肿瘤靶向治疗药物微小核糖核酸的应用前景

苏兆林 高怀秀 朱杰高

肿瘤靶向治疗药物微小核糖核酸的应用前景

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近年来，对于肿瘤细胞信号通路的研究有了很大进展，但是药物治疗肿瘤的现状仍不乐观。微小核糖核酸（miRNA）在肿瘤组织中的发现在临床中有了新进展，研究表明miRNA在肿瘤的发生发展过程中发挥着关键作用，随着肿瘤基因靶点的不断确认，miRNA可能会成为一种新的靶向治疗药物。

miRNA；肿瘤；转运系统；基因调控

细胞信号转导通路的异常或紊乱，会直接或者间接导致肿瘤的发生。在人体内，细胞信号转导通路较为复杂，相互联系，构成极为复杂的信号通路网，并且调控机制极其精细。目前，对肿瘤细胞信号通路的研究已有很大进展，但信号通路切断不完全、抗癌药物耐药性以及不良反应等，使药物治疗肿瘤的现状并不乐观。研究发现，微小核糖核酸（miRNA）参与了肿瘤发生发展的所有过程，有抑癌作用，和目前的抗肿瘤药物相比，miRNA对致癌因子引起癌基因表达的改变具有较高的敏感性，能彻底抑制癌基因的表达，随着癌基因靶点的不断确认，miRNA治疗肿瘤将进入一个新阶段[1]。

1 miRNA的特点

miRNA是近年新发现的一类内源性非编码核糖核酸（RNA），是人类基因组表达的主要调节点之一。在许多疾病中，RNA的表达和功能发生了改变，使其成为首选的药物作用靶点[2]。尤其是在癌症中，某些特定的miRNA是癌基因表达的抑制剂，符合作为治疗药物的要求。迄今已知的人类miRNA约1 400种，这不仅极大地增加了新型药物的作用靶点，同时为临床开创新的治疗模式提供了条件。

miRNA是由22核苷酸组成的单链RNA，在细胞质中，可以与携带互补序列的信使RNA配对，抑制特定基因的表达。miRNA可与多种信使RNA不完全配对，因此能调节多个基因的表达。癌症是一种基因异型改变的疾病，单一基因靶点治疗往往不能成功[3]，但是miRNA可针对多个基因靶点起到一定的治疗作用，有希望治愈癌症。

2 miRNA的传递载体

如何在保证miRNA完整的前提下将其导入到靶向组织，是目前需要解决的问题[4]。较成熟的传递载体可分为病毒载体和非病毒载体两种[5]。病毒载体虽然转载率高，但对肿瘤的特异性低，并且残余在体内的病毒载体可刺激机体产生相应的免疫反应，引起机体的基因重组或细胞基因变异[6]。非病毒载体包括阳离子脂质体和纳米粒子复合体。其中阳离子脂质体制备相对简单，能含大量核酸分子，同时转染各种类型的细胞，用途较为广泛。虽然其能够避免引起免疫反应，但对肿瘤细胞同样缺乏特异性，并且转染率较病毒载体低。纳米粒子复合体是一种新的肿瘤细胞基因治疗系统，具有配体导向的肿瘤特异性，有良好的传递效率和特异性，对miRNA的靶向传递有重要意义，目前人体试验已取得一定进展。

3 miRNA对肿瘤的作用

2002年首次在慢性B淋巴细胞白血病患者中证实miRNA具有抑癌作用[7]，也在套细胞淋巴瘤、多发性骨髓瘤和胰腺癌患者中得到同样结论。Cimmino等[8]研究发现，在造血细胞中miR-15a和miR- 16-1缺失或下调，B淋巴细胞瘤的基因表达升高，最终导致白血病和淋巴瘤的发生。随后对乳腺癌的研究中发现，miR-126功能恢复后可抑制肿瘤的增殖，同时发现miR-335具有抑制肿瘤细胞侵袭的功能[9]。这些发现丰富了对miRNA功能的认识，为miRNA治疗癌症的研究奠定了基础。随后研究发现，miR-34家族与 p53肿瘤抑制基因存在协同作用，这一发现为miRNA能够抑制肿瘤增殖提供了有力的证据。

部分miRNA的表达增加会导致肿瘤的发生。在成神经细胞瘤、乳腺癌、结肠癌和肺癌中，miR-21的表达增加，在恶性胶质瘤细胞中，miR-21排除后，能导致半胱天冬酶介导的细胞凋亡[10]。Si等[11]在乳腺癌的研究中，也发现类似现象，与正常乳腺组织比较，乳腺癌组织中miR-21高水平表达，拮抗miR-21后，由miR-21介导的细胞生长受到抑制，细胞凋亡有所增加。这些证据充分证明了miRNA和细胞增殖密切相关。

此外，除了在抑癌和致癌方面的作用外，miRNA与肿瘤的迁徙和转移也存在关联性。研究发现，miRNA-10a在转移性乳腺癌患者中高表达；在未发生转移的乳腺癌细胞中，随着miRNA-10a表达升高，肿瘤细胞的侵袭性及转移能力相应提高。

miRNA与肿瘤的发生、发展及转移有相关性，在一些肿瘤中，miRNA起到了癌基因的作用；而在其他肿瘤中，miRNA却扮演着抑癌基因的角色，因此对miRNA的定位要考虑其在肿瘤细胞中的作用。在未来，miRNA的一些潜在生物学功能将逐渐被开发。miRNA的作用靶点不可能是单一的，可调节多个靶向信使 RNA的转录过程，此调节过程非常复杂，需要进一步研究。

4 miRNA治疗尚存在的问题

miRNA具有良好的临床应用前景，但仍存在一些亟待解决的问题。首先要克服miRNA的生物化学不稳定性，未修饰的miRNA容易被细胞及血清的核苷酸分解，通过载体可在一定程度上克服这些问题，但即使载体经过了化学修饰，仍会产生不良反应。其次，要进一步提高miRNA对靶基因的特异性，miRNA对靶目标识别具有碱基序列特异性，使靶基因沉默只需miRNA与其靶基因编码的信使RNA部分互补即可，因此要提高miRNA对靶基因的特异性识别，需在蛋白质组学研究基础上，通过大规模筛选，提取识别高度特异信使 RNA的miRNA分子，达到对肿瘤的特异性识别，从而避免发生可能存在的骨髓抑制和免疫反应。目前miRNA治疗靶基因的范围有限，因此在设计miRNA时，应优化miRNA对靶基因的选择，增加miRNA对靶基因的识别特异性。研究发现，miRNA分子介导的基因敲除治疗过程中，会并发神经病变，如老年痴呆症的出现。基于miRNA治疗的不良反应，运用miRNA分子治疗癌症时，需做进一步评估。

5 展望

miRNA从发现到治疗功能的开发，仅仅用了10年时间，这种快速发展反映了miRNA在癌症治疗中的巨大潜力，但如何将这种潜力转化为具有稳定作用的药物仍然需要进一步克服困难，直面挑战。随着载体导入技术的进一步成熟，在临床应用中完善以及新的载体导入技术的不断涌现，miRNA治疗必将为癌症患者带来新的希望。

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R979.1

A

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