MicroRNA与胰腺疾病的关系

2016-01-23 09:59张婷赵严
中华胰腺病杂志 2016年1期
关键词:吉西胰腺癌胰腺炎

张婷 赵严



MicroRNA与胰腺疾病的关系

张婷赵严

随着社会生活水平的提高以及随之而来的饮食结构的变化,胰腺相关疾病的发病率逐年增加,其中胰腺癌在世界范围内居肿瘤死因的第4位,是目前恶性程度最高的肿瘤之一[1]。急性胰腺炎(AP)是胰腺常见疾病,不仅能引起消化系统脏器的损伤,而且常能导致MODS等严重并发症,重症AP的病死率可高达30%[2]。所以如何早期诊断胰腺相关疾病、正确地判断病情的严重程度、准确地评价其预后是每位医师所迫切追求的。

MicroRNA(miRNA)是一类长约19~23个核苷酸的小分子单链非编码RNA,它由一段具有发夹结构的单链RNA前体经Drosha酶和Dicer酶剪切后生成。miRNA通过与目标mRNA的3′端非编码区域(3′-UTR)互补配对,抑制目标mRNA分子的翻译或特异性诱导mRNA切割,从而在转录后水平调控靶基因的表达[3-5]。研究证明miRNA在多种生理病理过程中发挥重要调节作用,如细胞增殖、凋亡、发育、分化、炎性反应、应激反应等[6-8]。本文就miRNA在胰腺疾病中的作用做一综述。

一、MicroRNA在胰腺疾病中的表达谱

大量研究发现miRNA与胰腺癌及胰腺炎的发生、发展相关。在胰腺癌中表达上调的miRNA有miRNA-7d、miRNA-15b、miRNA-18a、miRNA-21、miRNA-31、miRNA-93、miRNA-100、miRNA-103、miRNA-107、miRNA-204、miRNA-221、miRNA-196a等,其所调节的靶基因包括原癌基因K-ras、CyclinD1,抑癌基因p53、p21、p16、p27、SMAD4/DPC4[9]。在胰腺炎中miRNA-92b、miRNA-10a、miRNA-7、miRNA-181a-5p等表达下调,miRNA-22、miRNA-135a、miRNA-216a、miRNA-9、miRNA-124a、miRNA-24-3p、miRNA-222-3p、miRNA-361-5p、miRNA-1246等表达上调;miRNA通过对CHSY-1和PARP3等的调控促使炎症发生[10-11]。

二、MicroRNA与急性胰腺炎

1.MicroRNA对AP的诊断价值:Liu等[12]使用qRT-PCR方法检测3例健康人和12例入院24 h的AP患者血清miRNA表达,结果显示有205种miRNA表达异常,30%表达上调,70%表达下调,其中3个下调miRNA(miRNA-92b、miRNA-10a和miRNA-7)与AP有密切相关性。为预测其对AP的诊断潜力,研究者绘制了ROC曲线,三者的曲线下面积均为0.69(P<0.05),充分证明这3个miRNA可作为AP早期诊断的生物标志物。An等[10]通过对82例健康人群、43例轻症急性胰腺炎(MAP)和36例重症急性胰腺炎(SAP)患者的血清标本研究发现,miRNA24-3p、miRNA-222-3p、miRNA-361-5p以及miRNA-1246表达均显著下调,miRNA-181a-5p表达与PTC、IL-1β、IL-6呈负相关(r值分别为-0.68、-0.63、-0.58)。此外,血清中IL-6和IL-1β在AP早期(6 h内)就开始异常升高,但6 h后的水平迅速下降,24 h后就几乎接近正常值;而miRNA-181a-5p在发病后12 h表达显著上调,24 h后达稳定平台期并持续至96 h。可见miRNA对AP的诊断存在一定的临床价值。

2.MicroRNA与AP病情严重程度的关系:临床上经常使用的评估和判断AP严重程度的指标包括血清钙及CRP、血浆PCT、BISAP评分、Ranson评分、APACHEⅡ评分、BalthazarCT评分等。但血液检查中所有指标均缺乏高度特异性,除了胰腺炎可引起CRP和血浆PCT指标的变化外,还有其他感染性疾病也能引起其升高。Ranson评分需要发病48 h后完成,无法在发病初期明确疾病严重程度,缺乏早期评估的优势;APACHEⅡ评分则项目多而复杂,不够充分反映局部病变情况;CT评分主要针对胰腺坏死情况,早期评估AP严重程度有一定局限性[13-15]。研究发现血液中部分miRNA的表达与AP的严重程度关系密切。miRNA-216a在AP患者中增高,其中SAP的增高明显高于MAP,诊断SAP的灵敏度和特异度为64.29%,90.62%,与BISAP评分相接近[16]。另有研究发现,在低钙或伴有并发症的AP患者血浆中miRNA-551b-5p高表达,可以作为AP及其严重程度预测的生物标志物[12]。因此,通过对血清中特异性miRNA的检测有望能早期判断AP的严重程度,从而为疾病的治疗和预后判断提供依据。

三、MicroRNA与慢性胰腺炎

慢性胰腺炎(CP) 是由于各种原因引起的以胰腺细胞破坏、进行性纤维化为主的病变。临床主要表现为反复腹痛,胰腺内、外分泌功能降低,从而导致脂肪泻、 糖尿病。CP病程迁延, 临床表现多样, 严重影响患者的生活质量。研究证明miRNA-124a可以通过调控CHSY1及其下游靶点CASP1(caspase 1)的表达水平参与CP的发生发展[17]。目前对miRNA在CP的诊断、治疗以及预后方面判断的研究甚少。

四、MicroRNA与胰腺肿瘤

1.MicroRNA对胰腺导管腺癌早期诊断的价值:Bloomston等[18]检测65例胰腺癌和42例CP患者胰腺组织标本miRNA的表达,结果显示有22种miRNA异常表达,可以很好地鉴别组织的良恶性,准确率高达93%。Szafranska等[19]的实验表明,miRNA-217在正常胰腺组织高表达,而胰腺导管腺癌(PDAC)组织中miRNA-196a低表达。通过qRT-PCR技术检测冰冻标本或者穿刺活检标本中miRNA-217和miRNA-196a的表达水平可鉴别组织的良恶性。Yang等[20]检测胰腺癌组织miRNA-21、miRNA-155、miRNA-216表达水平,结果显示胰腺癌组织miRNA-21和miR-155表达量显著高于CP患者,而miRA-216则显著低于CP组。联合数个miRNA可以提高对PDAC的诊断率。如miRNA-21联合miRNA-155诊断胰腺癌的灵敏度可高达93.33%。联合检测miRNA-21、miRNA-155、miRNA-216可以使诊断PDAC的曲线下面积提高至0.8667,灵敏度为83.33%、特异度为83.33%。

2.MicroRNA与PADC的转移、侵袭及预后评估:Keklikoglou等[21]报道PDAC的miRNA-206显著下调,而miRNA-206过表达可以显著抑制癌细胞的侵袭与生长,其机制是使细胞周期停留在G0/G1期,从而抑制PDAC细胞增殖。同时,miRNA-206可直接抑制KRAS和ANXA2,通过对KRAS的负调节来抑制NF-κB信号通路,使其靶基因如IL8、CXCL1、CCL2、CSF2、VEGFA、VEGFC、MMP9等促炎、促血管形成因子表达下调,从而抑制肿瘤血管和淋巴管的形成。ANXAS可以促进纤溶酶的形成,降解细胞外基质,导致细胞侵袭,因此,miRNA-206可以通过抑制ANXAS减少纤溶酶产生,抑制新生血管形成,抑制内皮细胞向血管周围组织转移增殖。He等[22]研究表明,胰腺癌组织miRNA-371-5p的表达水平显著高于正常胰腺组织;通过Kapan-meier生存分析显示,组织miRNA-371-5p表达阳性患者的生存时间短于miRNA-371-5p表达阴性患者,据此判断患者的预后情况。

3.MicroRNA在PADC化疗中的作用:目前研发的多种化疗药物在肺癌、乳腺癌等实体肿瘤的Ⅱ、Ⅲ期临床研究显示出明显的疗效,然而对胰腺癌患者的临床效果不佳,这与胰腺癌对相关化疗药物耐药是分不开的。多项研究发现miRNA表达水平与化疗药物耐药明显相关,通过调节miRNA的表达有望达到治疗胰腺癌的目的[23]。Bera等[24]的研究发现,miRNA-125与吉西他滨耐药有关;敲除miRNA-125的表达可逆转胰腺癌细胞的上皮-间质转化表型,恢复PUMA和Neu1等肿瘤抑制物的表达,从而诱导对吉西他滨固有耐受的癌细胞对吉西他滨产生反应。Xiao等[25]使用0~100 μg/ml 5-FU治疗胰腺癌细胞72 h后,发现转染了miRNA-137的胰腺癌细胞的存活率显著低于未转染的对照组,证明miRNA-137的过表达可以提高胰腺癌细胞对5-FU的敏感性。此外,miRNA-21也表现出促使胰腺肿瘤细胞对吉西他滨耐药的特性。原因是miRNA-21 能够抵抗吉西他滨介导的细胞凋亡。与对照组对比,转染miRNA-21 的胰腺癌细胞株PANC1 和BxPC3对吉西他滨的治疗具有明显的抵抗性;而转染miRNA-21 抑制剂的PANC1 细胞和BxPC3细胞对吉西他滨的治疗相当敏感,PANC1细胞和BxPC3 细胞的生长受到显著的抑制,同时,miRNA-21抑制剂可提高癌细胞对5-FU的敏感性[26]。因此,通过对部分miRNA表达的调控可以有效提高胰腺癌细胞对化学治疗的敏感性,为胰腺癌的治疗提供了新的途径和思路。

4.MicroRNA与胰腺囊性肿瘤:胰腺囊性肿瘤(pancreatic cystic neoplasms,PCN)包括浆液性囊腺瘤(serous cystic neoplasms,SCN)、胰腺黏液性囊腺瘤(mucinous cystic neoplasms,MCN)、导管内乳头状黏液性肿瘤(intraductal papillary mucinousneoplasm,IPMN)以及实性假乳头状瘤(solid pseudopapillary neoplasm neoplasm,SPN)等。近年来,随着影像学诊断技术的进展,PCN的检出率较前有所提高。研究表明大约20%的人群中存在PCN,其中部分(主要为MCN和IPMN)发生恶性变,部分(如SCN)为良性病变。

Frampton等[27]研究表明,恶性IPMN组织中miR-21、miR-155、miR-708表达水平明显高于良性病变组;而miR-217的表达水平则明显下调。Permuth-Wey等[28]对28例IPMN(其中19例为高度不典型增生,9例为低-中度不典型增生)病理检查结果显示,miR-100、miR-99b、miR-99a、miR-342-3p、miR-126、miR-130a在高度不典型增生组的表达水平明显低于低-中度不典型增生组,表明一些miRNA可能参与调节IPMN的恶变过程。因此,能否找到血清中对应的特异性miRNA来早期诊断IPMN并预测其是否可能发生恶变在临床上有重大意义,有助于进一步对恶变可能性较高的IPMN进行早期干预治疗,改善预后,同时也能降低过度医疗的发生率。

miRNA在胰腺疾病中的差异性表达肯定了其在胰腺疾病发生、发展中起着重要的作用,寻找更多与胰腺相关的miRNA并研究其作用机制,将会为胰腺疾病的诊断、治疗、预后判断带来重大的的突破。根据现有研究发现,诸多miRNA均可作为同一胰腺疾病早期诊断的生物标志物,那么确定一个或多个稳定、易检测的miRNA作为疾病诊断新的生物标志物就显得至关重要。同时,miRNA与其靶基因的作用是相互的,一个miRNA可调控多个靶基因,而一个靶基因也可以由多个miRNA调控,因此,联合检测miRNA的表达水平可显著提高胰腺癌的早期诊断效率、提高对AP疾病严重程度的判断。

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(本文编辑:吕芳萍)

10.3760/cma.j.issn.1674-1935.2016.01.021

200072上海,同济大学附属第十人民医院消化科

赵严,Email:320zhaoyan@163.com

2015-05-04)

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