结直肠癌相关微RNAs的研究进展

左凯， 李耀平

结直肠癌作为一种常见消化道恶性肿瘤近年来在我国发病率持续上升，尤其远端结直肠癌发病率趋于年轻化，严重威胁人们的健康[1]。目前结直肠癌发病机制研究已深入到基因水平，除了与高脂低膳食纤维饮食、慢性结肠炎症、大肠腺瘤及遗传等因素有关，还发现包括结直肠癌在内的人类多种肿瘤组织存在微RNAs的异常表达，不仅与结直肠癌的发展、转移等密切相关，且可能影响到肿瘤细胞对化疗药物的耐药性。现就结直肠癌相关微RNAs的研究进展作一概述。

1 微RNAs在结直肠癌中的表达

微RNAs是一类生物学上高度保守的非编码小RNA分子，长度17～25核苷酸，通过与靶基因mRNA的3′端非编码区(3′-UTR)互补配对，诱导靶mRNA降解或阻断其转录后翻译，负性调控靶基因的表达，主要参与调控细胞的增殖、分化和凋亡以及个体的生长发育和代谢等[2-3]。目前已发现超过100种微RNAs与结直肠癌相关[4]。不同的微RNAs分别作用于特定的一个或多个靶基因，微RNAs相互间存在协同作用或负性调控；由其构成的复杂信号调控网络共同参与结直肠癌的发生。通过检测结直肠癌组织中的微RNAs表达谱并与正常组织相比，发现miR-21、miR-31、miR-135b等表达显著上调，而miR-34a、let-7a、miR-145、miR-143等呈现低表达[5-6]。进一步研究发现，结直肠癌中高表达的微RNAs可能促进了细胞增殖并抑制其凋亡，从而诱导结直肠癌细胞侵袭和转移特性，而部分低表达微RNAs证实能通过多种调控机制抑制结直肠癌的发生和恶性生物学性状，起到类似抑癌基因的作用。

2 微RNAs在结直肠癌中的作用

2.1 miR-145 近来对miR-145的研究较多，miR-145定位于染色体5q32。已证实miR-145在多种肿瘤组织中低表达，发挥抑癌作用。目前发现PAK4,N-RAS,paxillin,FLi1以及p70S6K1都是miR-145已知的靶位基因[7-9]，miR-145通过调控一系列特定基因的表达参与结直肠癌发生和转移。Wang等[10]发现，过表达miR-145通过调控PKA4发挥其抗肿瘤作用，PKA4可以阻滞AKT和ERK1/2通路的活化，从而抑制肿瘤生长。通过将miR-145转染LS174T细胞，异位表达miR-145在转染48 h后显著下调了Fli-1蛋白表达，表明miR-145通过负性调控Fli-1表达来抑制结直肠癌细胞生长[9]。Qin等[11]发现，在结直肠癌中桩蛋白表达增多而miR-145低表达，并且证实miR-145是在转录后水平对桩蛋白的表达和活化进行负性调节的，而桩蛋白过表达能够促进癌细胞的增殖和侵袭。

此外，有研究发现，miR-145和其他微RNAs在调控肿瘤细胞生物学性状上存在关联。例如，miR-21可负性调节miR-145，而k-ras似乎在这一调控中发挥了重要作用，k-ras基因缺失增加miR-145表达，抑制miR-21，中断了 miR-21和miR-145之间的负性调节[12]。Su等[13]发现，miR-143/145群和IGF1R(Insulin-like growth factor 1 receptor)蛋白水平呈负相关，通过在SW480细胞过表达miR-143/145群，发现其通过结合到IGF1R的3′-UTR，调控表达而抑制了细胞增殖。在肿瘤耐药性方面，付强等[14]发现miR-145过表达显著下调HCT-116/L-OHP细胞(人结直肠癌耐奥沙利铂细胞株)中多药耐药基因MDR1及其蛋白P-gp水平，而经miR-145siRNA预处理后，MDR1及P-gp的表达水平明显上调。提示miR-145可能是通过下调MDR1基因表达来抑制HCT-116/L-OHP细胞的增殖，进而削弱其耐药性。

2.2 miR-34a 作为miR-34家族成员，miR-34a在人体除肺脏以外的组织中均存在表达。Chang等[15]首先发现，miR-34a是P53基因分子网络中的重要组分， P53基因通过依赖miR-34a激活和上调来诱导细胞凋亡和阻滞细胞周期。近年研究证实，miR-34a与包括结直肠癌在内肿瘤的发生、侵袭和转移等密切相关。Tazawa等[16]发现，miR-34a在部分患者结直肠癌组织中表达较周围正常组织明显下降，而将其导入结直肠癌细胞系HCT116和PKO中，观察到细胞增殖受到完全抑制，并呈现衰老样表型。Wu等[17]发现，在直肠癌组织中，原癌基因Fra-1表达上调，miR-34a表达下调，而miR-34a以Fra-1为靶点，在mRNA和蛋白水平上抑制Fra-1表达，因此miR-34a过表达可能起到抑制直肠癌迁移和侵袭的作用。Rokavec等[18]发现，IL-6R/STAT3/miR-34a信号环路促进了EMT(上皮间质转化)介导结直肠癌的侵袭和转移，而P53依赖miR-34a过表达则可能通过反馈作用于该通路而抑制结直肠癌的进展。Sun等[19]研究发现，结直肠癌患者smad4和miR-34a表达水平呈显著负相关，miR-34a可能通过抑制TGF-β/Smad4通路介导的自噬反应来调控化疗药物奥沙利铂对结直肠癌细胞的耐药性。因此，miR-34a不仅对结直肠癌侵袭、转移起到较强的抑制作用，还可能影响其耐药性的强弱。

2.3 miR-489 miR-489在肿瘤发生中的作用成为近年来研究热点。miR-489在乳腺癌、卵巢癌以及肝癌等组织中不表达[20-23]，但在肾透明细胞癌、口腔麟状细胞癌等癌组织中表达则明显上调[24-25]。miR-489在某些癌组织中表达下调，导致对其调控的靶基因抑制作用减弱，表现为促进肿瘤细胞生长和增殖，而过表达miR-489则可抑制肿瘤细胞的增殖、侵袭和转移。

Tao等[26]发现，miR-489在结直肠癌组织和细胞系中表达较周围正常组织减少，心肌肥厚相关因子-长链非编码RNA(lncRNA CHRF)诱导miR-489的表达失调可能通过作用于TWIST1/EMT信号途径促进结直肠癌细胞的转移。同样，任莉等[27]发现，miR-489在结直肠癌组织和细胞系中均呈现低表达，其表达与结直肠癌的浸润深度以及淋巴结转移等临床病理特征显著相关。过表达结直肠癌细胞miR-489时，上皮标志物E-cadherin表达升高，而间质标志物Vimentin 表达下降，说明miR-489能够抑制CRC细胞的EMT(epithelial-mesenchymal transition上皮间质转化)进程。此外，姜丽等[28]证实在人乳腺癌耐阿霉素细胞株中miR-489靶基因是Smad3，且通过调节smad3介导的EMT通路调节乳腺癌的EMT特性和化疗耐药性。上述结论提示，miR-489不仅参与调控结直肠癌细胞的侵袭、转移以及EMT进程，而且可能通过影响其对药物的耐药性发挥“抑癌基因”作用，miR-489可能成为结直肠癌患者潜在的治疗靶点。

2.4 其他结直肠癌相关微RNAs 目前不断发现有新的微RNAs以及相关信号分子参与调控结直肠癌进展及预后。例如，上调miR-143可促进结直肠癌细胞凋亡,并抑制HCT116细胞迁移。抑制miR-143功能后，可以上调FOSL2蛋白在结直肠癌细胞中的表达，促进细胞迁移[29]。miR-21在结直肠癌组织中表达升高较其他微RNAs更为显著，通过PTEN/PI3K/Akt信号通路促进结直肠癌的转化、转移[30]。He等[31]发现过表达miR-141和miR-200a能够通过作用于p38a来诱导氧化应激反应，促进肿瘤生长。

3 结语

微RNAs与结直肠癌的发生、侵袭和转移等密切相关，通过调控相关靶基因能起到类似抑癌和促癌基因的作用。微RNAs在结直肠癌与正常组织中存在明显的差异性表达，提示微RNAs有可能作为结直肠癌无创诊断及预后判断的分子标志物。此外，微RNAs可能影响肿瘤细胞对化疗药物的敏感性，体现了微RNAs在肿瘤治疗应用方面的前景。目前不断发现与结直肠癌相关的微RNAs，微RNAs靶基因多不明确，由微RNAs和下游靶基因构成的调控网络关系复杂，更为深入地研究微RNAs在结直肠癌发生中的调控机制及具体的信号转导途径将为早期诊断与治疗结直肠癌带来新希望。

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