miR-34a在肿瘤研究中的进展

汤庆超 王锡山

microRNA是近年来发现的一类内源微小非编码RNA，长度约18～24kb，microRNA可调控人类基因组中20% ～30%的编码基因。如今，microRNA已经被证实可以通过与靶基因mRNA的3’UTR特异性结合从而下调相应蛋白表达水平，从而调控与肿瘤发生发展相关的增殖、分化、迁移以及凋亡等功能。作为miR-34家族成员，miR-34a位置和表达水平与miR-34b和miR-34c均不相同，miR-34a位于染色体1p36，具有自身转录本，在除肺组织以外的所有组织中均有表达。而miR-34b和miR-34c则位于染色体11q23公用一个转录本，且主要在肺组织中表达而在其他组织中几乎不表达。因此，与miR-34a相关的研究被广泛关注，并且近年来的研究取得了较丰富的结果，证实了该microRNA的低表达与许多肿瘤的发生具有相关性。由于miR-34a位于染色体1p36片段上，因此该区域的缺失或者启动子基因CpG岛甲基化导致的失活，都可以造成miR-34a的沉默［1］。从最初发现miR-34a与细胞周期密切相关以来，该microRNA与肿瘤分化、凋亡、粘附、转移等的研究也在随后广泛开展。笔者将对最近miR-34a在肿瘤诊断与治疗中的研究进展加以总结和综述。

一、miR-34a与肿瘤细胞周期的关系

2007年Chang等［2］首先报道了miR-34a作为p53基因的分子机制网络中的重要一员之后，p53基因依赖miR-34a的激活和上调在诱导细胞凋亡和周期阻滞中的作用已经被广泛研究并证实。在一项白血病的研究中发现［3］，miR-34a可以与细胞周期密切相关的B-Myb和E2F1靶向结合，下调这两个基因的表达进而阻滞细胞周期。此外有研究证实在非小细胞肺癌中miR-34a、miR-15a和miR-16有协同阻滞肿瘤细胞周期使其停留在G1～S期的作用，而且这种作用优于单一microRNA所发挥的作用。由于这两类micoRNA在非小细胞肺癌中表达均降低，因此如有针对多靶点的治疗方案可能可以更有效的发挥miR-34a对肿瘤的治疗作用［4］。在胰腺癌中miR-34a能够逆转SAHA诱导肿瘤细胞G2～M期的增殖聚集，从而证实了miR-34a通过靶向结合SAHA负向调控细胞周期［5］。在一项基因芯片筛选实验中发现，结肠癌HCT116细胞系中，发现了14个与细胞周期相关的潜在靶基因，其中包括与生长因子信号通路相关的ARAF和PIK3R2，直接与细胞周期相关的 cyclin D3、G2、MCM2、MCM5、PLK1 和 SMAD4［6］。

二、miR-34a与肿瘤凋亡的关系

miR-34a调控肿瘤细胞凋亡作用的相关研究开展的较为广泛，有研究指出p53可以调控一些microRNA的表达水平，其中较明显的是miR-34a［7］，并在体外及体内实验中均证实p53可以诱导miR-34a的上调，同时也发现miR-34a的下调大大削减了p53介导的凋亡作用，miR-34a过表达时可以促进凋亡发生，因此证实miR-34a是p53在转录水平的直接靶基因，并参与p53介导的凋亡前作用。此外还证明了miR-34a在参与凋亡过程的同时可以使肿瘤细胞周期向G1期聚集［8］。作为miR-34a直接靶基因的研究也在随后逐渐被关注和揭示。到目前为止，开展过的关于miR-34a参与调控凋亡相关的肿瘤靶基因分别包括，结肠癌中的SIRT1，肝癌中的c-met，髓母细胞瘤中的MAGE-A，神经细胞瘤中的YY1等［9-12］。其中，在非小细胞肺癌中的Notch1作为miR-34a的靶基因可以直接影响其下游基因 Hes-1、CyclinD1、Survivin及BCL2的表达，因此在非小细胞肺癌中，miR-34a可以通过对Notch通路关键因子的靶向作用，来实现对肿瘤凋亡、细胞周期及侵袭能力的调控［13］。

三、miR-34a与肿瘤分化与增殖的关系

2009年Wang X等［14］首次提出HPV病毒可以通过抑制miR-34a促进肿瘤的分化与增殖。另一项研究报道［15］miR-34a可以与miR-21通过靶向结合他们的靶基因JAG1和WNT1调节树突状细胞的分化，此过程同时与肿瘤的发生相关。最近一项研究发现［16］miR-34a可以在乳头状甲状腺癌中通过靶向结合其靶基因GAS1调控PI3K-AKt-Bad信号通路促进肿瘤细胞的增殖和抑制细胞凋亡。在恶性神经胶质瘤中miR-34a的低表达可以使其靶基因PDGFRA表达升高进而促进肿瘤的增殖［17］。同时，肝癌组织中miR-34a的低表达也可以通过调节其靶基因c-Met，而促进肿瘤的增殖能力［9，18］。Wang W 等［19］报道 miR-34a 在膀胱癌中低表达与促进肿瘤增殖和肿瘤形成密切相关。2014年最新的一项研究证实不论是否存在碳酸血症，间歇性缺氧都与脑神经性营养因子的下调，miR-34a的高表达相关［20］。

四、miR-34a与肿瘤转移的关系

miR-34a对肿瘤侵袭能力及转移能力关系的研究在近年来也备受关注。2009年Li等［9］研究证实了miR-34a可以通过下调c-Met的表达而抑制肝细胞癌的迁移和侵袭。2012年Ahn等［21］研究发现在肺癌中ZEB1可以下调miR-34a的表达促进actin在转移前的细胞骨架重塑。利用TVISA系统过表达miR-34a可以抑制乳腺癌细胞的增殖及侵袭［22］。在结肠癌中，有研究发现miR-34a启动子区域的甲基化导致的 c-Met和 βcatenin的表达升高与远处转移相关［23］。相反，在乳腺癌中的另一项研究中显示miR-34a与远处转移的相关性与p53是否突变或启动子区的甲基化都不相关［24］。这说明miR-34a可能在不同肿瘤中发挥着不同的作用。此外，miR-34a与肿瘤转移相关的研究还包括，miR-34a靶向结合L1CAM可抑制子宫内膜癌的迁移及侵袭［25］。

五、miR-34a与上皮间质转化的关系

miR-34a对肿瘤发生发展过程的关键步骤上皮间质转化的影响研究目前有两项。一项是2011年Nalls等［26］对与miR-34a表达相关的基因进行芯片筛选预测了miR-34a可能通过zeb1、snail以及 slug调节EMT的发生。这一假设在2013的一项研究中被验证，Hahn等［27］研究发现 Snail和miR-34a可以通过反馈调节ZNF281或ZBP99来调节EMT的发生。Kang等［28］在另一项研究中则证明了miR-34a可以直接靶向结合Notch1进而抑制EMT的发生。

六、miR-34a与肿瘤粘附作用的关系

关于miR-34a对肿瘤细胞粘附作用的阐述见于2011年Guo等［29］在肝细胞癌中的一项研究，他们发现miR-34a可以降低肝癌细胞系Hca-F在体外与淋巴结的粘附能力，并降低了淋巴结的转移负荷，进而抑制肿瘤在体内的淋巴结转移能力。在该研究中也同时证明了miR-34a可以通过在肝癌细胞系Hepa1～6下调CyclinD1和CDK6进而触发细胞向G1期聚集，不仅抑制了细胞周期也同时抑制了肿瘤转移能力，因此miR-34a有可能成为肝细胞癌治疗的新靶点。

七、miR-34a与肿瘤干细胞的关系

肿瘤干细胞是近些年来肿瘤研究中的新发现，肿瘤干细胞已经在多种实体瘤包括肝癌、胃癌、肠癌等被鉴定及筛选，并证实与肿瘤的发生发展的各个阶段密切相关，尤其是新生肿瘤的形成及转移。miR-34a在肿瘤干细胞中的研究最早报道于2011年，Nalls等［25］在前列腺癌中首次提出miR-34a可能具有抑制肿瘤干细胞的能力。同年Liu等［30］证实miR-34a对前列腺癌干细胞的抑制能力是通过直接靶向结合CD44来实现的。Antonellis等［31］研究发现miR-34a可以靶向结合Notch配体delta-like 1抑制CD15+或CD133+的肿瘤干细胞亚型从而促进髓母细胞瘤向神经细胞分化。2013年最新的一项研究中KeJin等［32］发现miR-34a还可能通过调节端粒长度抑制胆囊癌干细胞的功能，miR-34a低表达与胆囊癌不良预后相关。

综上所述miR-34a参与了肿瘤发生发展的多个关键环节，包括增殖、分化、粘附、转移等，因此可见深入研究miR-34a对肿瘤的诊断与治疗具有重要意义。

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