溫淑嫻 溫旺榮

大腸癌相關(guān)的microRNA譜

溫淑嫻 溫旺榮★

由于大腸癌（colorectal cancer，CRC）的篩查措施缺乏靈敏性和特異性，目前大腸癌的陽性篩查率仍然較低，對大腸癌進(jìn)行早期診斷仍較困難。近年來國內(nèi)大腸癌的發(fā)病率不斷上升，對大腸癌的早期基因診斷已成為研究熱點(diǎn)。MicroRNA是近年備受關(guān)注的一系列非編碼的單鏈小分子核糖核酸序列，其廣泛存在于人體的組織和循環(huán)系統(tǒng)當(dāng)中，參與機(jī)體多種生理和病理過程的調(diào)控。研究發(fā)現(xiàn)，microRNA在大腸癌及其癌前疾病的發(fā)病發(fā)展過程中存在顯著變化，在實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭型ㄟ^調(diào)節(jié)相應(yīng)的microRNA的表達(dá)量可以起到抑制或促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生長的作用。由此推測microRNA與大腸癌的發(fā)病密切相關(guān)，對其進(jìn)行深入研究可能為大腸癌的早期診斷和治療提供重要的新思路。

大腸癌；MicroRNA；早期診斷

［KEY WORDS］Colorectal cancer；MicroRNA；Early diagnose

大腸癌是全球第三常見的惡性腫瘤，據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計，2008年全球大腸癌的發(fā)病人數(shù)超過一百二十萬，病死人數(shù)超過60萬［1］。隨著我國城市化進(jìn)程和人口老齡化速度加快，近年來我國大腸癌的發(fā)病水平不斷升高［2］。2010年我國男性大腸癌新發(fā)病例在全部惡性腫瘤中排名第五，發(fā)病率為23.38/10萬。我國女性大腸癌新發(fā)病例在全部惡性腫瘤中排名第三，發(fā)病率為18.30/10萬。發(fā)病率高于世界平均水平［3］。

早期局限性大腸癌患者的病死率約為7%～26%，而轉(zhuǎn)移性大腸癌患者則高于 80%［4］，提示早期診斷對降低大腸癌的病死率至關(guān)重要。糞便潛血試驗(yàn)（fecal occult blood test，F(xiàn)OBT）是目前應(yīng)用最廣泛的大腸癌篩查措施，但其對早期大腸癌敏感性較低 （約 30% ～50%）［5］。癌胚抗原（carcinoembryonic antigen，CEA）是最常用的大腸癌血清標(biāo)記物，但其特異性較低，在肝硬化、炎癥性大腸疾病均可上升。盡管腸鏡檢查是目前篩查大腸癌最可靠的診斷工具，但其較高的費(fèi)用及侵入性的特點(diǎn)限制了它的應(yīng)用，無法用于篩查。尋求一種非侵入性的、敏感而特異的大腸癌篩查分子標(biāo)志物已成為目前亟待解決的問題。

血清中的分子標(biāo)志物包括 DNA、RNA、mRNA、microRNA和蛋白質(zhì)分子，但在大部分晚期腺瘤（advanced adenomas，AA）和早期的大腸癌病人中，microRNA的靈敏度（83%～91%）和特異度（70%～95%）在以上分子標(biāo)志物中最高［6］，血清中的microRNA不被RNA酶降解，能夠耐受不同的pH、溫度而穩(wěn)定存在，并可反復(fù)凍融。眾多研究證明microRNA在大腸癌癌前疾病、大腸良性腫瘤以及大腸癌患者體內(nèi)表達(dá)失調(diào)，與大腸癌的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。因此，血清中的microRNA可能成為最具潛力的新型大腸癌診斷分子標(biāo)志物。下面就有關(guān)大腸癌相關(guān)的microRNA譜的研究進(jìn)展加以闡述。

1 microRNA與幾種大腸癌癌前疾病的關(guān)系

1.1 腺瘤性息肉（adenomatous polyps）

流行病學(xué)的研究表明大腸腺瘤是大腸癌最常見的癌前疾病。腺瘤發(fā)生癌變的風(fēng)險與腺瘤的大小、絨毛狀特征、異型增生的程度、患者年齡及病變部位等因素息息相關(guān)。在分期越晚的大腸腺瘤組織中，miR-192的下調(diào)程度越顯著，且異常的miR-192與p53的突變事件并存，提示miR-192失調(diào)是大腸原位癌形成的原因之一［7］。研究發(fā)現(xiàn)與正常組織相比，miR-21在低分化上皮樣腺瘤組織中的表達(dá)量增加約1.5倍，在高分化上皮樣腺瘤組織中增加約2.2倍，在大腸癌組織中增加約4.8倍，提示隨著大腸病變的發(fā)展，miR-21的表達(dá)逐漸增加，是一種致大腸癌的microRNA。該研究還證實(shí)大腸癌抑制基因 （programmed cell death 4，PDCD4）的表達(dá)與miR-21呈負(fù)相關(guān)，進(jìn)一步確證miR-21的致癌作用［8］。

1.2 Lynch綜合征和家族性大腸腺瘤性息肉?。╢amilial adenomatous polyposis，F(xiàn)AP）

Lynch綜合征和FAP是最常見的遺傳性大腸癌的癌前疾病，研究表明兩者的病理改變均與microRNA的表達(dá)失調(diào)關(guān)系密切。Lynch綜合征又名遺傳性非息肉病性結(jié)腸癌（hereditary nonpolyposis colorectal cancer，HNPCC），是一種常染色體顯性遺傳病，由錯配修復(fù)基因（mismatch repair genes，MMR genes）的種系突變致使復(fù)制時錯配修復(fù)功能缺陷從而引起微衛(wèi)星不穩(wěn)定（microsatallite instability，MSI）和對結(jié)直腸癌及某些其他癌癥的遺傳易感性增加。MMR基因是miR-155的靶基因，miR-155可以顯著下調(diào)MMR基因的蛋白產(chǎn)物水平，從而促使Lynch綜合征患者發(fā)生細(xì)胞及分子水平的改變，誘發(fā)癌變［9］。有研究表明聯(lián)合miR-622，miR-362-5p和miR-486-5P三種 microRNA即可準(zhǔn)確區(qū)分 Lynch綜合征相關(guān)大腸癌和散發(fā)性MSI大腸癌 （AUROC= 0.77）［10］。

FAP的發(fā)生由腺瘤樣結(jié)腸息肉易感基因（adenomatous Polyposis Coli，APC）突變所致，缺失或失活的APC可引起KRAS（V-Ki-ras2 Kirsten rat sarcoma viral oncogene homolog）或p53基因的改變。FAP中，KRAS突變被視為大腸癌癌變的早期標(biāo)志，此時癌變細(xì)胞處于不可檢測的增殖過程中。KRAS是miR-143的靶基因，其表達(dá)水平與miR-143呈負(fù)相關(guān)［11］，提示 miR-143是一種抑癌microRNA。

1.3 炎癥性大腸疾病 （inflammatory bowel disease，IBD）

IBD包括潰瘍性結(jié)腸炎（ulcerative colitis，UC）和克羅恩病 （Crohn＇s disease，CD），2008年Wu等人首次報道了microRNA在IBD中的改變［12］。

2010年，Magali等人利用 RT-PCR技術(shù)評估IBD患者組織樣本中超過300種microRNA，結(jié)果發(fā)現(xiàn)炎癥性UC和CD的microRNA表達(dá)譜大部分相似，利用8種microRNA（miR-26a、 miR-29a、miR-29b、miR-30c、miR-126*、miR-127-3p、miR-196a和miR-324-3p）可以將IBD患者和正常對照區(qū)分開來。此外，在功能失調(diào)性的非炎癥相關(guān)IBD患者的大腸黏膜組織中同樣存在microRNA譜的改變［13］。

與CD患者的正常腸道組織相比，其狹窄腸道組織中miR-29的表達(dá)顯著下調(diào)。miR-29下調(diào)使轉(zhuǎn)移性生長因子β1（transforming growth factor-β1，TGF-β1）表達(dá)增加，TGF-β1可以增加膠原Ⅰ和Ⅲ的轉(zhuǎn)錄從而導(dǎo)致腸道纖維化引起腸道狹窄。研究還發(fā)現(xiàn)存在腸道狹窄的CD患者血清中的miR-29同樣存在表達(dá)下調(diào)的情況［14］。

UC的急性期與非急性期microRNA的表達(dá)譜存在差異。急性期miR-192表達(dá)減少，在非急性期，miR-192不發(fā)生改變［15］。2012年，F(xiàn)eng等人報道m(xù)iR-126和miR-21在急性期UC患者體內(nèi)顯著上調(diào)，并通過轉(zhuǎn)染miR-126擬似物至HT29細(xì)胞中評估 IkBa mRNA的含量來探討 miR-126與IkBa的關(guān)系。通過western blot分析發(fā)現(xiàn)IkBa的蛋白產(chǎn)物被顯著抑制，證實(shí)IkBa為miR-126的靶基因［16］。此外，在大腸不同部位的microRNA也存在表達(dá)差異。如活動期的CD患者發(fā)病部位為乙狀結(jié)腸者miR-236，miR-106和miR-19表達(dá)上調(diào)，而發(fā)病部位為回腸者miR-16、miR-21、miR-223和miR-594表達(dá)上調(diào)［15］。

大腸癌癌前疾病癌變風(fēng)險大，對其進(jìn)行早期診斷和治療是預(yù)防大腸癌的關(guān)鍵。microRNA在幾種常見的大腸癌癌前疾病中均存在表達(dá)失調(diào)，且microRNA的改變絕大部分與大腸癌患者體內(nèi)相應(yīng)的microRNA的改變一致，提示microRNA對大腸癌的早期形成起著重要的作用。利用靈敏度和特異性較佳的microRNA對大腸癌癌前疾病進(jìn)行篩查，有望發(fā)現(xiàn)早期癌變征兆，及時治療。

2 microRNA與大腸癌的發(fā)生發(fā)展關(guān)系

按照microRNA對癌癥的作用機(jī)制可以大致分為致癌microRNA和抑癌microRNA兩類，在廣泛癌癥中以致癌microRNA的表達(dá)為主。常見的致癌microRNA有miR-155、miR-21、miR-92a、miR-29、miR-31、miR-622、miR-23a、miR-24、miR-18a、 miR-220、 miR-221等。常見的抑癌microRNA有Let-7、 miR-143、 miR-145、 miR-192、miR-320、miR-126等?，F(xiàn)選擇部分研究較為成熟的microRNA分述如下：

2.1 致癌microRNA及其作用機(jī)制

2.1.1 miR-155

miR-155是一種明確的致癌microRNA，其調(diào)控的靶基因多達(dá)100多種。miR-155在淋巴細(xì)胞中高度表達(dá)，胸腺是其在人體組織中含量最豐富的器官。miR-155有助于形成淋巴細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄，在適應(yīng)性免疫多樣化的生物調(diào)控功能中扮演重要角色。

在大腸癌患者體內(nèi)miR-155的表達(dá)顯著上調(diào)，促進(jìn)癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲，增加癌細(xì)胞的耐藥性以及與不良預(yù)后相關(guān)。2013年Jan等人應(yīng)用黑色素瘤小鼠模型研究了 CD8+T細(xì)胞中miR-155的抗腫瘤反應(yīng)。與野生型CD8+T細(xì)胞相比，miR-155-/-CD8+T細(xì)胞促腫瘤生長的作用較弱，小鼠具有較長的生存期限。通過實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜕险{(diào)miR-155的表達(dá)量時，其促腫瘤生長的作用大大加強(qiáng)［17］。同年，Benjamin等人首次發(fā)現(xiàn)活化的晚期糖基化終產(chǎn)物受體 （RAGE）與硫100結(jié)合蛋白（S100P）結(jié)合形成RAGE/S100P復(fù)合物，該復(fù)合物通過增加大腸癌細(xì)胞內(nèi)的激活蛋白1（AP-1）調(diào)控miR-155的表達(dá)水平。去除S100P后引起miR-155含量的下降，外源性的S100P可引起miR-155表達(dá)增加，但是使用抗RAGE抗體后，外源性的S100P則無法使miR-155的表達(dá)增加［18］。

上 皮 細(xì) 胞 向 間 質(zhì) 細(xì) 胞 轉(zhuǎn) 變 （epithelialmesenchymal transition，EMT）是腫瘤遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的其中一個分子機(jī)制，該機(jī)制介導(dǎo)多種腫瘤細(xì)胞的遷移和侵襲，并與大腸癌的不良預(yù)后相關(guān)。在EMT中，由于粘附分子表達(dá)下調(diào)，內(nèi)皮細(xì)胞間的粘附減弱，促進(jìn)了腫瘤細(xì)胞的遷移。miR-155是此轉(zhuǎn)移途徑的重要媒介。miR-155重要的靶基因——緊密連接蛋白1（Claudin-1）是完整膜蛋白家族的一員，其mRNA的3′UTR包含了miR-155的高度保守的結(jié)合部位，Claudin-1有利于調(diào)節(jié)一系列的細(xì)胞生理功能，如細(xì)胞的增殖、遷移、EMT。Claudin-1在大腸癌組織中表達(dá)增加，并影響腫瘤的發(fā)生發(fā)展進(jìn)程［19］。

2.1.2 miR-21

miR-21在多種腫瘤細(xì)胞的增殖、凋亡和轉(zhuǎn)移等過程中扮演著重要的角色。研究表明miR-21在大腸癌患者組織間質(zhì)的成纖維細(xì)胞中顯著上調(diào)，高于大腸癌腫瘤細(xì)胞內(nèi)miR-21的水平［20］。上調(diào)的miR-21可以減少大腸癌腫瘤細(xì)胞的凋亡以及加強(qiáng)其增殖能力，其水平與臨床分期呈正相關(guān)，不但增加腫瘤的復(fù)發(fā)率，而且可縮短生存期限。目前明確的 miR-21靶 基 因 包 括 phosphate and tensin homologue（PTEN）、PDCD4、human ras homolog gene family memberB （Rho B）、transforming growth factor beta receptor 2 （TGFBR2）和reversion-inducing-cysteine-rich protein with Kazal motifs（RECK）等，異常增加的miR-21可以顯著下調(diào)其靶基因的mRNA和蛋白產(chǎn)物。

大腸癌患者腫瘤組織中上皮細(xì)胞的侵襲能力增加與間質(zhì)中成纖維細(xì)胞內(nèi)的miR-21異常增加有關(guān)。miR-21的侵襲能力是依賴 matrixremodelling enzyme （MMP2）完成的。RECK是MMP2的抑制劑，當(dāng)上調(diào)RECR的水平或是抑制MMP2的活性時，miR-21的侵襲能力都會被削弱。

Liu等人報道利用miR-21診斷大腸癌的ROC曲線下面積為0.802，診斷晚期腺瘤的ROC曲線下面積為0.709［21］，提示miR-21對大腸癌具有良好的診斷性能。與原位大腸癌患者比較，miR-21在轉(zhuǎn)移性的大腸癌患者的血清中顯著上調(diào)，提示miR-21可能為大腸癌轉(zhuǎn)移相關(guān)microRNA［22］。然而，Pablo等人通過對102例大腸癌患者血清中的miR-21檢測后發(fā)現(xiàn)，低表達(dá)的血清miR-21可能與腫瘤局部復(fù)發(fā)的發(fā)生相關(guān)，通過增加miR-21的表達(dá)可以減少死亡率，延長生存時間［23］。這與之前有關(guān)大腸癌中miR-21的改變及其作用的報道并不一致，說明絕大部分microRNA仍具有研究的空間和必要。

2.1.3 miR-17-92簇

miR-17-92簇是一組致癌的microRNA，定位于13q31，包含miR-17-5P、miR-17-3P、miR-18a、miR-19a、miR-19b、miR-20a和 miR-92a，在大腸癌及其他腫瘤中表達(dá)增加。上調(diào)miR-17-92簇的表達(dá)量或加強(qiáng)其靶基因的c-myc的表達(dá)可加速腫瘤發(fā)展的進(jìn)程［24］。利用miR-17-5p和miR-20a轉(zhuǎn)染至體外培養(yǎng)的人結(jié)腸癌HT29細(xì)胞后發(fā)現(xiàn)兩者均能夠?qū)⒓?xì)胞阻滯在S期，促進(jìn)HT29細(xì)胞的增殖，抑制靶基因E2F1蛋白的表達(dá)水平，進(jìn)一步奠定了miR-17-92簇在大腸癌細(xì)胞周期調(diào)控中可能發(fā)揮癌基因作用的理論基礎(chǔ)［25］。2009年，miR-92a首次被報道屬miR-17-92簇，與正常對照組比較miR-92a在血清中的含量顯著上升，提示其可能是一種潛在的非侵入性大腸癌分子標(biāo)志物［26］。meta分析顯示血清中miR-92a的靈敏度為76%，特異度為64%［27］，提示了miR-92a在大腸癌診斷上的臨床價值。miR-18a被報道在大腸癌患者的血清中顯著升高，利用miR-18a診斷大腸癌的ROC曲線下面積為0.804，術(shù)后miR-18a的水平顯著低于術(shù)前［28］。miR-17-92簇在大腸癌患者的組織及血清中表達(dá)上調(diào)，且靈敏度、特異度較高，不但可作為大腸癌早期篩查的非侵入性分子診斷標(biāo)志物以及患者術(shù)后評估、復(fù)發(fā)監(jiān)測的指標(biāo)，且為大腸癌的靶向治療——microRNA分子藥物的設(shè)計提供了重要的思路。

2.1.4 miR-135b

miR-135b在正常組織中含量甚微，但在大腸癌中表達(dá)顯著升高，并與腫瘤分期、不良預(yù)后相關(guān)。通過抑制大腸癌小鼠模型中miR-135b的表達(dá)可抑制腫瘤細(xì)胞的生長、增殖，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。Wu等人研究發(fā)現(xiàn)miR-135b和miR-31在大腸癌和晚期腺瘤患者體內(nèi)表達(dá)增加，而IBD患者體內(nèi)變化不顯著。對于大腸癌患者的檢測miR-135b的靈敏度是78%，晚期腺瘤為73%，兩者的特異度約為68%［29］。

APC基因突變是大腸癌發(fā)病重要的分子機(jī)制之一。APC是miR-135b的靶基因，APC的丟失觸發(fā)miR-135b的過度表達(dá)，引起PTEN/PI3K通路失調(diào)，從而導(dǎo)致細(xì)胞的過度增殖和凋亡抑制。通過抑制APC的表達(dá)亦可增加大腸細(xì)胞內(nèi)miR-135b的表達(dá)［30］。腫瘤轉(zhuǎn)移抑制基因1（MTSS1）也是 miR-135b的靶基因之一，miR-135b通過抑制MTSS1蛋白產(chǎn)物的表達(dá)從而誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞增殖和侵襲。在HCT-116細(xì)胞中轉(zhuǎn)染miR-135b抑制物后，MTSS1的表達(dá)上調(diào)，腫瘤細(xì)胞的遷移能力被削弱。提示抑制致癌microRNA的表達(dá)可能成為大腸癌治療的新思路［31］。

2.1.5 miR-29a

miR-29a被認(rèn)為是一種新型的腫瘤轉(zhuǎn)移介導(dǎo)因子。miR-29a通過對其靶基因KLF4的調(diào)控從而影響細(xì)胞的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移等功能。當(dāng)加強(qiáng)KLF4的表達(dá)時，miR-29a促進(jìn)細(xì)胞增殖的能力則被削弱。在EMT中發(fā)揮重要作用的MMP2是KLF4的靶基因，當(dāng)miR-29a過表達(dá)或KLF4被敲除時，MMP2表達(dá)上調(diào)，而鈣粘蛋白表達(dá)下降，細(xì)胞間的粘附能力減弱，從而促使了腫瘤細(xì)胞的遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移［32］。miR-29a在肝轉(zhuǎn)移性大腸癌患者的血清中顯著升高，利用血清miR-29a區(qū)分肝轉(zhuǎn)移性大腸癌患者和非轉(zhuǎn)移性大腸癌患者的靈敏度和特異度均達(dá)到75%［33］。此外，利用血清miR-29a對晚期腺瘤和正常對照組進(jìn)行診斷，ROC曲線下面積達(dá)0.769［34］。Kuo等人通過meta分析得出miR-29a、miR-29c可作為監(jiān)測大腸癌患者早期復(fù)發(fā)的指標(biāo)的結(jié)論［35］。這些發(fā)現(xiàn)均提示了miR-29a在大腸癌發(fā)生發(fā)展中的地位，尤其是對大腸癌的轉(zhuǎn)移、早期復(fù)發(fā)等方面可能起到重要的作用，對血清中的miR-29a進(jìn)行早期監(jiān)測有望延長患者的生存期限和提高患者的生存質(zhì)量。

2.2 常見抑癌microRNA的作用機(jī)制

2.2.1 Let-7

Lethal-7（Let-7）是 microRNA家族中最早被發(fā)現(xiàn)的成員之一。目前人體中已被確認(rèn)的10種成熟的Let-7家族成員包括let-7a、let-7b、let-7c、let-7d、let-7e、let-7f、let-7g、let-7i、miR-98和miR-202，其中成熟的let-7a和let-7f由前體序列加工產(chǎn)生（let-7a-1、let-7a-2、let-7a-3；let-7f-1、let-7f-2）［36］。在正常組織中，Let-7正常轉(zhuǎn)錄、加工，結(jié)合至靶mRNA的互補(bǔ)位點(diǎn)，通過抑制蛋白翻譯或者改變mRNA的穩(wěn)定性來抑制基因表達(dá)，最終使細(xì)胞的生長、增殖、分化和凋亡保持在正常水平。

多方研究發(fā)現(xiàn)Let-7在大腸癌細(xì)胞中表達(dá)下調(diào)［37-39］。高表達(dá)的Let-7在體內(nèi)和體外均可抑制細(xì)胞增殖，提高腫瘤患者的總生存率和延長無進(jìn)展生存時間。30%～40%的大腸癌患者存在KRAS突變，該基因突變與腫瘤的侵襲力增加以及不良的預(yù)后密切相關(guān)。KRAS是 Let-7a的靶基因，KRAS突變時，Let-7a表達(dá)下調(diào)，促使大腸癌發(fā)生，提示let-7家族可抑制腫瘤信號通路。此外，KRAS 3′UTR的Let-7互補(bǔ)位點(diǎn)（LCS6）的單核苷酸多態(tài)性還可能影響著轉(zhuǎn)移性大腸癌患者的生存期［37］，提示 Let-7還可以用于大腸癌預(yù)后的評估。

LIN28b是Let-7的其中一個靶基因，其與prilet-7的環(huán)部或 pre-let-7的莖部結(jié)合，可以抑制Drosha或 Dicer的作用，從而抑制 Let-7的合成［38］。此外，LIN28b也可能是通過與pre-let-7結(jié)合并影響其尿苷化從而阻礙 Let-7的成熟［36］。目前，LIN28b被認(rèn)為是 “癌胚基因”，可促進(jìn)細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化并特異高表達(dá)于部分進(jìn)展期腫瘤，如肝細(xì)胞癌和結(jié)腸癌［39］。

2.2.2 miR-145

miR-145是最早被報道與大腸癌發(fā)病相關(guān)的一種明確的抑癌microRNA，位于5q32，該斷裂位點(diǎn)在腫瘤發(fā)生時常常發(fā)生刪失。miR-145具有抑制腫瘤組織生長、侵襲和轉(zhuǎn)移的作用，在大腸癌組織以及癌前腺瘤息肉中均顯著下調(diào)，提示其可能作為大腸癌早期診斷的血清標(biāo)志物。miR-145介導(dǎo)的細(xì)胞增殖抑制作用很可能是通過直接與靶基因c-Myc的3′UTR互補(bǔ)結(jié)合從而抑制靶基因的轉(zhuǎn)錄［40］。Lea等人發(fā)現(xiàn)p53介導(dǎo)miR-145表達(dá)上調(diào)，從而影響 c-Myc的效應(yīng)［41］。miR-145常常與miR-143共同轉(zhuǎn)錄，組成miR-145-143簇，兩者具有共同的靶基因［40］。

2014年Yuan等人報道m(xù)iR-145在淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移性大腸癌患者的組織中表達(dá)上調(diào)，與其他報道不一致。筆者指出，這可能提示microRNA在腫瘤的不同階段表達(dá)存在差異，并通過調(diào)控不同的靶基因?qū)崿F(xiàn)腫瘤的發(fā)生發(fā)展。如在大腸癌早期，miR-145抑制的靶基因與細(xì)胞生長相關(guān)，下調(diào)的miR-145導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞的惡性增殖。而在大腸癌晚期，miR-145調(diào)控的靶基因可能與抗轉(zhuǎn)移作用相關(guān)，miR-145表達(dá)上調(diào)，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移［42］。

3 血清microRNA在大腸癌篩查、診斷、治療、復(fù)發(fā)監(jiān)測和預(yù)后評估中的作用

早期采用高通量的microRNA芯片技術(shù)對組織中的microRNA譜進(jìn)行系統(tǒng)性地檢測。Aaron等人通過對84份大腸癌組織及配對的正常組織中的389種microRNA進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)37種microRNA表達(dá)失調(diào)，其中包括miR-20a，miR-106a，miR-21等［43］。該方法可以有效構(gòu)建某種疾病的microRNA譜，為研究某種疾病的分子病理特征提供重要的平臺。但是該方法費(fèi)用高昂，不適用于臨床上大腸癌患者的篩查。血清microRNA在大腸癌以及其相關(guān)癌前疾病的不同發(fā)病時期乃至不同的發(fā)病部位均存在差異，且較其他血清分子標(biāo)志物穩(wěn)定、靈敏，有望成為大腸癌早期診斷的血清分子標(biāo)志物。研究發(fā)現(xiàn)miR-17-3p以及miR-92a在大腸癌患者體內(nèi)均表達(dá)上調(diào)，利用miR-92可以有效區(qū)分大腸癌患者（靈敏度89%、特異度70%）［44］。但是大部分microRNA在多種腫瘤中均表達(dá)失調(diào)，特異性較差，因此尋找一種大腸癌特異性較佳的microRNA至關(guān)重要。如某種在大腸癌癌前疾病及大腸癌患者血清中均發(fā)生改變的microRNA，并隨疾病程度加深改變幅度增加，則提示該microRNA可應(yīng)用于大腸癌的早期篩查，并能夠通過血清中該microRNA的含量評估該患者的疾病進(jìn)程。聯(lián)合表達(dá)上調(diào)的致癌microRNA和表達(dá)下調(diào)的抑癌microRNA，構(gòu)建大腸癌篩查microRNA譜，聯(lián)合大腸癌血清標(biāo)志物癌胚抗原等篩查措施有助于開展一組靈敏度和特異度均較理想的檢測指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)大腸癌的早期診斷。

腫瘤特異性相關(guān)microRNA編碼基因的發(fā)現(xiàn)為腫瘤的基因治療提供了新的靶點(diǎn)，近年來，microRNA在大腸癌治療上的設(shè)想也得到了初步驗(yàn)證。研究發(fā)現(xiàn)高水平的Let-7a在KRAS基因突變的耐化療性大腸癌患者中可能解除EGFR的耐藥性［45］，說明Let-7家族能夠通過抑制突變的KRAS基因改善化療藥物的敏感性，為解決臨床化療耐藥難題提供了新思路。血清中的miR-19a能夠預(yù)測晚期大腸癌患者對一線化療方案FOLFO的耐藥情況［46］，提示 miR-19a失調(diào)與大腸癌患者的生存期、預(yù)后密切相關(guān)。2014年，Song等人報道利用miR-21的抑制劑可以抑制大腸癌腫瘤細(xì)胞的增殖和侵襲，并能夠下調(diào)miR-30的表達(dá)，減少血管再生，是大腸癌治療的新策略［47］。血清中特定的microRNA水平能夠提示大腸癌患者的化療耐藥情況，在一定程度上規(guī)避化療藥物的濫用、誤用。研究發(fā)現(xiàn)抑癌microRNA以及致癌microRNA抑制物能夠改善化療藥物的敏感性甚至起到抑制癌細(xì)胞增殖的作用，為設(shè)計microRNA分子藥物提供了可喜的前景。每個內(nèi)源性microRNA可調(diào)控上千個靶點(diǎn)，單純模擬某些特定microRNA設(shè)計分子藥物可能引起某些副作用。根據(jù)此情況目前人工合成了基因特異性microRNA（microRNA mimics，擬microRNA），它是根據(jù)特定靶基因的3′UTR末端設(shè)計的一小段寡核苷酸鏈，對目的基因進(jìn)行封閉，模擬體內(nèi)microRNA的作用方式，具有較高特異性［48］。雖然microRNA分子藥物研發(fā)的安全性與有效性仍需更多的臨床驗(yàn)證，但這些研究為大腸癌患者的靶向治療構(gòu)筑了美好的藍(lán)圖。

致癌microRNA在大腸癌患者的腫瘤組織以及血清中表達(dá)顯著上調(diào)，通過對手術(shù)或化療后血清中相應(yīng)microRNA表達(dá)水平的監(jiān)測［49］，可能有利于大腸癌患者的預(yù)后判斷及提示腫瘤復(fù)發(fā)。目前已有研究發(fā)現(xiàn)大腸癌患者血清中 miR-18a的含量在術(shù)后顯著下降［28］，Kuo等人的meta分析認(rèn)為miR-29a、miR-29c可作為監(jiān)測大腸癌患者早期復(fù)發(fā)的指標(biāo)［35］，這些發(fā)現(xiàn)都表明microRNA在大腸癌的預(yù)后評估和復(fù)發(fā)監(jiān)測等方面有著極大的應(yīng)用價值，可對臨床醫(yī)生的診療起到指導(dǎo)作用。

4 總結(jié)

大腸癌無論在國內(nèi)外均有較高的發(fā)病率和死亡率，早期診斷可以有效提高患者的生存率及減少腫瘤的轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)。microRNA作為最具潛力的大腸癌血清分子標(biāo)志物，在近年來獲得研究者的廣泛關(guān)注。研究者利用microRNA的生物合成、作用機(jī)制以及疾病相關(guān)性等較為成熟的理論基礎(chǔ)，開辟了microRNA與大腸癌的研究新天地。雖然目前大腸癌相關(guān)的microRNA的研究已取得了較大的進(jìn)展，但仍然存在一些問題，例如與大腸癌相關(guān)的microRNA種類繁多，其檢測的靈敏度和特異度尚未完全清楚，血清microRNA的水平與疾病程度是否相關(guān)，且目前有關(guān)microRNA在大腸癌發(fā)病發(fā)展中的作用機(jī)制也無一致的觀點(diǎn)等等。因此，對大腸癌相關(guān)microRNA譜的研究將有利于進(jìn)一步探索其作用機(jī)制及特點(diǎn)，為甄選最具價值的大腸癌篩查microRNA及microRNA在大腸癌治療、復(fù)發(fā)監(jiān)測、預(yù)后評估等方向提供重要的新思路。

［1］Jemal A，Bray F，Center MM，et al.Global cancer statistics［J］.CA Cancer J Clin，2011，61（2）：69-90.

［2］Sankaranarayanan R，Ramadas K，Qiao YL.Managing the changing burden of cancer in Asia［J］.BMC Medicine，2014，12：3-19.

［3］Chen W，Zheng R，Zhang S，et al.Annual report on status of cancer in China，2010［J］.Chin J Cancer Res，2014，26（1）：48-58.

［4］Edwards BK，Noone AM，Mariotto AB，et al.Annual Report to the Nation on the status of cancer， 1975-2010，featuring prevalence of comorbidity and impact on survival among persons with lung，colorectal，breast，or prostate cancer［J］.Cancer，2014，120（9）：1290-1314.

［5］Hutchison J，Cohen Z，Onyeagucha BC，et al.How microRNA influence both hereditary and inflammatorymediated colon cancers［J］.Cancer Genet，2013，206（9-10）：309-316.

［6］Ganepola GA，Nizin J，Rutledge JR，et al.Use of bloodbased biomarkers for early diagnosis and surveillance of colorectal cancer［J］.World J Gastrointest Oncol，2014，6 （4）：83-97.

［7］Tsikitis VL.White I， Mori M，et al.Differential expression of microRNA-320a，-145，and-192 along the continuum of normal mucosa to high-grade dysplastic adenomas of the colorectum［J］.Am J Surg，2014，207（5）：717-722.

［8］Fassan M，Pizzi M，Giacomelli L，et al.PDCD4 nuclear loss inversely correlates with miR-21 levels in colon carcinogenesis［J］.Virchows Arch，2011，458（4）：413-419.

［9］Valeri N，Gasparini P，F(xiàn)abbri M，et al.Modulation of mismatch repair and genomic stability by miR-155［J］.Proc Natl Acad Sci USA，2010，107（15）：6982-6987.

［10］Balaguer F，Moreira L，Lozano JJ，et al.Colorectal cancers with microsatellite instability display unique miRNA profiles［J］.Clin Cancer Res，2011，17（19）：6239-6249.

［11］Chen WX，Ren LH and Shi RH.Implication of miRNA for inflammatory bowel disease treatment：Systematic review［J］.World J Gastrointest Pathophysiol，2014，5（2）：63-70.

［12］Wu F，Michellel Z，Anil T，et al.MicroRNAs are differentially expressed in ulcerative colitis and alter expression of macrophage inflammatory peptide-2 alpha ［J］.Gastroenterology，2008，135（5）：1624-1635.

［13］Fasseu M，Tre'ton X，Guichard C，et al.Identification of Restricted Subsets of Mature microRNA Abnormally Expressed in Inactive Colonic Mucosa of Patients with Inflammatory Bowel Disease［J］.Plos One，2010，5（10）：e13160（1-12）.

［14］Nijhuis A，Biancheri P，Lewis A，et al.In Crohn's disease fibrosis-reduced expression ofthe miR-29 family enhances collagen expression in intestinal fibroblasts［J］.Clin Sci（Lond），2014，127（5）：341-350.

［15］Wu F，Zhang S，Dassopoulos T，et al.Identification of microRNA associated with ileal and colonic Crohn's disease［J］.Inflamm Bowel Dis，2010，16（10）：1729-1738.

［16］Feng X，Wang H，Ye SC，et al.Up-Regulation of microRNA-126MayContributeto Pathogenesisof Ulcerative Colitis via RegulatingNF-kappaB Inhibitor IkBa［J］.Plos One，2010，7（12）：e52782（1-12）.

［17］Dudda JC，Salaun B，Ji Y.et al.MicroRNA-155 is required for effector CD8+T cell responses to virus infection and cancer［J］.Immunity，2013，38（4）：742-753.

［18］Onyeagucha BC，Mercado-Pimentel ME，Hutchison J，et al.S100P/RAGE signaling regulates microRNA-155 expression via AP-1 activation in colon cancer［J］.Exp Cell Res，2013，319（13）：2081-2090.

［19］Zhang GJ，Xiao HX，Tian HP，et al.Upregulation of microRNA-155 promotes the migration and invasion of colorectal cancer cells through the regulation of claudin-1 expression［J］.Int J Mol Med，2013，21（6）：1375-1380.

［20］Bullock MD， Pickard KM， Nielsen BS， et al.Pleiotropic actions of miR-21 highlight the critical role of deregulated stromal microRNAs during colorectal cancer progression［J］.Cell Death Dis，2013，4：e684（1-10）.

［21］Liu GH，Zhou ZG，Chen R，et al.Serum miR-21 and miR-92a as biomarkers in the diagnosis and prognosis of colorectal cancer［J］.Tumour Biol，2013，34（4）：2175-2181.

［22］Yin J，Bai ZQ，Song JN，et al.Differential expression of serum miR-126， miR-141 and miR-21 as novel biomarkers for early detection of liver metastasis in colorectal cancer［J］.Chin J Cancer Res，2014，26（1）：95-103.

［23］Menendez P，Padilla D，Villarejo P，et al.Prognostic implicationsofserum microRNA-21 in colorectal cancer［J］.J Surg Oncol，2013，108（6）：369-373.

［24］He L，Thomson JM，Hemann MT，et al.A microRNA polycistron as a potential human oncogene［J］.J Nature，2005，435（9）：828-833.

［25］常金榮，桂蜀華，鄧汝東，等.MiRNA-17-92基因簇對大腸癌HT29細(xì)胞周期調(diào)控機(jī)制研究［J］.廣州中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報，2014，31（1）：113-117.

［26］Ng EKO，Chong WWS，Jin H，et al.Differential expression of microRNAs in plasma of patients with colorectal cancer： a potential marker for colorectal cancer screening［J］.Gut，2009，58（10）：1375-1381.

［27］Yang X，Zeng ZY，Hou YX，et al.MicroRNA-92a as a potential biomarker in diagnosis of colorectal cancer：a systematic review and meta-Analysis［J］.Plos One，2014，9（2）：e88745（1-7）.

［28］Zhang GJ，ZhouT，Liu ZL，et al.Plasma miR-200c and miR-18a as potential biomarkers for the detection ofcolorectal carcinoma［J］.Molecular and Clinical Oncology，2013，1：379-384.

［29］Wu CW，Ng SC，Dong Y.et al.Identification of microRNA-135b in stool as a potential noninvasive biomarker for colorectal cancer and adenoma［J］.Clin Cancer Res，2014，20（11）：2994-3002.

［30］Valeri N，Braconi C，Gasparini P，et al.MicroRNA-135b promotescancerprogression by acting asa downstream effector of oncogenic pathways in colon cancer［J］.Cancer Cell，2014，25（4）：469-483.

［31］Wu W，Wang Z，Yang P，et al.MicroRNA-135b regulates metastasis suppressor 1 expression and promotes migration and invasion in colorectal cancer［J］.Mol Cell Biochem，2014，388（1-2）：249-259.

［32］Tang W，Zhu Y，Gao J，et al.MicroRNA-29a promotes colorectal cancer metastasis by regulating matrix metalloproteinase 2 and E-cadherin via KLF4 ［J］.British Journal of Cancer，2014，110：450-458.

［33］Wang LG，Gu J.Serum microRNA-29a is a promising novel marker for early detection of colorectal liver metastasis［J］.Cancer Epidemiology，2012，36：e61-e67.

［34］Huang ZH，Huang D，Ni SJ，et al.Plasma microRNAs are promising novel biomarkers for early detection of colorectal cancer［J］.International Journal of Cancer，2010，127：118-126.

［35］Kuo TY，Hsi E，Yang IP，et al.Computational analysis of mRNA expression profiles identifies microRNA-29a/ c as predictor of colorectal cancer early recurrence［J］.Plos One，2012，7（2）：e31587.

［36］Wang XR，Cao L，Wang YY，et al.Regulation of let-7 and its target oncogenes（Review）［J］.Oncology Letters，2012，3：955-960.

［37］Smits KM，Paranjape T，Nallur S，et al.A let-7 microRNA SNP in the KRAS 3'UTR is prognostic in early-stage colorectal cancer［J］.Clin Cancer Res，2011，17（24）：7723-7731.

［38］Newman MA，Thomson JM，Hammond SM，et al.Lin-28 interaction with the Let-7 precursor loop mediates regulated microRNA processing［J］.RNA，2008，14（8）：1539-1549.

［39］King CE，Wang L，Winograd R，et al.LIN28B fosters colon cancer migration， invasion and transformation through let-7-dependent and-independent mechanisms ［J］.Oncogene，2011，30（40）：4185-4193.

［40］Mohit S，Mo YY.miR-145-mediated suppression of cell growth，invasion and metastasis［J］.Am J Transl Res，2010，2（2）：170-180.

［41］Gregersen LH， Jacobsen AB， Frankel LB， et al.MicroRNA-145targetsYESandSTAT1incolon cancer cells［J］.Plos One，2010，5（1）：e8836（1-10）.

［42］Yuan W，Sui C，Liu Q，et al.Up-Regulation of microRNA-145 associates with lymph node metastasis in colorectal cancer［J］.Plos One，2014，9（7）：e102017（1-10）.

［43］Aaron JS，Leung SY，Sohn JJ，et al.MicroRNA expression profiles associated with prognosis and therapeutic outcome in colon adenocarcinoma ［J］.JAMA，2008，299（4）：425-436.

［44］Ng EK， Chong WW， Jin H， et al.Differential expression of microRNAs in plasma of patients with colorectal cancer： a potential marker for colorectal cancer screening［J］.Gut，2009，58（10）：1375-1381.

［45］Ruzzo A，Graziano F，Vincenzi B，et al.High let-7a microRNA levels in KRAS-mutated colorectal carcinomas may rescue anti-EGFR therapy effects in patients with chemotherapy-refractory metastatic disease［J］.Oncologist，2012，17（6）：823-829.

［46］Chen Q，Xia HW，Ge XJ，et al.Serum miR-19a predicts resistance to FOLFOX chemotherapy in advanced colorectal cancer cases［J］.Asian Pacific Journal of Cancer Prevention，2013，14（12）：7421-7426.

［47］Song MS，Rossi JJ.The anti-miR21 antagomir，a therapeutic tool for colorectal cancer，has a potential synergistic effect by perturbing an angiogenesis-associated miR30［J］.Front Genet，2014，4：301-312.

［48］張勇，呂延杰，楊寶峰.MicroRNA在人類疾病中的作用及其作為靶點(diǎn)的小分子藥物設(shè)計［J］.藥學(xué)學(xué)報，2007，42（11）：1115-1121.

［49］Huang Z，Huang D，Ni S，et al.Plasma microRNAs are promising novel biomarkers for early detection of colorectal cancer［J］.Int J Cancer，2010，127（1）：118-126.

MicroRNA profiles research in colorectal cancer

WEN Shuxian，WEN Wangrong★
（Center of Clinical Laboratory Medicine， The First Affiliated Hospital of Jinan University，Guangzhou，Guangdong，China，510632）

Nowadays，the screening outcome is still unsatisfied and it is still difficult to diagnose colorectal cancer（CRC）for lacking of sensitivity and specificity of screening measures.However，the incidence of CRC is increasing steadily around China in the recent years.So it has become a research hotspot to diagnose CRC in early stage with molecular technology.MicroRNA is a class of small，noncoding single-stranded RNA molecules that widely exist in human tissues and circulatory system and is involved in numerous physiological and pathological process.It has been reported that microRNA presents a significant change during the pathogenetic courses of CRC and CRC precancerous disease.To regulate the expression of microRNA in the experimental model can help to suppress or induce the proliferation of CRC cells.Therefore，it can be speculate that microRNA is closely related to CRC.Further exploring microRNA may offer a novel view to diagnose and treat CRC in early stage.

2011年廣東省科技計劃（2011B031600315）

廣東省暨南大學(xué)附屬第一醫(yī)院臨床檢驗(yàn)中心，廣東，廣州510632

溫旺榮，E-mail：wenwangrong@yeah.net