Micro RNA与乳腺癌的相关研究进展

姚永山，陈爱军

（宜昌市三峡大学第一临床医学院普外三科，湖北宜昌443003）

·综述·

Micro RNA与乳腺癌的相关研究进展

姚永山，陈爱军

（宜昌市三峡大学第一临床医学院普外三科，湖北宜昌443003）

miRNA是天然反义寡核苷酸链，具有调节真核生物基因表达和细胞增殖的功能，其能通过与靶信使RNA(mRNA)特异的碱基配对，导致细胞信号调节因子的降解或翻译抑制，从而在转录后水平上调节细胞的蛋白表达。本文通过研究国内外相关文献，并结合笔者实践经验，就miRNA与乳腺癌的研究进展及发展趋势做一综述。

MicroRNA；乳腺癌；早期诊断与预后。

MicroRNA（miRNA）分子是近些年来发现的一种具有调控蛋白翻译转录功能的、细胞内源性非编码的RNA分子，长度大约为22个核苷酸。对miRNA的研究主要关注于其在细胞转录后的修饰作用[1]。miRNA一直被认为是基因研究中最基本的单元，参与到细胞分化、生长、凋亡及代谢等过程，并在其中发挥调节作用[2]。对于miRNA在肿瘤中的作用，亦有大量研究，关注点在其促癌与抑癌的作用上[3]。另外，现阶段对肿瘤的靶向治疗与个性化治疗，都将miRNA作为突破口，并已取得一定成果。本文就乳腺癌领域内miRNA的研究做一综述。

1 miRNA的发现及与肿瘤的关系

miRNA是一种内源性的非编码RNA，其在肿瘤发生与发展的过程中起到调控转录后基因表达水平的作用，具体过程是：首先，基因会转录成数百至数千个Pri-miRNA，而Pri-miRNA在核内会被Drosha酶（系属RNaseⅢ内切酶家族）切割成70 nt左右的发夹状前体，并在RanZGTp和转运蛋白Exportin25的共同作用下被转运出核，再经Dicer酶作用形成大约为22nt的成熟miRNA[4]。之后，成熟的miRNA可以与mRNA相应的区域结合[5]，进而起到抑制蛋白质翻译的作用。有文献报道称，人类基因组中编码的miRNA可以调节超过1/3的人类基因，这证明miRNA在人体健康及疾病的领域有广阔的研究前景。在对肿瘤组织中miRNA的相关研究中，已经证实了多种miRNAs特异的与肿瘤的发生机制相关。如低表达的let-7与RAS基因，miR-1sa、与BCL-2基因等，都提示miRNA的异常表达可能与肿瘤细胞的增殖分化状态有关。现阶段，对miRNAs与肿瘤关系的研究主要集中在两方面，一方面是通过研究miRNAs在肿瘤中的特异表达来早期诊断疾病，以及预测肿瘤患者预后情况，并根据具体表达量选择个性化的治疗方案。另一方面是通过荧光定量PCR技术，检测肿瘤细胞或组织中miRNAs的表达水平[6]。随着基因芯片技术的发展，高通量、大规模的筛选与检测已经大范围应用到肿瘤特异miRNAs表达谱的研究中。虽然对于这些miRNA分子的具体功能与作用我们尚知之甚少，但通过对miRNA的不同组织与疾病表达谱分析我们依旧体会到了其具有明显的特种，尤其是在肿瘤领域，miRNA在正常组织与肿瘤组织间，在不同肿瘤组织间都被发现具有其特定的表达模式，且这种特异的表达模式在诸如肝癌、肠癌、肺癌及白血病等恶性肿瘤中均已得到证实。这些将作为我们进一步研究miRNA功能与作用机制的基础，并可能成为肿瘤诊断与预后预测的新型生物学标志及治疗靶点提供依据。

2 乳腺癌特异的miRNA表达谱

根据miRNA在正常组织与肿瘤组织间及在不同肿瘤组织间都具有其特定的表达模式这一证据[7]，研究人员利用186个miRNA作为潜在靶点，发现有超过50%的miRNA集中在基因组的脆性位点区域[8]，并且有15个miRNA因其位于人类乳腺癌发生的相关的10个断裂点区而成为关注的重点。利用RT-PCR技术分析了30余个细胞系（其中包括T47D、SKBR3、MCF7、MDA231及MDA361等5个乳腺癌细胞系）中的222个pre-miRNA表达谱，结果表明let-7f-1在乳腺癌、上皮源型的肺癌及结直肠癌等癌细胞中的表达量比常规增加了7倍。而Iorio等[9]分析了76例乳腺癌组织的miRNA表达谱，并以10例正常乳腺组织作为对照，发现了29种miRNA表达量的显著改变，诸如miR-145、miR-10b、miR-125b等为高表达，而miR-21为低表达，并推断这些miRNA表达谱的改变可能与乳腺癌的一些特异的生物学指标有关，如激素受体水平、肿瘤分型等。Si等[10]的研究发现，miR-145与miR-21表达谱的差异，可以直接用来区分癌组织与正常组织，具有较高的特异性与灵敏性。

3 乳腺癌促癌与抑癌相关miRNA

3.1 作为癌基因的miRNA最早被发现有促癌作用的miRNA是Bic/miR-155，研究证明，其在如B细胞淋巴癌、结肠癌及甲状腺癌等多种肿瘤中都有较高的表达水平[11]，而在乳腺癌中，miR-155表达上调。Bic/miR-155的作用机制尚未见报道，但就现有证据表明，其可能是通过直接下调MXI1、ROX/MNT等myc基因相关抑制因子的表达水平而达到增强myc基因活性目的的。myc基因活性的提高又促进细胞增殖，使细胞癌变[12]。另有研究发现，pre-miR-1792在结肠癌等多种癌症中表达水平是上调的，也包括乳腺癌，其在肿瘤的发生发展中行使着癌基因的功能，而作用机制可能是c-myc的过度表达导致了靶基因激活凋亡因子及相关因子，导致了信号通路的启动。与此同时，有人发现miR-21在乳腺癌中高表达，Zhu[13]解释为miR-21是作用于TPM1（Tumor suppressor tropomyosin 1，肿瘤抑制激酶1）的，证据是V1及V5这两个TPM1的变异体均被发现在UTR区内有miR-21特异的结合位点。

3.2 作为抑癌基因的miRNA miRNA存在抑制肿瘤发生发展的证据来源与Michael等[14]对miR-143和miR-145所做的工作证明了miR-143和miR-145的表达量在正常组织与结肠癌组织中是存在差异的，而miR-145在乳腺癌中也有这样的差异表达。朱益民等[15]利用miRNA芯片技术证明了let-7在乳腺癌中是低表达的，而上调let-7的表达水平会导致ras表达下降，反之ras蛋白明显增多，这说明人乳腺癌中let-7可以负向调控ras蛋白。后来又发现了hmga-2这个let-7的新靶点，其在多种肿瘤中均有过量表达，具有癌基因的特征，且异常表达的huma-2mRNA会抑制HMGA2在胞质中的表达[16]。在抑制hmga-2 mRNA与let-7结合活性的实验中，HMGA2过量表达，导致肿瘤发生[17]。

4 miRNA调控乳腺癌细胞生物程序

4.1 miRNA调控细胞增殖在2005年的一项研究中，有19可以促进细胞增殖的miRNA被筛选出来，从而揭示了miRNA与细胞增殖的关系。Yu[18]用小鼠乳腺癌细胞SKBR3构建稳定细胞系，当传代3次后，SKBR3第3代细胞（SK-3rd）表达出了比原代细胞更强的成球能力，而SKBR3的表达也同时上升了几十倍。这种剂量化疗方法直接证明了SK-3rd具有更强的生长能力，是促癌的。在之后进行的miRNA表达谱分析中又发现，SK-3rd的促癌中庸很可能来自于let-7家族表达的缺失，为进一步证明let-7的作用，使用let-7前体病毒感染SK-3rd，发现其成球率是明显下降的，这说明了let-7与肿瘤的生长是有负向相关关系的。

4.2 miRNA在调控细胞凋亡中的作用Frankel等[19]的研究证明，经抗miR-21的寡核苷酸转染后的MCF-7细胞生长会被抑制，增殖能力下降而凋亡速率增加。通过筛选，Bcl-2 mRN表达量的降低被认为是此现象最合理的解释，之后bcl-2被确定为miR-21参与调控肿瘤细胞生长与凋亡的靶点。不久后又有研究证明，miR-21存在另外一个靶点，即PDCD4（程序性细胞死亡因子4），已证明PDCD4在乳腺癌细胞凋亡中发挥着重要作用，但其机制尚有待进一步研究。

4.3 miRNA调控细胞粘附与TPM1的发现过程相似，E-cadherin和β-catenin两种基因中也发现了位于URT区的miRNA特异性结合位点，而肿瘤的转移与细胞间粘附相关的分子E-cadherin的表达与功能有密切关系。E-cadherin中miRNA的结合位点是miR-9，而在乳腺癌中miR-9恰恰高表达。另外有研究发现，多种整合素直接或间接受到miRNA的调控，其作用可能在于参与并调控肿瘤的转移与扩散行为。

5 miRNA与乳腺癌干细胞

近年来，对肿瘤的研究主要集中在干细胞、靶向治疗机个体化治疗方面，其中肿瘤干细胞（Tumor stem cells，TSC）及诱导多能干细胞（Induced pluripotent stem cells，iPS）在肿瘤的基础医学研究中占有极大比重。前者虽所占比例小，但成瘤能力强，被认为是恶性肿瘤的根源，而后者被认为是将肿瘤细胞“改邪归正”的希望。陈军莹[21]将我们之前提到的let-7与乳腺癌的关系移植到肿瘤干细胞研究中，发现let-7在乳腺癌干细胞中依旧有调控作用，并证明了是通过RAS及HMGA2的相关通路完成调控的。现在对于miRNA与肿瘤干细胞的研究主要在于miRNA的功能与调节机制方面。

6 miRNA在乳腺癌临床中的应用

6.1 miRNA在乳腺癌的早期诊断及判断预后中的作用前文我们已经提到，经过筛选，有29种miRNA在乳腺癌与正常组织中存在差异表达，其中15种因具有特异结合位点，被认为是具有预测意义的。另外，后续研究证明，miRNA不仅可以鉴别诊断乳腺癌，对乳腺癌组织的丰度、分期及血供情况等形态及生理学状况也是有检测意义的，如let-7a的表达与淋巴转移的研究就证明，其表达低，就意味着患者有更大的风险发生淋巴转移。

6.2 miRNA在乳腺癌治疗中作用的展望在体外实验中已经证明，可以通过对一些特异性的miRNA进行修饰，以增加肿瘤细胞对化疗药物的敏感性，从而提高化疗的效果。同时，对于促癌基因，可以通过RNA干扰技术，降低其在肿瘤细胞中的表达，使其失去促癌作用。但对于miRNA参与肿瘤治疗的研究尚处在摸索阶段，且从实验室到临床的过渡尚无一定周期，在提高稳定性及准确度方面尚需做进一步研究。且如何大规模的生产价格低廉的生物制剂，让更大范围的人群受益，也是miRNA药物应用于临床治疗恶性肿瘤的过程中仍需解决的问题[20]。

7 展望

现阶段，对恶性肿瘤的研究热点在于靶向治疗、个性化治疗和肿瘤干细胞中，我们有理由认为miRNA将会成为研究肿瘤的重要领域，无论是靶向治疗、个性化治疗或者肿瘤干细胞，miRNA均表现出了极大的研究价值与前景。事实上，我们对miRNA已经有了一定的初步了解，并已经取得了一些极有意义的成果，如miRNA表达谱的差异，miRNA调控肿瘤细胞的增殖、凋亡等细胞周期程序等。随着研究的深入，已经有实验室开始试图将miRNA作为一种分子生物学药品用于对乳腺癌的靶向治疗中，或许，这将为人类攻克乳腺癌，甚至是攻克癌症，提供一种新的思路与手段。

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R737.9

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1003—6350（2013）03—0443—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2013.03.0193

2012-07-22)

陈爱军。E-mail：chemaijun@163.com