羅 裕 羅順蓉 楊日榮
(1 廣西壯族自治區(qū)人民醫(yī)院檢驗科,南寧市 530021,電子郵箱:275851348@qq.com;2 廣西醫(yī)科大學基礎醫(yī)學院免疫學教研室,南寧市 530021)
【提要】 目前,肺癌的患病率和死亡率居于所有惡性腫瘤的首位。微小RNA-30a在肺癌中呈低表達,其不僅可影響肺癌細胞的增殖、分化、凋亡、侵襲、遷移、自噬、上皮細胞的間充質轉化和組織纖維化,而且還與肺癌的化療和放療耐受有關,在肺癌的發(fā)生發(fā)展中具有重要的調控作用,有可能成為肺癌不良預后的新評價指標及肺癌的治療新靶點。
微小核糖核酸(microRNA,miRNA)是一類內源性非編碼RNA,長度約為22個堿基[1],主要與靶基因mRNA的3’非編碼區(qū)結合,抑制靶基因蛋白的翻譯[2]。miRNA可通過調控多個靶基因,參與腫瘤的增殖、分化、侵襲和轉移等多種生物學活動[3]。截至2018年3月已發(fā)現(xiàn)35 589個miRNA,其中1 917個為人類miRNA[4-5]。miRNA-30a作為miRNA家庭中的一員,其與腫瘤的發(fā)生發(fā)展相關[6-9],但在不同類型腫瘤中miRNA-30a的功能及作用機制均不同?,F(xiàn)就miRNA-30a與肺癌發(fā)生發(fā)展的關系做一綜述。
目前,在人類基因組中發(fā)現(xiàn)miRNA-30家族前體序列有6個亞型,生成5個不同的miRNA-30成熟序列[10]。miRNA-30家族每一個前體序列都能夠生成兩個片段(即5p和3p),其中hsa-miRNA-30c-1和hsa-miRNA-30c-2這兩個前體序列生成的5p片段相同。文獻中未做注明的,一般是指5p片段,如miRNA-30a是指miRNA-30a-5p。根據(jù)習慣,3p片段有時候會標記為“*”,如miRNA-30a-3p可以寫成miRNA-30a*。表1分別列出了miRNA-30家族的前體與成熟的具體序列。
miRNA-30a編碼基因位于人類基因組(GRCh38版本)的第6號染色體(Chr6)的負義鏈上,前體序列的具體位置為(GRCh38; GCA_000001405.15) Chr6: 71403551-71403621 [-]。miRNA-30a屬于內含子miRNA,本身不具有開放讀碼框,也不編碼蛋白質。在細胞核中,miRNA-30a基因與宿主基因通過RNA聚合酶Ⅱ共同轉錄為初始miRNA-30a(pri-miRNA-30a);再經過Ⅲ型RNA內切酶Drosha的切割,形成莖環(huán)結構的前體(pre-miRNA-30a);然后被輸出蛋白5運送至細胞質中,經過Dicer酶的加工,生成成熟的miRNA-30a[11]。成熟的miRNA-30a與靶基因mRNA的3’端非編碼區(qū)進行部分序列匹配,抑制靶基因蛋白的生成[2]。
表1 miRNA-30家族的前體序列與成熟序列
續(xù)表1
在miRNA-30家族中,目前被研究較多的是miRNA-30a,它在多種腫瘤中存在差異表達,例如肺癌[6]、白血病[7]、乳腺癌[8]、結腸癌[9]等,在不同腫瘤的發(fā)生發(fā)展中均發(fā)揮著重要的作用。
多項研究表明,miRNA-30a在肺癌中呈低表達。其中,Baffa 等[12]利用基因芯片對肺癌組織進行了小樣本的檢測,發(fā)現(xiàn)miRNA-30a與腫瘤有關。Gao等[13]指出,在原發(fā)性非小細胞肺鱗癌中miRNA-30a表達下調。Yang等[14]研究發(fā)現(xiàn)肺鱗癌患者血清miRNA-30a和miRNA-30d含量下降。Tan等[15]對中國非小細胞肺鱗癌患者進行分析發(fā)現(xiàn),腫瘤組織的miRNA-30a表達水平低于癌旁正常組織。Kumarswamy等[16]檢測64例非小細胞肺癌患者的腫瘤組織及正常組織的miRNA-30a表達情況,發(fā)現(xiàn)與正常組織相比,81%的患者腫瘤組織中miRNA-30a的表達水平顯著下降,并且在多種非小細胞肺癌細胞系中也發(fā)現(xiàn)相似的現(xiàn)象。
miRNA-30a在肺癌細胞的增殖、凋亡、遷移、侵襲中發(fā)揮著重要的作用。Patnaik等[17]在過表達miRNA-30a的肺正常細胞系BEAS-2B中,發(fā)現(xiàn)細胞的表型沒有改變。Yuan等[18]發(fā)現(xiàn),在過表達miRNA-30a的肺癌A549細胞中,無眼基因2蛋白的表達及肺癌A549細胞的遷移與侵襲均受到抑制。此外,miRNA-30a能夠直接作用于Myb相關蛋白B,miRNA-30a低表達可以促進非小細胞肺癌細胞的增殖,而其高表達能夠誘導肺癌細胞的凋亡,阻滯細胞周期[19]。miRNA-30a能夠靶向調節(jié)叉頭蛋白L2,上調B細胞淋巴瘤2相關蛋白(B-cell lymphoma-2,Bcl-2)A1、早期應答基因3和細胞周期蛋白D2蛋白的表達[20]。CD73/NT5E是miRNA-30a的靶基因,在非小細胞肺癌的病理進展過程中扮演著重要的角色[21]。miRNA-30a還能靶向作用于胰島素樣生長因子1受體,調節(jié)絲氨酸-蘇氨酸蛋白激酶B信號途徑,抑制非小細胞肺癌的進程[22];同時還能調控沉默信息調節(jié)因子,抑制肺癌細胞的侵襲,影響肺癌的進展[23]。由此可見,miRNA-30a可通過作用于不同的靶基因,影響肺癌細胞的增殖、凋亡、遷移、侵襲,從而參與肺癌的發(fā)生發(fā)展。
另外,在特定的調控作用下,上皮細胞通過特定程序轉化為具有間質表型的細胞,該生物學過程被稱為上皮細胞的間充質轉化。在非小細胞肺癌細胞中,miRNA-30a與鋅指結合蛋白Snail1的表達呈負相關,且能夠直接抑制Snail1的表達。miRNA-30a表達下調時Snail1蛋白表達升高,上皮鈣黏附蛋白的表達被抑制,從而促進上皮細胞間質化[16]。競爭性內源RNA(ceRNA)AGE-1能夠調節(jié)miRNA-30a活性,誘導非小細胞肺癌上皮細胞的間充質轉化[24]。因此,miRNA-30a還通過參與上皮細胞的間充質轉化過程影響肺癌的發(fā)展。
研究顯示肺鱗癌患者血清miRNA-30a表達水平下降,血清miRNA-30a有可能成為診斷肺癌的指標之一[14]。而miRNA-30a的表達水平越低,肺癌患者的預后越差[25]。Tan等[15]研究發(fā)現(xiàn),聯(lián)合檢測miRNA-210、miRNA-182、 miRNA-486、 miRNA-30a和miRNA-140可以鑒別非小細胞肺鱗癌組織和正常肺組織。有學者提出,miRNA-30a聯(lián)合miRNA-210或可作為診斷非小細胞肺癌的生物標記物[26]。
miRNA-30a過表達可能通過調節(jié)磷脂酰肌醇-3激酶/絲氨酸-蘇氨酸蛋白激酶B信號途徑,降低非小細胞肺癌對表皮生長因子受體抑制劑的耐藥性[18]。在非小細胞肺癌治療過程中,靶向作用于Bcl-2后,miRNA-30a可以增強腫瘤細胞對紫杉醇的敏感性[27]。miRNA-30a低表達能夠促進自噬相關基因Beclin-1的表達,促進化療耐受[28]。此外,miRNA-30a在毛細血管擴張基因突變相關效應因子的磷酸化過程中,能夠靶向作用于激活轉錄因子1,從而增強非小細胞肺癌患者的放療敏感性[29]。
miRNA-30a是肺癌的一個重要抑癌基因,其在肺癌中的相關作用機制尚未完全闡明,而調控miRNA-30a的具體機制也還需要不斷研究。隨著研究的深入,miRNA-30a的調控網(wǎng)絡將逐步清晰,其在肺癌發(fā)生發(fā)展中的作用機制將逐步會被闡明,從而可為肺癌的診斷和治療提供新的靶點。