趙華洲, 陳 凜

(1. 解放軍第301醫(yī)院 普通外科, 北京, 100853; 2. 解放軍第309醫(yī)院 普通外科, 北京, 100091)

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綜 述

胃癌相關(guān)MicroRNA的研究進展

趙華洲1, 2, 陳 凜1

(1. 解放軍第301醫(yī)院 普通外科, 北京, 100853; 2. 解放軍第309醫(yī)院 普通外科, 北京, 100091)

微小RNA; 胃癌; 腫瘤標(biāo)記物

胃癌是世界上最常見的惡性腫瘤之一，中國每年新發(fā)病例約 38萬，死亡人數(shù)16萬，死亡率居所有惡性腫瘤第2位[1-2]。外科手術(shù)配合術(shù)前及術(shù)后的輔助放化療等綜合治療措施仍是胃癌的主要治療方法。從基因?qū)用鎭碇v，胃癌與其他惡性腫瘤類似，都存在基因異常表達，這種異常表達包括編碼及非編碼基因的結(jié)構(gòu)和表達的異常。MicroRNA(miRNA)是一類內(nèi)源性的非編碼RNA, 廣泛存在于真核生物的細胞內(nèi)，進化高度保守，是生物體生長發(fā)育的主要調(diào)節(jié)因子，通過對DNA進行直接或間接的調(diào)控，進而影響細胞的增殖、分化、凋亡和遷移等多種生物學(xué)進程，參與多種惡性腫瘤如消化道腫瘤、婦科腫瘤等的發(fā)生、轉(zhuǎn)移及耐藥等過程[3]。國內(nèi)外研究[4-5]發(fā)現(xiàn), miRNA幾乎參與了胃癌發(fā)生、發(fā)展全部過程?，F(xiàn)將miRNA在胃癌的發(fā)病、診斷和治療過程中的相關(guān)研究進展綜述如下。

1 miRNA的生物學(xué)特性

生物體內(nèi)的RNA包括編碼RNA和非編碼RNA，廣泛參與基因的表達調(diào)控，而miRNA是一類具有重要功能非編碼RNA。miRNA通常長度為17～22個核苷酸，是高度保守的非編碼的小分子單鏈RNA。miRNA廣泛存在于生物體內(nèi)，主要通過與其靶mRNA上的miRNA依賴性基因沉默復(fù)合物miRISC(miRISC)相結(jié)合配對，形成復(fù)合物，識別并結(jié)合靶基因，在轉(zhuǎn)錄后水平影響生物體基因和或蛋白的表達。研究發(fā)現(xiàn)，一個miRNA可調(diào)控多個相關(guān)基因的表達，同時多種miRNA也可以通過組合、分工配合的方式來調(diào)控某個特定基因的表達和轉(zhuǎn)錄。這些被調(diào)控的基因和蛋白在機體的生命活動中均具備重要的生物學(xué)功能。通過這種方式, miRNA參與動植物的組織器官發(fā)育、細胞增殖、分化和凋亡、脂肪代謝、激素的分泌等各種生命活動，包括多種惡性腫瘤的發(fā)生和轉(zhuǎn)移過程。1993年, Lee等通過定點突變技術(shù)發(fā)現(xiàn)線蟲中Lin-4僅編碼一種小分子RNA, 而不是蛋白質(zhì)，這是人類首次確定發(fā)現(xiàn)miRNA, 隨后相關(guān)的miRNA的研究廣泛開展。miRNA在特定的組織和特定的階段表達，受到細胞類型和分化階段的嚴(yán)格調(diào)控，其表達的組織特異性和時序性決定了在細胞生長和發(fā)育過程中多種重要調(diào)節(jié)作用。目前，科學(xué)家共發(fā)現(xiàn)約700余種miRNAs, 它們調(diào)節(jié)著人體的絕大部分編碼蛋白基因和部分非編碼基因，參與生命活動。近年來，研究[6]發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)腫瘤都存在miRNA表達失調(diào)，這些異常表達的miRNA可參與腫瘤的發(fā)生、增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移等, miRNA已被確定作為癌基因、腫瘤抑制基因和細胞信號通路中的重要調(diào)節(jié)因子。

2 miRNA與胃癌的診斷

目前，國內(nèi)、國際上大部分欠發(fā)達地區(qū)的患者在發(fā)現(xiàn)胃癌時候已經(jīng)處于中晚期，延誤了治療時機，胃癌的早發(fā)現(xiàn)對于提高患者預(yù)后有重要意義。目前，臨床上常用的癌標(biāo)如CEA、CA-724或CA-199在胃癌患者中的檢出率均低于30%, 特別是在Ⅰ期胃癌患者中的陽性率僅為10%左右[7]。研究發(fā)現(xiàn)腫瘤發(fā)生發(fā)展的早期階段即有核酸釋放入血，這些游離核酸被認為攜帶了腫瘤組織遺傳學(xué)和表觀遺傳學(xué)的異常改變。miRNA可通過分泌外來體粒子從癌細胞釋放到血液，可阻止其自身在體外循環(huán)中被核糖核酸酶降解，所以其在外周血中的表達穩(wěn)定性要優(yōu)于mRNA，且其在生物體內(nèi)的血液中的表達具有較高的腫瘤相關(guān)性及組織特異性，因此血液內(nèi)miRNA測定有望成為一種理想的腫瘤檢測手段[8]。目前外周血miRNA在胃癌中的診斷已經(jīng)有不少的研究成果[9-10]。通過大樣本的研究分析, 2013年Lic等研究發(fā)現(xiàn)miR-199a-3p診斷早期胃癌的準(zhǔn)確性可達75%, 敏感性可達76%, 特異性可達74%, 是較為理想的腫瘤標(biāo)志物之一[11]。Liu等[12]發(fā)現(xiàn)miR-223、miR-21和miR-218在內(nèi)的3種RNA有望成為胃癌的生物標(biāo)記物，同時該研究者還通過高通量的基因篩選發(fā)現(xiàn)miR-378也是早期胃癌診斷的分子標(biāo)記物之一。Kim等[13]對90例胃癌患者和34例健康自愿者的胃活檢標(biāo)本進行研究，證實miR-1和miR-34與胃癌細胞耐藥性有緊密聯(lián)系，可以用來評價胃癌患者的耐藥性和化療敏感性。2008年, Chan等采用RT-PCR測定37例胃癌病人腫瘤組織中miR-21的表達，發(fā)現(xiàn)miR-21在92%的胃癌樣本中過表達，提示miR-21可作為胃癌診斷的一個分子標(biāo)志物，但跟這37例胃癌患者的預(yù)后沒有線性關(guān)系[14]。

李濤等[15]通過對104例的進展期胃癌化療效果進行研究發(fā)現(xiàn)，化療敏感組患者的血清和腫瘤組織學(xué)中miRNA-21的表達要顯著低于非敏感組患者，提示miRNA-21可以作為評估胃癌患者化療療效的分子標(biāo)記物。Vivian等[16]通過對123例胃癌患者和111例健康患者的血清進行篩選，發(fā)現(xiàn)6個mir-RNA(miR-18a, miR-140-5p, miR-199a-3p, miR-627，miR-629 and miR-652)高度表達，而其中3個(miR-627, miR-629 and miR-652)的mir-RNAS的特異性較高，可達到85.5%。Jae等[17]研究發(fā)現(xiàn)胃癌患者組織內(nèi)miR-196b和HOXA10的過表達可能提示患者有一個相對較差的預(yù)后。孫秀清等[18]通過對100例患者(46例胃癌, 28例胃癌前病變者, 26例正常組)進行研究發(fā)現(xiàn), miRNA23-b陽性預(yù)測值為76.7%, 陰性預(yù)測值為77.2%, 診斷效率高，特異性強，有望作為胃癌早期篩查的分子標(biāo)志物之一。王利平等[19]通過對40例胃癌患者和40例正?；颊哐逯衜iR-100的表達水平進行測定，發(fā)現(xiàn)胃癌組織中miR-100的含量要顯著高健康對照者，提示miR-100對胃癌診斷具有良好的特異度和敏感度，但血清中miR-100 的表達與性別、年齡、腫瘤直徑大小、浸潤深度、分化程度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移數(shù)量、TNM分期等并無相關(guān)性(P>0.05)。

3 miRNA與胃癌的治療

作為消化系統(tǒng)腫瘤中發(fā)病率和惡性程度均位居前列的惡性腫瘤，胃癌的發(fā)生和發(fā)展是一個受遺傳、環(huán)境、飲食、生活習(xí)慣等多因素影響的復(fù)雜過程，受到多種基因的調(diào)控，涉及多個基因的表達或者失活[20-23]。國內(nèi)外的研究表明，胃癌的發(fā)展和發(fā)展與多種miRNA的異常表達相關(guān)。miRNA通過調(diào)控細胞分化和凋亡來影響惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展, miRNA作為生物學(xué)治療靶標(biāo)已經(jīng)取得部分實驗性進展，但臨床的相關(guān)治療并未開展。2006年, Li等在SGC7901胃癌細胞株模型中發(fā)現(xiàn)mPCMV-PRL3 miRNA通過調(diào)控靶基因PRL3影響SGC7901胃癌細胞中的相關(guān)蛋白的表達，進而減少其侵襲和遷移。裸鼠的在體實驗[24]表明，減少其mPCMV-PRL3 miRNA的表達，可抑制裸鼠體內(nèi)胃癌細胞的轉(zhuǎn)移。X Zhao等[25]通過在體的細胞實驗研究發(fā)現(xiàn)，下調(diào) miR-27a表達能提高胃癌細胞對化療藥(多柔比星類藥物)的敏感性，提高胃癌細胞株的化療效果, miR-27a表達下調(diào)同樣能使胃癌特異性基因p-21表達增加，進而影響胃癌細胞株的增殖。2008年, Motoyama等[26]通過對110例胃癌患者胃癌組織和癌旁組織的研究發(fā)現(xiàn), miR-let 27a與胃癌組織中HMG-A2的表達呈負相關(guān)(P<0.05), 提示mir-let27a可以作為一個胃癌的治療靶點，通過調(diào)控mir-let27a的表達可抑制胃癌細胞的增殖。2007年, Zhang等[27]通過RT-RCP測定32例人胃癌組織標(biāo)本中Let-7a miRNA進行定量分析，發(fā)現(xiàn)Let-7a miRNA的表達水平在胃癌組織顯著低于正常組織(P<0.05), 提示Let-7a miRNA可能參與了胃癌的發(fā)生和發(fā)展過程。Petrocca等[28]發(fā)現(xiàn), miR-106b and miR-93可調(diào)控E2F1的基因表達, E2F1可激活miR-106b-25的表達，進而直接影響TGF-β信號通路[CDKN1A(p21 Waf1/Cip1)和BCL2L11(Bim)], 使其由抑癌因子向促癌因子轉(zhuǎn)化，進而調(diào)控胃癌的生長和轉(zhuǎn)移，故抑制miR-106b-25的表達可抑制胃癌細胞的生長。2011年, Tseng等[29]通過細胞株的胃癌模型證實, miR-148a具備調(diào)控胃癌細胞的增殖與轉(zhuǎn)移的能力, miR-148a的高表達能顯著降低胃癌細胞的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移。En-Dong Zhu等[30]通過對胃癌細胞組織和癌細胞株進行相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，下調(diào)miR-30b能夠通過Ⅰ型纖溶酶原激活物抑制因子抑制胃癌細胞的生長和促進胃癌細胞的凋亡。Ji-Young Shin 等[31]研究發(fā)現(xiàn), mir-135-b與胃癌的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)，通過體外胃癌細胞株的研究中發(fā)現(xiàn)外源性補充mir-135-b能夠抑制胃癌的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。閻文婷等[32]通過在胃癌細胞系HGC-27和MGC-803中過表達miR-125a, 發(fā)現(xiàn)胃癌細胞增殖顯著增加，同時胃癌細胞的凋亡也受到明顯抑制，提示miR-125a可作為潛在靶點應(yīng)用于胃癌診斷和治療。韋尉元等[33]通過胃癌的細胞株模型實驗證實miR-1284可能通過調(diào)控靶基因JAG1而發(fā)揮抑制胃癌發(fā)生發(fā)展的作用。王顯艷等[34]通過對胃癌的病理標(biāo)本和胃癌細胞株的實驗研究證實, miR-140在胃癌組織中低表達，可作為抑癌因子調(diào)控胃癌細胞的活力，細胞周期變化，凋亡及侵襲能力。

目前關(guān)于胃癌與miRNA的治療相關(guān)研究均集中于基礎(chǔ)研究階段，由于部分miRNA能夠影響胃癌細胞的增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移和逃逸，而某些miRNA能夠影響胃癌細胞的化療敏感性和耐藥性。在未來，能否通過調(diào)控mi RNA的表達來對胃癌進行靶向治療或提高胃癌細胞的化療敏感性，既是一個擺在科研工作者面前的機遇，也是一個挑戰(zhàn)[35-38]。

4 結(jié) 語

miRNA是目前腫瘤研究領(lǐng)域的熱點，鑒于miRNA可通過調(diào)控腫瘤細胞增殖、凋亡、侵襲和轉(zhuǎn)移能力的改變而參與胃癌的發(fā)生發(fā)展，其表達水平變化的聯(lián)合檢測有望成為胃癌早期診斷、預(yù)后評估的重要標(biāo)記分子。同時某些特定的基因治療靶點的發(fā)現(xiàn)，為臨床治療胃癌提供新的藥物治療靶點和新藥研發(fā)的契機[39-40]。

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2017-01-20

國家自然科學(xué)基金(81672319); 國家自然科學(xué)基金(81602507)

陳凜

R 735.2

A

1672-2353(2017)13-232-03

10.7619/jcmp.201713085