孙建鸣,徐仁芳
常州市第一人民医院泌尿外科,江苏常州 213000
miR-99a在泌尿系肿瘤中的研究进展
孙建鸣,徐仁芳
常州市第一人民医院泌尿外科,江苏常州213000
微小RNA(miRNA)是一类内源性非编码小分子RNA,广泛存在于动植物细胞体内,在人体内负责调控将近1/3的基因,参与到某些人类肿瘤形成的过程中。近年来,关于微小RNA家族在多种人类肿瘤中的研究越来越频繁。miR-99a(microRNA-99a)属于miR-99家族,在多种人类恶性肿瘤中呈现低水平表达。该文简单回顾了miR-99a的近期相关研究,并主要通过文献复习了其在泌尿系统三大肿瘤:膀胱癌、肾癌、前列腺癌中的一些研究进展,发现miR-99a在膀胱癌、肾癌、前列腺癌组织或其肿瘤细胞中均呈低表达,并且通过质粒转染等方法上调其在肿瘤细胞中的表达后发现其高表达能抑制肿瘤的生长,可展望其对于泌尿系肿瘤的诊断、治疗、预后的潜能。
miR-99a;膀胱癌;肾癌;前列腺癌
微小RNA(microRNA)是一类内源性非编码小分子RNA,广泛存在于动植物细胞体内,在人体内负责调控将近1/3的基因,许多国内外研究表明其参与调控人类的多种生理病理过程,其中包括某些人类肿瘤的形成[1]。目前研究已表明,相比于正常组织及细胞,miRNA在人类恶性肿瘤中的表达差异明显,同时,超过半数的miRNA在与肿瘤形成相关的基因位点上,此外,miRNA还可能与肿瘤形成的信号通路密切相关,从而控制或者调解肿瘤的发生和发展。我们定义在肿瘤组织中过表达的miRNA为致癌miRNA,通过负调节抑癌基因或者能控制细胞凋亡、增殖和分化的基因来促进肿瘤的发生和发展,在肿瘤组织中低表达的则为抑癌miRNA,通过抑制癌基因或者能控制肿瘤细胞增殖凋亡的基因来抑制肿瘤的发生发展。研究中,世界上首先被确定为抑制肿瘤的miRNA是位于染色体13q14区域的miR-15和miR-16,其在B细胞慢性淋巴细胞性白血病中的表达下调超过了一半,由于其表达下调降低了其对于肿瘤促进因子如BCL-2,BMI-1,CCND2和CCNDl的抑制,肿瘤细胞的生长和肿瘤的进展获得相对的促进效果。相反的,在大部分肿瘤组织中miR-21呈现高表达,miR-21能够抑制前凋亡因子如PTEN或者PDCD4,从而刺激肿瘤的发生和发展[2]。miRNA家族中的miR-99a在泌尿系肿瘤中国内外亦多有研究报道,现该文就miR-99a在泌尿系肿瘤中的相关研究进展文献综述如下,以展望其对于泌尿系肿瘤的诊断、治疗以及预后的潜能。
目前国内外已有多篇文献报道miR-99a在人类恶性肿瘤中呈现低水平表达,这意味着其可能是一个潜在的肿瘤抑制因子。已有多篇文献报道在多种人类恶性肿瘤中表达水平下调,起着肿瘤抑制因子的作用。有研究发现miR-99a在食管鳞状细胞癌组织中的表达下调,而且miR-99a表达水平越低,患者的预后越差,说明miR-99a与其患者的预后负相关。该研究还通过质粒转染的方式研究了上调miR-99a可以抑制肿瘤细胞的增殖,同时还能促进食管鳞状细胞癌细胞的凋亡[3]。Turcatel G[4]等通过研究正常小鼠乳腺上皮细胞,发现miR-99a参与调解TGF-β诱发的上皮细胞向间质细胞转化的过程,促进了乳腺癌的形成。Gu W等[5]通过检测肺癌组织和肺癌细胞中miR-99a表达情况,发现miR-99a明显呈低表达,同时将miR-99a的表达水平与临床病理因素进行相关性进分析,认为miR-99a表达水平与肺癌患者的临床分期、淋巴结转移密切相关。Tortes A等[6]通过研究46例子宫内膜癌组织标本中miR-99a的表达发现,miR-99a在子宫内膜癌组织中的表达水平较正常癌旁组织明显降低。此外,miR-99a还在肝癌[7]、头颈鳞细胞癌[8]、口腔鳞癌[9]等人类肿瘤中低表达,并且明显抑制这些肿瘤的发生发展,预示着miR-99a可能作为一个潜在的肿瘤抑制因子,有早期诊断肿瘤的潜能。然而,miR-99a并非在所有恶性肿瘤中都呈低表达,有文献显示miR-99a可能在某些恶性肿瘤中起着致癌因子的作用。Li X等[10]发现在胃癌组织标本中,miR-99a的表达水平高于正常组织两倍以上。Zhang L等[11]通过68例儿童急性髓性白血病、8例慢性髓性白血病和12例正常对照研究发现,miR-99a在儿童髓性白血病中的表达明显上调,同时通过研究其机制发现miR-99a可以促进肿瘤细胞的增殖、抑制肿瘤细胞的凋亡,具有致癌作用。因此,miR-99a在人类恶性肿瘤中究竟是作为抑癌因子还是致癌因子尚值得进一步的实验研究与讨论近年研究发现miR-99a亦在膀胱癌,前列腺癌,肾癌,儿童肾上腺皮质肿瘤[12]等泌尿系统肿瘤中呈低表达,因此,miR-99a可能是泌尿系肿瘤的潜在治疗靶点。该文就miR-99a在部分泌尿系肿瘤中的作用机制及意义进行综述。
目前已有相关研究报道证实miR-99a参与膀胱癌、肾癌、前列腺癌、儿童肾上腺皮质肿瘤等疾病的发生及发展。miR-99a表达的高低与肿瘤分期分级方面也有一定的相关性,通过一些外源性方法提高miR-99a在泌尿系肿瘤中的表达可抑制肿瘤的病理进程,提示miR-99a对泌尿系肿瘤的发展具有重要的调节作用。
2.1miR-99a与膀胱癌
膀胱癌目前是中国泌尿系恶性肿瘤中发病率最高的肿瘤,亦是全身十大常见肿瘤之一,膀胱癌中最常见的是膀胱尿路上皮癌(Urothelial carcinoma of the bladder,UCC),约占膀胱癌患者总数的90%以上。目前UCC的生物学机制尚不清楚,使该病的临床治疗存在一定的困难。最新的研究表明,miRNA在膀胱癌的发生发展中起到重要的调控作用。国外有通过研究72例正常膀胱样本与6组膀胱肿瘤细胞系发现在低分化的UCC中有众多miRNA分子呈低表达,特别是miRNA-99a。miRNA-99a的缺失可以引起成纤维细胞生长因子受体3(FGFR3)的上调从而导致个体基因突变。而且miRNA的改变导致的FGFR3上调发生在基因突变之前。这为寻找低分化膀胱肿瘤早期诊断的标志物提供了新的理论基础。大量的遗传及表观遗传学研究发现,P53基因的缺失与高分化的UCC密切相关。
2.2miR-99a与肾癌
肾细胞癌(Renal Cell Carcinoma,RCC),简称肾癌,在泌尿系恶性肿瘤中的发病率逐年上升,目前占到全部泌尿系恶性肿瘤的3%左右,肾癌患者的早期诊断较为困难,文献显示大约1/3的患者在已经发生转移的情况下才明确诊断,同时肾癌患者术后出现转移的比列在30%~40%。肾癌生物学行为极为多变,至今尚未明确阐明其发生发展及转移的机制,同时放疗、化疗以及激素治疗对于肾癌的效果均不能让人满意。Cui L等[13]研究发现在肾癌细胞中miR-99a能使细胞周期抑制于G1期同时能抑制肿瘤细胞的增殖、侵袭。哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)是一类丝/苏氨酸激酶,可接收生长因子、营养、能量等多种信号,并通过PI3K/AKT或Ras/ERK信号通路来发挥作用,对mTOR信号通路的抑制可以使细胞停滞在G1期而触发细胞凋亡[14]通过生物信息搜索(Targetscan,Pictar,MICROCOSM)及荧光素酶活性实验(Luciferase activity assay)可以证明miR-99a下游中的直接靶点蛋白包括mTOR,而且mTOR的相对蛋白水平与miR-99a的表达呈负相关,对mTOR下游相关蛋白的检测结果显示通过miR-99a mimics转染可抑制mTOR通路(mTOR/P70S6K/ 4E-BP1),下调细胞周期相关蛋白(cyclin D1,cyclin D3,cyclin E)在肾癌786-0细胞系中的表达,从而阻滞细胞周期G1期。同时发现,胰岛素样生长因子1受体(insulin-like growth factor 1 receptor,IGF-1R)是一跨膜受体,属于受体络氨酸激酶。生物信息搜索(Targetscan,miRanda)显示IGF-1R 3'-UTR上包含高度保守的假定的miR-99a结合位点,提示IGF-1R可能是miR-99a的直接靶点蛋白。IGF-1R可诱导IRS1/IRS2、Shc等底物磷酸化,同时启动细胞内PI3K/ AKT和RAS/ERK信号通路,活化下游的mTOR等靶蛋白,最终完成各种生物学效应[15]。多项研究显示,IGF-1R在肾癌中高表达并诱导肿瘤发生,但具体调节机制目前尚未明确[16]。对20例肾癌及癌旁组织标本组织检测发现IGF-1R表达明显上调,推测除直接抑制mTOR通路,上调miR-99a表达通过直接下调肾癌细胞中IGF-1R表达,间接抑制mTOR通路,阻滞细胞周期G1期,从而显著抑制肿瘤的发生发展。
2.3miR-99a与前列腺癌
前列腺癌是美国诊断率最高的恶性肿瘤,在男性肿瘤中,其死亡率高达第二位。起初,前列腺癌的发生发展依赖于雄激素的作用,因此,最初的前列腺癌的治疗都是通过睾丸切除或者雄激素的内分泌阻断治疗来达到阻断雄激素的目的。但是前列腺癌常常发展到雄激素抵抗转移期,从而导致了治疗的困难。因此,研究了解前列腺癌的发生发展机制将更好的针对晚期前列腺癌进行有效的治疗。有研究发现在高级别前列腺癌细胞系C4-2中miR-125b与miR-99家族(miR-99a,-99b,-100)均呈现低表达。经过病毒转染后的前列腺癌细胞系WPE1-NB26较之于未转染的亲代细胞系RWPE1中,miR-99家族同样呈低表达。所有以上四组miR分子相对于正常人前列腺组织,均在人前列腺癌组织中低表达。miR-99a,-99b、-100通过转染入前列腺癌细胞中可抑制前列腺癌细胞的生长以及前列腺特异性抗原(PSA)的表达,提示miR-99家族可能起到抑制前列腺癌发生发展的作用。
科技的进步日新月异,同时医疗器械的发展也与日俱进,随着对肿瘤的研究不断的深入,泌尿系肿瘤更加微创化、个体化的治疗的时代必将到来。在目前看来,为了治疗肿瘤,我们不仅要改进外科手术、规范手术操作,更重要的是要有综合治疗的理念以及注重多学科的协作。然后现在的问题仍然在于如何挑选出合适的肿瘤的耐药基因,同时发现对于该基因治疗敏感的患者,从而最终有效的提高治疗效率以及实现治疗方案的个体化。当代科学技术的告诉发展为我们提供了高效筛选基因的技术,该技术能够在一定程度在帮助患者发现针对其自身敏感性相对高的靶基因,从而最终实现个体化的肿瘤治疗。因此,寻找新的治疗靶点对新型肿瘤特异性治疗药物的开发有着重要的临床意义。miR-99a参与了膀胱癌、肾癌、前列腺癌、儿童肾上腺皮质肿瘤等多种泌尿系肿瘤的发生发展,其高表达对多种肿瘤具有潜在的治疗作用,并且在泌尿系肿瘤的早期诊断、肿瘤分期分级方面也有一定的意义。然而,miR-99a及其相关通路在泌尿系肿瘤中的作用机制尚未完全明确,进一步阐明其作用机制并作为泌尿系肿瘤治疗靶点的研究对其临床应用具有重要的作用。
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Research progress of miR-99a in Urologic Oncology
SUN Jian-ming,XU Ren-fang
Changzhou First People's Hospital Urology,Changzhou,Jiangsu Province,213000 China
Micro RNA(miRNA)are a class of endogenous non-coding small molecule RNA,widelyfound in plant and animal cells in vivo,being responsible for the regulation of genes in nearly a third inhuman and participating in certain processes in human tumor formation.In recent years,research on micro-RNA family in a variety of human tumors becomes more frequent.MicroRNA-99a belongs to miR-99 family which shows a low level expression in a variety of human malignancies.This article simply reviews recent studies of miR-99a and studied its progress in three major urological tumors:bladder cancer,kidney cancer,prostate cancer,through literature review.We found that miR-99a also shows a low expression in these tomors and its high expression(by plasmid transfection)is able to inhibitthe progress of these tomors,which prospects for urinary tract cancer diagnosis,treatment and prognosis of potential.
miR-99a;Bladder Cancer;Kidney Cancer;Prostate Cancer
R737
A
2096-1782(2016)09-0162-04
10.19368/j.cnki.2096-1782.2016.09.162
2016-06-15)
孙建鸣(1989.1-),男,江苏无锡人,硕士在读,主院医师,研究方向:泌尿系肿瘤。