楊世慧 劉志強(qiáng) 蓋 娜 王志敏 李明秀

濱州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院婦科，山東濱州 256600

宮頸癌是女性第四大常見(jiàn)癌癥，是女性面臨的主要健康問(wèn)題[1]。Benard 等[2]研究證實(shí)，人乳頭瘤病毒（HPV）是宮頸癌的主要病因，自從引入HPV 疫苗以來(lái)，宮頸癌的發(fā)病率每年下降1%~1.9%，但仍有50%以上病例是在晚期階段被發(fā)現(xiàn)。不僅如此，對(duì)于早期診斷的婦女，經(jīng)及時(shí)的手術(shù)治療或放化療后的復(fù)發(fā)率為10%~20%，而對(duì)于晚期診斷的婦女，復(fù)發(fā)率可達(dá)70%[3]。2019年，美國(guó)數(shù)據(jù)分析將診斷出約1.3 萬(wàn)例新的宮頸浸潤(rùn)性癌，預(yù)估約4000 名婦女死于這種疾病[4]。因此，晚期及復(fù)發(fā)性宮頸癌的治療在婦科腫瘤界仍是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。宮頸癌的發(fā)病機(jī)制錯(cuò)綜復(fù)雜，盡管已有大量研究從基因和蛋白水平對(duì)其進(jìn)行探索，但目前尚不十分明確。因此，尋找高靈敏度和特異度的分子標(biāo)記物對(duì)于宮頸癌的早期診斷、靶向治療以及監(jiān)測(cè)預(yù)后至關(guān)重要。Wong 等[5]研究發(fā)現(xiàn)，miRNA 家族中的miRNA-34s 在乳腺癌、結(jié)腸癌等多種惡性腫瘤中顯著低表達(dá)，并通過(guò)腫瘤發(fā)生過(guò)程中幾大重要分子通路介導(dǎo)抑癌作用。目前國(guó)內(nèi)關(guān)于miR-34s 在宮頸癌中作用機(jī)制的總結(jié)并不多，本文概述了miRNA-34 家族的起源及其在腫瘤中的分子作用，總結(jié)了它在宮頸癌發(fā)病機(jī)制中的研究新進(jìn)展，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 microRNA-34 家族的生物學(xué)起源

microRNAs 是一類長(zhǎng)度僅為18~25 個(gè)核苷酸的非編碼RNA，其中miR-34 家族在生物進(jìn)化過(guò)程中高度保守且穩(wěn)定表達(dá)，其通過(guò)與靶mRNA 的3′UTR的互補(bǔ)序列結(jié)合，對(duì)靶基因的蛋白表達(dá)產(chǎn)生負(fù)性調(diào)控作用[6]。miR-34s 包含3 個(gè)家族成員：miRNA-34a、miRNA-34b 和miRNA-34c[7]。哺乳動(dòng)物中的這三種亞型在不同組織中的表達(dá)存在特異性，Bommer 等[8]通過(guò)基因相關(guān)分析和染色質(zhì)免疫沉淀測(cè)定得出，各細(xì)胞系和組織中miRNA-34 家族的豐度直接受到p53 的調(diào)控。在神經(jīng)母細(xì)胞瘤中首次發(fā)現(xiàn)了miRNA-34a 的存在，到目前為止miRNA-34a 已經(jīng)成為研究最多的miRNA 之一[9]。miRNA-34b/c 位于人類11 號(hào)染色體的同一個(gè)區(qū)域，miRNA-34c 的表達(dá)水平與miRNA-34b 的表達(dá)嚴(yán)格平行。He 等[10]研究表明，miRNA-34s作為p53 的直接轉(zhuǎn)錄靶點(diǎn)在阻滯細(xì)胞周期進(jìn)程和促進(jìn)凋亡過(guò)程中扮演重要角色，因此提高miRNA-34s在癌癥中的表達(dá)有望成為惡性腫瘤新的治療方式。

2 miRNA-34s 在腫瘤發(fā)生過(guò)程中的作用機(jī)制

2.1 p53 對(duì)miRNA-34s 的正向調(diào)控

miRNA-34s 主要受p53 的直接調(diào)控從而在組織和細(xì)胞中發(fā)揮作用，最終導(dǎo)致細(xì)胞周期停滯、細(xì)胞凋亡或衰老。當(dāng)細(xì)胞受到某些刺激，如DNA 損傷、藥物刺激等，p53 基因被激活以應(yīng)對(duì)外來(lái)刺激。p53 被激活后作用于下游的多個(gè)效應(yīng)器發(fā)揮腫瘤抑制作用，其中miRNA-34s 被認(rèn)為是p53 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)通路中的中心效應(yīng)分子[11-12]。p53 通過(guò)作用于miRNA-34s 上游啟動(dòng)子區(qū)域內(nèi)的“p53 反應(yīng)元件”對(duì)其表達(dá)進(jìn)行調(diào)控，隨后miRNA-34s 的種子序列與其靶mRNA 的3′UTR 以不完全堿基配對(duì)的形式結(jié)合，從而對(duì)下游靶基因產(chǎn)生負(fù)性調(diào)控作用，其中主要調(diào)控多種與腫瘤發(fā)生相關(guān)的細(xì)胞周期基因或癌基因，如細(xì)胞周期蛋白D1（CCND1）、細(xì)胞周期蛋白E2（CCNE2）、周期蛋白依賴性激酶4（CDK4）、周期蛋白依賴性激酶6（CDK6）、沉默信息調(diào)節(jié)因子（SIRT）、MET、E2F3、Bcl-2、MYC，從而誘導(dǎo)G0/G1期阻滯和腫瘤細(xì)胞凋亡以發(fā)揮抑癌作用[13]。

2.2 miRNA-34s 對(duì)p53 的正反饋激活

miRNA-34s 通過(guò)抑制多個(gè)下游靶基因的表達(dá)從而對(duì)p53 產(chǎn)生正反饋激活作用。Yamakuchi 等[14]研究發(fā)現(xiàn)，在結(jié)腸癌細(xì)胞中，miRNA-34a 通過(guò)調(diào)節(jié)沉默信息調(diào)節(jié)因子1（SIRT1）間接調(diào)控p53。SIRT1 是一種NAD 依賴性脫乙酰酶，在氧化應(yīng)激和遺傳毒性刺激下調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡。SIRT1 使p53 產(chǎn)生乙?；?yīng)，限制p53 對(duì)其下游靶基因的反式激活能力。miRNA-34a高表達(dá)抑制了SIRT1 對(duì)p53 的去乙?；饔茫瑢?dǎo)致乙?；痯53 的增加，同時(shí)p53 另外的轉(zhuǎn)錄靶點(diǎn)——p21、PUMA 的表達(dá)也增加?？傊甋IRT1 介導(dǎo)miRNA-34a和p53之間形成正反饋環(huán)[15]。另外，E2F3 作為miRNA-34a 的調(diào)控靶點(diǎn)參與到對(duì)p53 的正反饋激活的另一通路中。E2F3 屬于E2F 家族，通過(guò)調(diào)控細(xì)胞周期和影響DNA 的合成速度參與細(xì)胞生長(zhǎng)和分化過(guò)程。miRNA-34a 通過(guò)對(duì)E2F3 的抑制從而作用于p53調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)形成p53-miRNA-34s 正反饋環(huán)[16]。miRNA-34s 還作為中間分子連接了p53 和Wnt 兩大信號(hào)通路，證實(shí)了腫瘤抑制功能喪失與癌基因信號(hào)激活之間存在緊密聯(lián)系[17]。

2.3 miRNA-34s 與衰老

miRNA-34s 具有誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡、細(xì)胞周期停滯和衰老的作用。衰老是一種細(xì)胞應(yīng)激反應(yīng)，導(dǎo)致細(xì)胞永久性的增殖停滯，相關(guān)基因誘導(dǎo)的衰老過(guò)程是體內(nèi)腫瘤發(fā)生的一個(gè)重要阻礙[18]。Vogt 等[19]及Christoffersen等[20]研究發(fā)現(xiàn)，miRNA-34a 在基因B-RAF 誘導(dǎo)衰老的這一過(guò)程中表達(dá)上調(diào)，這是由ETS 轉(zhuǎn)錄因子家族的ELK1 介導(dǎo)的，獨(dú)立于p53 的新途徑。其中基因MYC作為這一過(guò)程中miRNA-34a 的直接轉(zhuǎn)錄靶點(diǎn)，其表達(dá)受到抑制，從而導(dǎo)致一整套有絲分裂基因表達(dá)的下調(diào)，最終導(dǎo)致了miRNA-34s 抑制細(xì)胞增殖從而引起細(xì)胞衰老的效應(yīng)。

2.4 miRNA-34s 與腫瘤干細(xì)胞

除此之外，miRNA-34s 還參與到腫瘤干細(xì)胞自我更新過(guò)程的調(diào)控中。腫瘤干細(xì)胞是一類能夠自我更新和分化的細(xì)胞亞群，目前在多種腫瘤組織中都發(fā)現(xiàn)了腫瘤干細(xì)胞的存在，其被證實(shí)可能導(dǎo)致了腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移和治療的抵抗[21]。據(jù)以往對(duì)胰腺癌和胃癌中腫瘤干細(xì)胞的研究，miRNA-34a 通過(guò)靶向Notch、HMGA2 和Bcl-2、C-Met 等基因參與腫瘤干細(xì)胞的自我更新和生存，并在細(xì)胞命運(yùn)決定中發(fā)揮重要作用[22]。在胰腺癌細(xì)胞中，miRNA-34s 在翻譯水平下調(diào)了靶基因Notch1、Notch2、Bcl-2 的表達(dá)，顯著抑制克隆性細(xì)胞的生長(zhǎng)和侵襲，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡和G1、G2/M期阻滯，并且使腫瘤細(xì)胞對(duì)放化療敏感[23]。

3 miRNA-34s 在宮頸癌中的調(diào)控機(jī)制

持續(xù)性的高危型人乳頭瘤病毒（HR-HPV）感染已被證實(shí)是宮頸癌發(fā)生的重要病因之一，其機(jī)制在于HR-HPV 編碼的E6、E7 癌蛋白通過(guò)滅活p53 和Rb腫瘤抑制基因調(diào)控腫瘤細(xì)胞的粘附、凋亡過(guò)程以及改變細(xì)胞周期進(jìn)程，從而促進(jìn)細(xì)胞轉(zhuǎn)化和永生化[24]。miR-34a 作為p53 激活后最顯著的miRNA 誘導(dǎo)物在宮頸癌的調(diào)控中發(fā)揮不容忽視的作用[25]。Li 等[26]研究發(fā)現(xiàn)，HPV 感染和宮頸癌患者病變組織中miR-34a的表達(dá)減少。HR-HPV E6 癌蛋白主要以p53 依賴的途徑介導(dǎo)miR-34a 表達(dá)減少，并且隨著宮頸病變的逐級(jí)進(jìn)展，miR-34a 的表達(dá)水平逐級(jí)下降。在HR-HPV感染的宮頸組織中，miR-34a 表達(dá)降低可能發(fā)生在宮頸上皮細(xì)胞的形態(tài)學(xué)改變之前，因此可以通過(guò)測(cè)定組織中miR-34a 的表達(dá)來(lái)提早干預(yù)宮頸病變的發(fā)生過(guò)程。宮頸癌的發(fā)生是一個(gè)由癌前病變向浸潤(rùn)性宮頸癌逐漸發(fā)展的過(guò)程，而miR-34a 表達(dá)減少作為宮頸癌眾多分子改變中的早期事件，可能是預(yù)測(cè)宮頸組織HPV感染結(jié)局和區(qū)分高、低級(jí)別鱗狀上皮內(nèi)病變的一個(gè)有價(jià)值的生物標(biāo)記物，并且將有助于對(duì)HPV 陽(yáng)性的婦女進(jìn)行分流，提高臨床工作中HPV 病毒基因檢測(cè)的特異性[27-28]。miR-34a 通過(guò)調(diào)控細(xì)胞生命過(guò)程中的眾多分子發(fā)揮其生物學(xué)功能，多數(shù)時(shí)候不同靶點(diǎn)之間的效應(yīng)產(chǎn)生疊加增強(qiáng)了miR-34a 在宮頸癌中的抑癌作用[15]。

3.1 miR-34a 與細(xì)胞周期調(diào)控

E2F3 是公認(rèn)的細(xì)胞周期調(diào)控因子，它能夠促進(jìn)宮頸癌細(xì)胞中的G1/S 期轉(zhuǎn)變，且在宮頸鱗狀上皮內(nèi)病變和宮頸癌中均表達(dá)上調(diào)，同時(shí)E2F3 又是HPV 陽(yáng)性宮頸癌細(xì)胞中miR-34a 的直接靶點(diǎn)，miR-34a 通過(guò)在翻譯水平上直接抑制E2F3 的表達(dá)調(diào)節(jié)癌基因survivin，降低了HPV 陽(yáng)性宮頸癌細(xì)胞的生存能力和侵襲力，發(fā)揮抑癌作用[29]。

3.2 miR-34a 與細(xì)胞增殖、遷移及侵襲

通常以腫瘤細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲特性來(lái)衡量腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移能力的高低。高遷移率族蛋白盒1（HMGB1）是一種在人類宮頸癌細(xì)胞中高表達(dá)的核蛋白，在受到損傷攻擊后被釋放出來(lái)激活機(jī)體的免疫反應(yīng)。Chandrasekaran 等[30]的一系列體內(nèi)體外實(shí)驗(yàn)表明，HMGB1 是miR-34a 在宮頸癌細(xì)胞中的直接作用靶點(diǎn)。miR-34a 在體外過(guò)表達(dá)以及下調(diào)其內(nèi)源性的表達(dá)都會(huì)影響細(xì)胞增殖，而下調(diào)HMGB1 的表達(dá)會(huì)產(chǎn)生與miR-34a 過(guò)表達(dá)同樣的抗增殖效應(yīng)，由此得出miR-34a可以通過(guò)介導(dǎo)HMGB1 的下調(diào)對(duì)宮頸癌細(xì)胞的增殖、遷移、侵襲產(chǎn)生不利影響，從而促進(jìn)腫瘤發(fā)生轉(zhuǎn)移。

3.3 miR-34a 與宮頸癌中的上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）程序

除了持續(xù)的HR-HPV 感染外，Wnt1/β-catenin 途徑的激活是誘導(dǎo)宮頸癌發(fā)生的另一個(gè)催化劑。與正常宮頸組織相比，Wnt1 在宮頸鱗癌中過(guò)表達(dá)并對(duì)其預(yù)后產(chǎn)生不良影響，若使Wnt1 低表達(dá)會(huì)通過(guò)抑制Wnt1/β-catenin 這一反應(yīng)通路，進(jìn)而抑制宮頸癌細(xì)胞的增殖和侵襲[31]。在宮頸鱗狀細(xì)胞癌中，miR-34a直接靶向Wnt1 抑制Wnt1/β-catenin 通路的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，導(dǎo)致E-鈣粘蛋白上調(diào)和P-鈣黏蛋白下調(diào)，以及總β-連環(huán)蛋白和核β-連環(huán)蛋白表達(dá)下調(diào)，并通過(guò)調(diào)節(jié)Ecadherin-to-P-cadherin 開(kāi)關(guān)（E-P 開(kāi)關(guān)）抑制宮頸癌的EMT 過(guò)程，最終抑制腫瘤的生長(zhǎng)和侵襲。下調(diào)內(nèi)源性HPV-16e6/E7 的表達(dá)導(dǎo)致miR34a 表達(dá)上調(diào)和WNT1 表達(dá)下調(diào)，提示HPV-16e6/E7 可能參與了宮頸鱗癌細(xì)胞中miR-34a 和Wnt1 表達(dá)的調(diào)控過(guò)程[32]。

3.4 miR-34a 的其他生物學(xué)機(jī)制

miR-34a 通過(guò)調(diào)節(jié)宮頸癌細(xì)胞中乳酸脫氫酶A（LDHA）的表達(dá)調(diào)節(jié)有氧糖酵解（Warburg）效應(yīng)，從而在腫瘤代謝水平抑制宮頸癌的進(jìn)展[33]。NLRC5 是Nod樣受體（NLR）家族的一個(gè)新成員，其參與調(diào)節(jié)抗病毒免疫反應(yīng)。NLRC5 的在組織中的下調(diào)可能是HRHPV 干擾宿主防御系統(tǒng)，從而促進(jìn)其持續(xù)感染的一種獨(dú)特機(jī)制。miR-34a 通過(guò)拮抗NLRC5 的表達(dá)，從而參與到宮頸癌的免疫過(guò)程中[34]。由此可得，miR-34a與宮頸組織中HR-HPV 感染的持久性存在顯著相關(guān)性。癌基因C-Met 編碼肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子（HGF）的生長(zhǎng)因子受體，顯示酪氨酸激酶的活性，并誘導(dǎo)上皮細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)、增殖和侵襲。Bcl-2 是最重要的抗凋亡蛋白之一，參與腫瘤的發(fā)生和抗腫瘤藥物的耐藥。miR-34a通過(guò)靶向Bcl-2 和C-Met 發(fā)揮其作為宮頸癌侵襲性進(jìn)展和預(yù)后不良的生物標(biāo)記物的作用[35-36]。miR-34a還與同為非編碼RNA 中一員的LncRNAs 發(fā)生相互作用。LINC00473 在宮頸癌中起到癌基因的作用，miR-34a 直接與LINC00473 結(jié)合，并作為L(zhǎng)INC00473 介導(dǎo)的細(xì)胞增殖的負(fù)性上游調(diào)節(jié)因子調(diào)節(jié)宮頸癌的增殖[37]。另外LncRNA-MACC1-AS1 可能通過(guò)海綿miR-34a，部分解除了miR-34a 對(duì)CDK6 轉(zhuǎn)錄后抑制的靶向作用，促進(jìn)了SiHa 細(xì)胞增殖和細(xì)胞周期進(jìn)程[38]。

3.5 血液中的miR-34s

miRNA 在人類血液中穩(wěn)定表達(dá)，因此可以通過(guò)檢測(cè)血液中的miRNA 進(jìn)行疾病的診斷、分級(jí)和評(píng)估預(yù)后。相比較于檢測(cè)腫瘤組織中的miR-34a，通過(guò)檢測(cè)血漿miR-34a 診斷腫瘤有許多優(yōu)點(diǎn)：微創(chuàng)性、可重復(fù)性，且簡(jiǎn)單易行。宮頸癌患者血漿中miR-34a 的表達(dá)水平與腫瘤組織中的miR-34a 表達(dá)呈正相關(guān)，并且兩者的表達(dá)水平均與宮頸病變的嚴(yán)重程度相關(guān)，這使得通過(guò)檢測(cè)血漿中的miR-34a 對(duì)宮頸癌進(jìn)行診斷、病變分級(jí)和預(yù)后評(píng)估成為可能[39]。

Sommerová 等[40]和Cao 等[41]研究 證實(shí)，miR-34b、miR-34c 同樣在宮頸癌發(fā)生發(fā)展過(guò)程中起潛在的抑制作用。miR-34b 通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β1（TGFβ1）抑制細(xì)胞遷移，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。miR-34c 的過(guò)表達(dá)抑制SiHa 細(xì)胞的增殖、遷移、侵襲和促進(jìn)細(xì)胞凋亡。

4 小結(jié)

miRNA-34 家族各成員在宮頸癌中與眾多功能各異的靶點(diǎn)相互作用，組成了宮頸癌調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中龐大的一部分，并且有望成為宮頸癌潛在的病變分級(jí)指標(biāo)、診斷和預(yù)后標(biāo)記物以及重要的治療靶點(diǎn)。miR-34s在多種腫瘤特別是宮頸癌治療中的廣泛應(yīng)用前景不容忽視。