miRNA在食管癌中的表達調控與臨床意義

李亞男，張 莉，熊枝繁

華中科技大學同濟醫學院附屬梨園醫院消化內科（武漢 430077）

中國是食管癌發病率較高的國家之一，占全球食管癌總病例數和死亡人數的一半[1]。食管癌患者早期常無明顯癥狀，確診時多已為疾病中晚期，診治難度較大，預后普遍較差，五年總生存率僅為15%～25%[2]。目前食管癌的檢出主要依賴胃鏡檢查與組織活檢，但胃鏡檢查費用較高且易造成患者出現惡心、嘔吐等不良反應，導致部分患者檢出延誤。因此，篩選食管癌診斷與預后的生物標志物及治療靶點具有重要意義。miRNA是一類長度為19～25個核苷酸的小分子非編碼RNA，具有在轉錄后水平上通過抑制mRNA翻譯或促進mRNA降解以調節基因表達的能力[3]。與蛋白質、mRNA等傳統生物標志物相比，miRNA診斷惡性腫瘤的能力可能更高。作為一種新型生物標志物，近年來，miRNA在食管癌中的作用受到廣泛關注，本文就miRNA在食管癌中的表達調控機制及其在食管癌的臨床診斷、治療、預后中的作用作一綜述。

1 食管癌中miRNA的表達調控機制

1.1 circRNA-miRNA

circRNA是一類特殊的非編碼RNA分子，是RNA領域最新的研究熱點。與傳統線性RNA不同，circRNA分子呈封閉環狀結構，不受RNA外切酶影響，表達更穩定，不易降解。在功能上，近年研究表明，circRNA分子富含miRNA結合位點，在細胞中起到miRNA海綿作用，有利于解除miRNA對其靶基因的抑制作用。通過與疾病關聯的miRNA相互作用，circRNA在疾病中發揮著重要的調控作用。Pan等研究發現has_circ_0006948 在食管癌組織中過表達與預后不良和淋巴轉移有關，且其可通過miR-490-3p海綿作用增強HMGA2誘導上皮-間充質轉化，提示has_circ_0006948可能是食管癌的生物標志物[4]。Shi等研究顯示has_circ_0006168在食管癌組織和細胞系中高表達，下調has_circ_0006168可抑制食管癌細胞的增殖、侵襲和遷移能力，其可通過充當miRNA海綿來攜帶miR-100并調節mTOR表達，以促進食管鱗狀細胞癌（esophageal squamous cell carcinoma，ESCC）的進程[5]。Hou等研究發現，circ3340的下調通過影響miR-564/TPX2途徑來誘導細胞凋亡及抑制細胞增殖和入侵，相關動物實驗表明，circ3340的下調可以抑制體內腫瘤的生長，有望成為ESCC患者的潛在治療靶點[6]。Lan等研究發現，circRAD23B在食管癌患者中上調，可促進食管癌細胞的增殖和侵襲，并通過miR-5095海綿作用促進PARP2和AKT2的表達[7]。未來還需進一步通過前瞻性臨床研究加以驗證，circRNA和miRNA之間的相互作用可為食管癌治療提供新啟示。

1.2 lncRNA-miRNA

lncRNA是長度大于200個核苷酸的非編碼RNA，大量研究表明lncRNA在表觀遺傳調控、細胞周期調控和細胞分化調控等眾多生命活動中發揮著重要作用，已成為遺傳學研究熱點。lncRNA調控miRNA的主要方式為：①發揮內源性miRNA海綿作用以抑制miRNA的表達，miRNA與lncRNA結合可導致lncRNA降解，影響腫瘤的發生發展。②lncRNA與miRNA通過競爭同一mRNA的3' UTR，抑制miRNA對靶基因的調控。③某些lncRNA是miRNA的“儲庫”，作為miRNA前體的lncRNA被細胞核中RNaseⅢ酶Drosha裂解，并被細胞質中RNaseⅢ 酶Dicer切割產生miRNA，對mRNA進行調控從而發揮功能。④lncRNA還可與其他RNA轉錄本競爭，作為ceRNA結合相同的miRNA以實現調控[8]。

Li等研究發現食管癌組織中lncRNA ZFAS1表達上調、miR-124表達下調，沉默ZFAS1可抑制體外食管癌細胞的增殖、遷移、侵襲和腫瘤生長，誘導食管癌細胞凋亡，因此lncRNA ZFAS1被認為是調控miR-124的ceRNA，從而提高STAT3的表達[9]。Shen等研究表明lncRNA PVT1的下調可以上調miR-145的表達，從而抑制FSCN1的表達，同時通過下調MAT1、CD147和VEGFR2的表達以抑制食管癌細胞的增殖、侵襲和遷移[10]。Wang等研究發現，lncRNA HOTAIR可以特異性結合miR-204，作為ceRNA調控miR-204和HOXC8，沉默HOTAIR或升高miR-204可抑制食管癌細胞的增殖、遷移和侵襲，并刺激其凋亡，為食管癌提供新的治療靶點[11]。Li等研究發現DRAIC和NFIB在食管癌細胞中高表達，而miR-149-5p低表達，DRAIC可通過miR-145-5p的競爭性結合作為內源RNA調節NFIB的表達，下調DRAIC、NFIB和過度表達miR-149-5p，可抑制食管癌細胞的增殖和侵襲，改善細胞凋亡和自噬，DRAIC有望成為食管癌診斷和治療的關鍵基因[12]。Cui等發現lncRNA 00460在食管癌組織和細胞系中均明顯過表達，其可作為分子海綿吸附miR-1224-5p，促進食管癌細胞的轉移潛能（包括細胞遷移、侵襲）和上皮-間充質轉化，將為食管癌的治療提供新的思路[13]。

2 miRNA在食管癌中的作用

miRNA作為腫瘤抑制因子或致癌因子，在食管癌的臨床診斷、治療及預后中發揮著重要作用。

2.1 在診斷中的作用

成熟的miRNA被包裹在脂質泡中以微小泡或蛋白復合物的形式存在，可避免被RNA酶降解[14]，因此循環miRNA可穩定存在于血清和血漿等多種體液中。對食管癌與癌旁正常組織、食管癌患者與健康人群血清miRNA的比較發現，miRNAs在食管癌中存在差異表達，可作為腫瘤抑制因子或致癌因子在食管癌的臨床診斷中發揮一定作用。王燕忠等研究發現，與健康體檢者相比，食管癌患者血清中miRNA-21-5p呈高表達，且其預測靶基因STAT3 mRNA在癌組織中也呈高表達，兩者呈正相關，血清中miRNA-21-5p的異常升高可作為食管癌的無創性生物學標志物[15]。Tanaka等通過qRT-PCR檢查了ESCC患者和無癥狀膽囊結石等良性疾病患者的miR-21表達水平，結果顯示ESCC患者外泌體miR-21表達水平顯著高于對照組，且外泌體miR-21表達水平與腫瘤分期、淋巴結轉移等密切相關，表明外泌體中的miR-21可能有助于食管癌的診斷[16]。Hirajima等研究發現，食管癌早期患者（如pTis-1和pStage 0-I）血漿中miR-18a表達水平顯著高于健康對照組，提示miR-18a可用于食管癌的早期篩查[17]。

此外，miR-1、miR-1304等作為致癌因子在食管癌診斷中也發揮著重要作用。Yao等比較了癌組織和正常食管組織樣品中miR-1的相對表達水平，結果顯示原發食管癌組織樣品中miR-1被顯著下調，且與腫瘤侵襲和臨床晚期進展情況顯著相關，miR-1靶基因的GO富集分析表明，mRNA簇在轉錄、細胞蛋白代謝、蛋白二聚化活性和分子功能的調控方面顯著富集[18]。Luo等對食管癌患者血清和組織中miR-1304表達水平的分析顯示，其表達水平顯著高于癌旁組織和正常血清，且癌旁組織與血清miR-1304的表達水平呈正相關（r= 0.330，P＜0.001），ROC曲線分析顯示miR-1304診斷食管癌的曲線下面積為0.912，認為miR-1304具有較高的診斷價值。綜上，作為無創性的生物標志物，miRNA在食管癌的診斷中具有較好的發展潛力。

2.2 在治療中的作用

食管癌患者最初常無明顯癥狀，通常到晚期才被診斷出，因此患者預后普遍較差，五年生存率較低。化療或放療是治療晚期食管癌患者的重要方法，但僅部分對化療或放療較敏感的患者才能長期獲益。在此背景下，篩選治療效果預測標志物顯得十分重要。

有研究顯示，miRNA的表達方式與癌細胞的藥物反應相關，重塑miRNA的表達譜可能有助于提高化療的療效[19]。Li等研究發現食管癌患者的腫瘤組織和血清樣本中miR-29c在STAT5A的調控下經常下調，且其在體內外均可直接通過與FBXO31的3' UTR相互作用而抑制FBXO31的表達和下游p38 MAPK的激活，并調節5-氟尿嘧啶（5-fluorouracil，5-FU）的化療耐藥性，提示重塑miR-29c的表達譜可有利于提高食管癌患者的化療敏感性[20]。Chang等研究顯示，食管癌中TUSC7與miR-224表達呈負相關，TUSC7高水平表達提示更長的總生存期，體外實驗表明，過表達TUSC7可抑制miR-224并通過DESC1/EGFR/AKT途徑抑制細胞增殖和化療耐藥；體內實驗表明，過表達TUSC7可抑制腫瘤生長和化療耐藥[21]。Han等研究發現，miR-338-5p在對5-FU化療耐藥的ESCC細胞中低表達，miR-338-5p可通過靶向Id 1使ESCC細胞對5- FU治療敏感[22]。Zhang等研究發現E2F1在食管癌中可增加順鉑的化療敏感性，可能是其靶基因miR-26b上調所致，miR-26b通過抑制細胞周期G1/S阻滯而發揮抑癌作用[23]。

腫瘤細胞潛在致死性損傷修復能力是腫瘤細胞輻射耐受的重要機制之一[24]，miRNA可通過多種信號通路來調節電離輻射引起的細胞損傷。Wang等研究發現，lncTUG1與miR-144-3p在食管癌細胞和組織中的表達呈負相關，lncTUG1通過降低miR-144-3p水平和調節MET/EGFR/AKT通路來增強ESCC的放療耐藥[25]。Liu等研究發現circRNA在調節ESCC的放療抵抗中起重要作用，circRNA-100367可通過miR-217 / Wnt3途徑減弱ESCC的放射抗性并抑制ESCC細胞的增殖和遷移[26]。Zhang等研究發現miR-519上調可通過滅活PI3K/AKT/mTOR信號傳導途徑增強食管癌的放射敏感性，同時miR-519的低水平表達與食管癌患者的不良預后密切相關[27]。Wang等研究發現，放化療后食管癌患者血漿miR-21、miR-93的相對表達明顯低于治療前，且高表達miR-21和miR-93的患者三年內的死亡風險增加，因此miR-21和miR-93可作為預測食管癌放化療療效和三年總生存期的有效生物標志物[28]。綜上，通過檢測血清或血漿中miRNA的相對表達水平，可簡便有效地預測食管癌的化療或放療效果。

2.3 在預后中的作用

大量研究表明miRNA的表達與食管癌的預后相關。Zhang等通過分析成對的癌組織和鄰近非癌組織樣本確定了5個在食管癌中差異表達的miRNA，分別為miR-100-5p、miR-133b下調與miR-155-5p、miR-21-5p、miR-223-3p上調，其中hsa-miR-100-5p和hsa-miR-133b與較好的預后密切相關[29]。Gao等研究顯示食管癌患者中miR-105低表達與較高的總生存率顯著相關，且其表達水平和TNM分期是預測食管癌患者總體生存的獨立因素[30]。癥狀出現后未經治療的食管癌患者一般在1年內死亡，探索食管癌的惡性進展和轉移的分子機制，尋找新的治療靶點，對改善患者預后具有重要意義。

3 結語

miRNA在眾多疾病中差異表達，在癌癥的早期診斷、治療評價、預后判斷等方面顯示出高度特異性。近年來，miRNA作為熱門無創性新型生物標志物受到高度關注，未來研究方向可能包括：篩選出較高靈敏度和特異度的miRNA，尤其是循環miRNA，以不斷提高早期食管癌的檢出率；篩選和鑒別更多與預后相關的分子，以便進一步了解食管癌的分子發病機制。