miRNA和lncRNA與乳腺癌關系的研究進展

黃晶晶 綜述，彭名奎 審校

(欽州市婦幼保健院基因與遺傳實驗室，廣西 欽州 535000)

乳腺癌是一種女性惡性腫瘤，病死率極高[1]。該病的發生、發展及其發病機制已成為醫學研究熱點。相關研究表明，該病的發生可能是由于環境和年齡導致的表觀遺傳改變，使基因表達異常[2]。目前，隨著分子生物學研究的深入，非編碼RNA(ncRNA)不僅可在轉錄和轉錄后水平控制基因表達，還可在基因表達的表觀遺傳調控中發揮重要作用[3-4]，逐漸成為腫瘤發生、發展的研究焦點。其中微小RNA(miRNA)和長非編碼RNA(lncRNA)是兩種重要的ncRNA分子，通過靶基因的調控影響乳腺癌細胞的正常表達，改變正常生理功能，如乳腺癌細胞增殖、轉移和凋亡等，在乳腺癌發生、發展中扮演著重要角色[5]。因此，現將miRNA和lncRNA在乳腺癌中的最新研究進展綜述如下。

1 ncRNA概述

在真核生物基因組中轉錄的基因約占90%，其中不到2%是編碼蛋白質的基因，大多數基因是ncRNA[6]。可見ncRNA是一種特殊的RNA分子，主要在基因組中轉錄，但沒有翻譯蛋白質的潛力[7]，但這并不意味著這種RNA在人類基因組中沒有生物學功能，其仍廣泛參與了染色質重塑、轉錄、轉錄后和信號傳導的調控，并與人類各種疾病的發生、發展密切相關。根據相對分子質量大小，ncRNA可分為lncRNA和短非編碼RNA(sncRNA)[8]。其中sncRNA主要包括miRNA、piwi相互作用RNA、小干擾RNA等。本文主要討論兩種常見類型ncRNA——miRNA和lncRNA，雖然與乳腺癌相關ncRNA也涉及其他幾種小分子，如snoRNA、小干擾RNA和piwi相互作用RNA等[9-11]。但目前miRNA和lncRNA在乳腺癌中仍是主要參與者。

1.1miRNA 其是相對分子質量小(19～25個核苷酸)且相對保守的特殊sncRNA，廣泛存在于人類遺傳基因組中，發揮著不同的生理作用，1/3的miRNA基因參與了器官形成、個體生長及發育、物質代謝等生理過程，還與腫瘤的發生、發展密切相關[12]。主要原因是miRNA分子調控著細胞增殖、分化、凋亡和轉移[13]，能與特定的目標基因結合，調節下游目標基因的轉錄和翻譯，并具有腫瘤促癌因子和抑癌因子的作用。

1.2lncRNA lncRNA是一種相對分子質量超過200個核苷酸的ncRNA。過去一直認為，lncRNA是一種沒有生物學功能的“轉錄噪聲”，是存在于人類基因組中的無用序列，但現在越來越多的相關研究表明，lncRNA的異常表達或功能異常與多種腫瘤的惡性生物學行為息息相關[14]。其作用機制主要是通過對lncRNA的多種生物功能(如細胞增殖、細胞周期調控、凋亡、轉錄和轉錄后調控、表觀調控和染色體修飾等)進行調控的[15]。同時，更是有大量研究表明，在胃癌、肝癌、前列腺癌、宮頸癌、乳腺癌的發生、發展、增殖、侵襲、轉移和復發等方面lncRNA也扮演著重要角色[16-20]。因此，研究lncRNA與癌癥的關系及其作用機制，充分認識腫瘤的發生、發展對腫瘤的治療將會是一個強有力的儲備。

2 miRNA是乳腺癌的調控因子

近年來，越來越多的miRNA種類被證明與乳腺癌的發病和病程進展相關，部分學者認為，miRNA可作為促癌因子，與乳腺癌的發生、發展呈正相關，而部分學者則認為，miRNA在乳腺癌中發揮著抑癌作用。追溯其原因可能是不同的研究群體產生的差異。至今為止，二者的關系尚處于初級研究階段。

2.1miRNA在乳腺癌中的促癌特質 miRNA種類繁多，每種基因序列在各種疾病中均有獨特的表達模式，與乳腺癌呈正相關的miRNA與多種突變基因和信號通路密切相關。大量研究表明，miRNA基因異常表達與癌癥的發展密切相關，各種促癌因子作用于相關靶基因，導致癌癥的相關miRNA基因通過上調、增殖、遷移、侵襲、凋亡等途徑加速了腫瘤的進程。王曉剛[21]發現，乳腺癌患者血清存在大量miRNA，同時，還發現某些特異性miRNA在乳腺癌中具有更高的靈敏度和特異度。HANNAFON等[22]研究表明，與對照細胞比較，研究組完全消除miR-23b、miR-27b表達，這些乳腺癌細胞的生長和集落形成能力明顯降低，強烈表明這兩種miRNA具有一定的致癌特性。張詩蒙等[23]研究進一步表明，在乳腺癌中miR-27b表達明顯升高，起到了促進細胞增殖的作用。通過熒光定量聚合酶鏈反應測定MCR-27b轉染的乳腺癌細胞MCF-7表達水平，發現miR-27b在乳腺癌中可抑制目標基因——過氧化物酶體增殖物激活受體MCF-7細胞的表達，導致過氧化物酶體增殖物激活受體的表達顯著下降和鈉氫交換蛋白1表達上升，最終促進癌細胞快速增長。此外，還有其他miRNA，如miR-223、miR-382-5p、miR-106a等在乳腺癌細胞中均表達上調，以腫瘤促癌因子的作用廣泛參與了乳腺癌細胞的增殖、轉移、侵襲和凋亡[24-26]。

2.2miRNA在乳腺癌中的抑癌特質 miRNA不僅在乳腺癌中具有促進癌癥的作用，還可通過調節目標基因減少乳腺癌細胞的增殖，起到抑制癌癥的作用。AHMAD等[27]研究表明，轉錄因子——ELK3和ELK3是miR-135a的直接靶基因，miR-135a可通過靶向調控ELK1和ELK3的下調而發揮抑癌作用。還有MANSOORI等[28]通過對原發惡性組織和正常組織的配對標本分析表明，過度表達的miR-142-3p降低了BTB-CNC異體同源體l mRNA的表達水平，隨后抑制趨化因子受體4、基質金屬蛋白酶9和血管內皮生長因子蛋白表達導致增殖減少，并控制了乳腺癌細胞的侵襲和遷移。該研究還發現，miR-142-3p的表達可上調miR-330、miR-145、miR-34a等抑癌基因，miR-142-3p抑癌因子的作用得到進一步驗證，另外，與miR-142-3p相似的miR-215-5p也與乳腺癌的發生、發展呈負相關。GAO等[29]研究也表明，miR-215-5p能負向調節轉錄因子SOX9的3′非翻譯區，具有抑制乳腺癌細胞生長、轉移和浸潤的能力。近年來，關于抑癌因子——miRNA的結論陸陸續續被探索，其中LV 等[30]進行的一項meta分析結果顯示,miR-145也具備抑癌潛質，與正常組織比較，乳腺癌組織中miR-145表達降低，如miR-145出現低表達的情況還可能與腫瘤大小和淋巴結轉移有關，表明miR-145在將來有望成為乳腺癌診斷和判斷患者預后的標志物，但目前仍處于探究階段。

3 lncRNA是乳腺癌的新型潛在標志物

在過去幾年里，lncRNA作為乳腺癌的預測、診斷和預后分子被挖掘，在腫瘤界興起了一波熱潮，隨后lncRNA的相關研究逐漸增多。XIE等[31]發現，lncRNA UFC1是一種與乳腺癌細胞生物學活性相關的lncRNA，其過表達與乳腺癌細胞增長、轉移和侵襲成正比，lncRNA HOTAIR可被認為是一種診斷乳腺癌的新型生物標志物。NIE等[32]在探討lncRNA Z38與在乳腺癌中的表達模式及檢測價值時發現，lncRNA Z38高表達組患者5年整體生存率比低表達組患者生存時間明顯減少，表明lncRNA Z38與乳腺癌患者的存活率相關，可作為乳腺癌患者潛在的預后生物標志物。此外，有研究表明，抗分化lncRNA、lncRNA AC073284.4、LncRNA NKILA、lncRNA腫瘤抑制候選基因均可通過介導乳腺癌細胞上皮-間質轉化(EMT)而發揮抑癌作用，顯著增加靶基因的表達或阻斷相關信號通路，抑制乳腺癌細胞的轉移和侵襲[33-36]，表明某些lncRNA可能是預測、治療和預后監測的潛在新型標志物。

4 miRNA和lncRNA的相互調節在乳腺癌的中的作用

大部分實驗還處于研究一個miRNA基因或一個lncRNA基因與腫瘤關系的初級階段，但實際上miRNA、lncRNA與其他基因的相互調節是破壞遺傳基因均衡，導致腫瘤發生、發展的主因。

4.1乳腺癌lncRNA與miRNA的正調控 lncRNA和miRNA通過多種生理功能參與了癌癥的發生、發展，在癌癥的調控中發揮著重要作用。有研究表明，lncRNA LINC00511 與乳腺癌的進展密切相關，LU等[37]研究表明，lncRNA 00511具有乳腺癌的致癌作用，該研究通過力學分析和熒光素酶報告基因檢測發現，lncRNA LINC0051作為競爭性內源性RNA靶向調控miR-185-3p/E2F1在乳腺癌中的作用，而lncRNA LINC0051可促進MCF-7細胞中干燥因子的表達。同樣，一項關于lncRNA LINC00473的研究表明，降低LINC00473的表達可抑制腫瘤增殖、轉移和促進細胞凋亡，其作用機制是通過競爭性miR-198降低lncRNA LINC00473的表達和抑制絲裂原活化蛋白激酶1的表達[38]。此外，最新研究表明，lncATB在臨床乳腺癌中表達上調，尤其是在乳腺癌增長、遷徙和侵襲方面高表達，該研究利用細胞遷移和侵襲試驗發現，應用lncATB模擬物處理MCF-7細胞與對照組MCF-7細胞比較，MCF-7-ATB細胞中腫瘤細胞的轉移和侵襲能力增加了大約2倍，而用miR-200c模擬物處理細胞時發現，腫瘤細胞中的轉移和侵襲能力恢復至正常，進一步表明lncATB通過與miR-200c的競爭性海綿和恢復Twist1基因的表達而促進癌細胞轉移、侵襲和EMT，從而實現了lncATB對乳腺癌的促進作用[39]。

4.2乳腺癌lncRNA與miRNA的負調控 部分lncRNA基因與miRNA相互調控在乳腺癌的表達下調、抑制乳腺癌的生長并誘導細胞凋亡已成為治療乳腺癌的潛在切入點。有研究表明，lncRNA PAX8-AS1與乳腺癌的發生、發展密切相關，主要是通過與表達上調miR-17-5p的靶點聯合介導黃芩素的抗癌作用[40]。KIM等[41]研究表明，lncRNA MALAT1通過結合和滅活TEAD蛋白抑制乳腺癌細胞的轉移。與此相似，lncRNA LINC00899也可通過靶向結合miR-425導致DICER1過表達，抑制乳腺癌細胞的生長和侵襲，促進了癌細胞衰亡[42]。LI等[43]發現，lncRNA生長停滯特異性轉錄本5(GAS5)上調顯著削弱了三陰性乳腺癌細胞的增殖，增強了癌細胞凋亡；同時，其還發現，過表達lncRNA GAS5可破壞miR-196a-5p異位表達的侵襲，并激活下游叉頭框蛋白O1/磷酸肌醇-3激酶/蛋白激酶B信號通路，最終遏制腫瘤的促進作用。此外，lncRNA GAS5還可直接逆轉EMT，抑制乳腺癌細胞的生長和肺轉移[44]。

5 小結與展望

截至目前，miRNA和lncRNA在乳腺癌方面已取得了無數的研究成果，但關于miRNA和lncRNA在乳腺癌的研究仍有許多未解之謎，如lncRNA在乳腺癌治療監測中的有效性和安全性、miRNA調控乳腺癌的具體機制等。但不可否認的是，隨著基因檢測和高通量測序的發展，人類對RNA的認識不斷加深，對乳腺癌的診治和預后的監測均取得了突破性進展。本文綜述了miRNA和lncRNA對乳腺癌的調控關系，以及miRNA與lncRNA的關系，旨在為人類進一步闡明乳腺癌發生、發展的機制提供新的思路。