付 強 綜述 傅江華 審校
(昆明醫(yī)科大學第六附屬醫(yī)院 普外一科,云南 玉溪 653100)
結直腸癌(CRC) 作為最常見的惡性腫瘤之一,在所有癌癥類型中排名第三[1],在全球范圍內每年超過60萬人死亡死于結直腸癌[2]。每年超過120萬人被確診,其中2/3的患者在診斷時已屬晚期[2-3]。在中國,CRC的發(fā)病率和死亡率在逐年增加[4]。目前,CRC主要通過手術治療,但5年生存率仍然在50%~70%[5],特別是對晚期病人來說。CRC患者主要是死于遠處轉移,大多數(shù)患者仍然預后不良。
在過去的十多年間,研究一直致力于闡明CRC的分子和遺傳病學基礎。MircoRNAs(mi RNA)是一種小的RNA分子,扮演著調控基因表達的重要作用。他們是非編碼型RNA;主要通過與目標mRNA的互補性結合,引起目標mRNA的降解或翻譯抑制,從而在調控細胞的增殖、分化和凋亡等方面影響著腫瘤的病理進展。根據(jù)miRBase(數(shù)據(jù)庫20.0),超過2500種microRNA在人體內被發(fā)現(xiàn)[6]。microRNA及其靶標,如mir-214、mir-145、mir-21和mir-223在CRC中的表達與非腫瘤患者相比存在差異[7]。陳等人表明了下調mir-214在CRC合并肝轉移患者的組織中將引起FGFR1上調[8]。張等在CRC細胞系中找到了11個過表達的miRNAs和 8個未表達的 mirRNA(例如 mir-429、mir-155和mir-320)參與腫瘤干細胞分化[9]。諸多研究發(fā)現(xiàn)特定miRNAs的變化可能是與癌癥相關的診斷指標[10],提示miRNAs是潛在的生物標志物,可用于診斷癌癥。據(jù)現(xiàn)有的文獻報道發(fā)現(xiàn),miR-203作為mirRNA家族的一員,與前列腺癌、肺癌、鼻咽癌、胃癌、肝癌、乳腺癌、宮頸癌等惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展有著密切關系,研究發(fā)現(xiàn)mir-203在不同類型的腫瘤細胞中表達上調或下調,起到了促進或抑制腫瘤發(fā)生、發(fā)展的重要作用。關于結直腸癌組織中miR-203表達水平的變化還存在諸多爭議,其究竟是作為抑癌因子或者促癌因子參與結直腸癌的發(fā)生及進展目前尚未達成一致意見?,F(xiàn)目前的研究主要集中在其生成及組織分布、靶基因及與結直腸癌腫瘤細胞作用機制與化療耐藥調控等方面。文章就以上幾個方面進行綜合闡述。
miR-203基因序列定位于染色體 14q32.33上,該區(qū)域是染色體上的不穩(wěn)定區(qū)域,編碼了人類已知的約12%的mir-NA。mir-203主要表達于鱗狀上皮細胞中,包括皮膚、食管及子宮頸等上皮細胞中。其可能在協(xié)助皮膚細胞構建保護層,防止細菌入侵、機體脫水甚至癌癥發(fā)生中有重要作用。Sonkoly等[11]系統(tǒng)分析了mi R-203在健康人皮膚及各器官中的表達,結果顯示miR-203在皮膚中的表達比在其它
器官中高出100倍,而其在人體含有鱗狀上皮的器官(如食管和子宮頸)中呈低表達,表明mi R-203在不同組織器官的鱗狀上皮形成中也起重要作用。由于不同的惡性腫瘤所處的微環(huán)境不同,腫瘤的組織起源不同,發(fā)生、發(fā)展主導信號通路各有不同,所參與腫瘤過程的基因也有差別,即便是同一種mi RNA在不同的組織細胞中可能扮演不同的角色,甚至起完全相反的作用。miR-203就是在不同腫瘤中表達矛盾的mi RNA之一。
目前研究認為,DNA甲基化和組蛋白修飾是調控mi RNA表達的主要方式。學者通過大量研究發(fā)現(xiàn)由mi R-203啟動子的甲基化導致的表達失調可引起大量靶基因如 ΔNp63,SPARC,ABL1,AKT2等基因表達異常[12-15],從而導致腫瘤的發(fā)生。Zhong X[16]等研究發(fā)現(xiàn),在結腸癌細胞系sw480中,胞質多聚腺苷酸化元件結合蛋白 4(Cpeb4) m RNA、蛋白在結直腸癌組織、細胞中明顯上調,mir-203與cepb4呈負相關,Cepb4被證實是mir-203的靶基因并且與結直腸癌患者的腫瘤分期、淋巴轉移、遠處轉移及預后顯著相關,Mir-203或通過負調控cpeb4抑制結直腸癌細胞增殖、生長和促進其凋亡。
AKT2作為蛋白激酶B家族成員之一的,在很多人類腫瘤組織中存在AKT2基因擴增和m RNA過表。Li等[15]在p53突變的結腸癌細胞中發(fā)現(xiàn)mi R-203可以通過降解AKT2 m RNA的過表達可以明顯降低細胞的增殖,并誘導細胞凋亡從,證實AKT2是mir-203的靶基因,受mir-203調控而發(fā)揮抑癌作用。
BIRC5是凋亡蛋白家族的抑制劑,因其有利于腫瘤細胞的存活。故也被稱為survivin。它能夠抑制細胞凋亡促進細胞增殖。BIRC5與諸多腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關,其在正常成人及分化成熟的組織器官當中幾乎不表達。相反,而在腫瘤組織當中卻呈現(xiàn)不同程度的過表達的情況。在筆者的研究中發(fā)現(xiàn)[17],mir-203與BIRC5在結直腸癌當中表達呈負相關,BIRC5在結腸癌腫瘤組織當中表達顯著升高,其與腫瘤的淋巴結轉移,遠處轉移,更高的臨床分期密切相關。推測BIRC5可能受mir-203調控。當mir-203水平下調,可以引起B(yǎng)IRC5的表達增加。由此抑制細胞的正常凋亡,促進細胞惡變。
鋅指蛋白217(ZNF 217) 作為重要的致癌因子也被證實是mir-203的靶基因,敲除ZNF 217或者過表達mir-203能減弱腫瘤細胞增殖、侵襲和遷移能力,并且產生協(xié)同效應,ZNF 217。Li Z等[18]研究發(fā)現(xiàn),鋅指蛋白217(ZNF217) 在結直腸癌癌組織較相應癌旁組織表達增高,其表達水平與腫瘤大小、浸潤深度和局部淋巴結轉移呈正相關。mir-203通過負調控ZNF 217抑制結直腸癌細胞增殖、遷移、侵襲能力。
此外p63,Hakai等也被證實為mir-203的靶基因在結腸癌的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用。
Mir-203的表達異常在肝癌、胃癌、前列腺癌等腫瘤細胞當中均有發(fā)現(xiàn)。筆者的前期研究中發(fā)現(xiàn)[17],在結腸癌組織中,mir-203的表達水平與癌旁組織當中相比顯著降低(P<0.05)。其下降趨勢與腫瘤的淋巴結轉移,遠處轉移明顯相關。這個結果與姜允博,李丹,等[19-20]的研究發(fā)現(xiàn)相符合。多個研究均發(fā)現(xiàn)直腸癌細胞系中發(fā)現(xiàn)mir-203呈下調趨勢。此外,Wang等[21]通過研究結直腸癌患者外周血循環(huán)miR-203水平發(fā)現(xiàn),結直腸癌患者的miR-203水平顯著低于健康對照者。其可能作為結直腸癌干預的新靶點。此外,Li Z等[18]在體外實驗中發(fā)現(xiàn),上調mir-203豐度的結直腸癌細胞增殖、侵襲和遷移能力減弱;下調mir-203的結直腸癌細胞增殖、侵襲和遷移能力增強。亦有研究[22]認為,miR-203在癌組織和癌旁組織中的表達差異不明顯??赡芘c納入樣本量及分期不同有關。多數(shù)的證據(jù)均指向mir-203在結直腸癌患者的腫瘤組織中存在表達異常,mir-203的表達與結直腸癌的TNM臨床分期存在顯著相關,臨床分期越晚的患者,mir-203下調水平越多,顯示越低的mir-203水平可能提示更高的臨床分期。由此,提示mir-203是一個重要的抑癌因子。
近年來研究發(fā)現(xiàn),mir-203在不同化療藥物耐藥機制中扮演不同的角色,可能是由于其通過對信號通路的調控直接影響結直腸癌細胞的耐藥性。
Yin J[23]研究發(fā)現(xiàn),mir-203在5-fu耐藥的結腸癌細胞lovo中下調,下調mir-203能增加結直腸癌細胞對5氟尿嘧啶的耐藥性;上調mir-203后,結直腸癌細胞對5氟尿嘧啶變得敏感。Tyms作為mir-203的靶基因,沉默tfms或者增加mir-203同樣促進結腸癌細胞對 5氟尿嘧啶的敏感性。Mir-203/tfms軸與結直腸癌細胞中5氟尿嘧啶耐藥性密切相關。
不僅如此,Liu Y[24]研究發(fā)現(xiàn),是mir-203可以通過靶向作用鹽誘導激酶2(SIK2)影響結腸癌細胞對紫杉醇的耐藥性;在紫杉醇耐藥的腫瘤細胞中mir-203表達水平下調,相反過表達mir-203腫瘤細胞對紫杉醇更敏感。研究[24]還指出,奧沙利鉑耐藥結直腸癌細胞中的mir-203明顯上調;敲除mir-203后奧沙利鉑耐藥的結直腸癌細胞重新恢復其敏感性。提示mir-203還與結腸癌細胞對奧沙利鉑耐藥性密切相關。
由此可見,mir-203具備成為研究結腸癌耐藥性的生物標志的潛力。
mirRNA在許多生物學行為中扮演著重要的作用,比如:器官形成,干細胞分化,細胞凋亡及基因表達調控。更重要的是,mirRNA參與了腫瘤的發(fā)生發(fā)展的觀點已經被學者所廣泛接受。作為體內重要的轉錄調解因子,它們可以通過對諸多靶標基因的調控從而形成一個復雜的結構網絡,通過改變生物細胞學行為的方式實現(xiàn)促進或抑制腫瘤發(fā)生、發(fā)展的作用。
目前可知mir-203被一系列上游調控因子控制,其下游也存在一個由多個靶標基因組成的龐大復雜的分子調控網絡。下游靶向基因尚未完全探明,mir-203的分子調控網絡及機制尚待深入研究。
現(xiàn)有研究提示mir-203對于結直腸癌患者來說是一個潛在的腫瘤抑制因子,它的表達水平下調參與了結直腸癌的發(fā)生發(fā)展。另一方面,mir-203可作為一種新型的生物標志物應用于結直腸癌的早期診斷及預后評估。此外,進一步深入探索、闡明mir-203在結腸癌細胞中調控機制、信號通路,可能為結直腸癌的分子靶向治療提供一個新的突破口。