胃癌相关microRNA的研究进展

陶银煜，汤黎明

（南京医科大学附属常州市第二人民医院，江苏常州，213000）

综述

胃癌相关microRNA的研究进展

陶银煜，汤黎明

（南京医科大学附属常州市第二人民医院，江苏常州，213000）

胃癌；microRNA

胃癌是世界上最常见肿瘤的第4位，恶性肿瘤死亡的第2位［1］。而在中国，胃癌发病率更高，仅次于肺癌位居第2［2］。目前对胃癌的治疗仍是以手术为主，放化疗为辅的综合治疗。临床上，早期胃癌症状不典型，就诊时往往已是进展期，因此治疗效果常不尽如人意。而且，在胃癌的发生、发展的分子机制方面，作者研究也远远落后于对其他癌症的研究。miRNA作为近年来发现的内源性非蝙码RNA，它的表达与个体发育、增殖、分化以及恶性肿瘤发生发展密切相关。大量研究发现，miRNA与胃癌的发生、发展及侵袭转移有关。而多项研究亦揭示miRNA在胃癌诊断与治疗方面具有潜在重大意义。本文就miRNA在胃癌的发生发展、侵袭转移以及诊断治疗方面进行如下综述。

1 MiRNA概述

miRNA是一类内源基因编码的长约19～22个核苷酸构成的单链非编码单链RNA。它通过促进mRNA降解、抑制mRNA翻译来调控蛋白表达。已有超过1000种miRNA被明确涉及几乎所有生理及病理过程，包括各种疾病甚至癌症。越来越多的miRNA的功能以及它们的调控机制被阐明［3-4］。miRNA的基因大多位于基因间隔区［5］，但也有位于内含子或外显子区内的［6］。首先，在细胞核内，由RNA聚合酶Ⅱ转录成长片段的原始miRNA（pri-miRNA），然后被RNA内切酶Drosha剪切为前体miRNA（pre-miRNA）。pre-miRNA再被exportin5从细胞核内运输到细胞质，进一步被Dicer内切酶剪切为成熟的miRNA。miRNA可与蛋白结合形成RISC（RNA诱导的转录沉默复合物）后与靶标mRNA结合，进而降解靶标分子（若mRNA与miRNA具有完美的互补性，则RISC会降解mRNA）或抑制蛋白的翻译过程（若mRNA与miRNA无足够互补性，则miRNA就会阻断此基因的翻译）。一个miRNA可以同时调节数个至数百个基因，而一个基因又同时受多个miRNA的调控［7］，人体内有数千个miRNA调控着数千个mRNA从而形成一个复杂的网络。miRNA在转录后水平上调控超过三分之一的蛋白编码基因，参与生物细胞增殖、分化、发育及凋亡等多种生理过程和病理过程。

研究［8］表明，在人类恶性肿瘤中，大约有1／2的miRNA基因位于肿瘤相关基因组区域内，以及基因组中常发生缺失以及扩增的脆性区域内。miRNA基因发生缺失、突变、启动子甲基化，还有包括组蛋白乙酰化以及miRNA合成过程的错误都会导致其表达异常。甚至包括染色体易位以及翻译活动，都会改变miRNA的表达。这些表达异常的miRNA中，有些上调的miRNA诱发肿瘤细胞增殖同时抑制其凋亡（比如miR-122在肝细胞癌中上调［9］），它们被称为“癌基因性miRNA（oncomiRs）”；而有些miRNA在肿瘤细胞中表达下调，这类miRNA又被称为“抑癌基因性miRNA（tsmiRs）”；还有一些miRNA与肿瘤的侵袭转移特别有关，可以称为“转移调节miRNA（metastamiRs）”。以后也许还能明确组织特异性的miRNA，目前在消化道肿瘤方面［9］，已经有少量关于血液中表达异常的miRNA的研究，包括有研究表明miR-122在肝组织中含量特别丰富［10］。也许以后我们可以通过检测血液或其他体液内的相关miRNA用来早期诊断疾病。

2 MiRNA与胃癌的发生

胃癌是一种多基因疾病，其发生发展是一个多因素多步骤过程，是多种相关基因失活导致的结果，miRNA在其中可以作为致癌基因或抑癌基因发挥促癌或抑癌作用。目前，通过基因芯片（microarray）、RT-PCR（real-time PCR，Stemloop RT-PCR）以及原位杂交（LNA-based ISH）等技术［11］的应用，有许多miRNA已被证明在胃癌中的异常表达，这些研究阐述了这些miRNA在胃癌发生、发展以及侵袭转移方面起着重要作用，而且研究者们也找到了许多miRNA调控的靶基因。

2.1 促癌相关的miRNA

细胞增殖、分化和凋亡等生物学进程中任一步骤异常可导致肿瘤的发生。胃癌中已有大量呈上调的miRNA被证明的影响着上诉过程。如miR-181a的过表达促进了胃癌细胞的增殖，并通过抑制KLF6（肿瘤抑制基因）来抑制癌细胞的凋亡［12］。miR-23a在胃癌中表达上调，其作用靶点为IL-6R（白细胞介素-6受体），IL-6R蛋白质的含量与miR-23a呈负相关，miR-23a通过与IL-6R的作用促进胃癌细胞的生长［13］。miR-21被报道在胃癌中明显上调，其靶基因是PDCD4和PTEN［14］。miR-196a／196b被发现在肿瘤组织以及胃癌患者的血清中呈明显高表达［15-16］。有报道表明在胃癌细胞系MGC803以及胃癌组织中miR-191均过表达，并通过调控NDST1而起作用［17］。miR-370在胃癌组织中高表达，并下调TGFBR2（Ⅱ型TGF-β受体）［18］。

2.2 抑癌相关的miRNA

同样，许多在胃癌中的下调的miRNA及其靶基因已经被明确。有报道显示，取自胃癌患者的腺癌组织中，miR-181b与miR-182呈显著低表达，研究者将miR-181b在细胞株中过表达，最终抑制了肿瘤细胞的增殖能力，细胞集落形成率明显下降。而且它通过与基因的3′端非翻译区的结合而减少了CREB1（cAMP反应元件结合蛋白1）的翻译。还有研究证明miR-181b与miR-182通过负性调节靶基因CREB1而起在胃癌中起着抑癌的作用［19-20］。Sun等［21］发现miR -429可通过调控靶基因c-myc从而抑制肿瘤的黏附与迁移，转染了miR-429的肿瘤细胞其增殖能力、黏附能力均明显下降。Tseng等［22］研究证实miR-148可通过调节PIN（蛋白质交互网络）从而抑制胃癌的浸润与转移。而miR-107被推测可能通过作用于靶基因CDK6，从而导致细胞周期G1期的停滞，最总抑制肿瘤细胞的生长［23］。miR-124可以抑制癌基因SPHK1而诱导细胞周期抑制剂P21和P27，最终抑制胃癌细胞增殖［24］。而miR-409-3p基因簇能抑制癌基因SPHK10来抑制胃癌细胞增殖［25］。

3 MiRNA与胃癌的侵袭转移

临床上，胃癌的转移是造成患者死亡的主要原因。事实上，癌细胞的侵袭转移在癌症进展的过程中至关重要［26］。EMT（上皮间质转化）是恶性肿瘤细胞获得迁移和侵袭能力的重要生物学过程。miR-21能促进胃癌的侵袭和淋巴结转移［14］。miR-196a被证明能促进EMT［15］。而mir-196b的过表达能上调靶基因VIM、MMP2并下调靶基因CDH1，最终诱导EMT进而促进癌细胞的转移［26］。miR-10的过表达通过调控靶基因HOXD10而刺激RhoC-AKT信号通路，进而促进胃癌转移［27］。miR-27同样能促进胃癌细胞的转移，其过表达可以引起EMT相关的基因（如ZEB1，ZEB2，SLUG等）表达增多而诱导EMT发生。

另外，还有些miRNA被报道可以抑制肿瘤的侵袭转移。如miR-429通过调控靶基因myc而起抑制肿瘤侵袭能力［21］。miR-7可以调控IGF1R和SNAI1来促进CDH1的表达增多而抑制转移，这个通路也许是潜在的治疗靶点［29］。miR-145可以直接调控CDH2和MMP9来抑制肿瘤的转移［30］。let-7f的过表达能抑制靶基因MYH9，从而抑制肿瘤的侵袭转移［31］。

miRNA与胃癌的发生发展、侵袭转移密切相关，继续深入探讨miRNA调节机制有助于揭示胃癌的病理生理过程。对相应的靶基因和调控过程的研究深入，有助于发现干预、治疗胃癌的新靶标，最终实现有效的胃癌基因疗法。

4 miRNA与胃癌的诊治

目前胃癌的预后取决于确诊时的分期，而临床上早期胃癌症状不典型，就诊时往往已是进展期，如何提高早期诊断率是提高胃癌疗效的关键。众多关于miRNA的研究提示，其可以作为诊断指标助于胃癌的早期诊断。同时，miRNA也可能作为新的治疗靶点，并用以预测胃癌患者的预后。

4.1 miRNA与胃癌的诊断

miRNA在人体血液、唾液、尿液以及其他体液中稳定表达［32］，因此miRNA有作为检测指标的潜力。有研究发现，检测血清miR-221，miR -376c和miR-744可以区分胃癌患者与正常人（敏感性82.4%，特异性58.8%）［33］。Tsujiura等［34］发现miRNA-17-5p，miRNA-21以及miRNA-106a／106b在胃癌患者的血浆中表达明显上调，而let-7a表达明显下降。Jiang等［35］研究发现miRNA-421在73.33%的胃癌样本中过表达，以miRNA-421作为标志物检测胃癌，胃癌检出率明显高于血清CEA（癌胚抗原）的检出率。以上几个研究均说明miRNA有可能作为一种血清诊断标志物对胃癌患者进行筛查。

4.2 miRNA与胃癌的治疗

miRNA作为胃癌的癌基因或抑癌基因起作用，因而有作为肿瘤治疗的靶标。目前已经有人工合成RNA，可以将之导入体内用于抑制肿瘤组织中高表达的miRNA或提高低表达的miRNA。例如体内导入siRNA（小干扰RNA）或shRNA（异源双链RNA）沉默靶基因技术［36］。这种使特定miRNA失活的治疗方法更稳定而且毒性较低。到目前为止还没有关于利用miRNA在人体内进行抗肿瘤治疗的相关报道。将来也许在局部或全身范围导入反义miRNAs进而调控miRNAs将成为新的抗肿瘤治疗方法。

4.3 miRNA与胃癌的预后

虽然miRNA预测癌症预后的作用不像早期诊断那样重要，但仍然要关注。如miR-21提示着胃癌预后较差。miR-93高表达的胃癌患者多生存期很短［38］。miR-10b，miR-107／196a以及miR-223的高表达提示胃癌容易发生转移［39］。还有报道示miR-125a-3p的低表达加强了胃癌的恶性程度，如癌肿的大小，淋巴结及肝转移的发生，这些都提示了预后差［37］。许多研究都表明了miRNA与胃癌预后有关系，但是要在临床使用仍需要进行更多更深入的研究。

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