非小細胞肺癌腦轉移相關miRNA的研究進展

洪佳慧 焦德敏 劉永洋 陳清勇*

肺癌（LC）是全球癌癥發病率和死亡率最高的疾病，根據細胞的外觀和形態，肺癌可分為小細胞肺癌（SCLC）和非小細胞肺癌（NSCLC），其中NSCLC 占大多數。腦是肺癌最常見的遠處轉移部位。盡管治療方式取得了進展，但腦轉移的發展仍是肺癌患者預后不良和死亡率的主要因素之一。因此，更好地了解肺癌腦轉移（LCBM）的機制對于抑制癌細胞和提高患者的總體生存率非常重要。累積的證據表明，miRNA 在腫瘤的發生、發展、預后中起著重要作用。本文綜述了NSCLC腦轉移相關miRNA 的研究進展。

1 介紹

肺癌是全球癌癥死亡的主要原因。NSCLC 占所有肺癌病例的85%以上，且在組織學上分為腺癌、鱗癌和大細胞癌。大多數肺癌相關死亡由轉移引起。肺癌是腦轉移患者中最常見的原發性癌癥，占腦轉移（BM）的56%，發病率高，生存率有限［1］。研究表明，NSCLC 診斷后的中位總生存期（OS）為13.33 個月，腦轉移后的中位OS 為10.6 個月［2］。深入了解肺癌腦轉移的機制非常重要。

MicroRNA 是一組非編碼RNA，通過作用于信使RNA 的3’-非翻譯區（UTR）在轉錄后和翻譯水平上充當基因表達的調節因子［3］。越來越多的研究發現miRNA 與腫瘤的增殖、分化、侵襲和轉移關系密切。一些miRNA 通過改變參與血管生成或細胞外基質侵襲基因的表達對NSCLC 中腦轉移產生影響［4］。隨著測序等技術的進步，其在肺癌腦轉移的診斷和治療中顯示出獨特的作用。此篇綜述簡要闡述了miRNA 在NSCLC 腦轉移中的研究近況，以期為NSCLC 腦轉移預測、診斷、治療提供幫助。

2 miRNA參與腫瘤腦轉移

大腦作為身體中最受保護的器官之一，反而易發生肺癌轉移［3］。腦轉移的主要步驟是細胞與原發腫瘤分離、侵犯周圍基質和基底膜、癌細胞內滲、外滲和血腦屏障（BBB）的破壞，然后是中樞神經系統的侵襲和定植。分化的上皮細胞去分化，移動至遠處，然后重新分化以形成新的結構。這種現象被稱為上皮-間充質轉化（EMT）。眾多研究表明，miRNA是控制EMT 信號通路和TF 的關鍵調節因子［5］。miRNA 和EMT-TF 形成緊密互連的負反饋環，調節TF 的表達、上皮細胞可塑性和細胞遷移。間充質癌細胞系中這些基因組位點的缺失和隨后的miRNA 表達缺失，與包括NSCLC 在內的癌癥進展有關［6］。

3 肺癌腦轉移相關miRNA

miRNA 可以調節肺癌腦轉移的發生和發展。一些miRNA傾向于促進肺癌細胞增殖、侵襲、轉移，而另一些則抑制肺癌細胞向腦轉移，可作為潛在的治療靶點。作者將在以下各節中討論它們的作用和相關分子機制。

3.1 促進肺癌腦轉移中的miRNA （1）miR-21：miR-21 在許多惡性腫瘤中具有高表達。SINGH 等［7］的研究中，利用來自肺到腦轉移的患者來源的干細胞系來檢查STAT3 在腦轉移起始細胞中的調節作用。DONG 等［8］研究發現，miR-21 預測BM 發生的敏感性和特異性分別為92.3%和60.7%，miR-21 的過表達可能與NSCLC 患者BM 的發生和進展密切相關。（2）miR-330-3p：miR-330-3p 可以與其靶標EGR2 結合，增加NSCLC 細胞增殖［9］。SHEN 等［10］證明了miR-330-3p 直接靶向人類錳超氧化物歧化酶（hSOD2）的3'非翻譯區，且敲低miR-330-3p 抑制了體外肺癌細胞的轉移。（3）miR-328：ARORA 等［11］通過15 例NSCLC 患者的驗證隊列中BM+與BM-的病例，發現在BM+的患者中，胸部和腦樣本中miR-328 的表達升高，MiR-328 在A549 細胞中的過表達顯著促進細胞遷移，賦予癌細胞遷移潛力，并可能導致NSCLC 患者的BM。然而，miR-328 在不同癌癥中的表達存在爭議，例如在NSCLC、HCC 中有所不同［12］。LU 等［13］研究發現miR-328-3p 通過抑制吡咯啉-5-羧酸還原酶1（PYCR1）的表達從而抑制肺腺癌發生。兩者研究結果的不同可能是受到樣本量、腫瘤或外周血等影響，對腦轉移的影響還需要進一步驗證。（4）miR-378：miR-378 負調節RBX1 表達，從而促進肺癌細胞的EMT［14］。另外miR-378 通過增加MMP-9、MMP-7 和VEGF 的表達水平，降低參與血管生成、通過細胞外基質侵入血管和VM 形成的關鍵基因Sufu 的水平，促進腦轉移。CHEN等［15］也證實了miR-378 通過抑制Sufu 和Fus-1 的表達來促進腫瘤生長和血管生成。高血清外泌體miR-378 表達也被證實是NSCLC 的獨立不良預后標志物［16］。（5）其他miRNA：腦轉移相關miRNA 的微陣列分析發現miR-423-5p 直接通過靶向轉移抑制因子1 促進NSCLC 細胞的侵襲［17］。與無BM 的EGFR 突變腫瘤患者相比，腫瘤為EGFR 突變的BM 患者中，miR-197、miR-184 的基因表達量顯著升高。miR-197 通過下調腫瘤抑制基因p53 和HIPK2 的表達促進腫瘤的轉移［18］。而miR-184 則是通過調節細胞周期轉換信號（如C-MYC）來抑制細胞增殖，并與腫瘤侵襲行為有關［19］。

3.2 抑制肺癌侵襲和腦轉移的miRNA （1）miR-145：miR-145 在大多數癌癥中均被下調，ZHAO 等［20］通過功能測定，發現miR-145 在體外可以調節A549 和SPC-A1 細胞的增殖能力，在腦轉移樣本中miR-145 明顯下調，但與淋巴結轉移、遷移和侵襲無關。DONZELL 等［21］研究發現與NSCLC 原發灶相比，腦轉移癌中miR-145-5p 表達有顯著差異，而miR-145-3p表達無顯著差異。miR-145-5p下調歸因于其5'調節區CpG 島甲基化增加和幾種蛋白質靶標升高。另外，YIN 等［22］發現miR-145 通過調節NSCLC 細胞中的MTDH 在TGF-β 誘導的EMT 來抑制癌細胞的侵襲和轉移。（2）miR-4317：使用miRNA 陣列譜對32 例BM 的患者與55 例無BM 的患者進行的研究表明，miR-4317 表達水平可以預測NSCLC 中的OS，miR-4317 的增強表達在體外顯著抑制了NSCLC 細胞系的增殖、集落形成、遷移和侵襲。在小鼠異種移植、肺和腦轉移研究證實，miR-4317 抑制腫瘤生長和腦肺轉移［23］。（3）miR-375：miR-375首先被確定為胰島葡萄糖穩態的關鍵調節因子，其調節胰島素分泌和細胞質量［24］。具有BM 的NSCLC 患者miR-375 表達顯著下調［25］，可能是NSCLC 患者的獨立不良預后因素。（4）miR-142-3p：研究發現大腦中的星形膠質細胞通過外泌體傳遞的miR-142-3p 介導TRPA1 的下調來對抗腦轉移［26］。（5）其他相關miRNA：與正常肺組織相比，腫瘤抑制因子miR-590、miR-596-3p 在腦轉移性病變中顯著下調［27-28］。另外，通過miRNA 參與隨機森林算法開發的LUAD腦轉移預測模型，發現has-miR-15a、has-miR-210 和hasmiR-214 能以高靈敏度和特異性預測BM 亞型［29］。

4 miRNA在腫瘤腦轉移中的診斷和治療潛力

miRNA 被證實在癌癥播散和轉移中的作用，這使得人們開始研究腦脊液miRNA 水平可以作為腦癌診斷的標志物和治療的靶標。

4.1 miRNA 作為診斷標志物 在對25 例NSCLC 原發灶和腦轉移灶的組織切片進行系統的miRNA 表達譜分析發現，差異表達的miR-199 家族的所有成員、miR-150-5p、miR-142-3p的絕對表達與其診斷潛力相關［30］。

4.2 miRNA 作為治療靶標 HOSSEINAHLI 等［31］的研究首次證明了Let-7 的抑瘤活性及其作為肺癌治療靶點的潛力。雙鏈抑癌藥miR-193b 通過靶向抑制細胞周期蛋白D1、Ajuba LIM 蛋白和具有EGF 樣結構域1 的心臟發育蛋白，降低了轉移性肺癌細胞的增殖和轉移潛能，是肺癌腦轉移的新型治療靶點［32］。

5 小結

由于LC 是全球死亡率最高的癌癥，其中NSCLC 占LC的絕大多數，大約40%的NSCLC 患者會發生腦轉移，因此NSCLC 的BM 患者初步診斷和治療非常關鍵。近年來，miRNA一直是研究領域的熱門話題，miRNA 與BM 的相互作用逐漸引起人們的關注。miRNA 可分為腫瘤促進性的和抑制性的，本文作者回顧并討論了關于miRNA 在NSCLC BM 中的作用和重要性的研究進展。這些miRNA 譜與肺癌的預后和臨床治療反應相關，可能是肺癌治療的潛在靶標。作者推測，通過miRNA 進行更準確有效的預測、臨床治療和預后是NSCLC BM 的未來趨勢。