鄭 文，趙娟娟，何志旭，陳 超，徐 林

(1.遵義醫(yī)學(xué)院 免疫學(xué)教研室暨貴州省生物治療人才基地，貴州 遵義 563099；2.貴州省普通高等學(xué)校特色藥物腫瘤防治特色重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州 遵義 563099；3.貴州醫(yī)科大學(xué) 組織工程與干細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中心，貴州 貴陽 550004)

綜 述

微小RNA-21與NSCLC放化療抵抗的研究新進(jìn)展

鄭 文1,2，趙娟娟1,2，何志旭3，陳 超1,2，徐 林1,2

(1.遵義醫(yī)學(xué)院 免疫學(xué)教研室暨貴州省生物治療人才基地，貴州 遵義 563099；2.貴州省普通高等學(xué)校特色藥物腫瘤防治特色重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州 遵義 563099；3.貴州醫(yī)科大學(xué) 組織工程與干細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中心，貴州 貴陽 550004)

近年研究發(fā)現(xiàn)，微小RNA(microRNAs，miRNAs) 家族成員miRNA-21與非小細(xì)胞肺癌(non-small cell lung cancer，NSCLC)的化療、放療抵抗及EGFR-TKI耐藥密切相關(guān)，提示其可作為NSCLC放化療的潛在新靶標(biāo)。本文就其相關(guān)研究最新進(jìn)展作一綜述。

微小RNA-21；非小細(xì)胞肺癌；化療；EGFR-TKI；放療

微小RNA-21(microRNA-21，miR-21)作為miRNA家族中的一員，其基因定位于人類第17號(hào)染色體的q 23.2上[1]。它是一類由內(nèi)源基因編碼的長(zhǎng)度約為22 個(gè)核苷酸的非編碼單鏈RNA 分子，其主要通過結(jié)合靶基因的3'-UTR，從而負(fù)調(diào)節(jié)基因的表達(dá)。近年研究顯示，miR-21不僅參與了非小細(xì)胞肺癌(non-small cell lung cancer，NSCLC)生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)的調(diào)控過程[2-6]，且與NSCLC患者的放化療抵抗和EGFR-TKI的耐藥密切相關(guān)，提示其可作為NSCLC相應(yīng)臨床治療的潛在新靶標(biāo)。

1 miR-21與NSCLC化療抵抗

以鉑為基礎(chǔ)的化療是治療NSCLC的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的策略，然而化學(xué)抗性在目前臨床實(shí)踐中仍是一個(gè)主要的治療挑戰(zhàn)，越來越多的研究報(bào)道，miR-21與NSCLC患者以鉑為基礎(chǔ)的化療抵抗密切相關(guān)，其機(jī)制比較復(fù)雜，主要涉及到PI3K/Akt 和NF-κB等信號(hào)通路。

1.1 miR-21參與NSCLC的化療抵抗 已有的研究顯示NSCLC患者化療耐藥組相比化療反應(yīng)組，血漿中miR-21水平顯著增加[7]，且化療耐藥組患者腫瘤組織中miR-21顯著高表達(dá)[8]。近年的研究中，Xu等[9]進(jìn)一步基于合鎖核酸技術(shù)(Synthesized locked nucleic acid，LNA)下調(diào)人肺癌細(xì)胞中miR-21表達(dá)，發(fā)現(xiàn)下調(diào)miR-21表達(dá)能顯著增加細(xì)胞對(duì)鉑(diamminedichloride platinum，DDP)處理的反應(yīng)性，表現(xiàn)為細(xì)胞存活能力明顯降低，克隆形成能力顯著減弱，提示下調(diào)miR-21表達(dá)可增強(qiáng)A549細(xì)胞對(duì)DDP的敏感性；重要的是，研究者進(jìn)而利用BALB/c裸鼠肺癌模型發(fā)現(xiàn)體內(nèi)下調(diào)miR-21表達(dá)同樣可增強(qiáng)A549細(xì)胞對(duì)DDP的敏感性。Yung等[10]在2016年報(bào)道使用新型脂質(zhì)納米顆粒QTsome遞送抗miR-21抑制劑(Anti-miR-21，AM-21)到腫瘤局部，能增加腫瘤細(xì)胞對(duì)紫杉醇(Paclitaxel，PTX)的敏感性，在A549細(xì)胞荷瘤小鼠模型中促進(jìn)腫瘤消退，并延長(zhǎng)荷瘤小鼠生存期。這些研究提示，干預(yù)miR-21表達(dá)可能是解決NSCLC患者化療藥物抵抗的新治療策略。

此外，Xiao等[11]近年研究發(fā)現(xiàn)，順鉑處理可顯著促進(jìn)A549細(xì)胞釋放出更多的含有miR-21的外泌體(exosome)，且該外泌體添加到其他A 549細(xì)胞中能增加細(xì)胞對(duì)順鉑的抵抗性，提示腫瘤細(xì)胞外泌體中的miR-21也可作為今后化療抵抗治療的重要潛在新靶點(diǎn)。

1.2 miR-21參與NSCLC化療抵抗的機(jī)制 現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)miR-21參與NSCLC化療抵抗的機(jī)制比較復(fù)雜，涉及到DNA損傷反應(yīng)[12]以及MSH 2[13]、PTEN[14]等分子。新近研究進(jìn)一步顯示多耐藥性(multidrug resistance，MDR)相關(guān)基因以及PI3K/Akt信號(hào)途徑等均參與miR-21對(duì)NSCLC化療抵抗的調(diào)控。Dong等[15]在A549/DDP細(xì)胞中沉默miR-21后發(fā)現(xiàn)A 549細(xì)胞停滯在G0/G1期，且通過減少凋亡抑制蛋白Bcl-2，下調(diào)多耐藥性相關(guān)基因編碼的多耐藥蛋白1(Multidrug resistance proten1，MDR1)和多耐藥相關(guān)蛋白1(Multidrug resistance-associated protein1，MPR1)的表達(dá)，以及減少PI3K下游AKT的磷酸化及E2F-1及Twist的轉(zhuǎn)錄激活，使得A 549細(xì)胞對(duì)順鉑敏感性顯著增加。此外，Ren等[16]在A549/DDP細(xì)胞中還發(fā)現(xiàn)抑制miR-21表達(dá)可通過下調(diào)耐藥蛋白Survivin、細(xì)胞周期素D 1、表皮生長(zhǎng)因子受體(Epidermal growth factor receptor，EGFR)和脂蛋白受體相關(guān)蛋白(Lipoprotein receptor-related protein，LRP)的表達(dá)，促進(jìn)A 549細(xì)胞對(duì)順鉑敏感性增加。

值得一提的是，近來關(guān)于miR-21在NSCLC中表達(dá)異常機(jī)制方面的研究也取得了重要進(jìn)展。Yang等[17]利用熒光素酶和ChIP實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)錄因子NF-κB可結(jié)合于miR-21啟動(dòng)子序列上；而通過抑制NF-κB的表達(dá)能顯著改變腫瘤細(xì)胞中miR-21的水平，最終增加細(xì)胞對(duì)順鉑的敏感性，提示在NSCLC中抑制NF-κB/miR-21通路可作為治療NSCLC化療抵抗的潛在治療靶點(diǎn)。

2 miR-21與NSCLC的EGFR-TKI耐藥

表皮生長(zhǎng)因子受體(epidermal growth factor receptor，EGFR)作為一種受體型酪氨酸激酶，在NSCLC中發(fā)生突變和(或)過表達(dá)，且與新生血管生成、腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移等密切相關(guān)，基于此開發(fā)的靶向突變EGFR的酪氨酸激酶抑制劑(TKI)在臨床治療NSCLC已得到廣泛應(yīng)用，然而隨著越來越多地使用EGFR-TKI治療NSCLC，其獲得性耐藥已成為一個(gè)主要的臨床問題。研究發(fā)現(xiàn)NSCLC患者使用EGFR-TKI的耐藥也與miR-21的表達(dá)密切相關(guān)。

2.1 miR-21參與NSCLC的EGFR-TKI耐藥 現(xiàn)已知臨床40%～80%的NSCLC患者存在EGFR突變異常激活[18]。Shen等[19]比較研究了128例根治性切除的NSCLC患者(60例EGFR突變患者和68陰性患者)和32例健康者，發(fā)現(xiàn)血漿中高表達(dá)miR-21的EGFR突變NSCLC患者，對(duì)EGFR-TKI藥物吉非替尼產(chǎn)生耐藥；而低表達(dá)miR-21的EGFR突變患者不僅對(duì)其敏感性增強(qiáng)，且總生存率明顯增加。重要的是，還有研究顯示血漿和血清中高表達(dá)miR-21的晚期NSCLC患者對(duì)EGFR-TKI明顯耐藥[20-21]，且降低miR-21的水平能顯著提高吉非替尼的敏感性[22]。

Li等[21]檢測(cè)了人肺腺癌EGFR-TKI耐藥細(xì)胞株中miR-21的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)其表達(dá)是顯著上調(diào)的，且抑制miR-21的表達(dá)能增加細(xì)胞株對(duì)EGFR-TKI的敏感性；同時(shí)，在荷瘤模型中研究者進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)抑制miR-21的表達(dá)可顯著增加EGFR-TKI治療對(duì)耐藥細(xì)胞株體內(nèi)生長(zhǎng)的效應(yīng)[21]。這些研究提示miR-21在NSCLC患者EGFR-TKI耐藥過程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

2.2 miR-21參與NSCLC的EGFR-TKI耐藥機(jī)制 miR-21與NSCLC的EGFR-TKI耐藥機(jī)制涉及PTEN、PDCD 4等分子的表達(dá)以及PI3K/Akt等信號(hào)通路的傳遞。Shen等[23]在47例EGFR -TKI治療的NSCLC患者的腫瘤樣品中，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)EGFR-TKI疾病耐受組高表達(dá)的miR-21通過負(fù)調(diào)節(jié)PTEN，產(chǎn)生對(duì)EGFR-TKI的抵抗，使得NSCLC患者有更短的總體生存率(Overall survival，OS)，提示基于miR-21/PTEN的治療手段能逆轉(zhuǎn)NSCLC患者對(duì)吉非替尼的耐藥效應(yīng)。此外，Li等[21]在EGFR-TKI耐藥的細(xì)胞株P(guān)C-9中檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，過表達(dá)的miR-21通過下調(diào)PTEN和PDCD4及激活PI3K/Akt信號(hào)通路使得NSCLC對(duì)EGFR-TKI產(chǎn)生耐藥。然而，由于miR-21靶分子的多樣性，其參與NSCLC的EGFR-TKI耐藥機(jī)制仍待深入研究闡明。

3 miR-21與NSCLC放療抗性及其機(jī)制

研究報(bào)道m(xù)iR-21在NSCLC患者放療抵抗中也存在潛在作用。Liu等[14]發(fā)現(xiàn)高表達(dá)miR-21能降低NSCLC細(xì)胞對(duì)電離輻射(Ionizing radiation，IR)的敏感性；而反之，下調(diào)miR-21的表達(dá)則可顯著提高NSCLC細(xì)胞對(duì)IR的敏感性，提示改變miR-21表達(dá)可改善NSCLC細(xì)胞的放療抵抗性。分子機(jī)制方面，Ma等[24]進(jìn)一步在A 549細(xì)胞中研究發(fā)現(xiàn)，沉默miR-21改變細(xì)胞對(duì)IR的敏感性可能與PI3K/Akt信號(hào)通路傳遞改變有關(guān)：他們發(fā)現(xiàn)沉默miR-21表達(dá)后，細(xì)胞內(nèi)磷酸化Akt蛋白水平明顯降低，而細(xì)胞對(duì)IR的敏感性增強(qiáng)，凋亡增加；而PI3K的活化劑IGF-1能逆轉(zhuǎn)磷酸化Akt蛋白水平，減少A549細(xì)胞對(duì)IR作用后凋亡。新近的研究進(jìn)一步顯示miR-21參與NSCLC放療抵抗還涉及到糖代謝過程。Jiang等[25]研究報(bào)道，在抗輻射的A549細(xì)胞中過表達(dá)miR-21可通過上調(diào)低氧誘導(dǎo)因子(hypoxiainducible factor-1alpha，HIF-1α)，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)糖酵解代謝增強(qiáng)，增加細(xì)胞對(duì)輻射的抵抗；而抑制HIF-1α表達(dá)則能明顯增加細(xì)胞對(duì)輻射敏感性；重要的是，下調(diào)miR-21表達(dá)能逆轉(zhuǎn)HIF-1α介導(dǎo)的輻射抵抗。然而，miR-21參與NSCLC放療抵抗是否還涉及其他代謝途徑仍有待后續(xù)研究。

此外，腫瘤干細(xì)胞目前已被廣泛認(rèn)為參與腫瘤的放療抵抗[26]，而新近研究報(bào)道m(xù)iR-21也可能通過對(duì)腫瘤干細(xì)胞生物學(xué)功能影響來參與NSCLC的放療抵抗過程。Zhang等[27]研究發(fā)現(xiàn)，放射輻射可顯著減少H1299肺癌細(xì)胞的克隆形成能力，然而，存活的細(xì)胞則高表達(dá)腫瘤干細(xì)胞標(biāo)志物ALDH1和CD 133[28]。重要的是，在NSCLC中ALDH1+和CD 133+干細(xì)胞比ALDH-和CD 133-細(xì)胞具有更高表達(dá)miR-21，而利用納米顆粒遞送的miR-21反義序列則可通過增加腫瘤干細(xì)胞內(nèi)PTEN、SNX 1和SGPP 1的水平，增強(qiáng)細(xì)胞對(duì)輻射的敏感性，提示基于miR-21表達(dá)的調(diào)控可能是今后改善臨床NSCLC放療抵抗的潛在新策略。

表1 miR-21與NSCLC放化療抵抗

基因耐藥方式涉及的靶分子信號(hào)通路miR-21化療抵抗MSH2[13]PTEN[14]Bcl-2/MDR[16]Survivin/CyclinD1/EGFR/LRP[17]PI3K/Akt[15]NF-κB[17]miR-21EGFR-TKI耐藥PTEN[21][23]/PDCD4[21]PI3K/Akt[21]miR-21放療抵抗HIF-1α[25]PTEN/SNX1/SGPP1[27]PI3K/Akt[24]

[ ]中數(shù)字代表對(duì)應(yīng)的參考文獻(xiàn)。

4 展望

近年的研究顯示miR-21與NSCLC放化療抵抗密切相關(guān)，涉及到多種分子和信號(hào)途徑的傳遞(見表1)。此外，基于miR-21的NSCLC治療研究也取得一定進(jìn)展，例如， 最新研究報(bào)道納米石墨烯氧化物(Nanographene oxide，NGO)功能化的聚乙二醇(polyethylene glycol，PEG)聚合物(NGO-PEG-dendrimer)遞送抗miR-21(anti-miR-21)可有效抑制NSCLC細(xì)胞的遷移和侵襲[29]。但是，開發(fā)基于miR-21的NSCLC臨床治療策略，仍有很多問題亟待解決。如，如何持續(xù)有效降低NSCLC細(xì)胞中miR-21的水平？由于miR-21靶分子較多，如何避免副效應(yīng)？如何選擇更合理的遞送系統(tǒng)？如何與現(xiàn)有的放射線治療聯(lián)合使用？毫無疑問，這些問題的逐漸闡明，必將為開發(fā)基于miR-21的NSCLC臨床放化療新策略提供重要支撐和幫助。

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[收稿2016-11-12;修回2017-02-17]

(編輯：譚秀榮)

Research progress on the relationship between microRNA-21 and chemotherapy and radiotherapy resistance of NSCLC

ZhengWen1,2,ZhaoJuanjuan1,2,HeZhixu3,ChenChao1,2,XuLin1,2

(1.Department of Immunology,Zunyi Medical University,The Talent Base of Biological Therapy of Guizhou Province,Zunyi Guizhou 563099,China; 2.Guizhou Provincial College-based Key Laboratory for Tumor Prevention and Treatment with Distinctive Medicines,Zunyi Medical University,Zunyi Guizhou 563099,China; 3.Stem Cell and Tissue Engineering Research Center,Guizhou Medical University,Guiyang Guizhou 550004,China)

Recent studies have reported that microRNA-21 (miR-21),a member of the family of miRNAs,was closely related to the chemotherapy,radiotherapy and EGFR-TKI resistance of non-small cell lung cancer (NSCLC),indicating that miR-21 might be used as a new potential target of chemotherapy and radiotherapy of NCSLC.The related research progress was summarized in this review.

microRNA-21; NSCLC; chemotherapy; EGFR-TKI; radiotherapy

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(NO：31370918)；貴州省高層次創(chuàng)新型人才項(xiàng)目(NO：黔科合人才(2016)4031)；貴州省應(yīng)用基礎(chǔ)研究計(jì)劃重大專項(xiàng)(NO：黔科合J重大字[2015]2003)。

徐林，男，博士，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向：腫瘤免疫學(xué)，E-mail：xulinzhouya@163.com。

R730.2

A

1000-2715(2017)02-0214-04