miRNA在神經(jīng)纖維瘤病中的研究進展

陳逸恒 高秦斌 劉冠軍 郭偉韜

1廣東醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院脊柱外科，湛江 524000；2廣東醫(yī)科大學，湛江 524000；

神經(jīng)纖維瘤病Ⅰ型（NF1）、神經(jīng)纖維瘤病Ⅱ型（NF2）和神經(jīng)鞘瘤病（NF3）均表現(xiàn)為常染色體顯性遺傳疾病，目前國內(nèi)外關(guān)于神經(jīng)纖維瘤病（neurofibromatosis，NF）發(fā)病機制的研究主要以分子遺傳學為主，雖然取得了可喜的成績，然而隨著研究的不斷深入，人們發(fā)現(xiàn)有部分NF 病例并沒有發(fā)生相應位點基因突變，而僅發(fā)現(xiàn)非編碼RNA 和蛋白組學發(fā)生了改變。因此，非編碼RNA 在NF 的發(fā)生過程中所造成的影響越來越受到關(guān)注。近年來，研究人員發(fā)現(xiàn)基因組的非蛋白質(zhì)編碼部分在人體正常生長發(fā)育、生理活動及疾病發(fā)生過程中具有重要的影響［1］。非蛋白質(zhì)編碼基因組的功能相關(guān)性在一類名為微RNA（microRNA，miRNA）的小型非編碼RNA 中尤為明顯［2-3］。miRNA 是一類長度在19～25 個核苷酸之間的小RNA，它們主要作為基因表達的轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)因子，通過與靶信使RNA（mRNA）分子的30 個非翻譯區(qū)（30 UTRs）雜交，導致靶mRNA 的翻譯抑制或切割［4-6］。在許多腫瘤的相關(guān)研究中發(fā)現(xiàn)，miRNA 的表觀遺傳和遺傳缺陷及其加工機制是疾病致病的共同特征［7-9］。miRNA 調(diào)控實體腫瘤發(fā)生、轉(zhuǎn)移的機制主要集中在兩方面：一方面是miRNA直接調(diào)控細胞增殖、凋亡相關(guān)基因的表達，或通過改變DNA 甲基化水平或組蛋白修飾水平等途徑參與構(gòu)成表觀遺傳網(wǎng)絡，發(fā)揮癌基因、抑癌基因的作用；另一方面是miRNA 通過調(diào)控腫瘤微環(huán)境，參與腫瘤的轉(zhuǎn)移過程［10］。隨著對miRNA 認識的不斷加深，其在NF 的發(fā)生發(fā)展中是否扮演著重要角色，也成為了不少國內(nèi)外研究人員的最新研究方向。本文以“神經(jīng)纖維瘤病”“miRNA”為關(guān)鍵詞，檢索2020 年至2022 年于PubMed 等數(shù)據(jù)庫發(fā)表的相關(guān)文獻共80 余篇，去除低相關(guān)性文章30 余篇，最終遴選出46 篇文獻匯總為該綜述。以下將綜述miRNA 在3 種類型NF 中的最新進展。

miRNA在NF1中的致病作用

1.miRNA可能影響NF1腫瘤細胞的增殖與凋亡

細胞增殖是細胞生長和分裂產(chǎn)生2 個子細胞的過程，是生命的基本特征，也是人類生長、發(fā)育、繁殖以及遺傳的基礎(chǔ)；細胞凋亡是指人體自身為維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，由基因控制的細胞自主、有序的死亡，是為更好適應生存環(huán)境而主動采取的一種死亡過程。而腫瘤細胞的快速增殖與腫瘤細胞增殖與凋亡的失衡有關(guān)。NF1 是一種常見的常染色體顯性遺傳疾病，大約10%的患者最終會發(fā)展為惡性外周神經(jīng)鞘瘤（MPNST）［11］。miR-34a 是腫瘤抑制的主要調(diào)節(jié)因子，且在癌細胞增殖、存活和治療抗性的調(diào)節(jié)中起到重要作用［12］。例如，miR-34a 可通過MET-PI3K-AKT 信號通路調(diào)節(jié)甲狀腺癌的細胞增殖和腫瘤生長，miR-34a 通過靶向ZEB1 抑制黑色素瘤生長［13-14］。Subramanian等［15］是最早研究NF1 中miRNA 發(fā)病機制的學者之一，他們在缺乏miR-34a 的MPNST 細胞系中表達miR-34a，發(fā)現(xiàn)會導致細胞凋亡增加，而在同一細胞系中強制表達p53 會產(chǎn)生類似的效果，表明p53的表達可能是通過某種機制導致細胞凋亡，這種凋亡與miR-34a有關(guān)。然而對于miR-34a，部分研究者認為該差異可能是由于所用方法的差異或基于NF1診斷標準的差異所引起，其在NF1上的致病機制并不明確，還需更多的研究進行論證［11］。有研究表明，miR-612 在許多腫瘤中發(fā)揮腫瘤抑制作用，影響相關(guān)的生理和病理活動。例如，miR-612 通過靶向AKT2抑制結(jié)直腸癌的腫瘤生長和轉(zhuǎn)移，miR-612通過調(diào)節(jié)Sp1/Nanog 信號抑制肝細胞癌中的干細胞樣活性［16-17］。Wang等［18］通過實時熒光定量PCR（RT-qPCR）、CCK-8和Transwell實驗等證實miR-612啟動子抑制細胞增殖和遷移，誘導細胞凋亡，且miR-612 可靶向FAIM2 調(diào)節(jié)NF1的細胞活動。

2.miRNA可能影響NF1的mRNA穩(wěn)定性及基因表達

mRNA 穩(wěn)定性是指在基因轉(zhuǎn)錄和翻譯過程中所需要mRNA 在合成和降解水平的一個平衡狀態(tài)，也指某個基因mRNA 在轉(zhuǎn)錄和翻譯過程中保持活性結(jié)構(gòu)能力。基因表達是指將基因遺傳信息以一定的方式反映到蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)中，包括mRNA的合成（轉(zhuǎn)錄）和蛋白質(zhì)的合成（翻譯）2個過程。NF1 疾病的發(fā)生已被證明與NF1 基因突變有關(guān)，NF1 mRNA 的穩(wěn)定性或轉(zhuǎn)運影響神經(jīng)纖維蛋白的表達，從而調(diào)節(jié)NF1的腫瘤發(fā)生進程［19］。有學者通過構(gòu)建載體模型及細胞轉(zhuǎn)染證實miR-128、miR-137 和miR-103 通過與NF1 39-UTR 的特異性結(jié)合降低了NF1 基因水平［20］。miR-10b是另外一種致癌miRNA，最近已被證明可調(diào)節(jié)非神經(jīng)元細胞中的NF1 表達，且miR-10b 可在不同細胞中起到阻斷NF1 表達的作用［21］。這表明人體中的不同細胞類型可通過不同的miRNA作用方式來調(diào)節(jié)NF1基因表達。

Lu等［22］發(fā)現(xiàn)來自NF1 神經(jīng)纖維瘤的真皮和叢狀人雪旺細胞以及MPNST的細胞系中miR-27b-3p和miR-27a-3p上調(diào)。為了闡明miR-27a-3p 和miR-27b-3p 是否通過靶向NF1 對人雪旺細胞的生物學行為產(chǎn)生影響，首次利用miR-27a-3p 和miR-27b-3p 模擬物研究NF1 的mRNA 表達水平。通過RT-qPCR 分析顯示在miR-27b-3p 或miR-27A-3p 模擬物存在下，NF1 mRNA 在真皮人雪旺細胞中的表達下調(diào)［22］。另外，有研究人員發(fā)現(xiàn)miR-204 在NF1 和非NF1 MPNST 腫瘤組織和腫瘤細胞系中表達下調(diào)，在MPNST 細胞系STS26T（non-NF1）、ST88-14（NF1）和T265p21（NF1）中恢復miR-204 表達可顯著降低體外細胞增殖、遷移和侵襲，表明miR-204 可能與MPNST 發(fā)病相關(guān)。MPNST 是NF1 良性神經(jīng)纖維瘤演變而來，但是他們的研究只表明miR-27b-3p、miR-27a-3p、miR-204 在NF1 惡性神經(jīng)纖維瘤存在某種致病機制，在NF1 良性神經(jīng)纖維瘤中并沒有體現(xiàn)，這可能與MPNST的發(fā)病機制有關(guān)［23］。

miRNA在NF2中的致病作用

NF2以雙側(cè)前庭神經(jīng)鞘瘤（VS）為特征，據(jù)估計，其發(fā)病率為1/40 000～1/33 000［24］。NF2 是由22 號染色體NF2 基因功能缺失，導致其編碼的merlin 蛋白功能障礙引起的［25］。大量研究證實，miRNA 的過度表達可能通過沉默某些腫瘤抑制基因而參與腫瘤的發(fā)生。另一方面，miRNA 的低表達可能通過上調(diào)靶癌基因而導致腫瘤的進展。因此，miRNA被認為與某些腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。

1.NF2中部分miRNA的表達調(diào)控分析

Torres-Martin等［26］使用微陣列技術(shù)對16 個NF2 和3 個對照神經(jīng)中存在的miRNA 及其他非編碼RNA 在基因芯片miRNA1.0（Affymetrix）中進行表達調(diào)控分析，結(jié)果顯示，包括miR-10b、miR-206、miR-183 和miR-204 在內(nèi)的174 個miRNA 表達下調(diào)，miR-431、miR-221、miR-21 和miR-720 表達上調(diào)，且位于染色體14q32 的miRNA 簇普遍上調(diào)［26］。其中，研究表明，miR-221/miR-222 簇可通過靶向人源性長壽保障基因2 在坐骨神經(jīng)損傷后的雪旺細胞增殖中激活，并可在肝臟再生過程中加速增殖，miR-221 被認為可以抑制雪旺細胞在體外軸突再生過程中的髓鞘形成，具有影響包括神經(jīng)組織在內(nèi)的各種組織的增殖和再生的能力［27-29］。更值得一提的是，miR-204 在MPNST 中也表達下調(diào)，可能是由于這些腫瘤都由雪旺細胞發(fā)展而來的，它們中一些特殊的miRNA 有著相關(guān)的特征，并參與了這兩種腫瘤的發(fā)展［23］。

2.miRNA可能與NF2的臨床癥狀有關(guān)

NF2 中VS 是最具特征性的病變，典型的癥狀主要是聽力損失、耳鳴和平衡問題，而miRNA 已被證明在聽力損失的發(fā)生和發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用［30］。目前，miRNA 被認為是參與不同生理和病理過程的關(guān)鍵因子，如基因表達、進行性感音神經(jīng)性聽力損失、增齡性聽力損失、噪聲性聽力損失、膽脂瘤、神經(jīng)鞘瘤和內(nèi)耳炎［31］。已有學者發(fā)現(xiàn)miR-21 在一些耳部相關(guān)疾病中的作用，如人類膽脂瘤以及前庭神經(jīng)鞘瘤的生長和增殖。miR-21 的上調(diào)與中耳或乳突骨的潛在有害生長有關(guān)［32］。而為了確定miR-21 在前庭神經(jīng)鞘瘤細胞中表達的功能意義，Cioffi等［33］用抗miR-21 的原代人前庭神經(jīng)鞘瘤細胞與對照的雜合寡核苷酸進行了轉(zhuǎn)染，發(fā)現(xiàn)與正常前庭神經(jīng)組織相比，miR-21 持續(xù)過表達，且miR-21水平的升高與張力蛋白同源蛋白水平的降低相關(guān)。盡管如此，miR-21 是否作為影響NF2 聽力受損的致病關(guān)鍵因素仍未得而知。

NF2 是一種良性神經(jīng)系統(tǒng)性腫瘤，腫瘤生長的速度及其導致的神經(jīng)功能損害程度為是否采取積極治療的主要指征。Sass等［34］通過研究生長緩慢和快速生長的散發(fā)性VS病例之間miRNA 表達模式的差異，發(fā)現(xiàn)miRNA 的表達與散發(fā)性VS 的腫瘤生長速度有關(guān)。腫瘤的快速生長與幾種miRNA 的失控有關(guān)，包括 miR-29abc、miR-19、miR-340-5p、miR-21 和miR-221 的上調(diào)以及miR-744 和let-7b 的下調(diào)［34］。可見，miRNA 可能決定NF2 的腫瘤生長快慢，而能夠準確地確定哪些NF2 腫瘤將會快速生長是治療策略的關(guān)鍵，但后續(xù)仍需對miRNA 的作用及機制進一步研究，以明確其在作為生物學靶標及預測腫瘤生長的作用。

另外，大量研究證實miR-205 在許多惡性腫瘤中發(fā)揮腫瘤抑制作用，如卵巢癌、膀胱癌、乳腺癌、前列腺癌、胰腺癌和胃癌等［35-41］。Yin等［42］用RT-qPCR 檢測了miR-205 在散發(fā)性VS 組織和正常耳大神經(jīng)中的表達，然后將miR-205 類似物導入散發(fā)性VS 原代細胞后進行了CCK8 實驗，并用雙熒光素酶報告基因檢測尋找miR-205 的目的基因，進一步闡明了miR-205在細胞水平表達的功能意義，并證明miR-205通過靶向CDK14抑制散發(fā)性VS的增殖，可能是這種疾病的治療靶點。

miRNA在NF3中的致病作用

NF3 亦稱神經(jīng)鞘瘤病，可呈散發(fā)性或家族性發(fā)病，是一種以多發(fā)神經(jīng)鞘瘤為特征的罕見疾病。在英國的一項調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，NF3 的發(fā)病率僅為NF2 的1/3［43］。NF3 的發(fā)病機制極其復雜，至今仍無明確定論，目前大多數(shù)研究者認為與SMARCB1、LZTR1、NF2等基因突變有關(guān)。

SMARCB1 和LZTR1 是位于染色體22q（Chrm22q）上的與NF3 相關(guān)的2 個主要基因［44］。最近，有學者在位于Chrm22q 區(qū)域的微處理器DGCR8（c.1552G＞A；p.E518K）中發(fā)現(xiàn)了種系突變（GPV），它與家族性神經(jīng)鞘瘤病和多結(jié)節(jié)性甲狀腺腫有關(guān)，這種改變會抑制前體miRNA 的產(chǎn)生，從而影響正常miRNA 的合成［45］。Nogué等［46］在1 例病例中通過外周血DNA 的全外顯子組測序分析鑒定出與先前報道相同的DGCR8 的c.1552G＞A 和p.E518K變體，提出了DGCR8 是一種神經(jīng)鞘瘤病基因，定位于Chrm22q 腫瘤抑制基因簇，它們協(xié)同促進雪旺氏細胞的腫瘤發(fā)生，并指出miRNA調(diào)控在這一過程中有著重要作用。

問題與展望

近20 年來，隨著基因組學、蛋白組學的不斷發(fā)展，國內(nèi)外學者對于NF 的研究也有了更深的理解，但對于表觀遺傳學在NF 致病過程中的相關(guān)研究仍有待突破。隨著RNA 芯片、RNA-seq、體外轉(zhuǎn)錄、RNA 沉降、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)等技術(shù)手段的不斷完善和更新，非編碼RNA 對于各種腫瘤的發(fā)生、侵襲、轉(zhuǎn)移和免疫微環(huán)境調(diào)控等機制也日益明晰。希望在不久的將來，非編碼RNA 能進一步對NF 的致病機制進行補充，為NF的診斷及治療的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。