miRNAs在垂體腺瘤發生發展、診治及預后評估中作用的研究進展

何秋果，孫程圓，劉超，曾昭穆，史彥芳，鄭克彬

河北大學附屬醫院神經外科，河北保定071000

微小RNA（miRNAs）在許多生物的生理病理過程中具有重要作用，包括細胞周期、增殖、侵襲、遷移、凋亡及血管生成等。從良性垂體腺瘤向侵襲性垂體腺瘤的發展伴隨著分子水平的累積變化，其中就包括了miRNAs 的表達異常［1］。致癌性miRNAs通常被稱為“腫瘤抑制基因的抑制基因”，可以通過抑制不同生物過程的腫瘤抑制基因表達來促進腫瘤進展。致癌性miRNAs 與癌基因發揮著相似的作用，如促進腫瘤細胞增殖、抑制凋亡、誘導腫瘤血管生成、增強MYC 等轉錄因子的致癌作用等［2］。本文對miRNAs 異常表達在垂體腺瘤發病、診治及預后評估中的作用作一綜述，為了解垂體腺瘤的miRNAs相關非侵襲性生物標志物提供依據。

1 miRNAs異常表達在垂體腺瘤發生發展中的作用

miRNAs 異常表達直接或間接導致了人類腫瘤的發生，其異常表達通常伴隨著細胞調節機制的紊亂，包括不受控制的細胞增殖、細胞凋亡、腫瘤抑制物回避、腫瘤侵襲和血管生成［3］。一項研究使用垂體腺瘤活檢樣本進行miRNAs 表達譜分析，結果顯示與正常細胞相比，垂體腺瘤細胞中各種miRNAs或多或少均存在著表達差異，這表明不同miRNAs在不同類型垂體腺瘤發病機制中的作用也不盡相同［4］。miRNAs 可同時抑制許多不同的基因靶點和信號通路，但其能夠同時發生多種效應并不意味著其毫無“目的性”，miRNAs 同樣存在細胞類型特異性，理解其在其他細胞類型中的功能對于確定其特異性和非靶效應至關重要［5］。

1.1 調節細胞增殖 垂體腺瘤細胞周期受某些miRNAs 調節，可直接或間接影響細胞周期蛋白依賴性蛋白激酶（CDKs）、細胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑（CKIs）、細胞周期蛋白（CCNs）和轉錄因子如E2 因子（E2F）合成，進一步調節細胞周期。miRNAs對于細胞周期的這種調控作用與垂體腺瘤的發生發展密切相關［6］。miR-15a 和 miR-16-1 是最早被發現可能作為腫瘤抗原而發揮作用的基因，這些抗原可潛在靶向調節細胞周期G1/S 的cyclin D1。在細胞周期的第二個調節時間點G2/M 期，腫瘤抑制因子WEE1 受 miR-128a、miR-516-3p 和 miR-155 三個基因調控，可使CDK1 發生磷酸化而失去活性，細胞進入有絲分裂的過程受阻，導致細胞增殖“減速”［7］。最近研究表明，一些miRNAs 參與垂體腺瘤的生長，如miR-1可通過下調葡萄糖-6-磷酸脫氫酶來抑制垂體腺瘤細胞增殖；HMGA 受到 miR-15a、miR-15b 和miR-16 的調控，參與垂體腺瘤細胞的增殖過程；miR-16 通過 VEGFR2/p38/NF-κB 途徑調節細胞生長［8］。miR-219a-2-3p 在垂體腺瘤細胞中的表達降低，而當其過表達后，垂體腺瘤細胞的增殖受到明顯抑制，細胞凋亡明顯增加，表明miR-219a-2-3p 具有抑制垂體腺瘤細胞增殖的作用［9］。因此，開發基于miRNAs 的治療靶點來阻斷垂體腫瘤細胞的增殖可能是改善患者預后的重要途徑。

1.2 參與細胞侵襲、遷移 垂體腺瘤作為良性腫瘤，通常以非侵入性方式生長，但也有部分侵犯鄰近結構，包括顱骨、蝶骨或硬腦膜等。這些攻擊性行為是由遺傳和表觀遺傳調節、激素過量或不足引起的，這表明相關調節基因表達失衡是腫瘤發生的潛在風險。因此，若患者在疾病早期就能得到診斷和治療，那么其視力缺陷、內分泌紊亂等癥狀也能得到很大程度的緩解［10］。研究發現，miR-338-3p與激素合成系統和細胞侵襲性有關，miR-338-3p表達上調和下調可導致PTTG1表達改變，而PTTG1是促進生長激素瘤細胞增殖、遷移和侵襲的關鍵基因［11］。在侵襲性垂體腺瘤中，抑制miR-543 表達可以抑制細胞侵襲和遷移，同時可通過靶向Smad7使Wnt/β-連環蛋白信號通路失活，從而促進垂體腺瘤細胞凋亡，證實miR-543 與垂體腺瘤細胞的侵襲和遷移密切相關［12］。

1.3 參與血管生成 血管內皮生長因子家族可刺激內皮細胞（ECs）的增殖和遷移，是影響血管通透性的一個重要因素，與腫瘤血管生成過程密切相關，廣泛表達于各種侵襲性腫瘤細胞中［13］。此外，垂體腺瘤患者的激素水平和血管內皮生長因子過度表達之間存在相關性［14］。一些外泌體含有促血管生成的miRNAs，如 miR-210、miR-23a-3p、miR-424、let-7f、miR-30b、miR-30c、miR-126、miR-21、miR-132、miR-130a-3p、miR-214、miR-378、miR-126、miR-133 和let-7b-5p，這些miRNAs 均參與調節血管生成信號和維持血管內皮完整性，促進新生血管生成［15］。研究發現，miR-126 表達上調有助于血管損傷或缺氧后的血管生成，miR-126 可通過下調血管內皮生長因子途徑，即磷酸肌醇-3 激酶調節亞基2（PIK3R2）、與Sprouty 相關的含 EVH1 結構域的蛋白 1（SPRED1）來促進血管生成［16］。因此，miR-126是具有促血管生成作用的潛在生物靶標。侵襲性垂體腺瘤組織中血管內皮生長因子表達上調，證實其相對更具有侵襲性。由此可見，miRNAs作為一種廣泛存在于腫瘤組織中的小分子，當其出現明顯的上調或下調時，可能伴隨著血管內皮生長因子表達變化。以上研究提示miRNAs可能成為垂體腺瘤的相關治療靶點，通過控制血管生成，降低腫瘤血供，進而延緩腫瘤進展。

1.4 調節細胞耐藥性 一些miRNAs 已被證實能夠調節許多腫瘤細胞的多藥耐藥性，包括垂體腺瘤。研究顯示，miR-34a 表達升高可削弱垂體腺瘤細胞對奧曲肽的反應，種系AIP 突變導致的生長激素瘤（AIP mut+）患者對第一代生長抑素類似物（SSAs）缺乏反應，也可能是通過誘導miR-34a 表達來介導的；此外，miR-34a高表達與SSAs治療的耐藥性相關，可改善AIP mut+患者預后，并作為個性化治療的一種選擇［17］。此外，miR-93 表達沉默顯著增加了MMQ 細胞對多巴胺受體激動劑治療的敏感性，miRNAs-mRNA 網絡分析預測miR-93 可能參與調節p21 表達。VICKERS 等［18］證實，miR-93-5p 可以通過調節β1/Smad3 依賴性纖維化途徑來增強泌乳素瘤細胞的耐藥性。JIAN 等［19］探討了 miR-145-5p 表達與溴隱亭體內外敏感性之間的關系，證明在抗溴隱亭的泌乳素瘤患者腫瘤組織中miR-145-5p 表達下調。SSAs 可用于治療神經內分泌腫瘤，抑制激素分泌或促進腫瘤體積縮小，其療效會因為腫瘤中SSTRs 的差異表達而不同［20］。miRNAs 在調節垂體腺瘤細胞耐藥性中的作用是一個極具吸引力的研究領域，并有望在未來發展基于miRNAs的新療法。

2 miRNAs在垂體腺瘤診治中的應用

2.1 miRNAs 用于垂體腺瘤的診斷 液體活組織檢查可從生物流體中實時取樣生物標志物，包括循環miRNAs。miRNAs 液體活組織檢查可用于無創檢測分子表征，監測侵襲性垂體腺瘤進展。早期識別具有高侵襲性的垂體腺瘤可顯著降低患者病死率，因此miRNAs 液體活組織檢查對改善患者預后具有重要的臨床意義［21］。盡管循環miRNAs 目前沒有應用于臨床實踐中，但其在腫瘤診斷和預后判斷中的有效性已得到證實，并解決了部分現代診斷實踐中存在的困難。miRNAs 用于診斷垂體腺瘤的優點：①屬于非侵入式檢測；②miRNAs 穩定且豐富存在于人類生物標本中，取樣簡單；③循環miRNAs 在病理學診斷方面具有高度敏感性；④只有當組織損傷的重要部分已經發生時，才能在血液循環中發現蛋白質標記物，但miRNAs 可在疾病進程中的任何一個階段表現出異常；⑤miRNAs 幾乎參與了所有的細胞功能；⑥miRNAs 在腫瘤細胞間的通訊過程中發揮作用［22］。研究顯示，庫欣病和異位ACTH 綜合征患者血漿中部分miRNAs 表達異常，特別是miR-16-5p、miR-145-5p 和 miR-7g-5p 的循環水平，其中miR-16-5p 在血漿中的表達最為豐富，最容易被檢測到，具有良好的診斷性能［23］。因此，循環miRNAs有望成為各種腫瘤包括垂體腺瘤診斷的非侵入性生物標志物。

2.2 miRNAs 用于垂體腺瘤的治療 目前miRNAs在腫瘤包括垂體腺瘤的治療主要包括兩方面作用：①修復癌基因的miRNAs 抑制因子，使miRNAs 表達恢復正常；②抑制過表達的癌基因［24］。腫瘤抑制miRNAs 的修復可以使用miRNAs 模擬物來實現，miRNAs 模擬物是具有與靶miRNAs 相同序列的合成雙鏈RNA 分子，能夠整合到RNA 中，并執行抗腫瘤功能。抗miRNAs 治療的目的是抑制腫瘤中過度表達的癌基因，該過程可以通過反義寡核苷酸（能夠抑制與膽固醇結合的“抗體”以促進細胞攝取的寡核苷酸）、miRNAs屏蔽（修飾的2'-O-甲基寡核苷酸，與miRNAs 及mRNA 靶標的結合位點互補）、封閉的核酸（具有經修飾以提高特異性和穩定性的LNA 核糖片段的寡核苷酸）、低分子量miRNAs 抑制劑和miRNAs 海綿來實現。在人類無功能性垂體腺瘤（NFPAs）組織中，HMGA2 過表達抑制了 miR-370-3p 的抗腫瘤作用，miR-370-3p 作為腫瘤抑制基因可靶向HMGA2。若miR-370-3p 模擬物能夠順利整合至RNA 中，理論上能夠發揮抗腫瘤作用。與正常垂體組織相比，RPSAP52 基因在促性腺激素瘤和催乳素瘤中的表達明顯上調，RPSAP52 可以ceRNA 依賴的方式促進HMGA2 蛋白表達，充當miR-16、miR-15b 和 miR-15a 的海綿，而 miR-16、miR-15b 和 miR-15a 被證實參與靶向 HMGA2［24］。因此，當 miRNAs的這種海綿作用被解除，相關腫瘤的進展可能會被抑制。

3 miRNAs在垂體腺瘤預后評估中的應用

miRNAs 廣泛存在于人體的生物流體，在正常垂體腺瘤中它們的作用被認為是將基因表達調整到最佳水平，即負責基因表達的“微調”作用。當腫瘤發生時，生物流體中miRNAs 表達也伴隨著“量”的變化，這是其能作為生物標志物診斷疾病的重要原因。垂體腺瘤中miRNAs 表達變化直接關系到手術切除或是其他方式治療后患者的預后情況及復發風險。在對骨質存在侵襲行為的垂體腺瘤中，miR-181c-5p、miR-454-3p 可調控腫瘤壞死因子 α（TNF-α）表達，進而誘導破骨細胞分化，導致骨質破壞，因此其過表達提示患者預后不良［25］。但是，miRNAs可否用于檢測垂體腺瘤復發尚未證實。隨著生物流體中miRNAs 表達檢測的推廣，miRNAs 的更多生物學作用也會被挖掘出來。

綜上所述，miRNAs 在垂體腺瘤中調控著各種蛋白質編碼基因，影響細胞增殖、凋亡、侵襲、遷移等一系列生物學行為；人工沉默或激活miRNAs 可調節miRNAs 表達，不僅可以影響一個靶基因，還可以影響復雜的生物途徑。miRNAs 作為可被識別的潛在診斷生物標志物和藥物治療靶點，已逐步應用于垂體腺瘤的早期診斷和治療中。