楊珂 鄭建明

·綜述與講座·

MicroRNA-150在腫瘤發(fā)生發(fā)展中作用的研究進(jìn)展

楊珂 鄭建明

MicroRNAs(miRNAs)是一類長(zhǎng)約18～22個(gè)核苷酸的小分子單鏈非編碼RNA分子(non-coding RNA，ncRNA)，它通過破壞靶mRNA的穩(wěn)定性或者抑制其翻譯的方式對(duì)基因的表達(dá)進(jìn)行調(diào)控[1]。目前的研究認(rèn)為，miRNA作為轉(zhuǎn)錄后調(diào)控分子，參與了人類癌癥的發(fā)生和發(fā)展過程。通過分析miRNA表達(dá)譜有助于對(duì)人類腫瘤的診斷、分期、預(yù)后及治療效果等方面進(jìn)行評(píng)估[2-3]。自1993年首次在秀麗新小桿線蟲中發(fā)現(xiàn)了lin-4 RNA以來，越來越多的miRNAs和它們各自的作用靶點(diǎn)及相應(yīng)功能被人們發(fā)現(xiàn)并研究[4]。miR-150作為miRNAs家族中的一員，在腫瘤性疾病和非腫瘤性疾病中均具有重要的作用。現(xiàn)就miR-150在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用研究進(jìn)展作一綜述。

一、miR-150的特征

miR-150是一種在成熟的淋巴細(xì)胞中特異性表達(dá)的miRNA[5]，主要表達(dá)于淋巴結(jié)和脾臟，并且在成熟的T細(xì)胞和B細(xì)胞發(fā)展過程中明顯高表達(dá)，在不成熟B細(xì)胞階段表達(dá)也急劇上調(diào)。miR-150在造血干細(xì)胞中的過表達(dá)對(duì)CD8+T細(xì)胞、CD4+T細(xì)胞、粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的形成均沒有影響，但對(duì)成熟B細(xì)胞的形成卻有巨大的破壞作用，阻礙從祖B細(xì)胞階段到前B細(xì)胞階段的轉(zhuǎn)變[6]。miR-150還可以通過作用于轉(zhuǎn)錄因子c-myb來促進(jìn)NK細(xì)胞的成熟及發(fā)揮作用。與之相比，miR-150的過表達(dá)則可導(dǎo)致胸腺和外周淋巴器官中的NK/T細(xì)胞大量減少[7-8]。miR-150在巨核細(xì)胞的生成和血小板的產(chǎn)生中也發(fā)揮著重要作用[9]。

二、miR-150與腫瘤

miR-150在多種腫瘤中存在異常表達(dá)，既有上調(diào)發(fā)揮癌基因作用的報(bào)道，也有下調(diào)發(fā)揮抑癌基因作用的報(bào)道。分析其作用機(jī)制，有研究顯示c-myb是miR-150的一個(gè)進(jìn)化保守的作用靶點(diǎn)，miR-150和c-myb的相互作用在腫瘤形成過程中可能發(fā)揮重要的作用。乳腺癌細(xì)胞和白血病細(xì)胞中miR-150的異常表達(dá)在mRNA和蛋白水平上均可抑制內(nèi)生性的c-myb，在一些白血病細(xì)胞系、原發(fā)性白血病細(xì)胞和正常淋巴細(xì)胞中miR-150的表達(dá)水平均與c-myb呈負(fù)相關(guān)關(guān)系[10]。Zhang等[11]證實(shí)miR-150與c-myb mRNA的3′UTR相互作用，miR-150的過表達(dá)可下調(diào)c-myb的蛋白水平，并且可導(dǎo)致細(xì)胞周期調(diào)節(jié)因子cyclin D1和細(xì)胞生成調(diào)節(jié)因子Bcl-2的減少。另有研究顯示[12]，在胰腺癌組織中miR-150表達(dá)與MUC4的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)性。Watanabe等[13]則證實(shí)在NK/T細(xì)胞淋巴瘤中，miR-150可直接下調(diào)DKC1和AKT2的表達(dá)，降低AKT磷酸化，增加Bim和p53等腫瘤抑制物的水平。

1．miR-150作為癌基因：Wu等[14]研究發(fā)現(xiàn)，miR-150在胃癌細(xì)胞株和組織中均過表達(dá)，異常表達(dá)的miR-150可通過直接作用于EGR2，促進(jìn)胃癌的發(fā)生以及癌細(xì)胞的生長(zhǎng)和增殖。Lulla等[15]則通過real-time PCR的方法分析得出在骨肉瘤組織中miR-150表達(dá)較正常成骨細(xì)胞增加，推測(cè)miR-150對(duì)于骨肉瘤的發(fā)生也起一定的作用。Lin等[16]通過對(duì)miRNA微陣列和qRT-PCR進(jìn)一步證實(shí)miR-150在結(jié)直腸癌伴肝轉(zhuǎn)移中表達(dá)上調(diào)，表明miRNAs不僅參與結(jié)直腸癌的發(fā)生，而且參與結(jié)直腸癌肝臟轉(zhuǎn)移的過程。

顱咽管瘤起源于垂體胚胎發(fā)生過程中殘存的扁平上皮細(xì)胞，是一種常見的先天性顱內(nèi)良性腫瘤，其發(fā)病機(jī)制目前尚不十分清楚。Campanini等[17]報(bào)道，miR-150在顱咽管瘤中過表達(dá)，但其表達(dá)水平與腫瘤大小和是否復(fù)發(fā)均無明顯的相關(guān)性。

肝母細(xì)胞瘤是兒童時(shí)期最常見的肝臟腫瘤，屬于惡性胚胎性腫瘤。Magrelli等[18]采用微陣列和qRT-PCR的方法檢測(cè)到miRNA在肝母細(xì)胞瘤和非腫瘤組織中的表達(dá)存在差異，而且與肝細(xì)胞癌相比，miR-150在肝母細(xì)胞瘤中表達(dá)上調(diào)。近期Di Masi等[19]對(duì)多種肝癌細(xì)胞株進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，miR-150可以用來區(qū)分人類正常的肝細(xì)胞和肝癌細(xì)胞。

Wang等[20]收集了33例慢性淋巴細(xì)胞性白血病患者的淋巴結(jié)標(biāo)本以及37例慢性淋巴細(xì)胞性白血病患者的外周血標(biāo)本，采用qRT-PCR方法檢測(cè)15種miRNAs的表達(dá)，其中miR-150在兩種標(biāo)本均呈高表達(dá)，并且與免疫球蛋白重鏈(IgH)是否突變和ZAP-70表達(dá)是否陽性均無明顯關(guān)系；通過RNA原位雜交也顯示miR-150在增殖中心以外的腫瘤細(xì)胞中呈強(qiáng)陽性，且與BIC/miR-155的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)。Fulci等[21]采用成熟miRNAs的qRT-PCR和miRNA克隆兩種獨(dú)立的方法檢測(cè)原發(fā)性慢性淋巴細(xì)胞白血病細(xì)胞miRNAs的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)miR-150在慢性淋巴細(xì)胞白血病患者中表達(dá)明顯異常。Cai等[22]采用miRNA微陣列的方法檢測(cè)結(jié)膜黏膜相關(guān)淋巴瘤及正常鄰近組織中的miRNAs表達(dá)譜，并通過qRT-PCR進(jìn)一步確認(rèn)后得出miR-150的表達(dá)水平在眼結(jié)膜黏膜相關(guān)淋巴瘤中較正常組織升高。

2．miR-150作為抑癌基因：白血病是一類造血干細(xì)胞異常的惡性克隆性疾病，是兒童和青年中最常見的一種惡性腫瘤，病死率較高。Agirre等[23]報(bào)道，miR-150在慢性髓細(xì)胞性白血病患者的單核細(xì)胞和CD34+細(xì)胞中的表達(dá)水平較正常對(duì)照組均下調(diào)。Machova等[24]也報(bào)道，miR-150在慢性粒細(xì)胞白血病確診患者及急變期患者中表達(dá)水平降低，在67%的復(fù)發(fā)患者中水平降低，并且與已知靶蛋白c-myb和BCR-ABL轉(zhuǎn)錄水平呈負(fù)相關(guān)。Flamant等[25]則發(fā)現(xiàn)，用甲磺酸伊馬替尼治療兩周后的慢性粒細(xì)胞白血病患者血液標(biāo)本中miR-150的表達(dá)升高，在慢性期和急變期患者的外周血細(xì)胞中miR-150的表達(dá)量較正常血細(xì)胞降低了約30倍，提示miRNAs可能作為該病的一個(gè)新的臨床有用的生物標(biāo)記。Xu等[26]研究發(fā)現(xiàn)，在兒童急性淋巴母細(xì)胞性白血病的早期復(fù)發(fā)病例，miR-150的表達(dá)下調(diào)。

Gibcus等[27]采用qRT-PCR和miRNA微陣列的方法檢測(cè)霍奇金淋巴瘤及B細(xì)胞非霍奇金淋巴瘤的miRNA 表達(dá)譜，發(fā)現(xiàn)只有miR-150在霍奇金淋巴瘤的表達(dá)較非霍奇金淋巴瘤中表達(dá)明顯下調(diào)。Zhao等[28]報(bào)道，miR-150在套細(xì)胞淋巴瘤的表達(dá)較正常B淋巴細(xì)胞明顯下調(diào)。

胰腺癌是一種惡性程度很高的腫瘤。Srivastava等[12]研究發(fā)現(xiàn)，胰腺癌組織miR-150表達(dá)下調(diào)，并且與MUC4的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)性。研究還顯示，miR-150與MUC4的3′UTR結(jié)合可抑制它的翻譯，從而抑制MUC4蛋白的表達(dá)，并伴隨人表皮生長(zhǎng)因子受體HER2表達(dá)下調(diào)。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，miR-150過表達(dá)可抑制胰腺癌細(xì)胞的生長(zhǎng)、集落生成、遷移和侵襲。我們初步的實(shí)驗(yàn)結(jié)果也證實(shí)，miR-150、c-myb及MUC4的表達(dá)在胰腺癌及癌旁組織中存在差異，miR-150還可影響胰腺癌細(xì)胞的凋亡。

三、展望

作為一類在轉(zhuǎn)錄后基因調(diào)控中發(fā)揮功能的非編碼小RNAs，由于它強(qiáng)大且廣泛的調(diào)控作用，miRNAs已經(jīng)成為了目前的研究熱點(diǎn)之一。它通過與靶基因mRNA(通常與mRNA非翻譯區(qū)結(jié)合)的堿基互補(bǔ)配對(duì)來影響mRNA的穩(wěn)定性或抑制其翻譯，參與包括細(xì)胞分化、發(fā)育和細(xì)胞增殖、凋亡等多種生物學(xué)過程。目前研究認(rèn)為，miRNAs可通過類似癌基因、抑癌基因或其他方式調(diào)控腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)歸過程。腫瘤細(xì)胞與正常組織細(xì)胞miRNA 表達(dá)譜具有明顯差異，且多數(shù) miRNA 基因都位于腫瘤形成相關(guān)的脆弱基因位點(diǎn)，miRNA 基因高頻率地出現(xiàn)在這些與腫瘤密切相關(guān)的易變基因組中，提示miRNA在腫瘤形成過程中可能扮演著重要的角色。

miR-150作為眾多miRNAs的一員，在血細(xì)胞生成、腫瘤及多種非腫瘤性疾病中起著重要的調(diào)控作用。但其在腫瘤發(fā)生、發(fā)展過程中的精細(xì)調(diào)控機(jī)制以及miR-150表達(dá)和腫瘤生物學(xué)特性變化之間的關(guān)系等方面都還有待進(jìn)一步研究。目前國(guó)內(nèi)外尚未見到從作用靶點(diǎn)c-myb的角度探討miR-150對(duì)胰腺癌的發(fā)生、發(fā)展和生物學(xué)特征影響，以及miR-150及靶基因表達(dá)與胰腺癌臨床病理參數(shù)和預(yù)后間相關(guān)性的報(bào)道。因此，隨著生物信息學(xué)及基因芯片技術(shù)的發(fā)展，對(duì)包括miR-150在內(nèi)的眾多miRNAs的研究將會(huì)不斷深入，有望為預(yù)防、診斷及治療包括腫瘤在內(nèi)的各種疾病提供新的思路及廣闊的應(yīng)用前景。

[1] Zhao Y, Srivastava D. A developmental view of microRNA function. Trends Biochem Sci, 2007, 32:189-197.

[2] Calin GA, Croce CM. MicroRNA signatures in human cancers. Nat Rev Cancer, 2006, 6:857-866.

[3] Jeffrey SS. Cancer biomarker profiling with microRNAs. Nat Biotechnol, 2008, 26:400-401.

[4] Bartel DP. MicroRNAs:genomics,biogenesis,mechanism,and function. Cell, 2004, 116:281-297.

[5] Xiao C, Calado DP, Galler G, et al. MiR-150 controls B cell differentiation by targeting the transcription factor c-Myb. Cell, 2007, 131:146-159.

[6] Zhou B, Wang S, Mayr C, et al. miR-150, a microRNA expressed in mature B and T cells, blocks early B cell development when expressed prematurely. Proc Natl Acad Sci USA, 2007,104:7080-7085.

[7] Bezman NA, Chakraborty T, Bender T, et al. miR-150 regulates the development of NK and iNKT cells. J Exp Med, 2011, 208: 2717-2731.

[8] Zheng Q, Zhou L, Mi QS, et al. MicroRNA miR-150 is involved in Vα14 invariant NKT cell development and function. J Immunol, 2012, 188: 2118-2126.

[9] Edelstein LC, Bray PF. MicroRNAs in platelet production and activation. Blood, 2011,117:5289-5296.

[10] Lin YC, Kuo MW, Yu J, et al. c-Myb is an evolutionary conserved miR-150 target and miR-150/c-Myb interaction is important for embryonic development. Mol Biol Evol, 2008, 25:2189-2198.

[11] Zhang J, Luo N, Luo Y, et al. microRNA-150 inhibits human CD133-positive liver cancer stem cells through negative regulation of the transcription factor c-Myb. Int J Oncol, 2012, 40:747-756.

[12] Srivastava SK，Bhardwaj A，Singh S，et al.MicroRNA-150 directly targets MUC4 and suppresses growth and malignant behavior of pancreatic cancer cells. Carcinogenesis, 2011, 32:1832-1839.

[13] Watanabe A, Tagawa H, Yamashita J, et al.The role of microRNA-150 as a tumor suppressor in malignant lymphoma. Leukemia, 2011, 25:1324-1334.

[14] Wu Q, Jin H, Yang Z, et al. MiR-150 promotes gastric cancer proliferation by negatively regulating the pro-apoptotic gene EGR2. Biochem Biophys Res Commun, 2010, 392:340-345.

[15] Lulla RR, Costa FF, Bischof JM, et al. Identification of Differentially Expressed MicroRNAs in Osteosarcoma. Sarcoma, 2011, 2011:732690.

[16] Lin M, Chen W, Huang J, et al. MicroRNA expression profiles in human colorectal cancers with liver metastases.Oncol Rep, 2011, 25:739-747.

[17] Campanini ML, Colli LM, Paixao BM, et al. CTNNB1 gene mutations, pituitary transcription factors, and MicroRNA expression involvement in the pathogenesis of adamantinomatous craniopharyngiomas. Horm Cancer, 2010, 1:187-196.

[18] Magrelli A, Azzalin G, Salvatore M, et al. Altered microRNA Expression Patterns in Hepatoblastoma Patients. Transl Oncol, 2009, 2:157-163.

[19] Di Masi A, Viganotti M, Antoccia A, et al. Characterization of HuH6, Hep3B, HepG2 and HLE liver cancer cell lines by WNT/β-catenin pathway, microRNA expression and protein expression profile. Cell Mol Biol, 2010, 56:1299-1317.

[20] Wang M, Tan LP, Dijkstra MK, et al. miRNA analysis in B-cell chronic lymphocytic leukaemia: proliferation centres characterized by low miR-150 and high BIC/miR-155 expression. J Pathol, 2008, 215:13-20.

[21] Fulci V, Chiaretti S, Goldoni M, et al. Quantitative technologies establish a novel microRNA profile of chronic lymphocytic leukemia. Blood, 2007, 109:4944-4951.

[22] Cai J, Liu X, Cheng J, et al. MicroRNA-200 is commonly repressed in conjunctival MALT lymphoma, and targets cyclin E2. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol, 2011, 250:523-531.

[23] Agirre X, Jiménez-Velasco A, San José-Enériz E, et al. Down-regulation of hsa-miR-10a in chronic myeloid leukemia CD34+ cells increases USF2-mediated cell growth. Mol Cancer Res, 2008, 6:1830-1840.

[24] Machová Poláková K, Lopotová T, Klamová H,et al. Expression patterns of microRNAs associated with CML phases and their disease related targets. Mol Cancer, 2011, 10:41.

[25] Flamant S, Ritchie W, Guilhot J, et al. Micro-RNA response to imatinib mesylate in patients with chronic myeloid leukemia. Haematologica, 2010, 95:1325-1333.

[26] Xu L, Liang YN, Luo XQ, et al. Association of miRNAs expression profiles with prognosis and relapse in childhood acute lymphoblastic leukemia. Zhonghua Xue Ye Xue Za Zhi, 2011, 32:178-181.

[27] Gibcus JH, Tan LP, Harms G, et al. Hodgkin lymphoma cell lines are characterized by a specific miRNA expression profile. Neoplasia, 2009, 11:167-176.

[28] Zhao JJ, Lin J, Lwin T, et al. microRNA expression profile and identification of miR-29 as a prognostic marker and pathogenetic factor by targeting CDK6 in mantle cell lymphoma. Blood, 2010, 115:2630-2639.

(本文編輯：屠振興)

10.3760/cma.j.issn.1674-1935.2013.01.019

200433 上海，第二軍醫(yī)大學(xué)長(zhǎng)海醫(yī)院病理科

鄭建明，Email:jmzheng1962@163.com

2012-07-05)