miRNA在大腸癌中的作用△

唐林　黃維康　楊帆　孟靜巖

天津中醫(yī)藥大學，天津300193

miRNA在大腸癌中的作用△

唐林黃維康楊帆孟靜巖#

天津中醫(yī)藥大學，天津300193

近年來，隨著MicroRNA（miRNA）在大腸癌中作用的深入研究以及在大腸癌中調(diào)控機制變得更加清晰，miRNA的功能也得到更全面的了解。研究表明，miRNA在大腸癌中存在異常表達的情況，但是不同miRNA的異常表達對大腸癌的調(diào)控效果存在差異，有的可能發(fā)揮癌基因的作用，有的則可能發(fā)揮抑癌基因的作用。此外，與正常組織相比，同一個miRNA在大腸癌的不同時期也可能存在表達量完全相反的現(xiàn)象。異常表達的miRNA可能成為結(jié)直腸腺瘤或者大腸癌的診斷、預(yù)后以及治療療效的指標，檢測血液循環(huán)中miRNA的表達可能成為一種精確度高、無創(chuàng)性的檢測手段。在大腸癌治療方面，miRNA可能對大腸癌細胞的耐藥性存在影響?，F(xiàn)從調(diào)控、診斷、預(yù)后及耐藥四個方面，對miRNA與大腸癌的關(guān)系研究進行綜述。

miRNA；大腸癌；調(diào)控；診斷；預(yù)后；耐藥

世界衛(wèi)生組織下屬的國際癌癥研究機構(gòu)GLOBOCAN于2012年公布的最新數(shù)據(jù)顯示，在全球范圍內(nèi)，大腸癌居男性惡性腫瘤發(fā)病率第三位，居女性惡性腫瘤發(fā)病率第二位；并且大腸癌的發(fā)病率存在地域間差異，發(fā)達國家大腸癌的發(fā)病率高于發(fā)展中國家。這可能與人們不健康的飲食、肥胖、吸煙有關(guān)［1］。從分子水平研究發(fā)現(xiàn)，大腸癌的發(fā)生是由于癌基因和抑癌基因的突變逐漸積累而成［2］。此外，某些癌基因或抑癌基因可能成為miRNA的靶基因，在miRNA的調(diào)控下發(fā)揮作用。

miRNA是一類單鏈非編碼小RNA，其長度在22個核苷酸左右。miRNA通過調(diào)控相關(guān)基因的表達，進而在細胞增殖、分化、轉(zhuǎn)移過程中發(fā)揮作用［3-5］。研究發(fā)現(xiàn)，在腫瘤發(fā)展和預(yù)后過程中，miRNA發(fā)揮不可忽視的作用［6-8］。因此，一些研究人員正探尋用于大腸癌診斷及預(yù)后判斷的miRNA。還有研究試圖運用靶向治療的方法，作用于相關(guān)的miRNA來達到抑制或消除腫瘤的目的［9］?，F(xiàn)將與大腸癌相關(guān)miRNA的研究進展進行歸納闡述，以期能為大腸癌的研究、診斷、治療以及預(yù)防提供重要的新思路。

1　與大腸癌相關(guān)的miRNA

miRNA通過調(diào)控癌基因或抑癌基因的表達，在癌癥中起到致癌作用或抑癌作用［10］。因此，miRNA可以分為致癌miRNA和抑癌miRNA兩大類。在大腸癌的研究中，可以運用基因表達譜分析或者基因芯片技術(shù)篩選出表達異常的miRNA，進而研究其對轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)控作用［11-12］。常見與大腸癌相關(guān)的miRNA，見表1。

1.1促進大腸癌發(fā)展的miRNA

現(xiàn)研究發(fā)現(xiàn)，在大腸癌中高表達的miRNA可能促進細胞增殖、抑制細胞凋亡，又因促進細胞侵襲和轉(zhuǎn)移，從而誘導大腸癌的發(fā)生和轉(zhuǎn)移。Jahid等［13］發(fā)現(xiàn)，在老鼠腸腺癌、人Ⅰ/Ⅱ期原位大腸癌、大腸癌細胞系以及腫瘤干細胞中，miR-23a表達量均增加；分析其功能發(fā)現(xiàn)，miR-23a可以促進大腸癌的侵襲和轉(zhuǎn)移。Valeri等［14］實驗發(fā)現(xiàn)在動物模型和大腸癌患者中，miR-135b都呈高表達狀態(tài)，這可能與APC、PTEN、p53等抑癌基因的缺失或突變有關(guān)；通過體內(nèi)外實驗發(fā)現(xiàn)，miR-135b的高表達會抑制細胞凋亡，促進細胞增殖。有多項研究發(fā)現(xiàn)，高表達的miR-21可以通過抑制抑癌基因PDCD4的表達，促進大腸癌的轉(zhuǎn)化、生長和轉(zhuǎn)移［15-17］。在大腸癌中還存在許多致癌的miRNA，如miR-17-5p［18］、miR-95［19］、miR-499-5p［20］等，以及一些尚未被發(fā)現(xiàn)的致癌miRNA。

1.2抑制大腸癌發(fā)展的miRNA

大量研究表明，大腸癌中低表達的miRNA可能具有抑癌基因的作用。let-7是人類細胞或組織中發(fā)現(xiàn)較早的、存在較為廣泛的miRNA。let-7a是let-7家族的一員。有研究發(fā)現(xiàn)，與正常組織相比，let-7a在腫瘤組織（包括大腸癌）中呈現(xiàn)低表達狀態(tài)，增加let-7a的表達量將會抑制腫瘤細胞的生長［21］。Long等［22］分別檢測了人大腸癌組織和大腸癌細胞系。結(jié)果發(fā)現(xiàn)miR-138均表達下降；體內(nèi)外實驗發(fā)現(xiàn)，異位表達miR-138會抑制大腸癌的侵襲和轉(zhuǎn)移。Ke等［5］研究發(fā)現(xiàn)，抑癌基因APC的缺失可能導致miR-224的低表達，異位表達miR-224會降低大腸癌細胞的轉(zhuǎn)移能力，但是對細胞增殖的影響較小。此外，研究發(fā)現(xiàn)miR-139［23］、miR-143［24-25］、miR-145［26］、miR-342［27］、miR-365［28］、miR-497［29］、miR-638［30］等多種miRNA在大腸癌中都呈現(xiàn)低表達，并從不同的方面抑制大腸癌的發(fā)展和轉(zhuǎn)移。從以上多項研究可以得知低表達的miRNA抑制大腸癌發(fā)展和轉(zhuǎn)移的機制不盡相同。通過不斷地探尋和挖掘潛在抑制大腸癌發(fā)展的miRNA，可能為抑制大腸癌發(fā)展和轉(zhuǎn)移提供新的作用靶點。

表1　與大腸癌相關(guān)的miRNA

2　miRNA在大腸癌篩查診斷中的作用

大腸癌的篩查有助于早期發(fā)現(xiàn)腫瘤，是降低大腸癌死亡率的關(guān)鍵。Yang等［31］研究美國1976—2009年大腸癌篩查情況與大腸癌發(fā)病率之間的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，隨著納入癌癥篩查項目的人數(shù)增多，大腸癌的發(fā)病率出現(xiàn)大幅度下降，并估算這期間通過大腸癌篩查，成功預(yù)防了236 000～550 000例大腸癌的發(fā)生。因此可以看出大腸癌篩查的重要性。

Du等［32］通過Meta分析發(fā)現(xiàn)，在大腸癌早期診斷中，miR-21（AUC=0.867）比miR-92a（AUC= 0.803）診斷率更高；并通過進一步實驗說明了miR-21在血漿中的高表達有可能成為早期大腸癌診斷的生物指標。Kanaan等［33］為探究循環(huán)中miRNA作為結(jié)直腸腺瘤生物標志物的潛在應(yīng)用價值，采用微流控陣列技術(shù)在篩查組篩查380個miRNA的表達情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)一組血清miRNA組合（miR-532-3p、miR-331、miR-195、miR-17、miR-142-3p、miR-15b、miR-532、miR-652）能夠準確地區(qū)分結(jié)直腸腺瘤與正常對照［AUC=0.868（95%CI 0.76～0.98）］；miR-431、miR-15b和miR-139-3p這三個miRNA組合則可以很好地將結(jié)直腸癌與正常對照區(qū)別開［AUC=0.896（95%CI 0.78～1.0）］。這些實驗結(jié)果表明血漿miRNA是檢測結(jié)直腸腺瘤和大腸癌的有效生物指標。Zeng等［34］采用Meta分析方法研究了19篇文章的24項研究，其中包括1558例大腸癌患者和1085例對照患者，經(jīng)過亞組和回歸分析顯示，多種miRNA［AUC=0.92（95%CI 0.89～0.94）］比單種miRNA［AUC=0.84（95%CI 0.81～0.87）］預(yù)測大腸癌的準確性更高；此外還發(fā)現(xiàn)，在通過檢測血液循環(huán)中miRNA的方法來篩查大腸癌時，選用血清［AUC=0.92（95%CI 0.89～0.94）］作為檢測基質(zhì)可能比血漿［AUC=0.87（95%CI 0.84～0.90）］效果更好。

對于異常表達miRNA是否可以作為大腸癌診斷的標志物這一問題，學者們從不同的方面進行了研究和探討，雖然研究結(jié)果可能存在差異性，但是總體研究的趨勢均是miRNA在大腸癌診斷中存在價值。至于選用何種檢測手段準確性更高、依從性更好，還有待進一步研究確定。

3　miRNA在判斷大腸癌預(yù)后中的作用

miRNA表達的穩(wěn)定性和差異性已經(jīng)被人們所認知。近年來，研究人員通過分析腫瘤組織中一個或多個異常表達的miRNA，來探尋可能存在的大腸癌預(yù)后標志物。Chu等［35］調(diào)查miR-630在大腸癌中的表達模式以及對預(yù)后評估的價值，通過采用206例大腸癌患者腫瘤組織和鄰近正常組織比較發(fā)現(xiàn)，miR-630在腫瘤組織中表達增高；在大腸癌患者中，miR-630高表達的患者比低表達的患者總生存率要低，因此推斷miR-630可能作為大腸癌患者預(yù)后的生物標志物。但有的miRNA在術(shù)前和術(shù)后表達情況截然相反。Yang等［36］檢測分析miRNA-29c與大腸癌患者術(shù)后復發(fā)情況之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)早期復發(fā)患者血清內(nèi)的miRNA-29c水平要明顯高于沒有早期復發(fā)患者的miRNA-29c水平，但miRNA-29c在大腸癌組織中的表達情況與血清檢測結(jié)果正好相反，這種現(xiàn)象存在的原因尚不清楚，研究者猜測術(shù)后患者預(yù)后越差，miRNA-29c水平越高，這種現(xiàn)象可能是機體的一種自我防御機制的體現(xiàn)。

Jinushi等［37］研究發(fā)現(xiàn)人乳脂肪球EGF因子蛋白（MFGE8）的表達水平在切除大腸癌組織的患者中比未切除患者明顯降低；此外，評估大腸癌患者體內(nèi)miRNA表達水平與總生存率的關(guān)系，利用血漿和甲醛水溶液固定石蠟包埋的組織樣品檢測相關(guān)miRNA（包括miR-16、miR-21、miR-26a、miR-34a、miR-98、miR-101-3p、miR-101-5p、miR-124-5p、miR-126-3p、miR-126-5p、miR-210、miR-217和miR-630），發(fā)現(xiàn)高表達的miR-26a和低表達的miR-124-5p與低生存率有關(guān)，因此推測聯(lián)合檢測血漿中MFGE8、miR-26a和miR-124-5p表達水平，可以有助于判斷大腸癌患者預(yù)后的情況。

4　miRNA對大腸癌耐藥性的影響

目前化學療法常被作為惡性腫瘤的輔助療法，但由于部分腫瘤細胞對化療藥物存在耐藥性，易導致腫瘤復發(fā)。miRNA在大腸癌發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮著重要的調(diào)控作用。因此，許多研究從miRNA的角度對大腸癌耐藥性問題展開了探索研究。

轉(zhuǎn)錄因子FOXO3a與FOXM1均屬于叉頭框（forkhead box，F(xiàn)OX）轉(zhuǎn)錄因子蛋白家族的一員，但是二者在腫瘤和DNA損傷修復中的作用相反。FOXO3a具有抑制腫瘤和抑制DNA損傷修復的作用，而FOXM1則有較強的致癌作用，并在腫瘤耐藥細胞中高表達，與腫瘤細胞耐藥存在相關(guān)性［38］。通過體內(nèi)外實驗發(fā)現(xiàn)，miR-153可以促進大腸癌耐藥性增加，其耐藥性機制可能是直接抑制FOXO3a表達所致。后期試驗也顯示在大腸癌樣本中miR-153與FOXO3a的表達呈現(xiàn)負相關(guān)［39］。另一體外實驗發(fā)現(xiàn)，miR-320可能通過抑制FOXM1的表達，增強人大腸癌細胞對化療藥的敏感性［40］。另有研究發(fā)現(xiàn)，miR-17-5p可能通過抑制PTEN的表達來促進大腸癌患者的化療耐藥［18］。miR-145可能作為E3泛素連接酶（RAD18）的抑制劑，改善化療后大腸癌細胞的耐藥性［41］。

5　小結(jié)

miRNA在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)節(jié)基因表達，一個miRNA可以調(diào)控多個靶基因，同時多個miRNA也可以作用于同一個靶基因。miRNA通過調(diào)控相關(guān)靶基因，在細胞增殖、凋亡、遷移和侵襲中發(fā)揮重要作用。由于miRNA存在表達差異性，使得miRNA有可能作為大腸癌早期臨床診斷及預(yù)后的分子標志物。在治療方面，miRNA可能直接或間接地影響癌細胞對化療藥物的敏感性。miRNA對大腸癌的調(diào)控是一個復雜的網(wǎng)絡(luò)，之前的研究使我們對miRNA與大腸癌的關(guān)系有了一定的了解和認識，但仍有許多問題值得進一步發(fā)現(xiàn)和深入研究。

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R735.3

A

10.11877/j.issn.1672-1535.2016.14.02.12

2015-07-28）

國家自然青年基金（81403301）；天津市科技計劃項目（12ZCDZSY16800）

（corresponding author），郵箱：mengjy@163.com