申 振，武壯壯，張 龍，呂 智

（山西醫(yī)科大學(xué)第二臨床醫(yī)學(xué)院，山西 太原 030001）

骨肉瘤（osteosarcoma，OS）是第二常見的原發(fā)惡性骨腫瘤，約占原發(fā)惡性骨腫瘤的20%，是最常見的非血液來源的惡性骨骼系統(tǒng)腫瘤。OS可以于任何年齡段發(fā)病，但原發(fā)高度惡性O(shè)S多見于10歲～20歲的兒童和青少年。骨肉瘤可見于全身所有骨骼，多發(fā)于生長迅速的部位，如長骨的干骺端，主要是股骨遠(yuǎn)端（43%）、脛骨近端（23%）以及肱骨（10%）［1］。幾乎所有高度惡性O(shè)S都主訴有進(jìn)展性疼痛。OS早期表現(xiàn)為受侵犯部位的疼痛和腫脹；患者可以在睡眠中被突然的疼痛驚醒，然而，早期的疼痛癥狀可以通過保守治療改善，導(dǎo)致病情的延誤。大約有15%～20%的OS患者在初次就診時(shí)即被檢測到遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，超過85%的轉(zhuǎn)移灶為肺部，第二多見的轉(zhuǎn)移為遠(yuǎn)處骨轉(zhuǎn)移［2］。隨著診治水平的提升，OS患者5年生存率提升60%～70%［3］，但是早期發(fā)生肺轉(zhuǎn)移的患者，其5年生存率小于20%［4］。

microRNA（微小RNA，miRNA）是一類長度為19～24個(gè)核苷酸的內(nèi)源性小分子RNA，可通過非完全配對的方式，靶向結(jié)合相關(guān)mRNA的3'非翻譯區(qū)，引導(dǎo)沉默復(fù)合體的形成，阻礙靶基因mRNA的翻譯，甚至將其降解，從而達(dá)到調(diào)控相關(guān)蛋白表達(dá)的作用。miRNA具有以下特點(diǎn)：（1）位于基因非編碼區(qū)；（2）進(jìn)化上高度保守；（3）可在翻譯水平對基因表達(dá)進(jìn)行調(diào)整；（4）參與多種生物過程，調(diào)控大量蛋白的表達(dá)［5］。因?yàn)閙icroRNA通過非完全配對的方式調(diào)控靶基因的表達(dá)水平，所以一種microRNA能夠同時(shí)調(diào)控若干種基因，一種基因也能夠同時(shí)被多種基因所調(diào)控，使得microRNA在疾病中的作用錯(cuò)綜復(fù)雜［6］。

microRNA-21是microRNA家 族 中 的 一 員，定位于染色體17q23.2 ，緊鄰空泡膜蛋白1（VMP1）基因，能夠和PTEN、TPM1、PDCD4等抑癌基因的3抑非編碼區(qū)結(jié)合，從而調(diào)控腫瘤的發(fā)生發(fā)展［7］。microRNA-21的前 體Pre-miR-21被RNaseⅢ剪切為前導(dǎo)鏈miRNA-21-5p和隨從鏈miRNA-21-3p。現(xiàn)有文獻(xiàn)大多未標(biāo)明所研究的microRNA-21為其前導(dǎo)鏈還是后隨鏈，但microRNA-21多指miRNA-21-5p，miRNA-21-3p少有報(bào)道［8］。近期有大量研究報(bào)道m(xù)icroRNA-21在骨肉瘤中的作用，然而國內(nèi)外缺乏與此相關(guān)的綜述。本文回顧microRNA-21在OS中的作用，希望能對臨床治療OS提供新思路。

1 microRNA-21與骨肉瘤

miRNA-21是一種抑癌基因，在大多數(shù)腫瘤組織中或腫瘤患者血清中呈現(xiàn)高表達(dá)［9］。吳子晏等［10］推測miRNA-21在OS中也高表達(dá)，并經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證了該假設(shè)，提出miRNA-21是一個(gè)在OS發(fā)生發(fā)展過程中起到重要作用的基因，高表達(dá)的miRNA-21能夠負(fù)調(diào)控RECK的表達(dá)，促進(jìn)OS的侵襲和轉(zhuǎn)移，有望作為診斷和預(yù)測預(yù)后的指標(biāo)。此后多人對miRNA-21在OS中的作用進(jìn)行了探究，本文擬從OS細(xì)胞系的生物學(xué)功能以及骨肉瘤的臨床診治等方面對miRNA-21在OS中的作用做一綜述。

1.1 microRNA-21與OS細(xì)胞的生物學(xué)功能

由于microRNA采取非完全配對的方式與目的基因相結(jié)合并調(diào)控其作用，所以一種基因可能被多種miRNA調(diào)控，反過來，一種miRNA也可能調(diào)控多種基因的表達(dá)。同樣，microRNA-21也通過多種途徑調(diào)控OS的生物學(xué)功能。已有研究表明，在乳腺癌中，microRNA-21能夠通過下調(diào)原肌球蛋白1基因（TMP1）的表達(dá)水平，進(jìn)而抑制腫瘤的生長［11］。在結(jié)直腸癌中，microRNA-21負(fù)表達(dá)調(diào)控細(xì)胞程序性死亡因子4（PDCD4），能夠介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移［12］。在肝細(xì)胞癌中，磷酸酶和張力蛋白同源缺失基因（PTEN）的表達(dá)受到microRNA-21的抑制，促進(jìn)肝癌細(xì)胞的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移［13］。在OS中，microRNA-21也通過多種途徑調(diào)節(jié)OS細(xì)胞的生物學(xué)功能。

Lv等［14］通過分析基因圖譜，提出PTEN可能是microRNA-21潛在的作用靶點(diǎn)，經(jīng)蛋白印跡試驗(yàn)證實(shí)：相比空白對照組，在microRNA-21高表達(dá)組中PTEN表達(dá)受抑制，而microRNA-21低表達(dá)組PTEN表達(dá)量升高。同時(shí)，因?yàn)镻TEN負(fù)表達(dá)調(diào)控PI3K/Akt通路，Lv等人進(jìn)一步驗(yàn)證得出結(jié)論：在OS細(xì)胞系（MG63）中，高表達(dá)的microRNA-21通過PTEN/Akt途徑促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖和侵襲，抑制細(xì)胞的凋亡。

此外，另一項(xiàng)研究結(jié)果表明［15］，在OS細(xì)胞系（MG63、U2）中，低表達(dá)的microRNA-21能夠抑制腫瘤細(xì)胞的增殖，而通過TGF-β1抑制試驗(yàn)可以解除這一抑制作用，說明microRNA-21能夠通過TGF-β1途徑調(diào)控OS細(xì)胞的功能。但是研究者沒有找到microRNA-21和TGF-β1的結(jié)合序列，所以microRNA-21可能對于TGF-β1并無直接調(diào)節(jié)作用，尋找被microRNA-21作用的TGF-β1上游基因可作為今后研究的著手點(diǎn)。

Zhang等［16］的研究表明，microRNA-21-5p高表達(dá)能夠抑制PDCD4的表達(dá)水平。PDCD4是一種抑癌基因，被抑制后OS細(xì)胞的增殖能力受到負(fù)調(diào)控。他們還發(fā)現(xiàn)，長鏈非編碼RNA XIST能夠競爭性地結(jié)合microRNA-21-5p來調(diào)節(jié)PDCD4的表達(dá)水平。這提示我們長鏈非編碼RNA與microRNA的相互作用可能有很大的研究前景。

1.2 miRNA-21與OS的 診 斷

隨著醫(yī)學(xué)影像學(xué)及病理學(xué)等臨床輔助科室的發(fā)展，診斷OS的技術(shù)日新月異，然而X線片仍然是最常用的檢查手段。骨肉瘤患者病變骨常有特征性骨膜反應(yīng)，以“Codman三角”的形式出現(xiàn)，或呈“日光放射”的現(xiàn)象。MRI可以分清楚腫瘤骨質(zhì)和軟組織的邊界，也可以確定腫瘤與周圍組織的解剖關(guān)系。全身核素骨掃描和胸部CT能夠幫助尋找OS的 轉(zhuǎn) 移 灶［17］。根 據(jù)WHO2013版OS病 理 學(xué) 分型，OS可以分為低級別中心型OS、經(jīng)典型OS、毛細(xì)血管擴(kuò)張型OS、小細(xì)胞OS、繼發(fā)性O(shè)S、骨旁O(shè)S、骨膜OS以及高級別表面OS等類型［18］。最終確診OS的病理學(xué)分型需要經(jīng)過專業(yè)的病理學(xué)診斷。然而，上述診斷手段存在著自身的局限性，由于影像學(xué)結(jié)果和病理切片的判讀是人進(jìn)行的，在確診過程中，易受到檢查條件、醫(yī)師專業(yè)水準(zhǔn)及經(jīng)驗(yàn)、病理取材等人為主觀因素的影響，從而可能導(dǎo)致OS的診斷不準(zhǔn)確和不及時(shí)；同時(shí)，臨床最終確診OS依賴穿刺或者切開取活檢，這也可能會(huì)導(dǎo)致OS的進(jìn)一步侵襲和轉(zhuǎn)移，還可能導(dǎo)致病理性骨折的發(fā)生［19］。因此，探索一種新的客觀且非創(chuàng)傷性的診斷指標(biāo)可能能夠幫助人們更早、更及時(shí)、更準(zhǔn)確地診斷OS，同時(shí)減少不必要的并發(fā)癥。

宋魏等［20］收集了120例手術(shù)切除的OS標(biāo)本及患者外周血標(biāo)本，所有OS標(biāo)本均已被臨床確診。經(jīng)過實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測，OS患者外周血單個(gè)核細(xì)胞中microRNA-21的表達(dá)量顯著高于正常對照組（P＜0.05 ），相對表達(dá)量2－△△Ct分別為1.43 表量于正（OS組）和0.67 表量于正（正常對照組）。Yuan等［21］通過對比分析不同OS患者外周血和正常對照組血清中microRNA-21的表達(dá)量后提出，microRNA-21表達(dá)水平在OS病人血清中較正常對照組升高。在分析血清microRNA-21表達(dá)水平與OS患者的各項(xiàng)指標(biāo)的關(guān)系時(shí)，提出OSEnneking分期和其血清microRNA-21表達(dá)水平密切相關(guān)，且Enneking II期OS患者較Enneking I期患者血清microRNA-21表達(dá)水平明顯升高（P＜0.001）；但研究并未發(fā)現(xiàn)血清microRNA-21表達(dá)水平與OS患者的年齡、性別、腫瘤部位及腫瘤亞型有關(guān)。

1.3 miRNA-21與OS的 治 療。

最近研究表明，microRNA等非編碼RNA在腫瘤發(fā)生發(fā)展中調(diào)控著一系列非常重要的基因和信號傳導(dǎo)通路。在治療OS時(shí)，基因和分子靶向治療卻未能廣泛應(yīng)用于臨床，手術(shù)聯(lián)合化療仍然是臨床治療OS的主要方式［22］。近年隨著新輔助化療的出現(xiàn)，能夠及早殺滅潛在的微小轉(zhuǎn)移灶，縮小腫瘤體積，為手術(shù)創(chuàng)造有利條件，明顯改善非轉(zhuǎn)移性O(shè)S患者的預(yù)后。早期臨床上采用多藥聯(lián)合化療方案，包括多柔比星、順鉑、博來霉素、環(huán)磷酰胺或異環(huán)磷酰胺、放線菌素D和大劑量甲氨蝶呤中的至少三種組合［23］。近期臨床試驗(yàn)證明，采用順鉑和表柔比星兩種化療藥物的短期密集化化療方案與多藥聯(lián)合方案療效無明顯差異［24］。順鉑作為一種常用的化療藥物，被普遍應(yīng)用于OS的臨床治療。然而，在臨床治療的過程中，化療藥物耐藥性一直是影響化療效果的一大障礙［25］。

Ziyan等［26］提 到，在 人OS細(xì) 胞 系（MG63）中，microRNA-21能夠調(diào)控OS細(xì)胞對順鉑化療的敏感性。高水平表達(dá)的microRNA-21提高OS細(xì)胞對順鉑的耐藥性，敲低OS細(xì)胞microRNA-21的表達(dá)水平，可以間接抑制bcl-2蛋白的表達(dá)水平，從而增加OS細(xì)胞對順鉑化療的敏感性。

然 而Vanas等［27］的 研 究 表 明，在OS細(xì) 胞 系（MG63）中，通過質(zhì)粒構(gòu)建microRNA-21異位高表達(dá)模型，能夠提高細(xì)胞對順鉑的化療敏感性。該結(jié)論與Ziyan等［26］的結(jié)論完全相反，Vanas等［27］推測，這可能是因?yàn)閆iyan等［26］通過慢病毒轉(zhuǎn)染microRNA-21寡核苷酸到OS細(xì)胞時(shí)，同時(shí)抑制了miRNA-21-3p的表達(dá)水平。在一項(xiàng)研究中，Pink等［28］在探究miRNA-21-3p表達(dá)水平與腫瘤化療敏感性的關(guān)系時(shí)發(fā)現(xiàn)：在卵巢癌中，miRNA-21-3p和miRNA-21-5p的作用完全相反，抑制miRNA-21-3p的表達(dá)水平可以提高細(xì)胞對順鉑化療的敏感性；抑制miRNA-21-5p則降低細(xì)胞對順鉑化療的敏感性。

在Yuan等［21］的一項(xiàng)臨床研究中，根據(jù)化療后病理學(xué)檢查結(jié)果，將65名OS患者分為化療有效（35例）和無效組（30例），兩組患者血清microRNA-21表達(dá)水平分別為6.19 ±0.80 和3.92 ±0.33 （ΔCt值，P＜0.001），說明血清microRNA-21高表達(dá)的OS患者對化療具有抵抗性，往往預(yù)示著不良的臨床預(yù)后。

2 展望

microRNA種類繁多，據(jù)報(bào)道已有上千種microRNA在人體內(nèi)被發(fā)現(xiàn)。其作用機(jī)制紛繁復(fù)雜。一種microRNA可能通過多種機(jī)制調(diào)節(jié)機(jī)體功能，一種作用機(jī)制也可能受到多種microRNA的調(diào)節(jié)。研究表明，作為一種癌基因，miRNA-21在多種腫瘤組織中表達(dá)量升高，OS也不例外，在OS中發(fā)揮重要的生理功能，能夠促進(jìn)OS細(xì)胞的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移，抑制細(xì)胞凋亡，增加細(xì)胞對化療藥物的抗性［29］。

作為一種穩(wěn)定高表達(dá)的癌基因，microRNA-21在OS的診斷、治療和分析預(yù)后中有著十分廣闊的應(yīng)用前景，有望為臨床治療OS提供新的靶點(diǎn)和思路。既往研究表明，患者ALP、LDH水平的升高成為預(yù)測OS預(yù)后的因素［30］。惡性腫瘤在診斷時(shí)最重要的預(yù)后因素是腫瘤分期和分級，Yuan等的研究成果將microRNA-21的表達(dá)水平和OS的Enneking分期聯(lián)系起來，有助于預(yù)測預(yù)后，幫助作出臨床決策［21］。

另外，在OS領(lǐng)域中，目前研究主要側(cè)重于探究miRNA-21的前導(dǎo)鏈miRNA-21-5p的作用，而其隨從鏈miRNA-21-3p的作用少有報(bào)道。探究miRNA-21-3p在OS中的作用，或是比較上述二者在OS中發(fā)揮的作用有何異同，可以作為今后研究的方向。

本文局限性在于尚未有足夠多的文獻(xiàn)支持，關(guān)于microRNA-21在OS中的生物學(xué)作用，未能全面而深入地進(jìn)行闡釋。再者，盡管大量體內(nèi)外的試驗(yàn)表明，通過microRNA-21抑制劑或者鎖核酸能夠阻斷或者調(diào)低胞內(nèi)的microRNA-21表達(dá)水平，成為潛在的臨床治療OS的手段，但是目前仍然缺乏相關(guān)的臨床試驗(yàn)來證實(shí)這一點(diǎn)。