MicroRNAs在胃癌中的研究进展

田芮嘉　高建鹏

【摘要】 MicroRNAs（miRNA）是内源性非编码小分子RNAs，miRNA在转录后调控靶基因的表达，从而发挥其致癌或抑癌的作用。miRNA的失调与胃癌的发生发展显著相关，miRNA在外周血中具有高稳定性和特异性，可为胃癌的诊断、治疗和预后提供新策略。

【关键词】 microRNAs； 胃肿瘤； 生物标志物

Research Progress of MicroRNAs in Gastric Cancer/TIAN Rui-jia，GAO Jian-peng.//Medical Innovation of China，2017，14（14）：139-143

【Abstract】 MicroRNAs（miRNA）are a class of small endogenous noncoding RNAs，that act as post-transcriptional regulators of target gene expression.The fun-ction of miRNA，acting as either oncogenes or tumor suppressors，depends on in?uencing the target genes.The aberrant miRNA expression is highly related to the initiation and progression of gastric cancer.MiRNA is remarkably stable and specific in peripheral blood.This current review aims to provide a novel strategy about the potential clinical applicability of miRNA as diagnostic，therapeutic and prognostic biomarkers in gastric cancer.

【Key words】 MicroRNAs； Stomach neoplasms； Biomarkers

First-authors address：The Affiliated Yanan Hospital of Kunming Medical University，Kunming 650051，China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2017.14.037

胃癌是全球最常见的恶性肿瘤之一，我国属于胃癌高发区，每年新增病例和死亡病例均居世界前列。早期胃癌患者多无症状，早期诊断率较低，导致胃癌预后不佳。microRNAs（miRNA）是由约22个核苷酸组成的内源性非编码小分子RNA，在各种生理和发育过程中发挥重要作用[1-2]。成熟miRNA通过不完全互补结合于靶mRNA的3非翻译区发挥转录后抑制靶基因表达的作用，miRNA与靶mRNA完全互补结合可使mRNA降解[1-3]。近年研究表明，miRNA的表达异常与胃癌发生相关，可在胃癌的发生发展中发挥类似癌基因或抑癌基因的作用。因此，深入研究miRNA与胃癌的关系有助于推进胃癌的防治。

1 microRNAs的生物学功能

越来越多的证据表明，miRNA在许多生物过程中发挥关键的调节作用，包括早期发育、细胞分化、细胞增殖、细胞凋亡、发育时间和造血功能等[4]。此外，有研究显示miRNA可参与调节胚胎神经发育和成体神经发生[5]、免疫反应和免疫耐受[6]、病毒复制[7]、干细胞自我更新和分化[8]等。例如，miR-155参与了免疫系统的调节[9]；miR-126参与了柯萨奇病毒B3的复制[10]；miR-142-3p在肺发育期间起平衡间充质细胞增殖和分化的作用[11]。目前，miRNA的生物学功能尚未完全阐明，但既往已有一系列研究表明miRNA与肿瘤的发生机制密切相关。

2 microRNAs与肿瘤的关系

采用基因高通量技术和定量检测基因表达水平的技术可构建miRNA差异表达谱。分析发现，肿瘤组织和正常组织的表达谱不同；不同肿瘤类型的表达谱不同；某些肿瘤不同阶段和治疗前后的表达谱也不同。提示，相关miRNA可为肿瘤的早期诊断、分期、治疗及预后提供新的线索。例如，和HPV阳性的宫颈腺癌相比较，miR-21、

miR-27a、miR-34a、miR-196a、miR-221在HPV阳性的宫颈鳞状细胞癌中表达水平显著上调[12]；Soga等[13]通过比较分析口腔鳞状细胞癌和正常口腔黏膜的表达谱计算检测发现miR-31*、miR-31、

miR-135b、miR-193a-5p、miR-103、miR-224、miR-93、miR-200c、miR-183、miR203、miR-21、

miR-223在癌组织中呈高表达，miR-133a、

miR-376c、miR-411、miR-30a-3p、miR-489、miR-139-5p、miR-483-5p、miR-30e-3p、miR-409-3p、let-7c、miR-486-5p在口腔鱗状细胞癌中呈低表达。

既往实验研究表明miRNA的异常表达可以导致癌细胞增殖、侵袭、迁移以及细胞抵抗凋亡等恶性表型，通过恢复或抑制miRNA的表达水平可以使基因调控网络和信号通路恢复正常，有利于癌细胞表型的转化。例如，Tao等[14]研究发现，miR-612对肝癌细胞的增殖、迁移、侵袭和转移有抑制作用，肝癌患者中miR-612的水平与肿瘤大小、分期、上皮细胞-间充质转化、转移呈负相关，并且miR-612可抑制癌细胞的局部浸润和远处定植；Han等[15]发现，与正常组织相比，miR-328在食管癌细胞中显著低表达，miR-328具有抑制食管癌细胞增殖和侵袭的作用，且PLCE1可能是miR-328发挥抑癌作用的靶基因，这个发现为诊断早期食管癌提供了依据；Xu等[16]研究发现，乙肝病毒X蛋白可抑制miR-148a的表达，从而促使肿瘤生长和转移，此外发现通过抑制HPIP介导的mTOR信号能使miR-148a减少肝癌细胞的生长、上皮细胞-间充质转化、侵袭和转移，因此激活miR-148a或抑制HPIP可成为治疗肝癌的一个有效策略。

3 microRNAs與胃癌

胃癌是一个重要的公共卫生问题，正成为一个主要的死亡原因，超过70%的新增病例和死亡发生在发展中国家[17-18]。据2015年CA期刊发布的《2012年全球癌症统计》，2012年全球约有95万余例胃癌新增病例，72万余例胃癌死亡病例[19]。胃癌致死率居全球第二位，其中东亚的死亡率最高，北美洲最低[20]。临床上，有60.3%的胃癌是Borrmann Ⅲ型[21]，且早期胃癌常无临床症状或是症状没有特异性，而目前有效的胃癌早期诊断检测手段有限，故胃癌在我国死亡率较高。因此研究miRNA在胃癌中的异常表达机制，可为胃癌的诊断、治疗和预后提供新的思路和依据。

3.1 胃癌中miRNA表达失调的机制 miRNA的表达受到多种通路调控，当表观遗传调控、转录因子调控，或是miRNA成熟过程中出现异常等均可导致miRNA表达失调。例如，已有一系列研究证实胃癌的发生与表观遗传学的DNA甲基化有关。抑癌基因启动子区域CpG岛的高甲基化可导致基因沉默[22]。Jia等[23]研究发现，miR-10a在胃癌组织中呈低表达，恢复其表达水平可抑制胃癌细胞增殖、迁移和侵袭，提示其具有肿瘤抑制作用，采用甲基化特异性定量PCR技术检测分析发现miR-10a的低表达是由于miR-10a的启动子区域CpG岛高甲基化引起。Kim等[24]研究证实，在胃癌细胞中miR-941和miR-1247因DNA高甲基化而转录沉默，并确定了miR-941和miR-1247在胃癌中可发挥抑癌作用。Lei等[25]研究发现，miR-219-2-3p具有抗肿瘤细胞增殖、促凋亡和抗迁移的作用，miR-219-2-3p

在胃癌中表达水平显著降低，miR-219-2-3p的低表达与其上游CpG岛的甲基化有关，甲基化沉默细胞经DNA甲基转移酶抑制剂5-Aza-CdR处理后可恢复miR-219-2-3p表达量。采用DNA甲基转移酶抑制剂可以显著恢复因高甲基化引起的miRNA表达水平失调，从而可抑制胃癌细胞的增殖、侵袭和迁移[26]。

3.2 胃癌中抑瘤性miRNA 现已有大量研究结果显示某些miRNA在胃癌中呈低表达，与胃癌的发生呈负相关，因此可通过调节这些抑瘤性miRNA在胃癌细胞中的活性而发挥抑癌作用。Duan等[27]研究显示，miR-24的过表达可以抑制胃癌细胞的增殖、转移和侵袭，并可促使胃癌细胞凋亡，使癌细胞停留于G0/G1期，因此miR-24在胃癌中可发挥抑癌作用，并可用于胃癌的诊治。Kong等[28]研究显示，miR-182在人胃腺癌组织样品中显著下调，采用荧光报告基因分析证实了CREB1 mRNA 3端非编码区是miR-182结合位点，miR-182的过表达可抑制CREB1表达，提示miR-182通过抑制CREB1来减少胃腺癌细胞的增殖，发挥其抑癌基因样作用。Yan等[29]研究显示，miR-935在胃印戒细胞癌细胞系中的表达比非胃印戒细胞癌细胞系低，增强胃印戒细胞癌细胞系中miR-935的表达可抑制癌细胞增殖、迁移和侵袭；并且证实Notch1是miR-935的靶基因，通过敲除Notch1可以减少癌细胞增殖、迁移和侵袭，提示miR-935-Notch1通路在胃癌尤其是胃印戒细胞癌的临床诊断和治疗中提供潜在作用。Matsuo等[30]使用miRNA芯片发现miR-29c在进展期胃癌中显著下调，并且发现RCC2是miR-29c的作用靶点，miR-29c通过抑制RCC2的表达起到抑制胃癌细胞的作用。Li等[31]研究发现，miR-495和miR-551a在胃癌中下调表达，在胃癌细胞系中转染miR-495和miR-551a模拟物并采用蛋白质印迹和qPCR方法分析确认了PRL-3是miR-495和miR-551a的靶点，通过抑制PRL-3发挥抑制胃癌细胞转移和侵袭的作用，并且有可能用于胃癌的基因治疗。已有研究显示miR-338-3p、miR-200a、miR-34a过表达都可以抑制胃癌细胞的增殖、转移和侵袭，因而在胃癌中发挥抑癌基因样作用[32-34]。

3.3 胃癌中致瘤性miRNA Zhang等[35]发现miR-24在胃癌中明显上调，采用荧光素酶检测出BCL2L11是其靶基因，并且miR-24可通过结合于BCL2L11 mRNA的3端非编码区调控BCL2L11的表达，通过抑制BCL2L11发挥癌基因样作用。体外实验证实，在胃癌细胞株SGC-7901中转染miR-24可促进癌细胞转移、减少细胞凋亡比例。因此认为miR-24是一种新型致瘤性miRNA，可作为一个潜在的药物靶点。Li等[36]研究发现，CDX1通过诱导细胞周期阻滞和细胞凋亡而显著抑制胃癌细胞增殖，是抑癌基因。在胃癌中过表达的miR-296-5p可对CDX1进行负性调控，从而降低CDX1的表达、活化ERK1/2信号通路，促进胃癌细胞增殖。TGFβ信号通路的异常与多种肿瘤的增殖和转移有关。Duan等[37]研究发现，miR-130通过与TGFβR2 mRNA的3端非编码区结合负性调控TGFβR2蛋白表达水平；此外还发现过度表达的miR-130可促进胃癌细胞株SGC-7901增殖和迁移，研究表明miR-130通过抑制TGFβR2发挥癌基因样作用，促进胃癌发生。

3.4 miRNA在胃癌中的临床应用

3.4.1 miRNA作为诊断胃癌的标志物 由于miRNA的差异表达可以区分正常组织和肿瘤组织，并且miRNA可以稳定存在于血浆中，因此通过检测分析外周血中某些miRNA的表达水平可作为诊断胃癌的生物标志物。例如，Li等[38]研究发现，相较于健康者，miRNA-199a-3p在胃癌患者术前血浆中表达水平显著上调，且术后表达水平下调，miRNA-199a-3p预测胃癌的敏感性和特异性分别为80%和74%，因此检测miRNA-199a-3p血浆表达量可作为诊断胃癌的新型潜在生物标志物。Zeng等[39]进行meta分析确定了miR-21因其较高的敏感性和特异性可为胃癌诊断提供价值，其敏感性和特异性分别为66.5%和83.1%，受试者工作特征曲线下面积为0.80。

3.4.2 miRNA作為治疗胃癌的工具 由于miRNA具有癌基因或抑癌基因的作用，因此通过抑制或上调miRNA表达量可抑制胃癌细胞的增殖，从而发挥治疗作用。此外，人为调控miRNA的表达量可使肿瘤患者对化疗药物的敏感性增加或降低抵抗性[40]。例如，Zhang等[41]研究显示，miR-1303在胃癌细胞中显著过表达，呈现癌基因样作用；通过应用miR-1303抑制剂经瞬时转染后下调miR-1303在胃癌细胞中的表达水平，发现胃癌细胞的增殖、迁移和侵袭能力受到明显抑制。

3.4.3 miRNA作为胃癌预后的生物标志物 除了肿瘤发病部位、病理分期、侵润深度和范围、有无淋巴结转移等传统预后因素外，近期研究表明miRNA也可以作为评估胃癌预后的指标。例如，Kim等[42]研究显示，胃癌细胞中miR-20a、miR-25、miR-93、miR-103、miR-106a、miR-106b、miR-130的高表达与淋巴结转移有关，miR-222的高表达会缩短5年生存率。Sakamoto等[43]研究显示，miR-148a在胃癌组织中显著下调，并且与胃癌的临床分期、淋巴结转移以及较差的预后显著相关。Wang等[44]进行meta分析表明，检测miR-21的表达水平对评估胃癌患者预后有价值，miR-21的过表达与较差的肿瘤分化程度、淋巴结转移和TNM分期有关。

4 展望

随着越来越多关于miRNA在胃癌中的深入研究，逐步揭示了miRNA参与胃癌发生发展的分子机制。目前，大部分研究集中于探索miRNA在转录后调控靶基因的表达，从而发挥其致癌或抑癌的作用。然而，关于miRNA自身失调与其所受上游转录调控之间机制的研究甚少。此外，由于各实验研究结果的重复性差，导致miRNA的基础研究成果很难向临床应用转化。因此，未来还需完善实验方法和技术，阐明miRNA参与胃癌发生的复杂网络调控机制，使得miRNA在胃癌的早期诊断、治疗和预后中发挥其生物学意义。

参考文献

[1] Bartel D P.MicroRNAs：genomics，biogenesis，mechanism，and function[J].Cell，2004，116（2）：281-297.

[2] Ichikawa D，Komatsu S，Konishi H，et al.Circulating microRNA in digestive tract cancers[J].Gastroenterology，2012，142（5）：1074-1078.

[3] Esquela-Kerscher A，Slack F J.Oncomirs-microRNAs with a role in cancer[J].Nature Reviews Cancer，2006，6（4）：259-269.

[4] Dong H，Lei J，Ding L，et al.MicroRNA：function，detection，and bioanalysis[J].Chemical Reviews，2013，113（8）：6207-6233.

[5] Ji F，Lv X，Jiao J.The role of microRNAs in neural stem cells and neurogenesis[J].J Genet Genomics，2013，40（2）：61-66.

[6] Chen C Z，Schaffert S，Fragoso R，et al.Regulation of immune responses and tolerance： the microRNA perspective[J].Immunol Rev，2013，253（1）：112-128.

[7] Swaminathan G，Martin-Garcia J，Navas-Martin S.RNA viruses and microRNAs：challenging discoveries for the 21st century[J].Physiol Genomics，2013，45（22）：1035-1048.

[8] Gangaraju V K， Lin H.MicroRNAs：key regulators of stem cells[J].Nat Rev Mol Cell Biol，2009，10（2）：116-125.

[9] Vigorito E，Kohlhaas S，Lu D，et al.miR-155：an ancient regulator of the immune system[J].Immunol Rev，2013，253（1）：146-157.

[10] Ye X，Hemida M G，Qiu Y，et al.MiR-126 promotes coxsackievirus replication by mediating cross-talk of ERK1/2 and Wnt/beta-catenin signal pathways[J].Cell Mol Life Sci，2013，70（23）：4631-4644.

[11] Carraro G，Shrestha A，Rostkovius J，et al.miR-142-3p balances proliferation and differentiation of mesenchymal cells during lung development[J].Development，2014，141（6）：1272-1281.

[12] Gocze K，Gombos K，Juhasz K，et al.Unique MicroRNA Expression Profiles in Cervical Cancer[J].Anticancer Res，2013，33（6）：2561-2567.

[13] Soga D，Yoshiba S，Shiogama S，et al.microRNA expression profiles in oral squamous cell carcinoma[J].Oncology Reports，2013，30（2）：579-583.

[14] Tao Z H，Wan J L，Zeng L Y，et al.miR-612 suppresses the invasive-metastatic cascade in hepatocellular carcinoma[J].The Journal of Experimental Medicine，2013，210（4）：789-803.

[15] Han N，Zhao W，Zhang Z，et al.MiR-328 suppresses the survival of esophageal cancer cells by targeting PLCE1[J].Biochemical and Biophysical Research Communications，2016，470（1）：175-180.

[16] Xu X，Fan Z，Kang L，et al.Hepatitis B virus X protein represses miRNA-148a to enhance tumorigenesis[J].J Clin Invest，2013，123（2）：630-645.

[17] Mahu C，Purcarea A P，Gheorghe C M，et al.Molecular events in gastric carcinogenesis[J].J Med Life，2014，7（3）：375-378.

[18] Jemal A，Bray F，Center M M，et al.Global Cancer Statistics[J].CA Cancer J Clin，2011，61（2）：69-90.

[19] Torre L A，Bray F，Siegel R，et al.Global Cancer Statistics，2012[J].CA Cancer J Clin，2015，65（2）：87-108.

[20] Ferlay J，Shin H，Bray F，et al.Estimates of worldwide burden of cancer in 2008：GLOBOCAN 2008[J].International Journal of Cancer，2010，127（12）：2893-2917.

[21] Dominguez R L，Crockett S D，Lund J L，et al.Gastric cancer incidence estimation in a resource-limited nation：use of endoscopy registry methodology[J].Cancer Causes Control，2013，24（2）：233-239.

[22] Qu Y，Dang S，Hou P.Gene methylation in gastric cancer[J].Clinica Chimica Acta，2013，424：53-65.

[23] Jia H，Zhang Z，Zou D，et al.MicroRNA-10a is down-regulated by DNA methylation and functions as a tumor suppressor in gastric cancer cells[J].PLoS One，2014，9（1）：e88 057.

[24] Kim J，Kim T，Bae J，et al.Epigenetically regulated MIR941 and MIR1247 target gastric cancer cell growth and migration[J].Epigenetics，2014，9（7）：1018-1030.

[25] Lei H，Zou D，Li Z，et al.MicroRNA-219-2-3p Functions as a Tumor Suppressor in Gastric Cancer and Is Regulated by DNA Methylation[J].PLoS One，2013，8（4）：e60 369.

[26] Ma J，Hong L，Chen Z，et al.Epigenetic regulation of microRNAs in gastric cancer[J].Dig Dis Sci，2014，59（4）：716-723.

[27] Duan Y，Hu L，Liu B，et al.Tumor suppressor miR-24 restrains gastric cancer progression by downregulating RegIV[J].Molecular Cancer，2014，13：127.

[28] Kong W Q，Bai R，Liu T，et al.MicroRNA-182 targets cAMP-responsive element- binding protein 1 and suppresses cell growth in human gastric adenocarcinoma[J].FEBS J，2012，279（7）：1252-1260.

[29] Yan C，Yu J，Kang W，et al.miR-935 suppresses gastric signet ring cell carcinoma tumorigenesis by targeting Notch1 expression[J].Biochem Biophys Res Commun，2016，470（1）：68-74.

[30] Matsuo M，Nakada C，Tsukamoto Y，et al.MiR-29c is downregulated in gastric carcinomas and regulates cell proliferation by targeting RCC2[J].Molecular Cancer，2013，12（1）：15.

[31] Li Z，Cao Y，Jie Z，et al.miR-495 and miR-551a inhibit the migration and invasion of human gastric cancer cells by directly interacting with PRL-3[J].Cancer Letters，2012，323（1）：41-47.

[32] Guo B，Liu L，Yao J，et al.miR-338-3p Suppresses Gastric Cancer Progression through a PTEN-AKT Axis by Targeting P-REX2a[J].Molecular Cancer Research，2014，12（3）：313-321.

[33] Cong N，Du P，Zhang A，et al.Downregulated microRNA-200a promotes EMT and tumor growth through the wnt/ beta-catenin pathway by targeting the E-cadherin repressorsZEB1/ZEB2 in gastric adenocarcinoma[J].Oncology Reports，2013（29）：1579-1587.

[34] Cao W，Fan R，Wang L，et al.Expression and regulatory function of miRNA-34a in targeting survivin in gastric cancer cells[J].Tumor Biology，2013，34（2）：963-971.

[35] Zhang H，Duan J，Qu Y，et al.Onco-miR-24 regulates cell growth and apoptosis by targeting BCL2L11 in gastric cancer[J].Protein Cell，2016，7（2）：141-151.

[36] Li T，Lu Y Y，Zhao X D，et al.MicroRNA-296-5p increases proliferation in gastric cancer through repression of Caudal-related homeobox 1[J].Oncogene，2014，33（6）：783-793.

[37] Duan J，Zhang H，Qu Y，et al.Onco-miR-130 promotes cell proliferation and migration by targeting TGFbetaR2 in gastric cancer[J].Oncotarget，2016，7（28）：44 522-44 533.

[38] Li C，Li J F，Cai Q，et al.MiRNA-199a-3p in Plasma as a Potential Diagnostic Biomarker for Gastric Cancer[J].Ann Surg Oncol，2013，20：S397-405.

[39] Zeng Z，Wang J，Zhao L，et al.Potential role of microRNA-21 in the diagnosis of gastric cancer：a meta-analysis[J].PLoS One，2013，8（9）：e73 278.

[40] Matuszcak C，Haier J，Hummel R，et al.MicroRNAs：promising chemoresistance biomarkers in gastric cancer with diagnostic and therapeutic potential[J].World J Gastroenterol，2014，20（38）：13 658-13 666.

[41] Zhang S J，Feng J F，Wang L，et al.miR-1303 targets claudin-18 gene to modulate proliferation and invasion of gastric cancer cells[J].Dig Dis Sci，2014，59（8）：1754-1763.

[42] Kim B H，Hong S W，Kim A，et al.Prognostic implications for high expression of oncogenic microRNAs in advanced gastric carcinoma[J].Journal of Surgical Oncology，2013，107（5）：505-510.

[43] Sakamoto N，Naito Y，Oue N，et al.MicroRNA-148a is downregulated in gastric cancer，targets MMP7，and indicates tumor invasiveness and poor prognosis[J].Cancer Science，2014，105（2）：236-243.

[44] Wang Z，Cai Q，Jiang Z，et al.Prognostic role of microRNA-21 in gastric cancer：a meta-analysis[J].Med Sci Monit，2014，20：1668-1674.

（收稿日期：2017-04-06） （本文編辑：程旭然）