miRNA在胃癌的發(fā)病機(jī)制及診治方面的研究進(jìn)展

岳宏宇，陳 平，叢春莉，李艷梅，黃應(yīng)龍

（內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院消化內(nèi)科，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010050）

近年來，作為轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控的重要因子，微核糖核酸（miRNA）在疾病的發(fā)生和進(jìn)展中得到了廣泛的研究。miRNA是一類在真核生物中的小分子非編碼RNA，長度約為22～28 nt，可以通過與靶mRNA的特定區(qū)域，即3'非翻譯區(qū)-3'UTR區(qū)域完全或不完全的互補(bǔ)結(jié)合，導(dǎo)致靶mRNA在特異性位點(diǎn)斷裂，從而減少靶mRNA的轉(zhuǎn)錄水平或翻譯抑制，調(diào)控靶基因的表達(dá)。另外，人們發(fā)現(xiàn)，miRNA還可以通過類似于蛋白質(zhì)編碼基因的方式對其自身進(jìn)行修飾[1]。迄今為止，人類發(fā)現(xiàn)了1900多個miRNA，通常情況下，miRNA在生物體內(nèi)被精確地調(diào)控著，但在一些病變發(fā)生時，特定miRNA便會出現(xiàn)上調(diào)或下調(diào)等異常表達(dá)情況，這些病變主要是癌癥干細(xì)胞再生、血管生成和轉(zhuǎn)移等，因此miRNA可能扮演著致癌或者抑癌的作用，同時，miRNA在機(jī)體發(fā)育、器官功能調(diào)節(jié)、免疫、細(xì)胞增殖、凋亡及微生物致病等諸多方面發(fā)揮重要作用。

1 miRNA與胃癌

胃癌的發(fā)病率及死亡率在全球范圍一直保持在較高水平，Chen W等報(bào)道，在2015年我國新發(fā)腫瘤中胃癌的發(fā)病率和致死率位列前三。因胃癌發(fā)病時沒有典型的臨床癥狀，早期診斷率較低，國外學(xué)者報(bào)道胃癌5a生存率只有10%～15%。因此，尋找胃癌診療的新靶點(diǎn)，具有重要意義。人們發(fā)現(xiàn)，miRNA參與調(diào)節(jié)人類30%以上編碼蛋白質(zhì)的基因的表達(dá)[2]，miRNA對胃癌的發(fā)生、進(jìn)展及預(yù)后有重要影響，測定組織和體液中特定的miRNA可能對胃癌診斷及病情及預(yù)后的評估方面有一定的幫助，同時，miRNA也被認(rèn)為可以作為胃癌的潛在治療靶點(diǎn)應(yīng)用于臨床。

2 miRNA的作用機(jī)制

目前研究顯示，miRNA可以直接作用于癌細(xì)胞控制其生長及擴(kuò)散，或通過影響信號通路、轉(zhuǎn)錄因子等的方式來間接控制癌細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移。

多種miRNA在胃癌組織與正常胃組織的表達(dá)量存在差異，并且，某些miRNA的表達(dá)量與胃癌的腫瘤大小、浸潤深度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和TNM（tumor node metastasis）分期有關(guān)。何彥豐等發(fā)現(xiàn)，hsamiR-125a-5p通過阻斷靶基因Rock-1的表達(dá)減弱胃癌細(xì)胞的侵襲能力。韓汶延等發(fā)現(xiàn)，突變miRNA－30c在基因型為rs 928508 AA表型的患者中表達(dá)量明顯增高，并且pre－miR－30c AA基因型與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移存在一定的相關(guān)性[3]。Feng等的研究顯示，miRNA-345的表達(dá)與胃癌患者局部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和TNM分期密切相關(guān)。另外，研究發(fā)現(xiàn)miRNA-144-3p、miRNA-647等在胃癌組織中低表達(dá)，而在進(jìn)展期胃癌、較大的癌組織、轉(zhuǎn)移灶中呈現(xiàn)更明顯的低表達(dá)水平。

迄今為止，人們發(fā)現(xiàn)miRNA參與多個信號通路的調(diào)控，目前研究較多的的信號通路有：PI3K信號通路、Wnt/β-Catenin信號通路等。

PI3K信號通路：磷脂酰肌醇3-激酶（PI3Ks）蛋白家族參與多種細(xì)胞功能的調(diào)節(jié)，如細(xì)胞增殖、分化、凋亡和葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)等，學(xué)者們在多種腫瘤細(xì)胞中檢測到PI3Ks的活性增加。抑癌基因PTEN是PI3K路徑中的一個重要的調(diào)節(jié)因子，PTEN蛋白特異性地使磷脂酰肌醇3（IP3）的第三位磷酸去磷酸化而間接地抑制PI3Ks的活性。PTEN基因被認(rèn)為是很多miRNA的作用靶點(diǎn)，Zhang等證實(shí)，miRNA-221/222可以直接影響PTEN的表達(dá)[4]，另一些學(xué)者發(fā)現(xiàn)，胃癌細(xì)胞中，阻斷miRNA-21可引起PTEN基因的過度表達(dá)，進(jìn)而抑制胃癌細(xì)胞增殖與侵襲[5]。研究發(fā)現(xiàn)，胃癌組織miRNA-451的表達(dá)與巨噬細(xì)胞遷移抑制因子（MIF）的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)，而MIF可以通過調(diào)控PI3K-Akt信號通路而促進(jìn)mgc-803胃癌細(xì)胞株的增殖，由此說明miRNA-541可能在PI3K信號通路中發(fā)揮作用[6]。張誠等發(fā)現(xiàn)，miRNA-141可能通過阻斷PI3K信號通路的方式，從而抑制BGC-823胃癌細(xì)胞的增殖與侵襲[7]。除此之外，諸如 miRNA-143、miRNA-374b、miRNA-375 等許多miRNA也被發(fā)現(xiàn)能通過調(diào)控PI3K信號通路的活性而影響胃癌細(xì)胞增殖。

STAT3信號通路：該信號通路可以介導(dǎo)多種細(xì)胞因子參與細(xì)胞的增殖、分化和凋亡的過程，它的過度活化可引起細(xì)胞的異常增殖[8]。研究者發(fā)現(xiàn)，在胃癌組織中，抑制STAT3信號可抑制癌細(xì)胞生長[9]。常威等的研究發(fā)現(xiàn)，過表達(dá)的miRNA-221可明顯促進(jìn)胃癌細(xì)胞增殖，而下調(diào)miR-221可明顯抑制胃癌細(xì)胞的增殖，同時他們發(fā)現(xiàn)，miR-221的表達(dá)與STAT3蛋白的表達(dá)呈正相關(guān)，提示miR-221可能通過激活STAT3信號通路促進(jìn)胃癌細(xì)胞的增殖[10]。研究較多的還有miRNA-223-3p，Birnie等發(fā)現(xiàn)，miRNA-223-3p在胃癌組織中表達(dá)上調(diào)，轉(zhuǎn)染miRNA-223-3p的抑制物能夠顯著的促進(jìn)細(xì)胞凋亡、抑制癌細(xì)胞的增殖和遷移[11]。而下調(diào)胃癌細(xì)胞中miRNA-223-3p的表達(dá)量，則可以抑制癌細(xì)胞的增殖[12]。在此基礎(chǔ)上，謝瓊等發(fā)現(xiàn)，下調(diào)miRNA-223-3p可降低JAK2、STAT3、p-STAT3 蛋白的表達(dá)，上調(diào)Bax、CleavedCaspase3蛋白的表達(dá)，上述結(jié)果提示miRNA-223-3p可能通過抑制STAT3信號通路，從而影響胃癌細(xì)胞的生長[13]。除此之外，還有許多miRNA也認(rèn)為參與STAT3信號通路的在胃癌中的調(diào)控過程[14]。

Wnt/β-Catenin 信號通路：Wnt/β-Catenin 信號通路在調(diào)節(jié)細(xì)胞生長、分化及胚胎生長過程中有重要作用，其在細(xì)胞癌變、侵襲轉(zhuǎn)移等病理過程中也有重要的調(diào)控作用。SUFU基因是Wnt/β-Catenin信號通路的一個負(fù)性調(diào)節(jié)因子，同時也是mirna-194的靶基因。Peng等發(fā)現(xiàn)，miRNA-194通過部分抑制SUFU基因，刺激wnt/β-catenin信號級聯(lián)，而促進(jìn)胃癌細(xì)胞的增殖和遷移[15]。另有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，miRNA-338和miRNA-361-5p等可以通過阻斷wnt/β-catenin信號通路，抑制胃癌細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移等[16]。

上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）是胃癌侵襲和轉(zhuǎn)移一個重要步驟，越來越多的研究發(fā)現(xiàn)，miRNA可通過多個信號通路參與EMT的調(diào)控，在胃癌的侵襲和轉(zhuǎn)移過程中發(fā)揮重要作用[17]。有研究表明，胃癌組織中miRNA-9和miRNA-137以CUL4A為靶基因參與胃癌EMT的生物學(xué)過程，其表達(dá)程度與胃癌的TNM分期、局部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況和生存期等有關(guān)，胃癌的TNM分期較晚、出現(xiàn)局部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和生存期較短，則胃癌組織中miRNA-9和miRNA-137呈高表達(dá)狀態(tài)，而miRNA-491-5p、miRNA-345、miRNA-1271、miRNA-194等在胃癌組織中呈低水平表達(dá)，其過表達(dá)可以抑制胃癌細(xì)胞的EMT過程[18]。

在胃癌發(fā)生和發(fā)展過程中，miRNA與胃癌信號通路的關(guān)系極其復(fù)雜，不斷增加miRNA相關(guān)信號通路的認(rèn)識，將促進(jìn)人們對胃癌分子機(jī)制的理解和對胃癌治療的新靶點(diǎn)的識別。

3 miRNA與胃癌相關(guān)微生物

3.1 miRNA與幽門螺桿菌（heli-cobacter pylori，Hp）

目前觀點(diǎn)認(rèn)為，胃癌與遺傳、飲食習(xí)慣、致病微生物感染等多種因素有關(guān)，其中幽門螺桿菌感染被認(rèn)為是引起胃癌的一個主要因素，幽門螺桿菌能通過多種機(jī)制誘發(fā)胃癌。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，某些miRNA在幽門螺桿菌相關(guān)胃癌組織和普通胃癌組織中的表達(dá)不同，提示這兩種胃癌的發(fā)病機(jī)制可能存在差異[19]。Niwa等的研究發(fā)現(xiàn)，感染Hp可能會增加某些胃癌基因的甲基化水平，從而影響miRNA的表達(dá)[20]。Hp可以通過調(diào)節(jié)mi RNA的表達(dá)，參與細(xì)胞凋亡和細(xì)胞增殖等過程，而促進(jìn)胃癌的發(fā)生及進(jìn)展。感染Hp的胃癌組織中某些miRNA出現(xiàn)了表達(dá)水平的上調(diào)，如 miRNA-21、miRNA-155、miRNA-146a、miRNA-148b等，這些miRNA有促進(jìn)細(xì)胞增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移和抑制細(xì)胞凋亡的作用。有一些miRNA表達(dá)下調(diào)，如miRNA-let-7b、miRNA-141、miRNA-101等，這些miRNA被證實(shí)有抑制癌細(xì)胞增殖、集落形成、侵襲和轉(zhuǎn)移的作用[21]。

3.2 miRNA與EB病毒（epstein-barr virus，EBV）

研究發(fā)現(xiàn)，EB病毒是胃癌的致病因素之一，EBV相關(guān)胃癌約占所有胃癌病例的10%，EBV感染的細(xì)胞能夠表達(dá)病毒miRNA和癌蛋白，并能調(diào)節(jié)宿主miRNA的表達(dá)，既能逃避宿主的免疫應(yīng)答，又能促進(jìn)胃癌細(xì)胞的增殖。

4 miRNA在胃癌診斷、治療中的意義

如上所述，miRNA是基因表達(dá)調(diào)控的重要因子之一，對包括胃癌在內(nèi)的人類疾病產(chǎn)生重要影響，特定miRNA表達(dá)量的測定或許可以運(yùn)用到預(yù)測癌癥患者的存活率等方面。miRNA與其他候選物如蛋白質(zhì)和代謝物相比，它的穩(wěn)定性更高，且在疾病早期診斷價(jià)值、檢測的靈敏度等方面具有一定的優(yōu)勢，可以作為疾病檢測的一種新型生物標(biāo)志物[22]。

由于胃癌患者在早期常常缺乏特異性的臨床表現(xiàn)，相當(dāng)一部分確診時已處于癌癥中晚期，已失去手術(shù)時機(jī)，化療成為首選方案。然而，盡管目前有許多新的化療藥物可用于臨床實(shí)踐，耐藥的發(fā)生常常阻礙化療的成功。研究發(fā)現(xiàn)，miRNA在胃癌相關(guān)多重耐藥機(jī)制的調(diào)控中起著重要作用。因此，學(xué)者們試圖通過應(yīng)用調(diào)控miRNA的方式來探索治療腫瘤的新途徑。例如，將某些特異的寡核苷酸與致癌miRNA結(jié)合，使其沉默，達(dá)到抑制其致癌效應(yīng)的目的；還可通過阻斷miRNA相關(guān)的致癌信號通路來抑制致癌作用。因此，向體內(nèi)運(yùn)送具有抑癌作用的miRNA、miRNA類似物或表達(dá)miRNA的載體，或許可以成為未來治療癌癥的新方式。

另外，朱艷等發(fā)現(xiàn)下調(diào)mi RNA-214可以降低胃癌細(xì)胞株對順鉑的耐藥性，起到抑制癌細(xì)胞遷移與EMT的作用[23]。Chen等發(fā)現(xiàn)，阿霉素、順鉑、氟尿嘧啶和長春新堿這幾種化療藥物在胃癌組織的耐藥性可被miRNA-495-3p抑制[24]。我國學(xué)者從中醫(yī)中藥與miRNA的作用機(jī)制方面做了一些研究。雷公藤紅素是一種植物提取物，它具有多種生物活性，有很強(qiáng)的抗類風(fēng)濕作用，同時有抑制癌癥新生血管的作用，Sha等研究發(fā)現(xiàn)，雷公藤紅素能促進(jìn)胃癌細(xì)胞中miR-146a的表達(dá)，抑制NF-κB的活性，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。袁丹迪等也從分子水平闡述了參芪扶正注射液的作用機(jī)制，它可以誘導(dǎo)患者血清miRNA-124呈高水平表達(dá)，從而提高胃癌化療方案的療效，減少化療毒副作用。

5 展望

miRNA參與腫瘤等多種疾病及機(jī)體發(fā)育的調(diào)控，而某些微生物，如幽門螺桿菌、EB病毒及某些化合物等都可能是miRNA的調(diào)節(jié)因子，大自然的生物和我們生活的生態(tài)環(huán)境，是通過一個非常復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相互制約的，還有很多未解之謎，隨著人們對miRNA認(rèn)識的不斷加深，更多的miRNA的生物學(xué)功能將被發(fā)現(xiàn)，miRNA的研究將為我們開啟另一扇了解生命和疾病之門。