喉癌相关miRNA的研究进展

吴一波，沈志森，余 星，刘 洋，于雪林，赵晓彦，郭俊明*

(宁波大学医学院1.生化室;2.附属李惠利医院耳鼻喉科，浙江宁波315211)

微小RNA(microRNA，miRNA)是近年来发现的约22个核苷酸的非编码RNA，在生物体内具有广泛的基因表达调控作用。miRNA与肿瘤发生和发展的关系非常密切［1］。miRNA在肿瘤的早期诊断、转移监测、靶向治疗和预后判断等方面越来越受到关注。

1 喉癌相关miRNA

喉癌是耳鼻咽喉头颈外科常见的肿瘤之一。在喉癌的发生与发展过程中也出现了明显异常表达的miRNA(表1)［2－13］。目前的研究结果显示，喉癌组织中有多种 miRNA的表达异常，而且低表达的miRNA多于高表达的miRNA。如:采用微阵列芯片技术在喉癌组织中发现47种miRNA表达异常，其中高表达和低表达分别为23种和24种［2］;miR-106b-25的过表达和miR-375的低表达与喉癌的发生有关［4］。

表1 喉癌中异常表达的miRNATable 1 The abnormal expressed miRNAs in laryngeal carcinoma

2 miRNA与喉癌的发生

喉癌的发生与多种因素有关，如烟草、酒精、病毒感染和放射线辐射等，而其分子生物学机制还不太清楚。关于miRNA与喉癌发病机制的研究近年来引起了人们的重视。许多上调的miRNA具有癌基因的功能，而另一些下调的miRNA则可能具有抑癌基因的功能。这些miRNA的异常表达参与了喉癌的发生。

在具有癌基因活性的miRNA中最典型的是miR-21。通过细胞培养研究发现，miR-21的上调使喉癌细胞增殖能力增强，而它的下调则导致细胞数量的减少［3］。这种影响的具体机制是miR-21使细胞失去细胞周期G1-S期转换的控制力。B细胞转座基因2(B-cell translocation gene 2，BTG2)是 miR-21的靶基因之一［3］。BTG2是细胞周期的调节者，能抑制肿瘤细胞的增殖。在喉癌细胞中，因miR-21的上调导致了BTG2的表达受到抑制，结果使细胞的增殖能力增强。

喉癌的发生还与miRNA调控癌基因的表达有关。喉鳞状细胞癌组织中RAS癌蛋白的表达明显高于正常组织，而动物实验研究发现，通过在喉鳞状细胞癌异种移植瘤体中注射miR-21反义核苷酸慢病毒载体后能使RAS癌蛋白的表达下降从而抑制喉癌细胞的生长［14］。这提示，miR-21的致癌活性与RAS蛋白有密切的关系。

let-7a是具有抑癌基因活性的miRNA的常见代表之一。与中等分化和分化良好的喉癌组织相比，let-7a在低分化的喉癌组织中显著减少［9］。在Hep-2喉癌细胞中，提高let-7a的水平能抑制细胞的增殖并诱导细胞凋亡。其机制是，let-7a在翻译水平抑制RAS和C-MYC癌蛋白的表达。在喉癌组织中，let-7a往往是低表达的，而这种低表达可使其靶基因RAS和C-MYC的表达水平上调。

值得一提的是，不少miRNA具有诱导细胞凋亡的能力。miR-375能抑制喉癌细胞的增殖和集落的形成，这与它诱导细胞凋亡有关［4］。miR-375发挥肿瘤抑制作用是通过其靶蛋白之一磷酸肌醇依赖的蛋白激酶1(phosphoinositide-dependent protein kinase-1，PDPK1)。PDPK1是抗凋亡蛋白——蛋白激酶 B(protein kinase B，PKB)的重要激活物［15］。在喉癌组织中，miR-375的表达往往是下降的，而PDPK1的表达则上升，这种变化参与了喉癌的发生。

除此之外，还有些miRNA通过其启动子区的甲基化修饰来促进喉癌的发展［16］。更有学者提出，喉癌的发生与miRNA基因的多态性有关，相关基因型的突变可导致患喉癌的风险增加［17］。

3 miRNA与喉癌的诊断

显而易见，早期发现并早期治疗喉癌能显著提高患者的5年生存率和喉癌的治愈率，而寻找具有较高诊断价值的肿瘤标志物在这方面显得非常重要。喉癌相关miRNA的研究成果为喉癌新标志物的选择提供了有力支撑。在喉癌组织中miR-21、miR-155、let-7i和 miR-142-3p高表达，而 miR-125b和miR-375低表达［4］。另外，miR-34c和 let-7a在喉癌组织中也被发现是低表达的［5，9］。随着研究的推进，在喉癌组织中越来越多的显著异常表达的miRNA被发现，如miR-375的表达水平在头颈鳞癌(head and neck squamous cell carcinoma，HNSCC)组织标本中被发现比正常组织低了超过32倍［4］。所以，通过检测喉癌相关miRNA的表达水平有望早期诊断喉癌。

分析miRNA的表达水平还有可能用于判断喉癌的转移情况。miR-23a*、miR-28-5p、miR-15a、miR-16和miR-425在喉癌组织中的异常表达与喉癌的淋巴转移有关［10］。miR-16在喉癌组织中高表达［11］;而在使用Hep-2喉癌细胞的实验中发现，抑制miR-16的水平能显著抑制喉癌细胞的迁移和提高细胞间的黏着力。进一步研究发现，miR-16负向调控斑联蛋白(zyxin)的表达，而斑联蛋白的过表达能抑制细胞的迁移，并增强细胞间的黏着力。因此，miR-16表达水平的高低提示喉癌转移能力的高低，而检测组织中miR-16的水平有利于了解患者的转移情况。另有研究发现，具有肿瘤抑制功能的miR-34c通过增加C-MET蛋白的表达而增加喉癌的恶性程度［5］。可以说，miR-34c下调程度越大，喉癌恶性程度越大。此外，miR-196A2的基因型与喉癌的易感性有关［17］。这些结果提示，相关miRNA能够作为喉癌的标志物，将在喉癌的诊断中发挥较大的辅助诊断作用。

4 miRNA与喉癌的治疗

现有的研究显示，通过分析喉癌组织中miRNA的表达情况能够提示肿瘤的发展和预后，这将为预测喉癌的发展情况、提前制定针对性治疗方案和药物选择提供帮助。如:miR-451在区分喉癌患者有无复发方面中有显著意义，miR-451在有复发患者的喉癌组织中的表达高于无复发4.7倍［4］。miR-21和miR-137的高表达与喉癌患者5年生存率下降有关［18］。

关于喉癌相关miRNA的基础研究结果显示出它们作为喉癌治疗靶点的良好应用前景。一方面，体外实验证实有些miRNA能抑制喉癌细胞的增殖，如:提高miR-34c的表达水平能有效抑制喉癌细胞的增殖和扩散［5］，提示miR-34c有希望成为喉癌治疗的一个潜在靶点。另一方面，体内实验证实在喉鳞状细胞癌异种移植瘤体中注射miR-21反义核苷酸链慢病毒载体能有效抑制喉癌细胞的生长［15］。另外，miR-375和let-7a均能抑制喉癌细胞的增殖和诱导细胞凋亡［9，15］。也有学者通过抑制血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)和端粒酶等的表达抑制喉癌细胞生长，从而提出多靶向miRNA的干扰可能成为治疗喉癌的新方法［19］。随着研究的进展，利用相关miRNA治疗喉癌将为治疗喉癌提供新方法。

5 展望

miRNA在机体生长发育、神经分化、细胞分化、细胞凋亡和肿瘤发生等方面展现其越来越广泛的调控能力。miRNA作为喉癌细胞中的一类基因表达调控因子也展现了其在喉癌发生、发展方面发挥着重要的作用。但是，miRNA导致喉癌发生的具体分子发生机制还未完全明确，而喉癌的发生是多因素、多步骤造成的，其发生机制是复杂的，受到许多调控网络的相互影响和制约，因而进一步研究miRNA与喉癌发生的关系显得特别重要。

miRNA的相关研究提示，与喉癌的其他分子标志物一样，它们将为诊断喉癌提供新型分子标志物，为喉癌的早期诊断、预测预后和复发、随访跟踪等提供帮助［20］。它们也有希望成为喉癌治疗的潜在靶点，在设计靶向治疗喉癌药物方面展现新的应用前景，将为喉癌患者带来福音。

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