MicroRNA-27的研究进展＊

杨 梅 综述；冯正平，邓华聪 审校

（重庆医科大学附属第一医院内分泌科，重庆 400016）

微RNA（microRNA，miRNA）是一类进化上高度保守，非编码蛋白质的单链小RNA分子。miR-27家族是众多miRNA中功能显著的一种，目前研究发现miR-27与人体多种疾病的发生、发展密切相关，因此，miR-27受到越来越多的关注。本文对有关miR-27与临床疾病的发生的研究进展作简要综述。

1 miRNA

miRNA是一类由大约22个核苷酸组成的内源性非编码小RNA分子。miRNA起源于基因组miRNA，这些miRNA有的位于功能基因的编码区，更多的是位于非编码区；有些独立存在，也有许多miRNA成簇存在于基因组上。miRNA在RNA聚合酶Ⅱ的作用下转录成为pri-miRNA（primary miRNA），在细胞核内进一步被加工为中间体pre-miRNA（precursor miRNA），然后转运到细胞质中，经过一系列酶切后形成成熟的miRNA。成熟miRNA与RNA诱导的沉默复合体（RNA-induced silencing complex，RICS）结合于目标 mRNA的3′非翻译端（3′untranslational region，3′UTR）区域，引起目标mRNA的降解或者抑制其翻译，从而对靶基因的表达发挥转录后调控的作用［1］。单个miRNA能作用于数百个功能不同的靶基因，而miRNA在不同发育阶段和特定细胞系中的表达实现了对靶基因时序性和组织特异性的调控。

自从1993年第一次发现miRNA——lin-4和lin-14，近10年来关于miRNA的研究取得了很大进展。miRNA在动物、植物、病毒，甚至是单细胞的绿藻中都有发现，目前在人体中发现的miRNA超过1 000种［2］。研究表明，这些miRNA在转录后水平上调控了至少1／3的人类功能基因，涉及受体、转运子、转录因子、分泌因子及各种信号通路。它们在不同的细胞系中发挥作用，调控不同的生物过程，如细胞的分化、增殖、凋亡、代谢，甚至个体发育［2］。miRNA的突变或异常表达与疾病的发生密切相关，包括引起肿瘤的发生与肿瘤的多药耐药性等。

miR-27家族是miRNA中有显著功能的一种，人类有miR-27a、miR-27b2种亚型，并分别与其他 miRNA形成miRNA簇。目前发现miR-27与多种疾病的发生密切相关，其中，与骨代谢疾病、肿瘤发生及心血管疾病等的关系尤为密切。

2 miR-27与疾病的关系

2.1 miR-27与代谢性骨病 miRNA可调节成骨细胞、破骨细胞和软骨细胞的增殖、分化以及凋亡的特定靶基因或信号通路，影响骨的新陈代谢，从而参与骨的发育和形成。其中，miR-27在成骨细胞分化过程中的作用尤为显著。miR-27在人骨髓间充质干细胞（human mesenchymalstem cells，hMSC）转化为骨细胞的过程中可抑制Wnt信号通路中的结肠腺瘤性息肉病（adenomatous polyposis coli，APC）基因的表达，促使β-连环蛋白（β-catenin）的积累，从而影响骨细胞的分化。下调miR-27表达可促进β-catenin的降解，诱导成骨细胞凋亡，导致骨质疏松［3］。Schoolmeesters等［4］也发现 miR-27a在hMSC中可影响转录因子手性钙结合蛋白（grancalcin）的表达，影响骨的形成。Akhtar等［5］研究发现miR-27b可下调软骨细胞的基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）-13的分泌，其表达异常易导致骨关节炎的发生。另外，miR-27可以作用于骨成型蛋白（bone morphogenetic protein，BMP）信号通路中的BMP受体（BMP receptor，BMPR）1A基因及BMPR2基因，促进成骨细胞的分化［6］。这些研究表明，miR-27在骨的代谢方面发挥着重要作用，其异常表达会导致疾病的发生，如骨质疏松。

2.2 miR-27在肿瘤发生中的作用 肿瘤的发生是细胞增殖和凋亡失衡的结果，而越来越多的研究发现miRNA在肿瘤发生过程中发挥着十分重要的作用。一些miRNA可以作用于原癌基因或抑制基因，如果其表达产生异常会使其靶基因产生相反的生物功能，从而促使肿瘤的发生，这些miRNA相应地被归为具有抑癌或原癌特性的miRNA。在肿瘤细胞中发挥作用的miRNA大多属于这类原癌或抑癌的miRNA，它们的表达谱明显不同于正常细胞，这种异常表达破坏正常的细胞周期，导致细胞的异常增殖形成肿瘤。miRNA引起肿瘤细胞免疫逃逸而免于凋亡，并促其无限增殖，导致血管生成、转移等［7］。近来已有大量研究证实miR-27的致癌作用，它发挥着原癌基因的功能。

miR-27在乳腺癌、结肠癌、胰腺癌及胃腺癌等多种肿瘤中的表达较正常组织显著上调。在乳腺癌细胞中，miR-27a可调控抑癌基因叉头框 O1（forkhead box O1，foxO1）基因的表达［8］，也可抑制锌指蛋白ZBTB10（zinc finger and BTB domain containing 10）的表达，促使Sp蛋白的积累［9-10］，引起细胞周期的异常，导致乳腺癌的发生。而发生在miR-27a前体中的单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism，SNP）阻碍其转化为成熟体，这类家族发生乳腺癌的概率明显降低［11］。崔秀英等［12］研究发现，miR-27在转移组乳腺癌组织中的表达明显高于非转移组，其表达与肿瘤的大小、淋巴结转移有关，miR-27显示乳腺癌的恶性程度和转移状态的特性使其可能成为乳腺癌新的预后指标及治疗靶点。对于其他肿瘤，包括结肠癌、胰腺癌等，miR-27也通过作用于ZBTB10而发挥诱导肿瘤的作用，并且抗癌剂CDODA-Me和CDDO-Me可以降低miR-27的表达而抑制肿瘤细胞的生长［13-14］。另外，miR-27在胰腺癌中也可作用于SPRY2蛋白，在胃癌中可作用于抗增殖蛋白Prohibitin，形成对肿瘤细胞生长的影响［15-16］。肿瘤相关miRNA的特性可能应用于肿瘤分型、诊断、预后判断、指导用药，疗效监测，甚至辅助治疗。

2.3 miR-27与肿瘤的多药耐药性 化学疗法（化疗）是目前治疗肿瘤的主要手段之一，但目前常用的大多数化疗药物并非靶向药物，因而治疗剂量较大、毒性作用明显，且应用化疗药物一段时间后，患者可能产生耐受。如何增加肿瘤细胞对化疗的敏感性，减少耐受，甚至杀灭已经发生耐受的肿瘤细胞，是肿瘤治疗中的一个重要问题。研究显示，不少miRNA可能影响肿瘤对化疗的敏感性，有的miRNA可能增加肿瘤的化疗敏感性，而另一些作用则相反。

除了致癌作用，miR-27还能通过调控多药耐药基因与细胞凋亡来调节肿瘤的多药耐药性，影响肿瘤的化疗效果和预后。一些独立的研究表明，miR-27的下调会导致多药耐药基因低表达［17］，miR-27a通过这种机制影响白血病细胞对多柔比星（doxorubicin，DOX）、胃癌细胞和食管鳞状细胞癌细胞对多柔比星的抗性［18-20］。另外，van Jaarsveld等［21］也发现miR-27与卵巢癌化疗耐药性之间关系密切。因此，靶向miR-27的药物有可能减小药物对肿瘤治疗的抗性，从而改善疗效。

2.4 miRNA-27与肥胖 近来研究发现，miRNA在人体物质和能量代谢的动态平衡中发挥着重要的调节功能。脂肪组织的功能对于能量代谢是必不可少的，脂肪组织不仅是一个能源站，也是内分泌因子的重要来源。miRNA介导的脂肪功能的表观遗传调控已经是能量代谢和肥胖的研究中的一个重要方面。研究发现，miR-27家族（miR-27a和miR-27b）在脂肪细胞分化过程中表达下调，影响其靶基因过氧化物酶体增殖物活化受体（peroxisome proliferator-activated receptor，PPAR）γ的表达（PPARγ是脂肪生成的关键调控因子），从而调控脂肪细胞的分化［22-23］。而miR-27的过表达会导致PPARγ和CCAAT／增强子结合蛋白α（CCAAT／enhancer-binding protein alpha，C／EBPα）的表达被阻断，从而特异性抑制脂肪细胞的形成［24］。而在对大鼠模型的研究中发现，miR-27通过作用于视黄素X受体α（retinoid X receptor alpha，RXRα）而影响肝星形细胞的状态，从而调控脂肪代谢和细胞增殖［25］。这些研究表明miR-27家族是一类重要的脂肪细胞分化的负调控因子，在与肥胖有关的脂肪功能的调节中发挥重要作用。miR-27代表了一种新的成脂抑制因子，可能在与肥胖有关的疾病的病理进程中发挥重要作用而成为潜在治疗靶点。

2.5 miRNA-27与心血管疾病 心血管疾病已成为危害人类健康、导致死亡的主要原因，预防心血管疾病的发生及治疗先天性心脏病成为当前医学研究的重点与难点。近期研究表明，miRNA在（心）肌细胞、血管细胞分化过程以及心血管系统的生理和病理机制中发挥了非常重要的作用。miR-27在心肌细胞中通过作用于多个靶基因影响其功能。miR-27b可直接靶向PPARγ，导致心脏肥大和功能障碍［26］。Chinchilla等［27］通过实时定量逆转录-聚合酶链反应（quantitative reverse transcriptase-polymerase chain reaction，qRT-PCR）和原位杂交（in situ hybridization，ISH）技术发现miR-27b可作用于一种肌肉特异性转录因子--肌细胞增强因子2C（myocyte enhancer factor 2C，MEF2C），促进心脏的发育，而不改变其他心脏基因，如钠离子通道 （sodium channel，SCN）5a基因及SCN1b基因的表达。另外，miR-27a可作用于甲状腺激素受体（thyroid hormone receptor，TR）β1，上调β-主要组织相容性复合物（major histocompatibility complex，MHC）的表达，从而影响心肌的收缩性［28］。在对肌细胞的研究中发现，miR-27一方面调控配对盒基因3（paired box gene 3，PAX3）的表达，影响肌细胞的快速分化、增殖［29-30］，另一方面作用于肌肉生长抑制素（myostatin，MSTN）而影响肌细胞的抽动快慢［31］。另外，Zhou等［32］发现miR-27在血管生成过程中，主要通过作用于SPRY2和Sema6A蛋白而增强血管生成，miR-27的这一调控作用可用于视网膜黄斑变性等血管紊乱的治疗。这些研究表明miR-27在可能引发心血管疾病的（心）肌细胞和血管细胞中发挥重要调控作用，调控miR-27的表达可能会在心脏疾病（如心肌肥厚）的治疗方面发挥重要作用。

作为新型的特异性基因调节小分子，miR-27与人类疾病的关系密切，涉及骨代谢、肿瘤发生、肿瘤抗药性、肥胖及心血管疾病等，其发生涉及不同的细胞系、靶基因和信号通路。对miR-27进行深入研究不仅有助于阐明疾病基本病理过程及相关疾病的发病机制，而且在疾病的临床诊断和治疗上也将具有重要的应用前景，miR-27可用作多种肿瘤治疗的药物靶点。miR-27作用和功能的揭示将为其临床应用带来广阔的前景，这也将给人类疾病的诊治提供一种新的手段。

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