張 義，李 龍

(長江大學醫(yī)學院，湖北荊州434020)

岳 信，田 夫

(長江大學臨床醫(yī)學院 荊州市第一人民醫(yī)院胃腸外科，湖北荊州434000)

miRNA也即是微小RNA，大多存在于真核生物中，長度多為22-25［1］個核苷酸序列。因miRNA在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展中表達紊亂而被廣泛關注。近十幾年來，腫瘤死亡率在我國不斷上升，進入21世紀因腫瘤而死亡人數(shù)已達150萬。隨著研究的深入，miRNA與腫瘤的關系越來越緊密，miRNA對腫瘤的早診、治療、耐藥、預后等起著重要作用［2］。

1 miRNA的發(fā)現(xiàn)及其生物合成

1.1 miRNA的發(fā)現(xiàn)

miRNA是一類非編碼的單鏈小RNA分子，呈高度保守性，時序表達的特異性，以及組織表達的特異性。最早發(fā)現(xiàn)的miRNA是miR-Lin4，是在研究秀麗隱桿線蟲發(fā)育存在缺陷時意外發(fā)現(xiàn)的［3］。之后專家學者開始了對miRNA的更進一步探索，至今已經有1000種左右的miRNA陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)。

1.2 miRNA合成參與的酶

miRNA在真核生物體內的合成是一個復雜的過程，需要多種酶的參與。第一個重要的酶是聚合酶III，它作用于編碼miRNA的基因轉錄生成初始miRNA，初始RNA長度幾百至幾千不等;第二個重要的酶是Drosha，它將初級miRNA切割成pre-miRNA，其具有發(fā)卡結構，長度約為70個核苷酸序列。此前的生化反應均在細胞核內進行，生成的pre-miRNA通過胞核轉運至胞漿;第三個重要的酶是Dicer，它可以把pre-miRNA切割成為雙鏈miRNA［4］;第四個重要的酶是解旋酶，它作用于雙鏈miRNA，miRNA與其互補鏈分離形成miRNA，其長度不發(fā)生變化。miRNA與效應復合物結合，可以作用于特定靶點mRNA，抑制其表達［5-6］。miRNA互補鏈因熱力學特異性不能與效應復合物結合無生物活性最后被降解［7-8］。

2 miRNA的基因結構、生物特性及其作用機制

2.1 miRNA是指長度約20nt的非編碼內源性單鏈RNA分子

在大多數(shù)哺乳動物中，70%以上的miRNA位于已定位的轉錄RNA:一類位于非編碼轉錄區(qū)的內含子，如miR-15a-16-1簇;一類如miR-21簇［9］是定位于轉錄區(qū)的外含子，另外還有一些基因與內含子或外顯子重疊。

2.2 miRNA廣泛存在于哺乳動物中

miRNA在不同的物種之間具有高度的保守性，同時在相同物種也具有特異性。Neilson等［10］證實同一個體組織的不同階段miRNA表達水平存在差異性。

2.3 miRNA的作用機理

miRNA主要通過兩種作用機制來調控靶mRNA的表達水平。關鍵因素是miRNA與靶基因集合區(qū)域的互補程度。當miRNA與靶基因結合程度高生成miRISC，誘導靶基因的降解;當miRNA與靶基因只有部分互補，靶mRNA不能被降解，但其翻譯被抑制。

3 RNA編輯對miRNA的調節(jié)

A-to-I編輯是RNA編輯的主要形式。A-to-I主要是由腺苷脫氨酶 (adenosinedeaminases acting on RNA，ADAR)介導的作用于RNA和蛋白質從而改變其編碼序列。Pre-miRNA因具有發(fā)夾結構從而被ADAR當作靶標。Matthew等［11］通過對99個miRNA轉錄物進行研究，發(fā)現(xiàn)至少6%轉錄物在同一組織中經歷了A-to-I編輯。A-to-I編輯除了通過改變蛋白質編碼間接調節(jié)轉錄，而且對轉錄物可以通過編輯來直接調節(jié)。RNA編碼不僅能把控miRNA的生物合成而且調控miRNA的多樣性及其對靶miRNA結合部位的特異性。Kawahara等［12］證實通過對miR-376的A-to-I編輯，可以介導其作用于不同的靶基因，使其靶點多樣性。

4 miRNA表達的變化與腫瘤的關系

研究證明miRNA在正常組織與腫瘤組織中的表達存在差異性［13］。一方面miRNA特異性與抑癌基因轉錄mRNA結合，抑癌基因的功能受到抑制，導致腫瘤發(fā)生，故miRNA起到癌基因的作用;另一方面miRNA特異性與癌基因轉錄mRNA結合，抑制癌基因的表達使腫瘤的發(fā)生得到有效的控制，故miRNA可起到抑癌基因的作用。許多常見的腫瘤 (如肺癌、乳腺癌、鼻咽癌、直腸癌，結腸癌等)存在miRNA的表達異常。

4.1 miRNA與肺癌的關系

曾婷［14］等分析miRNA-34a、c-mycmRNA在56例診斷為原發(fā)性非小細胞肺癌 (鱗癌38例，腺癌18例)肺癌組織和癌旁組織的miR-34a的表達量分別為 (1.18±0.25)、(1.67±0.31)。肺癌組織和癌旁組織的c-myc mRNA表達量分別是 (0.39±0.12)、(0.16±0.09)?？梢姺切〖毎伟┙M織miR-34a的相對表達量低于癌旁組織，而c-myc mRNA顯示則相反，差異具有統(tǒng)計學意義 (P＜0.05)，miR34-a與cmyc mRNA表達呈負相關關系。隨著miRNA34-a表達量的增加c-myc mRNA表達水平下降 (r=-0.80，P＜0.05)。本次研究說明一是癌組織miR-34a的表達水平低于癌旁組織，二是癌組織c-myc mRNA水平高于癌旁組織;兩者之間的關系正好相反，可能證實了miR-34a的靶向基因是c-myc mRNA。

4.2 miRNA與乳腺癌的關系

黃秀芳等［15］對8例乳腺癌組織標本進行研究，病理診斷都是乳腺浸潤性導管癌，將癌組織與癌旁組織關于miRNA表達差異進行對比。將組織通過Trizol進行RNA抽提，采用miRNA芯片雜交，及實時定量RT-PCR。通過兩種實驗，將癌組織與癌旁組織進行對比均發(fā)現(xiàn):有miR-365等9個表達上調，有miR-31等7個表達下調。上訴實驗說明此16種miRNA的表達水平的異常與乳腺癌發(fā)生密切相關。

4.3 miRNA與鼻咽癌的關系

H-C chen［16］等采集13份NPC活檢組織以及9份正常鼻咽組織，行基因芯片技術進行分析共有35個miRNA表達水平異常。miR-155等表達水平上調，miR-145等表達水平下調。Li等［17］將采集8個鼻咽癌組織和4個正常鼻咽組織進行對比分析研究，發(fā)現(xiàn)在鼻咽癌組織中miR-18a過表達，33個miRNA表達下調，如:miR-34b、miR-34c、miR-10b等?？梢妋iRNA與鼻咽癌的關系密切。

4.4 miRNA與食管癌的關系

Mathe［18］等對收集的170例食管癌組織進行病理分析:腺癌有70例，其他100例為鱗狀細胞癌。提取總RNA，進一步分離提純miRNA，行芯片分析。均與各自癌旁正常組織做對照，食管鱗癌中，miR-21、miR-194表達水平顯著上調;食管腺癌中，miR-21表達水平明顯上調。設計miR-194引物，行qRT-PCR，將食管鱗癌與腺癌兩種miRNA表達水平作比較。miR-194在鱗癌中均比腺癌表達量高，其表達量前后兩種病理分型之比為4.59。此上研究說明食管癌的發(fā)生與miRNA有一定關聯(lián)。

4.5 miRNA與結腸癌的關系

于振濤［19］等對15例結腸癌研究，依據(jù) Trizol提取總RNA。首先采用隨機選取了部分miRNA進行RT-PCR，擴增循環(huán)分別是40個和28個，PCR產物進行電泳后EB染色，紫外下觀察并拍照得出40個循環(huán)時正常組織和結腸癌組織中各個miRNA的PCR均達到平臺期。然后用同樣的實驗方法探知在遠端正常結腸組織和結腸癌組織中表達的miRNA共有132種。此外miR-20與miR-141呈上升趨勢，miR-145和miR-195呈下降趨勢。采用成熟miRNA定量PCR得出結腸癌組織中的量與遠端正常結腸種的量之比大于1.5的miRNA有48種。此上研究證明結腸癌的發(fā)生與miRNA的表達異常有重要聯(lián)系。

5 miRNA關于對腫瘤的治療

miRNA特異性與癌基因靶點結合，可以抑制癌基因的表達水平，進一步起到抑制腫瘤的生長。目前基因治療還沒有研究非常成功，但隨著miRNA的研究深入，可能為基因治療取得突破性進展。Liu等［20］發(fā)現(xiàn)，小牛血清培養(yǎng)Y-90、A549、SPC-A1肺癌細胞株，將各細胞株轉染表達miR-126病毒，使miR-126在細胞株內過表達。miR-126通過靶向VEGF使各細胞株增殖分裂受抑制，鏡檢顯示均停留在G1期。將裸鼠接種A549癌細胞株，使miR-126過表達，體重較未轉染細胞株裸鼠下降22.4%。

隨著對miRNA研究的不斷深入，在腫瘤與miRNA的相關進展已取得豐碩的成果。miRNA的表達特異性為腫瘤的診斷及預后的評估提供了一個新的研究方向。目前對于miRNA在腫瘤方面的進展僅僅停留在研究發(fā)現(xiàn)其表達水平的異常，而關于miRNA的表達調控，它與轉錄靶mRNA及其作用靶點的特異性對應關系上尚未取得突破，隨著科學的進步，人們將對其進行不斷的挖掘和探索，以腫瘤相關的miRNA為靶點的生物靶向治療會成為腫瘤治療的新熱點。miRNA研究具有廣闊的前景及應用價值，它必將成為腫瘤診療的一把新的利器。

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