田樹波，于健春，康維明，馬志強，葉 欣，曹戰(zhàn)江

中國醫(yī)學科學院 北京協(xié)和醫(yī)學院 北京協(xié)和醫(yī)院基本外科，北京 100730

微小RNA與胃癌

田樹波，于健春，康維明，馬志強，葉 欣，曹戰(zhàn)江

中國醫(yī)學科學院 北京協(xié)和醫(yī)學院 北京協(xié)和醫(yī)院基本外科，北京 100730

胃癌的發(fā)生是基因和環(huán)境共同作用的結果。微小RNA(miRNA)分子可以調控細胞的增殖、分化和凋亡等過程，并對胃癌的發(fā)生、發(fā)展發(fā)揮重要的調節(jié)作用。近年來，miRNA與胃癌的相關性研究不斷深入，從miRNA表達譜研究、miRNA與表觀遺傳相互調控及幽門螺桿菌感染相關miRNA等方面揭示了miRNA在胃癌發(fā)生發(fā)展中的作用。miRNA在血液中有高穩(wěn)定性，循環(huán)miRNA無創(chuàng)診斷胃癌有著廣闊的臨床應用前景。

微小RNA;胃癌;表觀遺傳

Acta Acad Med Sin，2014，36(2)：214-217

胃癌是我國常見的消化道腫瘤，其惡性程度較高，預后差。早期診斷、早期治療是提高患者生存質量、降低病死率的唯一途徑。胃鏡加病理活檢是目前公認的最有效的胃癌檢出方法。血清腫瘤標志物檢測方便、容易接受，是目前常用的檢測指標。但是由于常用的癌胚抗原等腫瘤標志物敏感性及特異性較差，所以急需尋找胃癌敏感的分子標志物［1］。微小RNA(microRNA，miRNA)是一類由內源基因編碼的長度約為22個核苷酸的非編碼單鏈RNA分子，它們在動植物中參與轉錄后基因表達調控［2］。現(xiàn)在已經明確每個miRNA可以有多個靶基因，而一個靶基因也可以受控于多個miRAN，這種復雜的調節(jié)網絡使miRNA和基因的關系密切聯(lián)系在一起［3］。近年研究表明，miRNA可穩(wěn)定存在于血漿等體液中，有可能作為一種新的生物標志物用于臨床，有助于診斷疾病或判斷疾病預后［4］。

miRNA在調節(jié)基因功能方面發(fā)揮重要作用，其幾乎參與到生物體的各個過程，如細胞增殖、凋亡、分化、代謝和上皮間質轉化，同時，其與腫瘤的形成亦有較大的關系。miRNA在胃癌組織中表達譜與正常組織有較大差異，其在胃癌的發(fā)生發(fā)展過程中涉及表觀遺傳學等多方面。同時，血漿游離miRNA亦是近年研究的熱點。

miRNA在胃癌的表達譜

基因高通量技術的實現(xiàn)，使對miRNA有了更深層次的認識。不同的腫瘤其miRNA的表達譜不同，腫瘤組織與相對應的正常組織表達譜也不同，由此可以區(qū)別不同腫瘤的胚胎起源。腫瘤發(fā)展的不同階段其miRNA的表達譜亦不相同。孫鐵為等［5］采用基因芯片技術檢測了52例胃癌組織、7例癌旁正常胃組織的miRNA的表達，經分析，表達有差異的miRNA共54個，其中有23個miRNA上調，如miR-21、miR-30b等;31個miRNA下調，如miR-429、miR-200等。王霖沛等［6］分析了72例胃癌組織及其相應胃上皮組織標本，同樣采用微陣列技術檢測胃癌miRNA表達譜，結果顯示與胃正常上皮組織相比，胃癌中表達上調超過2倍的miRNA有7個，分別為miR-374b、miR-Plus-E1212、miR-338-5p、miR-297、miR-135b、miR-18a，差異均具有統(tǒng)計學意義;表達下調超過2倍的miRNA有9個，分別為miR-29b-2、miR-1260、miRPlus-E1241、miR-S1-5p、miR-148a、miR-29c、miR-647、miR-196b、ebv-miR-BART5，差異具有統(tǒng)計學意義。Brenner等［7］分析了1995至2005年45例行胃癌根治術的患者，均未行術前及術后的化療，術后觀察36個月后將這些患者分為兩組，胃癌復發(fā)的患者 (預后差組，14例，占31%)和未復發(fā)的患者 (預后好組，31例，占69%)。胃癌組織樣本分別用福爾馬林固定及石蠟包埋后提取總的RNA，用miRNA微陣列技術測定各個樣本的miRNA表達水平，分析后顯示3條miRNA，分別為miR-451、miR-199a-3p和miR-195，在兩組患者中表達差異具有統(tǒng)計學意義，且高表達的miRNA與較差的腫瘤預后明顯相關。其中，miR-451對于預測良好的結局最具有意義。另有研究表明，miRNA的表達在不同病理類型的胃癌中差異具有統(tǒng)計學意義，腸型胃癌與彌漫型胃癌其miRNA表達譜亦不相同。聚類分析表明，8條RNA包括miR-100、miR-143和miR-145等在彌漫型胃癌中明顯上調，而miR-202、miR-373、miR-494和miR-498在腸型胃癌中明顯上調［8］。表明胃癌相對于癌旁正常組織存在差異表達的miRNA，而這些miRNA可能參與胃癌的發(fā)生、發(fā)展。當然，miRNA芯片實驗中也有可能存在誤差，這是因為在樣本的收集、保存、提取、芯片雜交等諸多過程中，容易受到外界因素的影響，會出現(xiàn)RNA的降解或污染，以致于不同的實驗組分析miRNA表達譜中有所不同。miRNA參與腫瘤發(fā)生的很多階段，且不如蛋白標志物那樣穩(wěn)定，對miRNA更準確的測定尚需更敏感、可靠的技術。

miRNA與表觀遺傳的相互調控在胃癌發(fā)生發(fā)展中的應用

DNA甲基化和組蛋白修飾等表觀遺傳機制是胃癌發(fā)生發(fā)展的重要原因，表觀遺傳是指DNA序列不發(fā)生變化而基因表達卻發(fā)生了可遺傳的改變，最重要的是CpG島甲基化所致抑癌基因轉錄失活和N端結構域轉錄后修飾使DNA甲基化和組蛋白修飾。miRNA在基因表達的遺傳學調控中發(fā)揮重要作用，而表觀遺傳在調控miRNA的表達中同樣發(fā)揮重要作用，二者之間相互作用調控胃癌的發(fā)生。

Tsukamoto等［9］證實在胃癌細胞系NUGC3中加入DNA甲基化抑制劑和 (或)組蛋白乙?；种苿?，可通過恢復miRNA-375的表達進而抑制細胞的增殖，提示表觀遺傳學可能參與miRNA-375的表達調控。Li等［10］研究miRNA-338-3p和表觀遺傳相互調控對胃癌的發(fā)生發(fā)展的關系，實驗用微陣列技術檢測了胃癌組織與相應癌旁正常組織中的miRNA表達譜，發(fā)現(xiàn)miRNA-338-3p在胃癌組織中低表達，且與胃癌的臨床病理類型密切相關，低表達預示著胃癌的分期越晚，越有可能出現(xiàn)淋巴結的轉移;應用5-氮雜胞嘧啶處理后引起miRNA明顯的去甲基化，miR-338-3p水平升高，結果顯示腫瘤細胞恢復miR-338-3p表達后，可明顯抑制腫瘤細胞的增殖、遷移、侵襲，從而證實miR-338-3p在胃癌中發(fā)揮抑制因子的作用，甲基化狀態(tài)的miR-338-3p可作為胃癌潛在的診斷分子。

miRNA表達水平的差異常意味著腫瘤的發(fā)生，而miRNA的沉默表達與CpG島的甲基化有關。Suzuki等［11］的研究顯示miR-34b和miR-34c在胃癌中為表觀遺傳沉默狀態(tài)，主要原因是miR-34b/c臨近CpG島的甲基化，同樣在胃癌細胞系實驗中也能觀察到這種現(xiàn)象，而幽門螺桿菌表達陰性的正常胃黏膜組織未發(fā)現(xiàn)這種甲基化，當把miR-34b和miR-34c的前體轉染至胃癌細胞中，可以明顯抑制腫瘤細胞的生長和改變基因的表達譜。因此，甲基化的 miR-34b/c有可能作為一個有前景的分子標志物，恢復其表達可以作為一個有效的治療腫瘤的方法。

幽門螺桿菌與miRNA

幽門螺桿菌 (Helicobacter pylori，HP)感染是胃癌發(fā)病的主要原因［12］，miRNA同樣被證實與胃癌的發(fā)生有關系。HP感染可以影響腫瘤相關miRNA的表達，目前已經發(fā)現(xiàn)胃癌中與HP感染相關的miRNA大致可分為上調和下調兩類。上調的如miR-21、miR-146a、miR-155等，下調的有l(wèi)et-7家族、miR-31/32、miR-101等。Xiao等［13］研究顯示，HP感染通過核轉錄因子-κB和促進轉錄激活蛋白-1信號轉導通路促使胃黏膜上皮的miR-155水平上調，同樣，miR-155下調白介素-8和生長相關癌基因-α的釋放。所以，miR-155可能是作為HP感染過程中免疫應答的媒介。

Liu等［14］研究表明，HP感染胃上皮細胞后能夠誘導miR-146a的表達，實驗用HP重組蛋白、全菌蛋白、培養(yǎng)上清及HP感染相關炎性細胞因子刺激胃上皮細胞，結果顯示炎性因子白介素-8、腫瘤壞死因子-α、白介素-1β能夠刺激胃上皮細胞miR-146a的表達，而miR-146a啟動子熒光素酶實驗結果表明，HP感染過程中，核轉錄因子-κB在miR-146a的誘導表達中發(fā)揮重要的作用。所以，miR-146a可以視為一類新的負反饋因子，參與HP感染的炎癥反應的調節(jié)過程。miRNA在HP感染的起始和進展過程中發(fā)揮著重要的作用，但是，HP導致胃炎進而導致胃癌發(fā)生的機制仍不明確，需要更深入的研究來明確此機制。

循環(huán)miRNA與胃癌的診斷

miRNA分子同已知的循環(huán)核酸 (DNA和RNA)一樣，廣泛存在于正常人和不同患者血清和血漿中，并且隨著生理狀況、疾病的種類和病程的不同，miRNA分子在血清和血漿中存在的數(shù)量和種類也不相同。目前的觀點認為，循環(huán)miRNA主要來自凋亡的細胞、細胞釋放的miRNA入血以及循環(huán)細胞的裂解。血液中的miRNA分子有著良好的穩(wěn)定性，采用常規(guī)的實時定量PCR方法即可測到。循環(huán)miRNA在生物體中有重要的作用，其有希望作為良好的腫瘤標志物，而理想的循環(huán)miRNA標志物應在腫瘤細胞中高表達。

Li等［15］應用常規(guī)的實時定量PCR方法，檢測了30例早期胃癌術前、術后和70例正常健康人的血液miRNA-199a-3p的表達，結果表明早期胃癌患者血液miRNA-199a-3p的表達量明顯高于正常人及處于癌前病變的患者，而術后與術前相比，miRNA-199a-3p的表達量明顯下降，其在血漿中的表達量與腫瘤侵犯的程度無關，血漿中miRNA-199a-3p表達預測早期胃癌的敏感性、特異性及準確性分別為76%、74%和75%。由此，血漿miRNA-199a-3p可以作為診斷早期胃癌的一個新型的標志物。Komatsu等［16］回顧性分析了2008至2009年行手術治療的69例胃癌患者血漿的miRNA濃度和預后之間的關系，血清miRNA主要檢測的是 miR-17-5p、miR-21、miR-106a和 miR-106b，結果表明血漿miR-21的高濃度和miR-106a的低濃度與術后患者低生存率明顯相關，而血漿miR-17-5p和miR-106b的濃度與胃癌的預后無相關性。術前檢測血漿miR-21高濃度的胃癌患者提示其發(fā)生血管轉移的可能性大，多因素分析提示，血漿miR-21濃度是胃癌的獨立預后因素。Liu等［17］采取20例胃癌患者的血漿為研究組，另采取20例年齡、性別相似的無腫瘤患者的血漿作為對照組，對兩組樣品首先采用Solexa全基因測序方法檢測血液表達的miRNA，結果表明相對于對照組，胃癌患者血漿19種miRNA明顯上調，常規(guī)的實時定量PCR進一步對上調的miRNA分析，提示5種 miRNA(miR-1、miR-20a、miR-27a、miR-34和miR-423-5p)可以作為胃癌診斷的生物標志物，且和腫瘤的分期相關，另外，診斷分析結果顯示，5種miRNA聯(lián)合描繪的受試者工作特征曲線下面積為0．879，明顯高于其他的蛋白標記物如癌胚抗原 (0．503)和糖類抗原19-9(0．600)，表明miRNA聯(lián)合檢測對于診斷胃癌的準確性更高，相對于傳統(tǒng)的蛋白分子標志物，miRNA也有著明顯的優(yōu)勢。以上研究主要集中在miRNA分子用于胃癌的診斷方面，其已經顯示了良好的應用前景。miRNA標志物將成為疾病發(fā)生發(fā)展相關基因標志物、蛋白標志物和代謝物標志物中的結合點，可以更好地認識腫瘤發(fā)生機制，從而提供腫瘤診斷的組合生物標志物。隨著循環(huán)miRNA檢測方法的標準化和機制的逐漸闡明，循環(huán)miRNA將有更廣闊的應用前景。

綜上，隨著研究的不斷深入，越來越多的miRNA分子被發(fā)現(xiàn)。在胃癌的形成和發(fā)展過程中，人們逐漸認識到miRAN癌基因、抑癌基因及與胃癌發(fā)生、發(fā)展的作用。miRNA可以調控多個基因的表達，一個基因同樣受多個miRNA的調節(jié)，他們之間是“多對多”的關系。雖然miRNA的研究有了較大的進展，但仍有很多領域未被認識，例如更準確預測靶基因的方法、miRNA控制靶基因蛋白的過程等，這些在胃癌和正常組織中表達有差異的miRNA可能成為臨床上有效的靶點。敲除致癌的miRNA或者補充抑癌的miRNA使之高表達都可以發(fā)揮抑制腫瘤生長的作用，相信隨著胃癌特異性的miRNA的靶基因及其調控機制的進一步明確，可以利用更特異的miRNA發(fā)現(xiàn)胃癌、指導胃癌的治療。

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MicroRNA and Gastric Cancer

TIAN Shu-bo，YU Jian-chun，KANG Wei-ming，MA Zhi-qiang，YE Xin，CAO Zhan-jiang

Department of General Surgery，PUMC Hospital，CAMS and PUMC，Beijing 100730，China

YU Jian-chun Tel：010-69152213，E-mail：yu-jch@163．com

Gastric cancer is caused by the interaction of genetic and environmental factors．MicroRNA(miRNA)is involved in many cellular processes including proliferation，differentiation，and apoptosis and plays an important role in pathogenesis of gastric cancer，as demonstrated in many recent studies from perspectives including miRNA profiling，reciprocal modulation between epigenetic and miRNA，and Helicobacter pylori infection．MiRNA is highly stabe in blood，and therefore non-invasive diagnosis of gastric cancer using circulating miRNA may be promising．

microRNA;gastric cancer;epigenetic

于健春 電話：010-69152213，電子郵件：yu-jch@163．com

R604

A

1000-503X(2014)02-0214-04

10．3881/j．issn．1000-503X．2014．02．020

北京市自然科學基金 (7132209)Supported by Beijing Municipal Natural Sciences Foundation(7132209)

2013-12-13)

·綜 述·