李 靜 綜述 張云艷 審校

miRNA是一種由19～23個核苷酸組成的單鏈非編碼小RNA分子，在真核生物中廣泛存在，有著高度遺傳穩(wěn)定性。通過miRNA的“種子序列”與靶基因的3′端非翻譯區(qū)域(3′UTR)結(jié)合[1]，使得靶mRNA降解或者抑制相關(guān)蛋白質(zhì)的合成，從而調(diào)控相關(guān)靶基因的表達。據(jù)報道m(xù)iRNA參與細胞增殖、分化以及凋亡的調(diào)控，并且在人類腫瘤的發(fā)生發(fā)展方面起著重要作用[2-3]。初始miRNA轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物經(jīng)核糖核酸酶的剪接，從而發(fā)展為成熟miRNA[4]，后者通過與靶基因miRNA的3′UTR結(jié)合達到抑制其翻譯的目的，因此miRNA可以通過調(diào)控靶向基因參與腫瘤細胞的增殖、凋亡和侵襲轉(zhuǎn)移。已有研究結(jié)果表明，某些miRNA在惡性腫瘤中的表達具有特異性，并且在腫瘤中發(fā)揮調(diào)控作用[5-6]。miR-331-3p作為家族中的一員，位于染色體基因組12q22，其通過靶向調(diào)控目標基因，對惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展起重要作用。miR-331-3p在前列腺癌中的作用早期已有研究，近期已逐漸被研究人員重視[7]。

1 miR-331-3p與惡性腫瘤的研究

經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)miR-331-3p是癌癥相關(guān)的miRNA之一。通過血清饑餓誘導人類成纖維細胞進入平靜期，miR-331-3p的表達顯著升高[8]，表明它可能參與控制細胞生長和細胞周期。因此起初可能被視為腫瘤抑制因子。近年來，miR-331-3p在惡性腫瘤中的作用日益受到關(guān)注，在胃癌[9-10]、前列腺癌[11]及膠質(zhì)母細胞瘤[12]中，miR-331-3p的表達明顯下調(diào)。在結(jié)直腸癌細胞中，miR-331-3p的過表達抑制細胞生長，促進細胞凋亡并通過抑制人表皮生長因子受體2(HER2)表達激活半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3(Caspase-3)。在胃癌中，miR-331-3p作為細胞增殖的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，通過直接抑制E2F1基因表達導致細胞周期停滯。因此，miR-331-3p可以被認為是腫瘤抑制基因。另一方面，miR-331-3p通過直接靶向PH結(jié)構(gòu)域和富含亮氨酸的重復蛋白磷酸酶，進而促進細胞增殖和轉(zhuǎn)移，miR-331-3p在肝細胞中起致癌的作用[13]。miR-331-3p是否起到腫瘤抑制或促進作用取決于腫瘤類型。研究表明miR-331-3p在不同癌癥中表現(xiàn)出了腫瘤抑制或促進的作用，但是目前仍需深入研究，了解miR-331-3p更多的致病機制，這對腫瘤的治療及癌癥預防有重要作用，以下就miR-331-3p在不同惡性腫瘤中的表達特異性做相關(guān)闡述。

2.1 miR-331-3p與宮頸癌

宮頸癌是婦科最常見的惡性腫瘤之一，其發(fā)病率和死亡率居我國女性惡性腫瘤第二位[14]。越來越多的研究表明，miRNA可通過調(diào)控靶基因，參與各種信號通路，進而影響宮頸癌的發(fā)生發(fā)展[4]。已有結(jié)果顯示，miR-331-3p可抑制宮頸癌細胞增殖，誘導細胞凋亡[15]。宮頸癌的主要致病原因為人乳頭瘤病毒(HPV)持續(xù)感染，該病毒作用可打斷正常的宮頸鱗狀上皮的分化，且致病過程進展緩慢[16-17]。鱗狀上皮的基底細胞被HPV感染并進行整合；病毒基因組產(chǎn)物E6和E7介導基底細胞上皮分化[6]。目前研究表明E6、E7能夠高表達HPV相關(guān)癌基因蛋白，具有致癌作用[18-20]。研究發(fā)現(xiàn)，E6、E7沉默顯著降低體內(nèi)惡性腫瘤細胞的生長[21]。在當前的研究中，神經(jīng)纖毛蛋白(NRP2)的低表達抑制了E6，E7的表達。且NRP2 3′非翻譯區(qū)的螢光素酶報告基因測定揭示了miR-331-3p對NRP2的直接調(diào)控。在過表達miR-331-3p或抑制NRP2的人軟骨肉瘤細胞(HCS-2)中使用定量逆轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈反應(RT-PCR)的基因表達分析揭示了E6，E7的下調(diào)。此外，miR-331-3p過表達在蛋白水平上抑制NRP2表達。Fujii等[15]的研究結(jié)果表明，miR-331-3p在調(diào)節(jié)宮頸癌細胞增殖中具有重要作用，并且miR-331-3p可能通過抑制NRP2表達促進角質(zhì)形成細胞分化。研究結(jié)果表明miR-331-3p的過表達抑制HCS-2和HeLa細胞中的細胞增殖并誘導G2/M期停滯和凋亡?？芍猰iR-331-3p和NRP2有助于抗癌作用。miR-331-3p可通過調(diào)節(jié)HPV相關(guān)癌基因蛋白的翻譯，從而影響宮頸癌的發(fā)展。綜上所述miR-331-3p可以抑制宮頸癌細胞的生長，改善預后，并調(diào)節(jié)相關(guān)癌基因表達。然而目前miR-331-3p與宮頸癌的相關(guān)研究較少，仍需進一步驗證miR-331-3p與宮頸癌發(fā)生發(fā)展及復發(fā)轉(zhuǎn)移的關(guān)系及意義。

2.2 miR-331-3p與前列腺癌(PCa)

PCa居男性惡性腫瘤第二位[14]。研究發(fā)現(xiàn)miR-331-3p能夠抑制PCa的進展，表現(xiàn)出抑癌效應[22]，對公開可用的PCa基因表達數(shù)據(jù)集的分析顯示miR-331-3p表達與Gleason評分、腫瘤分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和前列腺特異抗原(PSA)水平呈負相關(guān)，并且在腫瘤組織中miR-331-3p的表達相對于正常前列腺組織中顯著下調(diào)。miR-331-3p的過表達降低PCa細胞生長、遷移和集落形成，以及小鼠的異種移植瘤起始、增殖和存活。已有研究表明miR-331-3p在前列腺癌細胞中呈現(xiàn)低表達。首先，實驗組分析了一組PCa細胞系(LNCaP，C4-2B，DU145，PC3和22RV1)與正常前列腺上皮細胞系(RWPE-1)相比較的脫氧羥脯氨酸羥化酶(DOHH)mRNA表達，發(fā)現(xiàn)DOHH mRNA顯著上調(diào)于所有的PCa細胞系，且有研究證實DOHH mRNA 3′-UTR含有182-nt元件，其中有7個位點是miR-331-3p特異性的直接靶標，二者特異性結(jié)合顯著降低DOHH mRNA的翻譯。RT-PCR研究表明，與正常前列腺上皮細胞相比，PCa細胞系中DOHH mRNA表達增加，而miR-331-3p表達降低。通過miR-331-3p轉(zhuǎn)染的DU145細胞的研究，發(fā)現(xiàn)降低了DOHH mRNA和蛋白質(zhì)表達從而降低了細胞增殖。eIF5A作為真核翻譯起始因子，對真核細胞生長起關(guān)鍵作用，DOHH可催化eIF5A的激活進而促進細胞生長，研究結(jié)果顯示miR-331-3p通過調(diào)控DOHH表達和eIF5A活性在控制前列腺癌細胞生長中發(fā)揮了新的作用[24]。綜上所述，miR-331-3p通過降低DOHH表達，進而抑制eIF5A激活達到減少前列腺癌細胞增殖的目的。其次，微陣列分析確定了前列腺癌細胞中miR-331-3p的七個新靶點，磷脂酶蛋白γ1(PLCγ1)和Ras樣蛋白A抗體(RALA)的3′非翻譯區(qū)被確認為miR-331-3p的靶標，突變分析證實RALA是直接靶標。在體外研究中miR-331-3p或RALA siRNA轉(zhuǎn)染PCa細胞后，RALA的表達降低，細胞的增殖、遷移和集落形成能力也降低。RALA表達與Gleason分級在兩個獨立研究中以及在PCa組織微陣列中呈正相關(guān)，即miR-331-3p可直接抑制RALA通路，減少PCa細胞增殖及集落形成；使用siRALA和Aurora激酶抑制劑(AKi-II)的協(xié)同處理降低了PCa細胞的集落形成，而AKi-II與miR-331-3p的組合導致體外PCa細胞增殖的顯著降低和體內(nèi)PCa異種移植瘤的生長。已知Ras樣蛋白質(zhì)是小GTP酶家族，其作為調(diào)節(jié)細胞增殖、存活、生長、遷移、分化和細胞骨架活性途徑的分子開關(guān)，對細胞生長起重要作用，因此，miR-331-3p直接靶向RALA途徑，并且AKi-II的加入對腫瘤生長抑制具有協(xié)同作用，提示在PCa中作為組合療法的潛在作用[24]。因此miR-331-3p對于前列腺癌的治療及疾病評估發(fā)揮著重要作用。

2.3 miR-331-3p與肝癌

肝細胞癌(HCC)是主要的癌癥死亡原因之一，已有研究表明在大部分高危肝癌發(fā)病地區(qū)，慢性乙型病毒性肝炎與肝硬化和至少80%的肝癌發(fā)病關(guān)系密切[25]。miR-331-3p高表達促進肝癌細胞增殖和轉(zhuǎn)移[26]。最新研究顯示，在不同表達HBV的HCC細胞系中miR-331-3p的表達升高。乙型肝炎病毒(HBV)特別是HBx通過增強其啟動子活性來促進miR-331-3p表達。使用miRNA靶點預測數(shù)據(jù)庫miRBase，我們鑒定生長抑制蛋白5(ING5)是miR-331-3p的新靶基因。miR-331-3p通過直接靶向其3′非翻譯區(qū)(3′-UTR)可以抑制ING5的表達。通過促進miR-331-3p表達，證實HBV在mRNA和蛋白質(zhì)水平都抑制ING5。我們的結(jié)果表明miR-331-3p表達通過抑制ING5促進SMMC7721細胞的增殖。ING5過表達促進HCC細胞系中的細胞凋亡。我們還發(fā)現(xiàn)在HBV感染的HCC患者的腫瘤組織中ING5表達比在癌旁組織中的表達要低。據(jù)報道在胃癌[28]、口腔鱗狀細胞癌[29]等疾病中，ING5是一個腫瘤抑制基因，抑制細胞生長并且誘導細胞凋亡。綜上所述，miR-331-3p被HBV上調(diào)，并通過抑制ING5表達促進HCC細胞的增殖。這些數(shù)據(jù)為了解HBV相關(guān)HCC發(fā)病機制提供了新的見解[27]。由此結(jié)論可知，miR-331-3p在肝癌分子治療中起重要作用。

2.4 miR-331-3p與胃癌

胃癌是癌癥死亡的最常見的消化道惡性腫瘤，在大多數(shù)患者中，胃癌病情發(fā)展過程中伴隨著惡性增殖，即大量的惡性細胞入侵和淋巴轉(zhuǎn)移，死亡率高[30]。研究表明，超表達miR-331-3p可抑制胃癌細胞生長[31]。HOTAIR作為長鏈非編碼RNA的一種，為腫瘤生物學領域的新型分子，最初因其參與原發(fā)性乳腺腫瘤和乳腺癌轉(zhuǎn)移而備受關(guān)注，其中HOTAIR的升高促進了癌細胞發(fā)展[32]，并且其上調(diào)與腫瘤大小、晚期病理分期和廣泛轉(zhuǎn)移相關(guān)，也與胃癌患者總生存期較短相關(guān)。HOTAIR過表達促進胃癌細胞的增殖、遷移和侵襲，而HOTAIR消耗會抑制細胞侵襲和細胞活力，并誘導體內(nèi)和體外的生長停滯。HOTAIR作為競爭性內(nèi)源性RNA(ceRNA)，其存在11個腫瘤抑制性miRNAs結(jié)合位點。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)HOTAIR有效地成為miR-331-3p的受體，從而調(diào)節(jié)人表皮生長因子受體2(HER2)的去阻遏，并強化額外水平的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控。最后，HOTAIR/HER2陽性表達與晚期胃癌顯著相關(guān)。由此miR-331-3p靶向調(diào)控HOTAIR，二者結(jié)合可降低人表皮生長因子受體2(HER2)蛋白的表達，進而降低胃癌細胞的增殖、遷移和侵襲[31]。綜上所述，基因療法可作為一種新的腫瘤治療方法，目前仍需繼續(xù)深入研究miR-331-3p與胃癌間的相互作用機制，這將對臨床治療起到重要作用。

2.5 miR-331-3p與膠質(zhì)母細胞瘤(GBM)

與正常大腦組織細胞相比，在多形性GBM細胞中miR-331-3p的表達顯著降低[12]。Epis等人[12]用合成的miR-331-3p模擬物和陰性對照miRNA模擬物(miR-NC)在體外瞬時轉(zhuǎn)染細胞U-251MG和U-373MG，并隨時間測量細胞活力作為細胞增殖的量度，實驗數(shù)據(jù)表明，miR-331-3p模擬物轉(zhuǎn)染的細胞U-251MG增殖明顯減少；我們用含有全長神經(jīng)纖毛蛋白(NRP2)3′-UTR的螢光素酶報告基因構(gòu)建體共轉(zhuǎn)染細胞U-251MG和U-373MG，觀察到相對于miR-NC轉(zhuǎn)染的U-373MG而言，用miR-331-3p轉(zhuǎn)染U-251MG細胞通過Western印跡實驗法檢測到內(nèi)源性NRP-2蛋白的表達明顯降低，表示該NRP2 3′-UTR包含用于結(jié)合miR-331-3p的活性靶位點。由此可知miR-331-3p是通過抑制靶基因NRP2的表達降低GBM細胞增殖的。使用轉(zhuǎn)染研究驗證了在GBM細胞系中NRP2 mRNA作為miR-331-3p的靶標，并顯示NRP2表達受miR-331-3p調(diào)控[12]。在體外利用抑制NRP2表達的RNA干擾(RNAi)方法降低了GBM細胞系的生長和克隆形成，進一步支持NRP2在高級別GBM中的促進作用。Fakhari等[33]研究表明NRP2作為血管內(nèi)皮生長因子的受體，主要在靜脈血管及淋巴管上皮表達，可能參與腫瘤的淋巴管再生及轉(zhuǎn)移，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤中呈現(xiàn)高表達，如神經(jīng)母細胞瘤。綜上所述，過表達miR-331-3p通過減少NRP2的表達從而抑制GBM細胞增殖和生長的。因此，miR-331-3p有望成為GBM治療的新靶點。

3 小結(jié)及展望

miR-331-3p作為miRNA家族中的一員，被認為是腫瘤相關(guān)因子，Wang等[34]通過對永生化淋巴母細胞的研究表明，miR-331-3p與細胞周期相關(guān)。De Martino等[35]通過對缺失高遷移率族蛋白A1(HMGA1)的鼠胚胎成纖維細胞的研究發(fā)現(xiàn)，miR-331-3p呈現(xiàn)低表達，即miR-331-3p參與了HMGA1調(diào)控的生物途徑并發(fā)揮相應的功能，表明其在多個腫瘤及生理過程中發(fā)揮重要作用，現(xiàn)已成為癌癥研究的熱點。近期相關(guān)研究表明miR-331-3p的異常表達與多種腫瘤的發(fā)生密切相關(guān)，其可能作為一種新型的分子靶點在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮類似癌基因和抑癌基因的作用，但是目前相關(guān)研究成果及產(chǎn)出較少，因此我們需要進一步深入研究miR-331-3p在癌癥中治療的應用及其他未涉及的癌癥中的表達及功能機制，這對腫瘤的治療及干預具有重大臨床意義。

1 Lund E，Guttinger S，Calado A，et al.Nuclear export of microRNA precursors[J].Science，2004，303(5654)：95-98.

2 Taylor MA，Schiemann WP.Therapeutic opportunities for targeting microRNAs in cancer[J].Mol Cell Ther，2014，2(30)：1-13.

3 Kojima M，Sudo H，Kawauchi J，et al.MicroRNA markers for the diagnosis of pancreatic and biliary-tract cancers[J].PLoS One，2015，10(2)：e0118220.

4 Lujambio A，Lowe SW.The microcosmos of cancer[J].Nature，2012，482(7385)：347-355.

5 Winter J，Jung S，Keller S，et al.Many roads to maturity：microRNA biogenesis pathways and their regulation[J].Nat Cell Biol，2009，11(3)：228-234.

6 Petri A，Lindow M，Kauppinen S.MicroRNA silencing inpri-mates：towards development of novel therapeutics[J].Cancer Res，2009，69(2)：393-395.

7 Epis MR，Giles KM，Barker A，et al.miR-331-3p regulates ERBB-2 expression and androgen receptor signaling in prostate cancer[J].J Biol Chem，2009，284(37)：24696-24704.

8 Maes OC，Sarojini H，Wang E，et al.Stepwise up-regulation of microRNA expression levels from replicating to reversible and irreversible growth arrest states in WI-38 human fibroblasts[J].Cell Physiol，2009，221(1)：109-119.

9 Guo X，Guo L，Ji J，et al.miRNA-331-3p directly targets E2F1 and induces growth arrest in human gastric cancer[J].Biochem Biophys Res Commun，2010，398(1)：1-6.

10 Zhao D，Sui Y，Zheng X.miR-331-3p inhibits proliferation and promotes apoptosis by targeting HER2 through the PI3K/Akt and ERK1/2 pathways in colorectal cancer[J].Oncol Rep，2016，35(2)：1075-1082.

11 Epis MR，Barker A，Giles KM，et al.The RNA-binding protein HuR opposes the repression of ERBB-2 gene expression by microRNA miR-331-3p in prostate cancer[J].Cells，2011，286(48)：41442-41454.

12 Epis MR，Giles KM，Candy PA，et al.miR-331-3p regulates expression of neuropilin-2 in glioblastoma[J].Neurooncol，2014，116(1)：67-75.

13 Chang RM，Yang H，F(xiàn)ang F，et al.MicroRNA-331-3p promotes proliferation and metastasis of hepatocellular carcinoma by targeting pH domain and leucine-rich repeat protein phosphatase[J].Hepatology，2014，60(4)：1251-1263.

14 Torre LA，Bray F，Siegel RL，et al.Global cancer statistics，2012[J].CA Cancer J Clin，2015，65(2)：87-108.

15 Fujii T，Shimada K，Asano A，et al.MicroRNA-331-3p suppresses cervical cancer cell proliferation and E6/E7 expression by targeting NRP2[J].Int J Mol Sci，2016，17(8)：1351.

17 Hausen H.Papilloma viruses causing cancer?：Evasion from host-cell control in early events in carcinogenesis[J].Natl Cancer Inst，2000，92(9)：690-698.

18 Imamura Y，Sadar MD.Androgen receptor targeted therapies in castration-resistant prostate cancer：bench to clinic[J].Int J Urol，2016，23(8)：654-665.

19 Bartel DP.MicroRNAs：target recognition and regulatory functions[J].Cell，2009，136(2)：215-233.

20 Thieu W，Tilki D，RW deVere White R，et al.The role of microRNA in castration-resistant prostate cancer[J].Urol Oncol，2014，32(5)：517-523.

21 Jung HS，Rajasekaran N，Song SY，et al.Human papillomavirus E6/E7-specific siRNA potentiates the effect of radiotherapy for cervical cancer in vitro and in vivo[J].Int J Mol Sci，2015，16(6)：12243-12260.

22 White NM，Youssef YM，F(xiàn)endler A，et al.The miRNA-kallikrein axis of interaction：A new dimension in the pathogenesis of prostate cancer[J].Biol Chem，2012，393(5)：379-389.

23 Epis MR，Giles KM，Kalinowski FC，et al.Regulation of expression of deoxyhypusine hydroxylase(DOHH)，the enzyme that catalyzes the activation of eIF5A，by miR-331-3p and miR-642-5p in prostate cancer cells[J].Biol Chem，2012，287(42)：35251-35259.

24 Epis MR，Giles KM，Beveridge DJ，et al.miR-331-3p and Aurora kinase inhibitor II co-treatment suppresses prostate cancer tumorigenesis and progression[J].Oncotarget，2017，8(33)：55116-55134.

25 McGlynn KA，London WT.The global epidemiology of hepatocellular carcinoma：present and future[J].Clin Liver Dis，2011，15(2)：223-243.

26 Chang RM，Yang H，F(xiàn)ang F，et al.MicroRNA-331-3p promotes proliferation and metastasis of hepatocellular carcinoma by targeting PH domain and leucine-rich repeat protein phosphatase[J].Hepatology，2014，60(4)：1251-1263.

27 Cao YY，Chen J，Wang D，et al.Upregulated in Hepatitis B virus-associated hepatocellular carcinoma cells，miR-331-3p promotes proliferation of hepatocellular carcinoma cells by targeting ING5[J].Oncotarget，2015，6(35)：38093-38106.

28 Xing YN，Yang X，Xu XY，et al.The altered expression of ING5 protein is involved in gastric carcinogenesis and subsequent progression[J].Hum Pathol，2011，42(1)：25-35.

29 Cengiz B，Gunduz E，Gunduz M，et al.Tumor-specific mutation and downregulation of ING5 detected in oral squamous cell carcinoma[J].Int J Cancer，2010，127(9)：2088-2094.

30 Coburn NG.Lymph nodes and gastric cancer[J].Surg Oncol，2009，99(4)：199-206.

31 Liu XH，Sun M，Nie FQ，et al.Lnc RNA HOTAIR functions as a competing endogenous RNA to regulate HER2 expression by sponging miR-331-3p in gastric cancer[J].Mol Cancer，2014，13(1)：92.

32 Gupta RA，Shah N，Wang KC，et al.Long non-coding RNA HOTAIR reprograms chromatin state to promote cancer metastasis[J].Nature，2010，464(7291)：1071-1076.

33 Fakhari M，Pullirsch D，Abraham D，et al.Selective upregulation of vascular endothelial growth factor receptors neuropilin-1 and-2 in human neuroblastoma[J].Cancer，2002，94(1)：258-263.

34 Wang L，Oberg AL，Asmann YW，et al.Genome-wide transcyiptional profiling reveals microRNA-correlated genes and biological process in human lymphoblastoid cell lines[J].PLoS One，2009，4(6)：e5878.

35 De Martino I，Visone R，F(xiàn)edele M，et al.Regulation of microRNA expression by HMGA1 proteins[J].Oncogene，2009，28(11)：1432-1442.