促進神經膠質瘤細胞增殖與侵襲的微小RNA研究進展

李根，孫冬弢

（1.沈陽醫學院2018級神經外科碩士研究生，遼寧 沈陽 110034；2.沈陽醫學院附屬第二醫院神經外科）

神經膠質瘤又稱膠質瘤，是一類最為常見原發性顱內惡性腫瘤，發病率及死亡率極高，約占全部神經系統腫瘤總數的1/3［1］。目前對于膠質瘤患者多采用外科手術、放療、化療、靶向治療等一系列的綜合治療方案，但是由于膠質瘤的增殖、浸潤特性，患者的治愈率仍舊較低，容易復發，復發后容易升級為膠質母細胞瘤，生存率極低，僅有14～16個月，預后極差［2］。

miRNAs 是一類微小RNA，它存在于真核生物中，是一些長度為20～24 個核苷酸的非編碼RNA，本身不具有開放閱讀框（ORF），但其可以與特定mRNA 結合從而調控蛋白質的翻譯過程。有研究表明，miRNAs在神經系統的發育及神經系統相關疾病的發生發展方面起著不可忽視的作用［3-4］。miRNAs 可能與膠質瘤的增殖、侵襲有著密切的關系，因此可從分子角度對神經膠質瘤的病理機制進行深入研究，為臨床診斷與治療膠質瘤提供新思路。

1 miRNAs與腫瘤的相關性

miRNAs存在于人體的正常組織中，通過調控基因的表達，使細胞的生長、增殖、分化和死亡保持在正常的水平。有研究表明，有起原癌基因和抑癌基因兩種不同功能的miRNAs［5-10］。在人類腫瘤中，具有原癌基因功能的miRNAs的過度表達導致腫瘤的發生，另外，具有抑癌基因功能的miRNAs 表達的下降或缺失，也會導致腫瘤的形成；這種miRNAs表達水平的增加或下降可發生在miRNAs合成的任何環節，最終導致不適的靶蛋白的表達，引起細胞的過度增殖，促使腫瘤發生［11］。

2 miRNAs與神經膠質瘤的相關性

神經膠質瘤惡性程度極高，是最具侵襲性的腫瘤之一，經過不斷的改進治療方案，生存率也并未明顯改善。目前普遍認為神經膠質瘤是一種基因異常的疾病，各種致病因素導致原癌基因過度表達、抑癌基因不表達或缺失表達，最終導致腫瘤的形成，而miRNAs可通過調控靶基因參與信號轉導過程發揮著類似于原癌基因或抑癌基因的作用，進而影響腫瘤的增殖、侵襲。miRNAs 的獨特功能使其對神經膠質瘤的多種惡性生物學行為具有重要意義，目前在膠質瘤中已發現了大量表達異常的miRNAs，這將對神經膠質瘤的診斷及治療提供巨大的價值［12-13］。

3 促進神經膠質瘤增殖、侵襲的miRNAs

3.1 miR-21 miR-21是最早在哺乳動物中被發現和確認的miRNAs 分子中的一種。眾多研究表明，miR-21 在神經膠質瘤的增殖、侵襲方面有著重要的作用。Jiang 等［14］的Meta 分析表明了miR-21 作為神經膠質瘤預后生物標志物的價值，分析發現在膠質瘤患者中，miR-21 的較高表達與總生存率惡化顯著相關，并且miR-21 的過表達是總生存率較差及無進展生存率較差的潛在獨立預后生物標志物；miRNAs表達水平越高，神經膠質瘤患者預后越差。有研究發現聚乳酸-羥基乙酸共聚物（PLGA）納米顆粒包裹的反義miR-21不僅能抑制膠質瘤細胞內miR-21 表達，還能降低腫瘤細胞的存活率，誘導腫瘤細胞發生G2/M周期阻滯，這也從側面說明miR-21 能夠促進膠質瘤的增殖、侵襲［15-16］。趙振義等［17］的實驗也發現，miR-21通過PTEN/PI3K/AKT 信號通路調控膠質瘤細胞的增殖。張金燦等［18］通過在膠質瘤U251 細胞中轉染miR-21 抑制劑，觀察干擾miR-21 對U251 細胞增殖和侵襲能力的影響，結果表明miR-21 能促進膠質瘤增殖和侵襲能力，可能作為一個癌基因參與膠質瘤的發生發展；由于miR-21 能正調控膠質瘤的增殖和侵襲能力，所以可以通過降低miR-21 的水平進而降低膠質瘤的增殖及侵襲能力，這很可能成為膠質瘤治療的一個新手段。

3.2 miR-25 miR-25 屬 于miR-106b-25 家族成員，有研究應用qPCR方法檢測不同腦膠質母細胞瘤細胞系及不同病理級別膠質瘤中miR-25 的表達水平，結果發現miR-25 在膠質瘤中表達呈不同程度增高，并與膠質瘤的WHO 病理分級呈正相關［19-20］。龐智寅等［20］通過慢病毒介導反義miR-25寡聚核苷酸轉染神經膠質瘤U87 細胞，結果發現，下調miR-25 的表達量可抑制神經膠質瘤U87細胞增殖，延緩細胞周期，促進細胞凋亡。另有研究顯示miR-25 是參與神經膠質瘤惡性進展的相關miRNA之一，過度表達的miR-25能促進神經細胞的增殖，最終導致腫瘤惡性發展，增加膠質瘤患者的死亡率［21］。總之，miR-25對神經膠質瘤細胞有著重要的調控作用，可以通過調控miR-25 的水平進而改善膠質瘤患者的預后。

3.3 miR-9 目前對于miR-9在神經膠質瘤中的作用觀點不一。有文獻報道，神經膠質瘤患者腫瘤組織中乳酸脫氫酶A1（LDHA1）呈高表達，其陽性表達率及表達強度隨病理級別增加而增高［22］。杜鵬等［23］研究顯示，miR-9 通過促進LDH 的表達，進而促進腫瘤細胞有氧糖酵解，導致人腦膠質瘤LN229 細胞加快增殖。但是Du 等［24］研究結果顯示，miR-9 可能與LDHA 3'UTR 結合以抑制LDHA 表達，進而抑制神經膠質瘤細胞增殖和糖酵解。有國內研究發現miR-9在神經膠質瘤組織呈明顯高表達，與病理分級有著密切的相關性；而且miR-9高表達與腦膠質瘤患者2年生存率密切相關，其表達水平越高，2 年生存率越低［25］。大量研究已經證實miR-9作為FOXP的上游分子，能夠調控FOXP 家族的活性，參與神經細胞發育、膠質瘤細胞發生、細胞周期變化等。在干細胞中，miR-9 低表達可能誘導FOXP1 促進膠質母細胞瘤的細胞增殖［26］；另外miR-9 調控FOXP2 的過度表達會損害皮層神經元的成熟，這可能會促進腫瘤細胞增殖，導致患者腫瘤發生［27-28］。總之，miR-9與神經膠質瘤的發生發展有著密切的關系，作用機制復雜，需要繼續深入研究。

3.4 miR-221/222 miR-221/222 是兩個具有相同源序列的miRNAs，是研究最早、最為深入的成員之一，調節相同的靶基因［29］。miR-221/222的過度表達在神經膠質瘤中起著重要的作用。Quintavalle等［30］研究發現，在蛋白質酪氨酸磷酸酶μ（PTPμ）的3'UTR 中存在miR-221/222 的結合位點，miR-222/221 與PTPμ 的3'UTR 區域結合并能夠在RNA 和蛋白質水平下調PTPμ；另外還發現miR-221/222在三級和四級侵襲性膠質母細胞瘤中大量表達。一系列結果表明miR-221和-222至少部分通過控制PTPμ蛋白表達來調節神經膠質瘤的發生。Xue 等［31］通過手術切除膠質瘤組織，檢測其miR-221/222的表達水平，結果發現腫瘤組織惡性程度越高，miR-221/222水平越高，并且細胞存活時間明顯縮短，由此可以將miR-221/222作為評價神經膠質瘤預后的獨立因素。總體來說，miR-221/222 對神經膠質瘤的增殖、侵襲起促進作用，可以通過抑制miR-221/222 的表達來抑制腫瘤增殖，進而增加膠質瘤患者的生存率。

3.5 miR-210 miR-210是一種缺氧誘導的miRNA分子，參與細胞的增殖、侵襲、修復等過程［32］。有研究顯示，miR-210 的表達受到缺氧誘導因子1-α（HIF-1α）的調控，膠質瘤生長過程中需要消耗大量氧氣，導致局部細胞組織缺氧，使HIF-1α的水平增高，進而增加miR-210 的表達［33］。另外有研究也發現，在膠質瘤組織中miR-210、HIF-1α的mRNA 水平表達與病理分級、腫瘤直徑有著密切的相關性，病理分級越高、腫瘤直徑越大，miR-210、HIF-1α的mRNA水平表達越高，這表明高表達的miR-210可能會加速膠質瘤生長，增加耗氧量，加劇組織細胞的缺氧，導致HIF-1α 基因表達增加，繼而上調miR-210表達，使膠質瘤惡性進展加速［33-34］。任志文等［34］的研究發現，在膠質瘤組織中miR-210呈現高表達，下調其表達水平可抑制細胞增殖及侵襲，促使細胞凋亡，這種機制可能是通過下調miR-210抑制凋亡抑制蛋白（Bcl-2）的表達，而促進凋亡促進蛋白（Bax、Caspase-3、Caspase-8、Caspase-9）的表達，通過激活上述兩條細胞凋亡途徑促進細胞凋亡。Shuai 等［35］的研究表明上調miR-210后可能通過靶向分化調節因子1（ROD1）來誘導多形性膠質母細胞瘤（GBM）細胞的增殖和抑制細胞凋亡，參與GBM的惡性進展。也有研究發現，miR-210與神經膠質瘤的預后有著顯著的相關性，Hu 等［36］的一項Meta 分析發現，在膠質瘤患者中，miR-210的高表達是總生存率（OS）低的獨立預測因素；miR-210的高表達預示著神經膠質瘤患者的預后不良。總之，miR-210對神經膠質瘤增殖、侵襲起著促進作用，可以通過下調其水平改善膠質瘤患者預后，降低患者死亡率，增加生活質量。

3.6 miR-196a Guan 等［37］研究發現，miR-196a在膠質瘤中的表達水平較正常組織明顯增加，且膠質瘤的病理級別越高，miR-196a 的表達水平越高；高表達miR-196a 的膠質瘤患者的總生存期比相應的對照組要短，是膠質瘤患者的獨立預后指標，結果表明神經膠質瘤患者的高miR-196a 水平可能與侵襲性進展和不良臨床預后相關，是鑒定高級別膠質瘤預后不良的新型生物標志物。Yang等［38］在研究中發現miR-196a-2與腫瘤的發生和發展有關，miR-196a-2屬于miR-196a類，miR-196a-2中的單核苷酸多態性（SNP）影響miRNA 的成熟表達，并可以影響表型和疾病易感性。一些研究已經揭示了miR-196a-2 rs11614913 與膠質瘤風險之間的相關性，rs11614913多態性位于miR-196a-2的成熟區，在膠質母細胞瘤中高表達，也證實了miR-196a 表達水平是患者存活率的獨立危險因素，其表達水平越高，患者存活率越低［39］。也有研究指出，miR-196a通過靶向調控Hotair，影響神經膠質瘤的增殖、侵襲能力［40］。雖然目前miR-196a對于膠質瘤的影響研究已經取得大的進展，但有些機制還未完全明確，需要繼續深入研究。

3.7 miR-93 Liu 等［41］研究結果表明，神經膠質瘤組織和細胞中的miR-93 的表達較正常組織細胞明顯增加，miR-93 具有促進神經膠質瘤細胞遷移和侵襲的作用。劉艷等［42］的研究結果與此一致。另外，Liu 等［41］也發現，當miR-93 的靶標RBL2過表達時可以逆轉miR-93 在神經膠質瘤細胞中的刺激作用。也有研究顯示，lncRNA 母體表達的基因3（MEG3）參與了神經膠質瘤發生，通過MEG3-miR-93-PI3K-AKT 通路調節神經膠質瘤的生長，過表達的MEG3能抵消miR-93在促進U-251細胞增殖和抑制細胞凋亡中的作用，為神經膠質瘤的治療提供新的方法［43］。Rui 等［44］的研究表明，上調的miR-93 水平與晚期惡性腫瘤顯著相關，miR-93 水平的上調促進了神經膠質瘤的增殖、遷移和侵襲，具體機制可能是miR-93 通過介導細胞周期調節因子P21、P27、P53 和細胞周期蛋白D1的蛋白質水平，因此，miR-93可能會成為一種神經膠質瘤的診斷標志物和治療靶標。

3.8 miR-26a Wang 等［45］的研究發現，miR-26a在神經膠質瘤中被上調，PTEN 被下調，miR-26a通過靶向PTEN 激活PI3K/Akt 信號傳導途徑；過表達miR-26a的神經膠質瘤干細胞衍生的外泌體通過抑制PTEN促進了人腦微血管內皮細胞的增殖和血管生成。Huang等［46］研究發現，轉錄因子AP-2α的表達在神經膠質瘤組織細胞中明顯下調；AP-2α具有重要的抑癌作用，它的過表達不僅會降低膠質瘤細胞系的增殖、遷移和侵襲能力，而且能抑制膠質瘤干細胞的形成和自我更新能力，而miR-26a通過與AP-2α 的3'UTR 結合而降低AP-2α 的表達，并逆轉AP-2α 在神經膠質瘤中的腫瘤抑制作用，這也從側面說明，miR-26a能夠促進神經膠質瘤的發生，可以通過應用miR-26a抑制劑來降低神經膠質瘤的發病率及死亡率。

4 小結與展望

miRNAs 對膠質瘤細胞有著重要的調控作用，其中有促進腫瘤增殖的miRNAs，也有抑制腫瘤增殖的miRNAs，許多miRNAs還可作為腫瘤診斷和預后的標記物。神經膠質瘤惡性程度較高，致死率高，本文概述了一些對膠質瘤增殖、侵襲起促進作用的miRNAs，可以通過一些方法降低這些miRNAs的表達，從而達到抑制膠質瘤的增殖、侵襲的目的。盡管目前已經發現大量的miRNAs對于神經膠質瘤有著重要的價值，但很多尚未完全明確，仍需進行探索。miRNAs對于神經膠質瘤的應用前景廣闊，隨著不斷的研究，miRNAs對于神經膠質瘤的診斷與治療將進入新的階段。