楊志平 張 芳 楊志英 盛 望 (北華大學附屬醫(yī)院消化科，吉林 吉林 320)

腫瘤標記物是腫瘤在生長過程中產生和釋放某些特定類型的化學物質，可以通過檢測其含量來判斷腫瘤的存在以及其生長情況，并以此作為診斷標準，療效評估以及預后判定。腫瘤標記物存在形式有多種，可分為腫瘤細胞分泌物以及腫瘤細胞表達物。microRNA(miRNA)是一類長度約為17～25個核苷酸的非編碼單鏈核糖核酸分子。miRNA在動物體內通過轉錄后調劑方式作用于靶基因，參與細胞的增殖、分化、代謝、凋亡等過程。近幾年的研究發(fā)現miRNA表達具有明顯的組織細胞特異性，且與腫瘤的發(fā)生和發(fā)展有著密切聯(lián)系。Lawrie等〔1〕在檢測腫瘤患者外周血的過程中發(fā)現miRNA的存在，且發(fā)現循環(huán)miRNA的表達與腫瘤的發(fā)生有一定的相關性，這提示miRNA可作為一種新型的腫瘤標志物。食管癌是常見的消化道惡性腫瘤，據中國腫瘤登記中心發(fā)布的《2012年中國腫瘤登記年報》顯示，食管癌腫瘤發(fā)病率居第五位，死亡率居第四位。同時其在世界范圍內發(fā)病率也居高不下〔2〕。miRNA與食管癌的發(fā)生發(fā)展關系非常密切，通過檢測食管癌組織miRNA的表達譜，發(fā)現其在正常組織與腫瘤組織中的表達水平具有明顯的差異〔3～6〕。通過研究這些不正常的miRNA，將有助于進一步闡明食管癌的發(fā)病機制，并將有助于食管癌癌變組織的檢測、診斷、治療以及預后的判斷。本文將對作為食管癌腫瘤標記物的miRNA的最新研究進展進行綜述。

1 miRNA的形成及其功能

miRNA基因在細胞核內由RNA聚合酶II轉錄后形成初級轉錄產物(pri-RNAs)。pri-miRNAs的特征是前段含有一個環(huán)狀結構，類似發(fā)夾，長度約100nt。pri-miRNAs在細胞核內由微處理體協(xié)助的一種RNaseⅢ(RNA內切酶Ⅲ)-Drosha及其輔助因子DGCRb的作用下，合成約70個核苷酸長的 miRNA前體pre-miRNAs，通過轉運蛋白5(Exportin-5)轉運出細胞核至細胞質。在細胞質中，由RNaseⅢ-Dicer酶的作用下將成熟的 miRNA從環(huán)結構中剪切下來，加工成19～25個核苷酸長度的成熟miRNA。

成熟的miRNA形成后，在細胞中可以與蛋白質結合形成RNA誘導沉默復合物(RNA induced silencing complex，RISC)〔7，8〕。RISC 與靶 mRNA 基因不完全配對時，可以阻斷miRNA的翻譯過程，降低表達;RISC與靶mRNA完全配對時，則可以導致mRNA的降解。miRNA通過阻斷或者降解的mRNA表達來控制靶基因的表達，從而達到調控基因的分化、凋亡等一系列的過程。

2 miRNA與腫瘤

腫瘤的發(fā)生發(fā)展與基因密不可分，環(huán)境因素以及遺傳等的因素都可以導致或者引起DNA的變化，從而激活原癌基因或引起腫瘤抑制基因的滅活，引起基因表達水平的異常，使靶細胞發(fā)生轉化。研究發(fā)現，超過50%的miRNA基因位于原癌基因/抑癌基因的染色體脆性位點(fragile sites)或相關遺傳區(qū)域〔9〕。miRNA基因往往在腫瘤中發(fā)生異常表達，其在腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程中能夠作為致癌因子或抑制因子參與腫瘤的各個過程，對比腫瘤細胞與正常組織細胞間來源的miRNA發(fā)現，其表達譜具有明顯差異〔10～12〕。因此，其在腫瘤診斷以及判斷預后等方面具有重要的參考價值。

2.1 miRNA抑癌基因的作用 Calin等〔13〕人首先發(fā)現，miRNA在腫瘤的發(fā)生過程中起到抑癌作用。在將近65%的慢性淋巴性白血病，50%的套細胞淋巴瘤患者，16% ～40%的骨髓瘤患者，60%的前列腺癌患者中都有miR-16a和miR-15a基因的缺失或表達下調。而研究表明，miR-15a和miR-16a可以負調控抗bcl-2的表達，bcl-2是miR-15a和miR-16a的下游靶基因，其作為抗凋亡基因參與多種腫瘤的發(fā)生過程。miR-15a及miR-16a的表達下調將直接導致bcl-2的過表達，受損細胞正常凋亡程序被破壞，進而導致腫瘤細胞繼續(xù)復制，從而產生腫瘤。另據研究，miR-143、miR-145在直腸癌、前列腺癌等腫瘤中均呈低表達。miRNAs中的let-7是一類典型的具有抑癌作用的分子家族，Takamizawa等〔14〕研究發(fā)現，let-7在肺癌、肝癌患者中呈現低表達，而其對應的靶基因RAS是一種原癌基因出現高表達，可推測出let-7通過對RAS的負調控參與腫瘤的發(fā)生發(fā)展過程。

2.2 miRNA致癌基因的作用 與正常細胞組織中miRNA的表達相比，miRNA致癌基因在腫瘤細胞中一般會過表達，通過促進細胞的增殖、分化，抑制細胞的正常凋亡過程，從而促進腫瘤的發(fā)展。Marilena等〔15〕對六種實體瘤(包括肺癌、乳腺癌、胃癌、結腸癌、胰腺癌和前列腺癌)的miRNA表達譜進行了分析，結果表明miR-21是唯一在所有腫瘤中呈高表達的miRNA。隨后，相關研究發(fā)現miR-21在頭頸部癌、卵巢癌、肝細胞癌和宮頸癌等組織樣本和細胞株中表達顯著增高〔16～20〕。Hatley 等〔21〕檢測了多組食管鱗癌與正常組織中miR-21的表達情況，發(fā)現miR-21調控基因及其蛋白過表達，且伴隨有淋巴結轉移患者表達尤其明顯，提示miR-21具有癌基因作用。MiR-155在淋巴瘤組織中表達增高，miR-222，miR-221在甲狀腺瘤組織中高表達，這些基因都可導致抑癌基因的活性，可以導致癌癥發(fā)生。

3 miRNA與食管癌

3.1 miRNA在食管癌中的表達 食管癌是世界衛(wèi)生組織公布的高發(fā)病率的惡性腫瘤之一，越來越多的研究發(fā)現食管腫瘤的發(fā)生與miRNA有關。目前研究主要集中在miR-21、miR-143、miR-203、miR-375、miR-328、miR-196a、miR-106b-25 等miRNA的異常表達〔22〕。Guo等〔23〕研究了51例食管鱗癌組織中miRNA的表達，與癌旁正常組織中miRNA的表達情況相比，miR-25、miR-424以及miR-151的表達明顯上調，而 miR-100、miR-99a、miR-29c和miR-140則表達下調，通過比較miRNA的表達，能夠準確區(qū)分食管鱗癌和正常組織。Feber等〔24〕在以miRNA表達譜作分子標記物研究食管癌的發(fā)生發(fā)展過程實驗中發(fā)現，miR-203和miR-205在食管鱗癌和腺癌中表達低于正常的上皮細胞，而 miR-21、miR-103/107〔25〕在食管鱗癌細胞中與正常粘膜細胞比呈高表達，這些均與食管癌患者存活率不高有關。和正常食管粘膜相比，miR-200c、miR-194和miR-192在食管鱗癌中表達降低，但是在食管腺癌中表達顯著上調，表明在不同類型的食管腫瘤中存在 miRNA差異性表達。進一步對miRNA表達譜與食管癌臨床病理資料進行分析時發(fā)現，miR-335、miR-181d、miR-25、miR-7 以及 miR-495 與食管癌大體分類有關，而miR-25、miR-130b則和食管癌的高中低分化有關，同時還發(fā)現某些與食管癌患者的預后相關。陸續(xù)的研究也發(fā)現miRNA的異常表達與食管癌有關，且可能作為食管癌診斷的分子標志物。miR-373在食管鱗癌中過表達，發(fā)揮致癌基因作用，通過抑制下游靶標抑癌基因 LATS2的表達參與食管鱗癌的發(fā)生〔26〕。而miR-196a則可抑制annexin A1(ANXA1)的表達，ANXA1是抑癌基因，具有抑制細胞增殖和促進凋亡的作用，miR-196a通過抑制ANXA1的表達進而引發(fā)食管癌〔27〕。

3.2 miRNA在食管癌的檢測、診斷與治療 食管癌腫瘤細胞以及癌旁正常組織中miRNA的表達量存在差別，通過檢測兩者的表達情況可以預測食管癌的發(fā)生發(fā)展過程，還可以對癌癥進行分級評估以判定腫瘤轉移程度，為預后作出相關指示。食管癌miRNA的檢測方法主要是通過實時熒光定量聚合酶鏈反應(RT-PCR)來進行，此方法精確度與靈敏度較高，可以實時監(jiān)測miRNA的轉錄情況，被越來越多的研究者采用。Hiyoshi等〔28〕通過RT-PCR和原位雜交技術研究了21例食管鱗癌組織以及癌旁正常組織中miR-21的表達情況，結果顯示，與正常組織細胞相比，腫瘤細胞中miR-21的表達明顯顯著上調，進一步的分析發(fā)現，miR-21可能負調控一種抑癌基因-細胞程序性死亡基因4(PDCD4)。除檢測正常組織與腫瘤組織中miRNA的表達情況外，還可以檢測血清miRNA。血清中存在大量穩(wěn)定的miRNA，其表達結果也存在顯著的差異，提示可以用來作為檢測腫瘤的標記物。Kurashige等〔29〕檢測了71例食管鱗癌患者與39例正常人中miR-21表達情況，結果顯示 miR-21在所有食管鱗癌樣本中高表達，而在對照組中物明顯變化，患者術后的血漿中miR-21表達水平顯著下降。Akagi等〔30〕研究也證實了miR-21和miR-205在食管鱗癌組織中的高表達，且伴隨有腫瘤細胞侵襲和淋巴結轉移的患者表達更明顯，證明某些特定的miRNAs與食管鱗癌的侵襲性呈正相關。而miR-143和miR-145卻在食管鱗癌細胞中表達出現下調，可以影響到腫瘤細胞的遷移過程，其與腫瘤的侵襲性呈負相關〔31〕。

食管癌的臨床治療方法主要有手術、化療和放療等方法，但是由于上述方法存在療效差，預后困難等問題。miRNA在腫瘤細胞的分化、增值、凋亡過程中具有組織特異性，其在正常組織與腫瘤組織中表達量具有明顯的差異。通過對miRNA靶基因的表達控制則可以很好解決，基因治療成為人們研究的重點。目前，常用的食管癌基因治療方法是通過內源性或外源性的雙鏈RNA(ds-RNA)將RNAi導入細胞，RNAi是一種基因沉默工具，經核酸酶Ⅲ(RNase III)剪切成siRNA，經特異性的核酸內切酶、核酸外切酶、解旋酶等形成RISC引起同源miRNA降解，可以抑制相應靶基因的表達。而在腫瘤組織中起癌基因作用的miRNA，則可以通過使異常miRNA沉默導致抑癌基因表達恢復正常，通過干擾癌基因的表達而達到治療目的。Sugito〔32〕研究發(fā)現，食管癌低RNASEN表達組發(fā)生淋巴結轉移比高表達組低。RNASEN含有兩個RNaseⅢ的結構域和一個雙鏈RNA結合域，而RNaseⅢ是miRNA合成過程中重要的酶。可通過下調RNASEN表達，減少相關miRNA的合成，進一步影響miRNA相關靶mRNA表達，減緩腫瘤的轉移，延長術后生存時間?；蛑委煹闹攸c是找到腫瘤相關的特異miRNA，目前在基因的靶點預測方面還存在很大的困難，建立食管癌相關miRNA的表達譜系，將miRNA與食管癌腫瘤的關系進一步明確，miRNA在食管癌的治療方面將會有更大的進展。

4 展論

miRNAs作為一種新型的腫瘤標記物已經引起了人們的極大關注，同時也給與了極高的希望。目前，人們已經對miRNAs的基本結構及其生物學功能有了初步的了解。miRNAs在食管癌的發(fā)生、發(fā)展、侵襲、轉移的過程中發(fā)揮了重要的作用，但其調控機制尚未得到完全闡明。miRNA在食管癌的診斷、治療和預后中有巨大的利用價值。通過尋找調控miRNA的基因及其靶基因，探尋其作用機制，相信在不久的將來我們能夠研發(fā)出相應的靶點藥物，為腫瘤疾病的治療帶來新的機遇。

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