m iRNA-101在肿瘤中的研究进展

张 婷综述，史 维审校

（西南医科大学，四川泸州646000）

m iRNA-101在肿瘤中的研究进展

张 婷综述，史 维△审校

（西南医科大学，四川泸州646000）

miRNA-101；肿瘤

微小RNA（MicroRNA，miRNA）是一类广泛存在于真核细胞内的内源性非编码单链小RNA，控制约1/3的人类基因的表达［1］，其表达与个体发育、增殖、分化以及恶性肿瘤发生密切相关。因为靶基因作用的多态性，miRNA通过对靶基因的作用，可以表现为促癌亦或是抑癌作用，广泛参与肿瘤的发生、发展［2］。近年来，miRNA-101在肿瘤中的作用机制作为一个研究热点，多个团队研究发现在不同器官或系统中miRNA-101低表达状态或缺失促进了癌细胞的增殖［3－5］。此外还有研究表明miRNA-101对肿瘤患者的预后及治疗也密切相关［6－7］。本文将就近年来关于miRNA-101在肿瘤中作用机制的研究进展作一概述。

1 m iRNA-101简介

miRNA-101是miRNA家族中的一类常见序列，在多种细胞中均可检测到。miRNA一般与靶mRNA的3’－非翻译区互补结合，使靶基因mRNA降解或抑制其翻译，从而在转录后水平负向调节靶基因表达［8］。众多研究表明miRNA-101在肿瘤组织及正常组织中的表达存在差异性，可抑制肿瘤细胞的增殖及侵袭性，在肿瘤的发生、发展过程中扮演着抑癌角色。Li等［9］发现miRNA-101低表达与恶性肿瘤的发展相关，是区分肿瘤恶性程度高低的一类标志物。

2 m iRNA-101的作用靶基因

许多关于miRNA-101在肿瘤中的作用机制的研究都表明了miRNA-101在多种肿瘤中都有其发挥作用的靶基因，而且miRNA-101在不同肿瘤中的靶基因不尽相同。

2.1 m iRNA-101与EZH2

EZH2（enhancer of zeste homolog 2）是miRNA-101的作用靶基因中研究最多的，它是一种哺乳动物的组蛋白甲基转移酶，在重要的细胞进程中起主要监管作用，如维持干细胞多能性、早期胚胎发生和X染色体失活［10］。EZH2最初发现存在于局限性前列腺癌和几乎所有的转移性前列腺癌中［11］。随后，在肺癌、膀胱癌、子宫内膜癌和其他癌症中也发现EZH2的过表达［12－14］。EZH2蛋白复合物的主要作用是在目标基因中三甲基化组蛋白H3K27，导致遗传沉默［15－16］。越来越多的证据表明EZH2属性同致癌基因，其过度表达能促进细胞增殖、集落形成，以及入侵体外实验的正常细胞和诱发体内异种移植的肿瘤的生长［17］。miRNA-101可与EZH2基因的3’端非翻译区形成碱基配对抑制其表达。在刘剑新等［5］的试验中发现miRNA-101在局限性前列腺癌的细胞和的转移的前列腺癌中均存在表达缺失，miRNA-101的基因组在前列腺癌中的丢失导致EZH2过表达和伴随的下级通路的调控异常，从而导致癌症恶化。在Huang等［18］人的研究中，发现miRNA-101在肝癌细胞中的表达低于癌旁正常细胞，同时肝癌细胞中EZH2高于正常肝组织。通过将外源性miRNA-101转染至肝癌细胞中后肝癌细胞中的EZH2表达量下降，转染miRNA-101的肝癌细胞的生长受到抑制，从而推测EZH2是miRNA-101在肝癌细胞中的一个作用靶基因。在Lin等［19］研究中将miRNA-101转染于食道癌细胞中，通过MTT及免疫组化试验发现下调EZH2蛋白水平可促进食道癌细胞的凋亡。Goto等［20］研究发现过度表达的miRNA-101可抑制肾癌细胞核内外EZH2的表达，并可抑制肿瘤细胞的转移。Semaan等［21］对卵巢上皮癌的研究发现，miRNA-101可直接作用于EZH2，解除EZH2对染色质转录过程的抑制，从而增加肿瘤抑制因子细胞周期调节蛋白p21Waf1/Cip1的表达，抑制了卵巢癌细胞的增生、增殖。Cho等［22］在关于肺癌的侵袭性的研究中发现，增加肺癌细胞中miRNA-101的表达可作用于EZH2基因的3’端非翻译区而抑制EZH2的翻译，从而抑制H3K27甲基化，阻碍肺癌细胞的转移。通过以上研究，可以证明，在不同肿瘤组织中，EZH2均发挥了miRNA-101作用靶点的作用，EZH2可能是该基因最重要的靶点之一。

2.2 m iRNA-101与COX-2

环氧化酶2（cyclooxygenase 2，COX-2）是炎症中产生前列腺素途径中的重要调节因子，可促进细胞的增殖，也在前列腺癌等多种肿瘤中过度表达。Hao等［23］发现COX-2是miRNA-101在前列腺癌中的直接作用靶点，miRNA-101抑制COX-2途径介导的前列腺癌细胞生长。在胆管癌的研究中，Zhang等［24］在重症联合免疫缺陷小鼠中模拟胆管癌，发现miRNA-101可通过2种途径抑制胆管癌中毛细血管生成：一种是直接作用于VEGF的mRNA的3’端非翻译区而抑制其翻译；另一种是通过抑制COX-2来抑制VEGF基因的转录。这两种途径的最终结果都使胆管癌中的新生血管减少，因此抑制了胆管癌的增殖。在胃癌细胞株中转染miRNA-101后，发现转染后胃癌细胞株中COX-2的水平低于对照组，由此推测COX-2可能是胃癌细胞中的作用靶点之一［25］。

2.3 m iRNA-101与其他作用靶点

髓系来源抑制细胞（myeloid derived suppressor cells，MDSCs）和肿瘤干细胞（cancer stem cells，CSCs）是肿瘤微环境中重要的细胞成分，并可能影响肿瘤细胞表型和患者预后。Cui等［26］通过实验验证了MDSCs与CSCs二者在卵巢癌患者中的相互作用，发现MDSCs可抑制T细胞的活化、增强CSCs基因表达，抑制癌细胞的形成和转移。MDSCs可促进miRNA-101在肿瘤细胞中表达，进而抑制协同抑制基因CtBP2（C-terminal binding protein），抑制了卵巢癌细胞的转移。早期研究发现SOX-9可促进肝癌的增殖和转移，Zhang等［27］将miRNA-101转染至高表达SOX-9的肝癌细胞株中，发现SOX-9的表达量下降且肝癌细胞的增殖和转移受到抑制。Nemo样激酶（NKL）通过Wnt/β-catenin信号通路来促进肝癌细胞的生长，Shen等［28］发现miRNA-101通过整合于NKL的mRNA的3’端非翻译区来抑制其翻译，从而抑制肝癌细胞的生长。miRNA-101在结肠癌中也有不同的作用靶点，比如在Chandramouli等［29］的研究中证明了miRNA-101在转录后水平调节EP-4受体的表达，由此可对结肠癌产生抑制作用。而在Chen［5］的研究中则证实了Sphk1是miRNA-101在大肠癌中的另一个靶点，同样miRNA-101作用于该靶点使其表达受到抑制从而抑制大肠癌的发生、发展。在Luo等的研究中，他们分析不同生存率的四期黑色素瘤患者癌细胞中的miRNA-101的水平，发现miRNA-101水平低的患者其生存率也低，并且还发现miRNA-101可通过下调MITF（microphthalmia-associated transcription factor）及EZH2来抑制肿瘤的增殖、转移［30］。

3 m iRNA-101在肿瘤治疗中的作用

传统的肿瘤治疗方法有手术、放疗、化疗等方法，然而这些传统的治疗方法却遇到了诸如多重耐药、药物导致的毒性、手术后多重并发症等问题的阻挠，基因治疗有望成为肿瘤治疗的新途径。多种miRNAs已被证实在肿瘤细胞株及老鼠模型中可提高肿瘤对化疗药物、放疗、分子靶向治疗及免疫治疗的敏感性［31］，miRNA-101也在肿瘤治疗中进行了不少的临床前研究。

3.1 m iRNA-101增强肿瘤对放化疗的敏感性

ATM及DNA-PKcs（DNA-PK catalytic subunit）是DNA双链修复过程中的两个重要的基因，并且可以保护细胞免受电离辐射［32－33］。在体外实验中，Chen等［9］发现提高miRNA-101水平可降低非小细胞肺癌细胞中ATM及DNA-Pkcs的水平，并可提高大部分肺癌细胞对放疗的敏感性。Su等［6］发现过表达的miRNA-101可通过抑制Mcl-1（myeloid cell leukemia sequence 1）的表达而提高肝癌细胞对依托泊苷、姜黄素及阿霉素的敏感性。在肿瘤微环境中，自噬作用可提高肿瘤细胞抵抗代谢应激的能力从而使其得以存活。Frankel等［34］对miRNA-101与自噬的相互作用的研究发现，肿瘤细胞在应激状态下会发生自噬潮，其为细胞度过危机提供了紧急的营养和能量支持，有利于细胞的存活，但miRNA-101可以抑制乳腺癌细胞中的自噬潮作用，从而提高乳腺癌对4－羟基他莫昔芬的敏感性。又比如在Xu等的实验中，发现miRNA-101可通过抑制自噬的形成来增强顺铂诱导的细胞凋亡作用［35］。

3.2 m iRNA-101预测肿瘤预后

众多研究表明，miRNA-101在肿瘤细胞中呈低表达。程静等［36］关于宫颈癌的研究中发现miRNA-101在肿瘤细胞中的表达量低于正常宫颈细胞，而在不同病理分级、间质浸润深度及淋巴结转移的宫颈癌细胞中，分别比较其miRNA-101表达水平是有差异的，且这种差异有统计学意义，由此可推测miRNA-101可预测宫颈癌患者的预后。在Xie等［37］的研究中，发现与正常人相比，血清miRNA-101在肝炎患者中的表达无明显差异，在肝硬化患者的血清中呈高表达，而在肝癌患者中则表现为明显的表达下调，有助于区分出肝硬化患者中合并有肝癌的患者，并且此类患者预后更差。同样，在高显华等［38］的研究中，发现miRNA-101表达水平从Ⅱ期结直肠癌到Ⅳ期结直肠癌呈逐渐下降，多因素预后分析显示miRNA-101可独立预测结直肠癌患者的总生存率。

4 存在的问题和展望

事实上将miRNAs用于临床仍面临许多问题，其中包括miRNA-101，比如将miRNA导入细胞的载体及方法、外源性miRNA-101在机体内是否有效等。又如miRNA-101在同一肿瘤细胞中可有多个作用靶基因，同一靶基因可受多个miRNA调节，其特异性较低，具有非靶向效应，而这可能会给机体造成二次伤害。病毒载体是目前常用的载体，其转染效率高，但是否会产生病毒感染导致机体发生免疫反应而影响miRNA-101的效果仍不清楚［39］，同时也可能对机体本身产生不利影响。若改为其他的载体，其转染的效率及疗效又无法得到保障，甚至产生排斥反应。目前miRNA-101在肿瘤中的治疗作用大多是体外进行的研究，且该项技术还不完善，还不敢贸然运用到人体。其临床应用的剂量、作用时间及降解产物毒性作用、靶基因的选择及应用反义核酸的最佳时间等都需要深入研究［40］。miRNA在人类基因组中虽然仅有1%，但却控制约1/3的人类基因的表达，并参与个体发育的各个环节。与正常组织相比，一些miRNA在肿瘤组织中呈高表达，而另一些则表现为低表达，并且参与肿瘤细胞的增生、增殖、转移等过程，miRNA的这种致癌或抑癌的特点成为近年来的研究热点。miRNA-101是miRNA当中的一类极具潜力的分子，是肿瘤细胞网络调控中的关键因子。肿瘤发生的机制十分复杂，对其进一步探索研究，将有助于临床上创建新的肿瘤筛查、治疗及预防的方法和途径。

作者声明：本文第一作者对于研究和撰写的论文出现的不端行为承担相应责任。

利益冲突：本文全部作者均认同文章无相关利益冲突。

学术不端：本文在初审、返修及出版前均通过中国知网（CNKI）科技期刊学术不端文献检测系统学术不端检测。

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［1］ Galli R，Paone A，Fabbri M，et al.Toll-like receptor 3（TLR3）activation induces microRNA-dependent reexpression of functional RARβ and tumor regression［J］.Proc N Aca Sci，2013，110（24）：9812－9817.

［2］ 刘 芳，谭榜宪，彭小东.四川北部地区AGT，XRCC1基因多态性与食管癌风险的关系［J］.肿瘤预防与治疗，2016，29（1）：5－11.

［3］ Chen MB，Yang L，Lu PH，et al.MicroRNA-101 down－regulates sphingosine kinase 1 in colorectal cancer cells［J］.Biochem Biophys Res Commun，2015，463（4）：954－960.

［4］ Wang C，Lu S，Jiang J，et al.Hsa－microRNA-101 suppresses migration and invasion by targeting Rac1 in thyroid cancer cells［J］.Oncol Lett，2014，8（4）：1815－1821.

［5］ 刘剑新，张启发，田长海，等.miRNA-101对激素非依赖型前列腺癌细胞在LNCap EZH2表达的影响［J］.中华男科学杂志，2015，21（6）：500－503.

［6］ Su H，Yang JR，Xu T，et al.MicroRNA-101，down-regulated in hepatocellular carcinoma，promotes apoptosis and suppresses tumorigenicity［J］.Cancer Res，2009，69（3）：1135－1142.

［7］ Chen S，Wang H，NgWL，etal.Radiosensitizing effects of ectopicmiR-101 on non-small-cell lung cancer cells depend on the endogenous miR-101 level［J］.Int J Biol，2011，81（5）：1524－1529.

［8］ Squadrito ML，Etzrodt M，De Palma M，et al.MicroRNA-mediated control of macrophages and its implications for cancer［J］.Trends Immunol，2013，34（7）：350－359.

［9］ LiM，Tian L，Ren H，et al.MicroRNA-101 is a potential prognostic indicator of laryngeal squamous cell carcinoma and modulates CDK8［J］.JTran Med，2015，13（1）：1－7.

［10］Riquelme E M，Shen L，Wang J，et al.Oncogenic mutant KRAS modulates EZH2 expression through MEK－ERK and PI3K/AKT signaling in NSCLC：differential effects of different KRAS mutations and increased efficacy of inhibition combined with EZH2 targeted therapy［J］.Cancer Res，2015，75（15）：767－768.

［11］Puca L，Gao D，Kossai M，et al.Targeting EZH2 in neuroendocrine prostate cancer［J］.Cancer Res，2015，75（15）：3844－3846.

［12］Lv P，Zhang P，Li X，et al.Micro ribonucleic acid（RNA）-101 inhibits cell proliferation and invasion of lung cancer by regulating cyclooxygenase-2［J］.Thorac cancer，2015，6（6）：778－784.

［13］王海峰，杨 宏，胡礼炳，等.上调MicroRNA-101沉默EZH2基因表达对人膀胱癌T24细胞增殖和凋亡的影响［J］.昆明医科大学学报，2014，35（9）：23－27.

［14］Konno Y，Dong P，Xiong Y，et al.MicroRNA-101 targets EZH2，MCL-1 and FOS to suppress proliferation，invasion and stem celllike phenotype of aggressive endometrial cancer cells［J］.Oncotarget，2014，5（15）：6049－6062.

［15］Deb P，Bhan A，Mandal S.Mechanism of transcriptional regulation of EZH2（H3K27 methyltranferase）by 17 beta－estradiol and estrogenic endocrine disrupting chemicals［J］.Am Chem Soc，2014，28（6）：1543－1554.

［16］Ko HW，Lee HH，Huo L，etal.GSK3β inactivation promotes the oncogenic functions of EZH2 and enhances methylation of H3K27 in human breast cancers［J］.Oncotarget，2016，2（10）：57131－57144.

［17］Zhao E，Maj T，Kryczek I，et al.Cancer mediates effector T cell dysfunction by targeting microRNAs and EZH2 via glycolysis restriction（TUM9P.1007）［J］.J Immunol，2015，194（1）：95－103.

［18］Huang D，Wang X，Zhuang C，et al.Reciprocal negative feedback loop between EZH2 and miR-101-1 contributes to miR-101 deregulation in hepatocellular carcinoma［J］.Oncol Rep，2016，35（2）：1083－1090.

［19］Lin C，Huang F，Li QZ，et al.miR-101 suppresses tumor proliferation and migration，and induces apoptosis by targeting EZH2 in esophageal cancer cells［J］.Int JClin Exp Pathol，2014，7（10）：6543－6550.

［20］Goto Y，Kurozumi A，Nohata N，et al.The microRNA signature of patients with sunitinib failure：regulation of UHRF1 pathways by microRNA-101 in renal cell carcinoma［J］.Oncotarget，2016，5（10）：2312－2325.

［21］Semaan A，Qazi AM，Seward S，et al.MicroRNA-101 inhibits growth of epithelial ovarian cancer by relieving chromatin-mediated transcriptional repression of p21（waf（1）/cip（1））［J］.Pharm Res，2011，28（12）：3079－3090.

［22］Cho HM，Jeon HS，Lee SY，et al.MicroRNA-101 inhibits lung cancer invasion through the regulation of enhancer of zeste homolog 2［J］.Exp Thera Med，2011，2（5）：963－967.

［23］Hao Y，Gu X，Zhao Y，et al.Enforced expression of miR-101 inhibits prostate cancer cell growth by modulating the COX-2 pathway in vivo［J］.Cancer Prev Res（Phila），2011，4（7）：1073－1083.

［24］Zhang J，Han C，Zhu H，et al.MiR-101 inhibits cholangiocarcinoma angiogenesis through targeting vascular endothelial growth factor（VEGF）［J］.Am JPathol，2013，182（5）：1629－1639.

［25］Wang HJ，Ruan HJ，He XJ，et al.MicroRNA-101 is down-regulated in gastric cancer and involved in cell migration and invasion［J］.Eur J Cancer，2010，46（12）：2295－2303.

［26］Cui TX，Kryczek I，Zhao L，et al.Myeloid-derived suppressor cells enhance stemness of cancer cells by inducing microRNA101 and suppressing the corepressor CtBP2［J］.Immunity，2013，39（3）：611－621.

［27］Zhang Y，Guo X，Xiong L，et al.MicroRNA-101 suppresses SOX9-dependent tumorigenicity and promotes favorable prognosis of human hepatocellular carcinoma［J］.FEBS Lett，2012，586（24）：4362－4370.

［28］Shen Q，Bae HJ，Eun JW，et al.MiR-101 functions as a tumor suppressor by directly targeting nemo－like kinase in liver cancer［J］.Cancer Lett，2014，344（2）：204－211.

［29］Chandramouli A，Onyeagucha BC，Mercado-Pimentel ME，et al.MicroRNA-101（miR-101）post－transcriptionally regulates the expression of EP4 receptor in colon cancers［J］.Cancer Biol Ther，2012，13（3）：175－183.

［30］Luo C，Merz PR，Chen Y，etal.MiR-101 inhibitsmelanoma cell invasion and proliferation by targeting MITF and EZH2［J］.Cancer Lett，2013，341（2）：240－247.

［31］Wu Q，Yang Z，Shi Y，et al.MiRNAs in human cancers：the diagnostic and therapeutic implications［J］.Curr Pharm Des，2014，20（33）：5336－5347.

［32］Finzel A，Grybowski A，Strasen J，etal.Hyper-activation of ATM upon DNA-PKcs inhibition modulates p53 dynamics and cell fate in response to DNA damage［J］.Mol Biol Cell，2016，27（15）：2360－2373.

［33］Caron P，Choudjaye J，Clouaire T，et al.Non-redundant functions of ATM and DNA-PKcs in response to DNA double-strand breaks［J］.Cell reports，2015，13（8）：1598－1609.

［34］Frankel L B，Wen J，Lees M，et al.MicroRNA-101 is a potent inhibitor of autophagy［J］.EMBO J，2011，30（22）：4628－4641.

［35］Xu Y，An Y，Wang Y，et al.MiR-101 inhibits autophagy and enhances cisplatin-induced apoptosis in hepatocellular carcinoma cells［J］.Oncol Rep，2013，29（5）：2019－2024.

［36］程 静，赵 华，印永祥，等.miRNA-101在宫颈癌组织中的表达及其临床意义［J］.中国妇幼保健，2012，27（7）：1072－1074.

［37］Xie Y，Yao Q，Butt AM，et al.Expression profiling of serum microRNA-101 in HBV-associated chronic hepatitis，liver cirrhosis，and hepatocellular carcinoma［J］.Cancer Biol Ther，2014，15（9）：1248－1255.

［38］高显华，张 卫，袁 捷，等.微小RNA101的表达与结直肠癌患者临床病理特征及预后的关系［J］.中华胃肠外科杂志，2015，18（4）：365－369.

［39］何昌玉，刘炳亚，朱正纲.miRNA在肿瘤治疗中的研究进展［J］.外科理论与实践，2014，4（18）：30.

［40］吕丽霞，薛 静.miRNA作为肿瘤治疗靶点的研究进展［J］.山东医药，2014，54（40）：105－108.

R730.231

A

10.3969/j.issn.1674-0904.2016.06.009

2016-06-07

2016-10-29

张 婷，女，（1989－），四川成都人，在读硕士研究生，主要研究方向：消化道肿瘤的基础与临床研究。

△史 维，主任医师，硕士研究生导师，E-mail：18980083666＠163.com