食管癌与微小RNA关系研究进展

食管癌与微小RNA关系研究进展

杨晨晨1综述 卢晓梅2审校

(1新疆医科大学， 乌鲁木齐 830011；2新疆医科大学第一附属医院临床医学研究院， 乌鲁木齐 830054)

食管癌(EC)是世界恶性肿瘤和癌症死亡的常见原因[1]。尽管EC的诊断和治疗已得到快速发展，但其平均5年生存率仅保持在10%～20%[2]。评估EC预后和建立合理的治疗方案显得十分重要。因此，有必要找到食管癌的肿瘤分子标志物。人类基因组计划结束后，人们发现编码蛋白质的基因只占总基因组的2%。而占人类基因组95%的非编码RNA在调控细胞分化、凋亡、生物发育、疾病发生等方面均起重要作用。微小RNA即microRNA在不同水平上发挥着基因调控、RNA切割和基因重组等方面的功能。本文对食管癌与miRNA的关系作一综述。

1 微小RNA(microRNA，miRNAs)简介

微小RNA(microRNA，miRNAs)是由21～23个碱基组成的单链非编码RNA，其通过与靶基因mRNA的3’非翻译区(3’UTR)碱基配对，引导沉默复合体降解mRNA或阻碍其翻译，在转录后水平调节基因的表达。目前已被发现并命名的miRNA超过了9 500个，其在细胞的增殖、分化和调控细胞周期等多个环节发挥重要作用，有关miRNA的研究主要涉及胚胎发育神经生物学、病毒学以及肿瘤学等多个领域。

2 miRNA与肿瘤

miRNA基因往往在肿瘤中发生异常表达，其作为致癌因子或抑制因子参与肿瘤发生、发展的各个过程。肿瘤细胞的多种生物学行为受miRNA的调控，如细胞增殖、凋亡和分化、耐药和侵袭转移等[3]。多项研究证实miRNA在多种类型的癌症中呈现不同的表达水平，研究miRNA的表达谱，可用做肿瘤的诊断、分类和判断恶性肿瘤的预后[4]。miRNA通过调节针对促/抗血管生成调节肿瘤血管的生成，包括RTK信号传导蛋白、缺氧诱导因子(HIF)、血管内皮生长因子、TSP-1和活性氧(ROS)促进肿瘤的发生。Seok等[5]发现miR-382的表达是由HIF-1α调节。转染具有miR-382抑制剂(RNA拮抗剂-382)的胃癌细胞在缺氧条件下可显著降低血管内皮细胞(EC)的增殖、迁移和血管形成。同时通过Target Scan预测磷酸酶和张力蛋白同源基因(PTEN)是miR-382的靶基因。研究表明miR-382或微小RNA拮抗剂-382下调或上调PTEN和其下游靶AKT/mTOR信号通路的过度表达，证实PTEN是miR-382的功能性靶基因。此外，PTEN基因抑制miR-382诱导的体外和体内血管生成以及血管内皮生长因子的分泌， miR-382表达可降低异种移植肿瘤的生长和抑制微血管密度。这些结果表明miR-382诱导的缺氧可促进血管生成，并通过抑制PTEN发挥血管生成的作用。

Wang等[6]调查了miR-497在卵巢癌的血管生成的作用，结果发现miR-497的表达在人类卵巢癌组织明显下调，低miR-497的表达与血管生成明显相关。miR-497的外源表达具有抑制卵巢癌细胞、促进毛细管形成内皮细胞的能力。miR-497通过抑制卵巢癌细胞VEGFA表达，反之通过阻碍VEGFR2介导的PI3K/AKT和MAPK/ERK信号通路起到抗血管生成的作用。研究结果证实miR-497的下调可能有助于卵巢癌发生。miR-497可以是一个有希望用于预防和治疗卵巢癌的候选miRNA。

3 与食管癌有关的miRNA

3.1 miRNA-let-7miRNA-let-7家族是典型的抑癌基因作用的分子。let-7的多个靶基因都是癌基因，包括c-myc、k-ras及HGMA2。因此let-7可能是具有抑制作用的microRNA。研究表明let-7表达水平下降与多种肿瘤有关[7]。let-7家族的前体RNA终末环可以与Lin28结合，阻断let-7的成熟过程，可结合在Lin28转录子的3’UTR区抑制其表达，Lin28-let-7通路参与了多种生物功能，包括干细胞功能及肿瘤的发生。Hamano等[8]研究报道，LIN28和Lin28B在食管癌细胞的表达量明显高于非癌的上皮细胞表达量。LIN28和Lin28B的高表达与淋巴结转移、预后较差显著相关。Lin28B的表达与let-7的表达呈明显负相关关系。多因素分析还发现Lin28B表达可作为一个独立的预后因素。

最近研究发现let-7的另一靶癌基因HMGA2是HMGA家族成员之一，主要在胚胎形成时期表达，其在成人中几乎是缺乏的。研究表明let-7的高表达能够抑制食管癌细胞的细胞增殖能力，对其机制的研究显示let-7能够靶向调节HMGA2，从而抑制细胞增殖，发挥抑癌基因的作用。Liu等[9]研究发现， 共转染let-7和HMGA2后，let-7可以明显抑制HMGA2的表达，与食管癌旁组织相比较，let-7在食管鳞癌中呈现明显的低表达，而HMGA2呈现明显的高表达。进一步证实let-7在食管鳞癌中发挥抑癌基因作用。该研究选取的研究对象包括汉族、维吾尔族、哈萨克族，哈萨克族食管癌组织中let-7的表达明显低于汉族和维吾尔族食管癌组织中的表达，差异有统计学意义(P<0.05)。let-7与HMGA2的表达呈负相关关系。let-7的表达可以在HMGA2的调控作用下抑制食管癌细胞的增殖，其在食管鳞癌中的低表达可能与食管癌的发生、发展相关，let-7是一个潜在的食管鳞癌分子标记物。

miRNA表达可能是预测食管癌患者对化疗反应的分子标志物之一。Sugimura等[10]测量了98例术前化疗食管癌患者几个miRNA的表达水平，发现在顺铂抗性细胞中有15个miRNA差异表达。74例let-7bandlet-7c低表达，食管癌对化疗的敏感性也随之降低，let-7c的低表达与食管癌的预后差有关。在体外实验中，转染let-7c可以恢复癌细胞对顺铂的敏感性，加入顺铂后，可以增加癌细胞的凋亡率。let-7c直接抑制顺铂激活的白细胞介素(IL)-6/STAT3通路。let-7在食管癌可潜在地用于预测响应于顺铂为基础的化疗效果。let-7IL-6/STAT3通路调节食管癌的化疗敏感性。

3.2 miRNA-375miRNA-375是胰腺特异性的miRNA，可调节胰岛素分泌、黏膜免疫、肺表面活性物质的分泌以及肿瘤形成。MiR-375调控LDHB、MTDH、PRDX1、CXCL1、MAL2和CHSYD 6个基因。miR-375在众多肿瘤中可以下调，抑制肿瘤标志物，如癌基因AEG-1、YAP1、IGF-1R及PDK1。miRNA-375在肿瘤中的突变可由很多机制引起，如转录因子的异常调节以及异常甲基化。减少miR375的表达可以促使肿瘤的形成，并且使很多肿瘤预后不良。

王颖懿等[11]采用荧光定量PCR检测乳腺浸润性导管癌患者的癌组织标本中miR-375表达量，结果显示miR-375在乳腺癌组织中异常表达，癌组织中的表达低于正常组织，这可能是miR-375在肿瘤发生过程中担任了癌基因的角色，在一定程度上可以衡量肿瘤的恶性程度。miR-375可抑制肿瘤细胞的扩增，在SAS和FaDu细胞中诱导细胞的凋亡。Li等[12]研究显示，miR-375在食管鳞癌组织中显著下调，并且与肿瘤分期和转移有关。miR-375的下调可作为评价食管癌结局的分子标记物。Yu等[13]研究显示，miR-375可以在食管鳞癌细胞系中抑制肿瘤细胞的扩增和侵蚀。目前一项研究显示，miR-375可以在体外及体内抑制食管癌组织的生长和转移，并且miR-375的下调与食管鳞癌的预后差有关。Komastu等[14]报道显示，食管鳞癌患者中血浆miR-375浓度低的患者预后较其他患者差，miR-375在血浆中的浓度是食管癌的独立预后因子，miR-375可能是ESCC预后理想标记物。

Isozaki等[15]利用miRNA芯片检测miRNA表达，在经环羟肟含酸的肽31(CHAP31)处理后，miR-375在食管鳞癌细胞系中高表达，通过实时荧光定量PCR检测，miR-375在食管鳞癌组织样本中也呈现低表达。同时，通过微阵列分析，确定LDHB与AEG-1/MTDH是miR-375的靶基因。研究结果表明，HDACIs上调的miRNA中有一些作为肿瘤抑制，其中包括miR-375。由肿瘤抑制的miR-375调节的LDHB可以作为食管癌的致癌基因。

Math等[16]进行了一项多中心研究，采用miRNA芯片对l00例食管腺癌和70例食管鳞癌患者癌组织与癌旁正常组织的miRNA表达进行检测。结果表明，食管腺癌肿瘤组织中miR-21、miR-223、miR-192和miR-194表达高于癌旁组织；而食管癌组织中miR-203、miR-375的表达明显低于癌旁组织。在食管腺癌中miR-194和miR-375表达高于食管鳞癌。癌旁正常组织中miR-21表达高的鳞癌患者及肿瘤组织中miR-375表达低的腺癌患者(合并有Barrett’s食管)预后较差。其结果表明，与正常食管黏膜相比，食管腺癌肿瘤组织中miR-21、miR-223、miR-192和miR-194表达增高；而miR-203在肿瘤组织中表达相对下调。在食管鳞癌中，与正常食管黏膜相比，肿瘤组织中miR-21表达增加而miR-375表达减少。miR-194和miR-375在食管腺癌组织中表达高于食管鳞癌组织。

3.3 miR-21Liu等[17]研究报道，在大多数恶性肿瘤中，miR-21高表达，miR-21在哈萨克族食管癌中高表达，起负调控程序性细胞死亡4(PDCD4)基因的作用，提示miR-21可能是食管癌的治疗靶基因。

Hezova等[18]采用实时定量PCR检测23例食管腺癌、22例食管鳞状细胞癌和17例邻近的食管黏膜样本，结果表明相对于正常黏膜，在食管腺癌组织中miR-21表达水平下调，miR-203呈现高表达。miR-29c和miR-148能区别食管癌的不同组织学类。miR-203、miR-148与食管腺癌患者的无病生存期及总生存期相关，miR-148与食管鳞状细胞癌患者的无病生存期及总生存期相关，miR-21、miR-29c、miR-148和miR-203与食管癌的浸润和恶性转化有关，这些微小RNA可以作为食管癌的潜在诊断和预后标志物。

综上所述，食管癌的发生与演变是多因素共同作用的结果，食管癌多个miRNA基因表达差异明显，与食管癌发生、淋巴结转移有关，研究这些基因可对食管癌发生机制有更深刻的了解。

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(本文编辑 周芳)

国家自然科学基金(81160303，81260359, U1303321)；新疆维吾尔自治区重大科技专项计划(201430123-1)；新疆研究生科研创新项目(XJGRI2015063)；新疆医科大学科研创新基金(201311)

杨晨晨(1980-)，在读博士，研究方向：消化道肿瘤病因发病机制的转化研究。

卢晓梅，女，博士，研究员，博士生导师，研究方向：消化道肿瘤病因发病机制的转化研究，E-mail：luxiaomei88@163.com。

R655.4; R735.1

A

1009-5551(2015)12-1476-03

10.3969/j.issn.1009-5551.2015.12.004

2015-09-02]