楊士勇 綜述 江曉春 審校

（皖南醫(yī)學(xué)院附屬弋磯山醫(yī)院，安徽 蕪湖241000）

微RNA（microRNA或miRNA），作為新發(fā)現(xiàn)的基因表達調(diào)控因子，由基因組DNA編碼，在RNA聚合酶II作用下被轉(zhuǎn)錄，在RNA誘導(dǎo)的沉默復(fù)合體（RNA－induced silencing complex，RISC）下靶向結(jié)合mRNA，進而降解RNA或阻遏轉(zhuǎn)錄后翻譯功能。近年來眾多研究表明miRNA與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。隨著miRNA與腫瘤關(guān)系進一步深入研究，miRNA在腫瘤的診斷與基因治療方面的應(yīng)用也成為當(dāng)前研究的熱點。

1 miRNA

1.1 miRNA的發(fā)現(xiàn)和命名

繼第1個階段性調(diào)控胚胎后期發(fā)育的基因lin－4在秀麗隱桿線蟲發(fā)育過程中被發(fā)現(xiàn)，隨后在線蟲中找到了第2個調(diào)控時序性發(fā)育的基因let－7。除lin－4和let－7外，其他miRNAs統(tǒng)一用miRNA－＃表示（＃為阿拉伯?dāng)?shù)字代表其被克隆的先后順序）。2001年在Science雜志的一篇文章中“microRNA”一詞第一次出現(xiàn)。隨著進一步深入研究將會有更多的miRNA逐漸被發(fā)現(xiàn)。

1.2 miRNA的特征及生物學(xué)作用

miRNA表達情況明顯異常與其本身特征有關(guān)。miRNA是一類約22nt長度的獨立轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，至少80%的miRNA長度在21～23nt之間，其3＇－端有1～2個堿基；不具有開放的閱讀框架（ORF）和蛋白質(zhì)編碼基因的功能，但有其內(nèi)源性表達轉(zhuǎn)錄本與其靶位點配對；由Dicer酶加工而成，二級結(jié)構(gòu)的前體miRNA 5＇端為磷酸基團，3＇端為羥基，這使它有獨特的降解功能；有特定的作用位點，定位于能潛在編碼其前體發(fā)夾結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)非編碼區(qū)域。

miRNA的多樣性與保守性決定了其在生理、生化功能上的重要性與普遍性。在生物發(fā)育過程中，miRNA在調(diào)控基因表達方面尤為重要：通過結(jié)合到靶mRNA 3＇端非編碼翻譯區(qū)與其不完全互補配對而阻斷該基因翻譯過程，從而影響蛋白表達水平，不影響mRNA的穩(wěn)定性；類似siRNA作用，結(jié)合到靶上并降解靶mRNA，從而在多種生物學(xué)過程中發(fā)揮功能。由于miRNA調(diào)控作用至關(guān)重要，其失調(diào)控可能導(dǎo)致一系列疾病的發(fā)生，特別是惡性腫瘤的形成。

2 miRNA與惡性腫瘤

惡性腫瘤是多基因異常疾病，通過激活原癌基因表達或抑癌基因突變?nèi)笔亩辜毎颖苷ＩL調(diào)控機制，自主進行無限增殖和侵襲，出現(xiàn)惡性表型致生物體致病。隨miRNA在腫瘤中作用機制研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)其與腫瘤一系列進展密切相關(guān)。某些miRNA在腫瘤中特異高表達，其升高可以刺激腫瘤增殖、血管生成、侵襲轉(zhuǎn)移等，則這些miRNA扮演了癌基因角色。在miRNA的生成過程中通過抑制Drosha降低miRNA生成，發(fā)現(xiàn)某些腫瘤的惡性程度降低。這些miRNA扮演了抑癌基因角色。隨后研究發(fā)現(xiàn)miRNA與造血腫瘤、胰腺癌、乳腺癌、肺癌、前列腺、胃癌、宮頸癌、膠質(zhì)瘤的蛋白質(zhì)編碼基因過程關(guān)系密切。某些miRNA可能改變了一些疾病發(fā)生、發(fā)展過程，且與腫瘤細胞的來源無關(guān)。下面就列舉一些miRNA作用比較有代表性的例子。

2.1 造血腫瘤

首個被發(fā)現(xiàn)的腫瘤抑制基因miRNA是在慢性淋巴白血病的患者的B細胞中，約40%慢性淋巴白血病患者的染色體13q14有缺失，該缺失位點上miRNA－15a和miRNA－16－1的基因表達缺失或下調(diào)［1］。隨后的研究表明miRNA－15a和miRNA－16－1的缺失導(dǎo)致Bcl－2的過度表達，抑制細胞凋亡。由此推測有抑癌基因作用的miRNA轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)運等一系列環(huán)節(jié)的缺失，都可導(dǎo)致不正常的基因調(diào)控而誘發(fā)腫瘤的發(fā)生。

2.2 胰腺癌

在胰腺癌鑒別出的29種miRNA的表達中，miRNA－148a、miRNA－34a和miRNA－34b／c啟動子甲基化導(dǎo)致表達異常，引起細胞癌變［2］。應(yīng)用熒光原位雜交技術(shù)對胰腺癌標(biāo)本中miRNA檢測，胰腺癌miRNA－10b、miRNA－21和miRNA－155較正常組織和慢性胰腺炎顯著高表達，這些可作為胰腺癌的診斷指標(biāo)［3］。在21個胰腺癌細胞系miRNA表達譜研究中發(fā)現(xiàn)，miRNA－200家族和miRNA－17－92簇、miRNA－27a、miRNA－10b、miRNA－21、miRNA－132、miRNA－212、miRNA－17－5a［4］在 胰 腺癌中過表達，促進細胞增殖，參與腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移。通過轉(zhuǎn)染它們可增加細胞增殖，反之用拮抗劑降低其表達可有效阻斷胰腺癌細胞侵襲轉(zhuǎn)移。在胰腺癌中表達受到抑制的miRNA通常是作為抑癌基因發(fā)揮阻斷細胞腫瘤生長的功能。增強miRNA－96或者過表達miRNA－148a可分別靶向抑制KRas基因表達［5］和靶向通過CDC25B［6］發(fā)揮作用來抑制胰腺癌細胞生長和增殖。這些表明在胰腺癌中不同的miRNA表達不同，其作用也不同，未來需進一步研究來解釋這些作用機制。

2.3 肺癌

近年來的研究表明與肺組織相關(guān)的miRNAs約有40余種，而在肺癌中基因表達差異最顯著的6種miRNA是miRNA－99b、miRNA－102、miRNA－203、miRNA－202、RNA－204和premiRNA－205，這些miRNAs通過對其相應(yīng)的靶基因的影響來誘導(dǎo)細胞的凋亡抑制癌基因的表達或影響細胞周期來抑制肺癌細胞增殖。國內(nèi)學(xué)者［7］采用RTPCR和免疫組化方法檢測研究癌組織和癌旁組織肺癌患者，發(fā)現(xiàn)miRNA－34a對肺癌具有調(diào)節(jié)作用，可能通過與C－myc的結(jié)合而發(fā)揮調(diào)節(jié)作用。Xing L等［8］采用RT－PCR對6個miRNA檢測并聯(lián)合miRNA－205／210／708診斷肺鱗癌的敏感度和特異度分別為76%、96%。聯(lián)合miRNA－21／486／375／200b，在診斷肺腺癌時敏感度和特異度分別為80.6%、91.7%［9］。這些miRNAs為診斷惡性腫瘤開辟了嶄新途徑。

2.4 前列腺癌

Porkka KP［10］等的研究發(fā)現(xiàn)在前列腺癌中miRNA－23的表達下調(diào)或缺失。另外miRNA－15a／miRNA16在85%的前列腺癌腫組織中表達也下調(diào)或缺失，它們通常在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控BCL2、CCND1和WNT3A的表達，激活A(yù)KT、MAPK信號通路可使細胞周期紊亂和過度增殖、促進癌癥的發(fā)生。而Walterin KK等［11］在前列腺癌和腫瘤移植模型中對雄激素應(yīng)答的55個miRNAs的研究發(fā)現(xiàn)miR－141的表達上調(diào)。Brase JC等［12］亦驗證了miR－141和miR－375在前列腺癌血液中增高。在前列腺癌中上調(diào)和沉默miRNAs表達 中，miRNA－221／222、miRNA－21、miRNA－125b以及miRNA－296在前列腺癌中高表達或上調(diào)，而miRNA－101、miRNA－146a、miRNA－126A、miRNA－34簇和miRNA－200家族在前列腺癌中低表達或缺失和沉默。

2.5 乳腺癌

采用基因芯片技術(shù)，Iorio MV等［13］在研究正常乳腺組織與乳腺癌的數(shù)種miRNA的表達譜中發(fā)現(xiàn)miRNA－125b、miRNA－145、miRNA－21、miRNA－155在乳腺癌癥中表達明顯減少，這些miRNA的表達和特異的乳腺癌病理學(xué)特征密切相關(guān)，如血管浸潤、分期、雌激素和孕激素受體表達水平以及增殖指數(shù)。Radojicic J等［14］應(yīng)用RT－PCR方法，檢測9種miRNAs在乳腺癌組織及其癌旁組織中 的 表 達 差異發(fā) 現(xiàn)miRNA－21、miRNA－210、miRNA－221表達上調(diào)，miRNA－10b、miRNA－145、miRNA－122a、miRNA－205表達下調(diào)。這些miRNAs大部分目前研究尚未有明確的靶基因以及確切的特異的機制通路，其如何參與基因信號傳導(dǎo)途徑來影響腫瘤的進展尚需進一步研究。

2.6 胃癌

在癌旁組織和胃癌組織中，有些miRNA上調(diào)，有些則下調(diào)，Ueda T等［15］進一步對353個胃粘膜標(biāo)本研究顯示miRNA－160對胃癌組織與相應(yīng)癌旁組織中，22個miRNAs在癌組織表達明顯升高，13個miRNAs在癌旁組織中表達顯著下降。同時還發(fā)現(xiàn)在不同病理類型的胃癌組織中miR－NAs表達也存在差異，miRNA－100等在彌漫性胃癌中高表達，miRNA－373等miRNAs在腸型胃癌中高表達。另一項研究［16］發(fā)現(xiàn)胃癌中miRNA－218表達下調(diào)對Robol蛋白的靶向抑制作用減弱，通過一系列通路作用，最終促進胃癌細胞的浸潤和轉(zhuǎn)移。

2.7 宮頸癌

一項宮頸癌miRNA芯片分析研究表明：miRNA－146a等 上 調(diào) 表 達，miRNA－143、miRNA－145等下調(diào)。功能分析表明，miRNA－143、miRNA－145具有抑制細胞增殖作用，miRNA－146a具有促進細胞增殖效應(yīng)。在宮頸上皮細胞惡性轉(zhuǎn)化過程中miRNA－199a明顯上調(diào)，然而另有研究卻發(fā)現(xiàn)miRNA－199a在宮頸癌組織表達下調(diào)，分析其原因：除了miRNA－199a－Brm［17］的雙負反饋調(diào)節(jié)外，不同內(nèi)參也導(dǎo)致不同結(jié)果：選擇Let－7a為內(nèi)參表達上調(diào)，選擇U6為內(nèi)參表達下調(diào)。miRNA－199a在宮頸癌組織中表達上調(diào)因素錯綜復(fù)雜，特異的機制尚未明確，但其在宮頸癌組織表達下調(diào)可能是Drosha或miRNA－199a前體轉(zhuǎn)錄本表達下降引起。miRNA在腫瘤中的差異性表達不但是宮頸癌的重要標(biāo)志，還可輔助指示腫瘤的分化程度。

2.8 膠質(zhì)瘤

多個研究證實miRNA－221／222在膠質(zhì)瘤細胞表達水平明顯上調(diào)。Zhang C等［18］敲除膠質(zhì)瘤細胞株U251中miRNA－221／222后，IFN－a表達增加，STAT1和STAT2蛋白的表達量和磷酸化程度均上升，從而抑制腫瘤細胞生長和促進細胞凋亡。魏厚祿等［19］研究膠質(zhì)瘤細胞被X線照射后，miRNA－221／222表達量增加，膠質(zhì)瘤SF與細胞中miRNA－22l／222表達呈正相關(guān)，下調(diào)miRNA－221／222可能提高患者的治療效果，延長生存期。Papagiannakopoulos等［20］研究發(fā)現(xiàn)miRNA－21作用p53通路的p53、TP73L（TAp63）的激活輔助因子JMY、TOPORS、HNRPK、TP53BP2等；同時作用于TGF－β通路中的TGFBR2、TGFBR3、DAXX等，過表達的miRNA－21使這些信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路無法發(fā)揮對腫瘤的抑制功能，從而促進膠質(zhì)瘤發(fā)生。Zhi F等［21］在84例膠質(zhì)瘤miRNA表達譜檢測和分析時，也發(fā)現(xiàn)miRNA－21表達水平高低與生存期有很大關(guān)系。miRNA－21可能通過下調(diào)MMP抑制劑如PECK和TIMP3，激活MMP提高癌細胞的侵襲性，miRNA－21的表達失調(diào)促進膠質(zhì)瘤的惡性，用它可判斷患者的預(yù)后。

3 前景與展望

隨著miRNA研究的興起和深入研究，以及在檢測腫瘤特異性miRNA各種不同研究方法和新技術(shù)、新科技的應(yīng)用，為人類腫瘤治療提供了新的方向和嶄新手段。某些miRNA在不同腫瘤表達的差異性，可作為某些腫瘤診斷性、特異性的標(biāo)志物，從而提高腫瘤的診斷和治療。某些miRNA表達的減少、缺失和增加可能與調(diào)節(jié)細胞增殖、分化和凋亡直接相關(guān)，與腫瘤的發(fā)展直密切相關(guān)。我們可人為的調(diào)節(jié)或激活或剔除miRNA表達來阻止腫瘤形成過程達到預(yù)防腫瘤發(fā)生的目的。但是，由于每種腫瘤中的miRNA表達譜眾多，如何尋找出某個腫瘤差異性明顯的特異性miRNA有待進一步研究。針對某個腫瘤采取何種最績優(yōu)的檢測方法和應(yīng)用最簡單、最有效的技術(shù)，有待進一步研究。以及利用最新的技術(shù)在疾病發(fā)生發(fā)展的哪些關(guān)鍵環(huán)節(jié)中加以干預(yù)和治療，更期待我們深入研究?？傊S著這些問題的解決，miRNA將成為腫瘤診斷、疾病預(yù)防、生物治療的新亮點、突破口、新思路，有著無限的應(yīng)用前景和不可低估的社會和經(jīng)濟效益。

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