miRNA在婦科腫瘤中的研究進展

楊凌云(綜述)，王紅靜(審校)

(四川大學(xué)華西第二醫(yī)院婦產(chǎn)科，成都610041)

微小RNA(microRNA，miRNA)是一類內(nèi)源性非編碼小分子RNA，由Lee等［1］對秀麗新小桿線蟲進行突變體的遺傳分析中首次發(fā)現(xiàn)。miRNA通過干擾mRNA的翻譯，在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)節(jié)基因表達，對生物體諸多生命現(xiàn)象起重要的調(diào)控作用。研究發(fā)現(xiàn)，miRNA亦可發(fā)揮癌基因或抑癌基因的作用，其表達的變化與腫瘤發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。卵巢癌、宮頸癌、子宮內(nèi)膜癌為婦科三大惡性腫瘤，其發(fā)病率近年來在世界范圍內(nèi)呈上升趨勢，嚴重威脅廣大婦女的生命健康。在此綜述近年來miRNA在婦科三大腫瘤中的研究進展，為婦科腫瘤的診治及臨床實踐提供參考。

1 miRNA介紹

miRNA是一類長度為19～25個核苷酸的參與基因轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控的非編碼內(nèi)源性小分子RNA［2，3］。研究表明，miRNA調(diào)節(jié)人類近30%的基因表達［4］，參與細胞周期、細胞分化、生長、新陳代謝以及細胞壽命等多個生物過程的調(diào)控。miRNA基因在RNA聚合酶Ⅱ的作用下轉(zhuǎn)錄生成原始miRNA(pri-miRNA)［5］，接著在RNA酶Ⅲ-Drosha和雙鏈DNA結(jié)合蛋白DGCR8-Pasha的作用下裂解為前體 miRNA(pre-miRNA)［3］，由依賴RanGTP的轉(zhuǎn)運蛋白 Exportin-5轉(zhuǎn)運至胞質(zhì)［6，7］。pre-miRNA 在胞質(zhì)中的 RNA 酶Ⅲ-Dicer以及雙鏈RNA結(jié)合蛋白TRBP的作用下生成成熟miRNA，通過與靶mRNA的3'非翻譯區(qū)(3'-UTR)結(jié)合，發(fā)揮調(diào)控基因表達的作用［8］。

miRNA的檢測方法主要有基因芯片技術(shù)［9］、反轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)技術(shù)［10］等，主要適用于測定在細胞內(nèi)常規(guī)表達且豐度較高的miRNA。目前miRNA檢測技術(shù)的靈敏度及精確度正逐步提高，為在臨床中的規(guī)范化檢測奠定了基礎(chǔ)。

2 miRNA在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用

miRNA在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控基因的表達，參與生物體細胞的增殖、分化和凋亡等生命活動，具有原癌基因或抑癌基因作用，其表達異常可導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生。

2.1 具有原癌基因作用的miRNA 原癌基因能夠促進細胞生長和增殖，阻止其發(fā)生終末分化，通常處于靜止或低表達狀態(tài)，對維持細胞正常功能具有重要作用。原癌基因的活化可導(dǎo)致細胞癌變。在腫瘤組織中某些miRNA表達水平明顯上調(diào)，表現(xiàn)出原癌基因的特征。Iorio等［11］利用基因芯片技術(shù)檢測卵巢癌中miRNA的表達譜，發(fā)現(xiàn)miR-155表達水平增高。另外，Yanaihara等［12］發(fā)現(xiàn)miR-155的高表達與肺癌患者預(yù)后不佳密切相關(guān)?？梢?，某些miRNA具有原癌基因樣作用，其表達的上調(diào)可導(dǎo)致細胞的惡性生長，并在一定程度上影響患者的預(yù)后?？蓱?yīng)用RNA干擾、基因沉默等技術(shù)抑制這些miRNA的表達，為腫瘤的診治提供新的途徑。

2.2 具有抑癌基因作用的miRNA 抑癌基因抑制細胞過度生長和增殖，遏制腫瘤形成。抑癌基因的失活亦可導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生。在腫瘤組織中某些miRNA表達水平出現(xiàn)明顯下調(diào)，發(fā)揮抑癌基因樣作用。Calin等［13］發(fā)現(xiàn)，miR-15a和 miR-16-1在慢性淋巴細胞白血病中表達下調(diào)，導(dǎo)致抗凋亡基因Bcl-2活化，抑制白血病細胞的凋亡，表現(xiàn)出抑癌基因樣作用。隨著研究的深入，通過質(zhì)粒轉(zhuǎn)染、基因重組等方法，上調(diào)具有抑癌基因作用的miRNA，可有望成為腫瘤基因治療新的靶點。

3 miRNA與婦科三大腫瘤

3.1 miRNA與卵巢癌 卵巢癌發(fā)病隱匿、進展迅速，多數(shù)患者發(fā)現(xiàn)時已為晚期，嚴重威脅廣大婦女的生命健康。目前miRNA與卵巢癌相關(guān)研究主要集中于建立miRNA表達譜，尋找與卵巢癌發(fā)生發(fā)展相關(guān)的miRNA，為卵巢癌的早期診治和預(yù)后評估提供新的參考。

在卵巢癌發(fā)生發(fā)展機制方面，Bhattacharya等［14］發(fā)現(xiàn)miR-15a和miR-16在卵巢癌中表達降低，活化原癌基因Bmi-1，促使卵巢癌細胞的分化和增殖。Corney等［15］應(yīng)用反轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)和原位雜交技術(shù)分析了83例卵巢癌，發(fā)現(xiàn)p53突變型卵巢癌細胞中miR-34a和miR-34b/c表達分別下降100%和72%，p53野生型卵巢癌細胞株中 miR-34a下調(diào)93%，另外miR-34b/c在Ⅳ期腫瘤中的表達較Ⅲ期下降更為明顯，miR-34a與卵巢癌轉(zhuǎn)移相關(guān)因子酪氨酸蛋白激酶受體MET呈負相關(guān)性，提示miR-34家族與卵巢癌的發(fā)生機制、分化轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。Hu等［16］分析了55例晚期卵巢癌miRNA表達譜，發(fā)現(xiàn)miR-200a、miR-200b、miR-429與卵巢癌的復(fù)發(fā)及生存率關(guān)系最為密切，其中miR-200家族的高表達能夠抑制腫瘤細胞的轉(zhuǎn)移，而低表達則預(yù)示著不良的預(yù)后。在卵巢癌治療方面，Boren等［17］用6種化療藥物處理卵巢癌細胞株后，檢測了其中335種miRNA，發(fā)現(xiàn)27種miRNA含量在化療前后發(fā)生變化，有趣的是這些miRNA的52種靶基因參與了腫瘤細胞毒性、腫瘤細胞生成、細胞分裂、p53信號傳遞、細胞生長和浸潤等方面的多條生物信號通路，提示這些miRNA是化療藥物潛在治療靶點。Creighton等［18］發(fā)現(xiàn)漿液性卵巢癌細胞中p53通路活性的缺陷常伴隨miR-31基因的缺失，因此對于p53通路活性缺陷的卵巢癌治療中，miR-31基因治療成為了一條新的途徑。Sorrentino等［19］檢測卵巢癌耐紫杉醇細胞株A2780/TAX、卵巢癌耐順鉑細胞株A2780/CIS以及卵巢癌細胞株A2780中miRNA表達譜，發(fā)現(xiàn)miR-30c、miR-130a和miR-335在所有耐藥細胞株中低表達，提示其可能直接參與了耐藥性的形成，進一步研究發(fā)現(xiàn)，miR-130a表達的下調(diào)使得M-CSF基因翻譯活性增強，從而導(dǎo)致卵巢癌細胞耐藥性的形成。

3.2 miRNA與宮頸癌 宮頸癌是最常見的婦科惡性腫瘤，宮頸癌與其癌前病變的發(fā)生與高危型人類乳頭瘤病毒(human papillomavirus，HPV)感染密切相關(guān)。近期研究表明，miRNA在宮頸癌的發(fā)生發(fā)展以及HPV感染中發(fā)揮著重要的作用。在宮頸癌發(fā)生發(fā)展的機制方面，Wang等［20］應(yīng)用 Northern blot和基因芯片技術(shù)檢測宮頸癌和正常宮頸組織中miRNA表達譜，發(fā)現(xiàn) miR-126、miR-143和miR-145表達降低，而miR-15b、miR-16、miR-146a和 miR-155 表達升高，進一步研究表明，miR-143、miR-145能夠抑制細胞生長，miR-146a具有促進細胞增殖的能力。Lee等［21］應(yīng)用反轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)檢測了10例早期宮頸浸潤性鱗癌和10例正常宮頸組織中miRNA表達譜，發(fā)現(xiàn)70種miRNA表達存在明顯差異，其中miR-127表達顯著增高并與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，對宮頸癌的預(yù)后評估有重要意義;同時利用anti-miR-199a進行體外轉(zhuǎn)染，發(fā)現(xiàn)宮頸癌細胞生長受到抑制，有趣的是轉(zhuǎn)染后的細胞對順鉑的敏感性增強，提示miR-199a可能成為宮頸癌基因治療新的潛在靶點。Yao等［22］發(fā)現(xiàn)，HeLa宮頸癌細胞株中miR-21表達下調(diào)能顯著抑制細胞的增殖分化，同時能上調(diào)抑癌基因PDCD4的表達，提示miR-21在宮頸癌發(fā)病機制中充當(dāng)了原癌基因的角色，可能成為基因治療的潛在位點。HPV感染是宮頸癌發(fā)生的重要因素，Martinez等［23］比較HPV16陽性宮頸癌細胞株和HPV陰性宮頸癌細胞株中miRNA表達譜，發(fā)現(xiàn)miR-218在HPV陽性宮頸癌細胞株中表達降低，而特異性上皮細胞標(biāo)志物L(fēng)AMB3基因正是miR-218的下游作用靶位，有趣的是HPV16陽性宮頸癌細胞中原癌基因E6能夠抑制miR-218的表達，而通過RNA干擾技術(shù)抑制原癌基因 E6/E7后，miR-218表達上調(diào)。Wang等［24］證實HPV陽性宮頸癌細胞中具有抑癌基因樣作用的miR-34a表達下調(diào)，其作用靶位病毒原癌基因E6過表達，破壞腫瘤抑制因子p53的穩(wěn)定性導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生;通過轉(zhuǎn)染上調(diào)miR-34a在HPV18陽性HeLa細胞株中的表達，可以發(fā)現(xiàn)宮頸癌細胞生長延遲，細胞出現(xiàn)凋亡現(xiàn)象?？梢妋iRNA參與并介導(dǎo)了HPV感染致宮頸癌的全過程，使人們從分子生物學(xué)水平對高危HPV感染對宮頸癌發(fā)生發(fā)展機制有了更深入的了解，為宮頸癌的進一步診治開辟了新的途徑。

3.3 MiRNA與子宮內(nèi)膜癌 子宮內(nèi)膜癌是婦科三大腫瘤之一，近年來發(fā)病率逐年上升，其發(fā)病機制尚未完全清楚，目前認為內(nèi)分泌和遺傳是影響其發(fā)生發(fā)展的兩大因素，其中無孕激素拮抗的雌激素長期刺激是導(dǎo)致子宮內(nèi)膜樣腺癌癌前病變的最關(guān)鍵因素。近年來研究發(fā)現(xiàn)，性激素的分泌能影響子宮內(nèi)膜中miRNA表達水平［25］，miRNA與子宮內(nèi)膜癌的發(fā)生發(fā)展有著相關(guān)性，而這方面的研究還有待進一步的深入。在子宮內(nèi)膜癌發(fā)生機制方面，Huang等［26］發(fā)現(xiàn)原癌基因SOX4在子宮內(nèi)膜癌中高表達，而miR-129-2的靶作用位點正是SOX4基因;在31例內(nèi)膜癌樣本中有27例存在miR-129-2表達缺失并伴隨了SOX的高表達，這與miR-129-2中CpG島超甲基化相關(guān);進一步研究表明，miR-129-2超甲基化與子宮內(nèi)膜癌患者整體低生存率密切關(guān)聯(lián)。Myatt等［27］對比 HEC-1B和 Ishikawa內(nèi)膜癌細胞株中miRNA的表達，發(fā)現(xiàn)子宮內(nèi)膜癌中抑癌基因FOXO1表達缺陷可能是由miRNA介導(dǎo)。可見進一步探究miRNA與子宮內(nèi)膜癌相關(guān)致癌基因之間的關(guān)系，有助于深入了解子宮內(nèi)膜癌的發(fā)病機制。在子宮內(nèi)膜癌診治方面，Boren等［28］對37例子宮內(nèi)膜癌、20例正常內(nèi)膜組織以及4例內(nèi)膜非典型增生進行miRNA表達譜檢測，發(fā)現(xiàn)了13種有助于對子宮內(nèi)膜癌進行早期診斷的miRNA。Wu等［29］應(yīng)用基因芯片和反轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)發(fā)現(xiàn)，子宮內(nèi)膜腺癌中miR-205、miR-449和 miR-429高表達，而 miR-204、miR-99b和miR-193b表達下調(diào)，提示上述miRNA可作為腫瘤標(biāo)志物為子宮內(nèi)膜癌的早期診治提供新的手段。Daikoku 等［30］聯(lián)合 Western blot和 Northern blot發(fā)現(xiàn)，在Pten基因及p53基因缺陷小鼠子宮內(nèi)膜中環(huán)氧合酶2表達上調(diào)伴隨著miR-199a和miR-101a表達的下降。環(huán)氧合酶2與腫瘤發(fā)生中密切相關(guān)，在結(jié)直腸癌、乳腺癌、肺癌等實體腫瘤中表達升高，而miR-199a和miR-101a在轉(zhuǎn)錄后水平抑制環(huán)氧合酶2的表達，這提示上述兩種miRNA可能成為子宮內(nèi)膜癌的潛在治療靶位。

4 總結(jié)與展望

近年來，miRNA在婦科腫瘤方面的研究已逐步深入，對各種腫瘤細胞中miRNA表達譜的檢測已廣泛開展，越來越多的異常表達miRNA被發(fā)現(xiàn)，并明確了部分miRNA與已知原癌基因或抑癌基因的聯(lián)系，如定量關(guān)系、靶基因定位、信號通路等。在現(xiàn)階段的研究基礎(chǔ)上進一步闡明miRNA在婦科腫瘤中的生物學(xué)功能，并以miRNA為中心設(shè)計新型基因診斷和治療的方案。相信在不久的將來，miRNA將為婦科腫瘤患者帶來新的福音。

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