅱ期新輔助化療研究顯示，與BRCA1/2野生型乳腺癌相比，術前聯合應用吉西他濱、卡鉑和依尼帕尼治療早期TNBC或BRCA1/2突變相關乳腺癌可獲得更高的病理完全緩解率（pathologic complete response，pCR）[17]。另一項納入 141例Ⅱ～ⅢA 期TNBC患者的Ⅱ期新輔助化療研究顯示，依尼帕尼聯合紫杉醇化療方案與紫杉醇單藥化療方案相比，可明顯提高患者的pCR[18]。雖然以上研究提示PARP抑制劑可能成為治療TNBC及BRCA1/2突變相關乳腺癌的新策略，但仍有臨床研究顯示PARP抑制劑未給患者帶來明顯獲益[19]，故對于PARP抑制劑的療效仍有待于進一步探索。

2 miRNA與TNBC

2.1 miRNA的結構和功能

miRNA是一種長度為19～22個堿基的非編碼RNA，成熟單鏈miRNA通常與細胞質中目標mRNA的3’UTR結合，促進mRNA降解或抑制翻譯，從而負調節蛋白質編碼基因的表達[4,20]。人體內生理環境的維持離不開miRNA表達水平的正確調控，miRNA通過作用于廣泛的靶基因幾乎影響從細胞周期檢查點、細胞增殖到凋亡的各種遺傳途徑[5]。例如，miRNA-1255b、miRNA-148b和miRNA-193b可抑制G1期同源重組修復通路，從而影響同源重組修復基因（如BRCA1、BRCA2和RAD51）的轉錄。因此，抑制miRNA-1255b、miRNA-148b和miRNA-193b可使DNA雙鏈斷裂得到修復[21]。Matamala等[22]推測，三陰性特異性miRNA可靶向調控與細胞增殖和遷移有關的若干途徑，例如調節肌動蛋白細胞骨架、黏著斑、PI3K-AKT、MAPK和Wnt信號通路等。

2.2 miRNA表達異常與TNBC

有文獻指出，miRNA可將一些腫瘤相關基因作為靶向目標，從而誘導腫瘤的發生、發展、轉移和耐藥性[4]。第一個與乳腺癌有關的miRNA于2005年被首次提出，隨后越來越多的研究證明，miRNA在乳腺癌尤其是TNBC中發揮癌基因或抑癌基因的作用[23]。致癌miRNA可抑制腫瘤抑制基因的表達，其過表達與腫瘤的發展有關，而抑癌miRNA表達的減少或缺失可誘導其靶向癌基因的表達上調[20]。Liang等[24]研究發現，與非TNBC患者比較，miRNA-206在TNBC患者中的表達下降。miRNA-206作為一種抑癌基因，可降低血管內皮生 長 因 子（vascular endothelial growth factor，VEGF）、絲裂原活化蛋白激酶3（mitogen-activated protein kinase 3，MAPK3）和SOX9的表達，并且可抑制TNBC細胞的侵襲及血管再生。因此，miRNA-206的低表達可促進TNBC細胞的增殖和轉移。

2.3 三陰性特異性miRNA與BRCA1的相互調控

在TNBC患者中，部分miRNA可通過靶向調控BRCA1或被BRCA1調控而發揮致癌或抑癌基因的作用。Matamala等[22]研究發現，miRNA-498和miRNA-187-5p可與BRCA1基因的3’UTR結合，從而調控BRCA1的表達。其中miRNA-187-5p在Luminal B細胞系中過表達，而miRNA-498是一種三陰性特異性miRNA，在三陰性細胞系Hs578T中高度表達，其與BRCA1的表達水平呈負相關；該研究結果還表明，miRNA-498在乳腺癌細胞系中可抑制BRCA1的表達，抑制miRNA-498可抑制三陰性細胞系Hs578T的增殖。此結果表明，miRNA-498在TNBC中充當癌基因的角色，miRNA-498對BRCA1的下調作用可促進腫瘤細胞增殖。

Moskwa等[25]研究顯示，miRNA-182可選擇性地下調BRCA1在乳腺癌細胞系中的表達，導致錯誤的同源重組和非同源末端連接，并導致細胞對電離輻射的敏感性升高；同時，BRCA1轉錄本可選擇性地富集在Argonaute/miRNA-182復合體中并拮抗miRNA-182的表達。Martinez-Ruiz等[26]研究發現，TGFβ可通過降低miRNA-182的峰度來穩定BRCA1的峰度，從而嚴格控制乳腺祖細胞的自我更新和譜系定向。因此，TGFβ-miRNA-182-BRCA1軸可控制乳腺癌分化程度，并決定著不同的乳腺癌亞型。

miRNA-155為致癌miRNA，miRNA-155表達上調與人乳腺腫瘤中BRCA1突變有關。BRCA1不直接調控miRNA-155，而是通過與組蛋白去乙酰化酶2（histone deacetylase 2，HDAC2）結合，使miRNA-155啟動子上的組蛋白H2A和H3脫乙酰化，從而抑制miRNA-155的表達[27]。由此可以推斷，當BRCA1發生突變時，BRCA1將失去與HDAC2正常結合的能力，導致miRNA-155高表達，從而促進乳腺癌的發生。有研究指出，miRNA-155可降低RAD51的表達，此作用可增強乳腺癌的放射敏感性[28]。Gao等[29]研究證實，在乳腺癌細胞系和原發性乳腺癌中，FOXP3與miRNA-155的表達呈正相關；在乳腺癌細胞中，FOXP3可以通過轉錄抑制BRCA1從而誘導miRNA-155的表達，并且循環的miRNA-155源于血細胞。這些發現揭示了乳腺癌細胞中FOXP3-BRCA1-miRNA-155的轉錄軸，并且表明血漿miRNA-155可作為檢測早期乳腺癌的非侵入性生物標志物。

Tanic等[30]研究證明，BRCA1可調節多種miRNA并間接調節數百個基因的表達，從而抑制NF-κB和MAPK信號通路。該研究還認為，腫瘤壞死因子受體相關因子2（tumour necrosis factor receptor-associated factor 2，TRAF2）可作為miRNA-146、miRNA-99和miRNA-205的新型靶基因，并通過實驗表明這3種miRNA可明顯降低乳腺癌細胞中NF-κB信號通路的活性，而MAPK/ERK信號通路的活性僅在采用miRNA-146a轉染時才明顯降低，對于MAPK/JNK信號通路，僅1個miRNA的表達不足以調節該信號通路的活性。此實驗揭示，失調的miRNA的不同組合可以造成不同的生物學結果。Kumaraswamy等[31]研究證實，miRNA-146a為BRCA1的下游基因，其表達與BRCA1水平呈正相關，而且表皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor，EGFR）是 miRNA-146a的直接靶點，miRNA-146a可與EGFR的3’UTR結合，從而抑制EGFR的表達。因此，miRNA-146a在乳腺癌的發生和發展中充當著抑癌基因的角色，BRCA1表達降低可使miRNA-146a表達下降，導致EGFR表達升高，從而促進腫瘤的發展和轉移，甚至可使腫瘤對放療和化療的敏感性降低。

miRNA-200c在TNBC中扮演抑癌基因的角色。Erturk等[32]研究發現，與正常組織相比，miRNA-200c在TNBC組織中下調（2.12倍），但是在BRCA突變的TNBC組織中，這種降低明顯升高（5.75倍）。該研究還發現，血管內皮生長因子A（VEGFA）基因的表達與miRNA-200c呈負相關，推測VEGFA為miRNA-200c的靶基因。因此，miRNA-200c可能與TNBC的侵襲和轉移有關。

綜上所述，miRNA可通過調控多種基因和信號通路，參與BRCA1相關性乳腺癌的發生和發展。進一步研究這些基因及信號通路，揭示其在腫瘤發生中的作用，可為TNBC的診斷與治療提供新思路。

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