microRNA-196a与肿瘤相关性的研究进展

辛 鹤 王传卓 综述 刘兆玉 审校

microRNA(miRNA)是存在于真核生物中的非编码短链RNA，在生命活动中发挥了重要的调控作用。1993年，Lee等[1]首次在秀丽隐杆线虫中发现一个长度为22nt，能够与LIN-14 mRNA互补的反义RNA分子，并将其命名为RNA-1in-4。此后，量文献报道了miRNA的结构和功能。其中，miR-196a作为miRNA家族中的成员之一，近年来受到了很大关注。本文就miR-196a在肿瘤中的作用做一综述。

1 miR-196a简介

2004年，Yekta等[2]首次发现与HOX家族基因相关联的miR-196a。miR-196a是从HOX家族基因座转录而来，其包含miR-196a-1和miR-196a-2两个亚型，两者的编码基因分别位于17号染色体和12号染色体，其中前者位于HOXB9和HOXB13之间，后者位于HOXC10和HOXC12之间。miR-196a在多种生物学过程中起重要的调控作用。有研究报道，miR-196a在人臀部皮下脂肪组织的表达水平显著高于腹部皮下脂肪组织，且miR-196a通过调控HOX基因表达，影响皮下脂肪组织的分布，与肥胖、代谢紊乱等病症密切相关[3]。miR-196a上调也能够抑制其靶基因HOXC8的表达，参与脂肪组织的褐变过程[4]。在亨廷顿氏舞蹈症转基因小鼠实验中发现，miR-196a能够作用于RANBP10的3′ UTR抑制其表达，提高β-微管蛋白的聚合能力，改善神经元细胞的胞内运输和突触可变性，增强学习记忆能力[5]。还有研究发现，miR-196a能够影响小鼠胚胎干细胞的自我更新和分化状态[6]，调节SD大鼠骨髓基质干细胞的分化和成骨基因表达[7]，增强BMP4、Pax7表达促进蝾螈尾再生[8]。

2 miR-196a在肿瘤发生发展中的作用

据文献报道位于不稳定位点的人类miRNAs与肿瘤发生有着密切联系，HOX家族的基因座属于不稳定位点，其中HOXB4、HOXB5、HOXC9、HOXC10、HOXD4、HOXD8与邻近miRNAs的表达紊乱参与众多实体瘤及血液系统肿瘤的形成[9-10]。而位于HOX基因座的miR-196a与肿瘤的发生发展也密切相关。近年来研究表明，miR-196a在多种肿瘤组织中呈高表达，表现为癌基因的作用，能够通过调节wnt/β-catenin、PI3K/Akt等通路，促进肿瘤生长、侵袭和转移，并增强肿瘤细胞对化疗药物的耐药性。

2.1 miR-196a与食管癌

食管癌是食管鳞状上皮或腺上皮异常增生所形成的病变，是人类最常见的恶性肿瘤之一，多发于亚洲和非洲。食管癌术后5年生存率仅为18%～30%，是高致死性疾病[11]。研究发现，在食管癌组织中，miR-196a表达水平高于癌旁组织。采用细胞转染技术发现过表达miR-196a能够促进食管癌细胞TE1增殖、侵袭和迁移[12]。Luthra等[13]对食管癌细胞系OE33、SEG-1、BIC-1、SKGT-5的研究发现，miR-196a表达上调能够降低ANXA1 mRNA和蛋白表达水平，且荧光素酶实验显示miR-196a能够靶向调控ANXA1，而ANXA1能够调控多条信号通路，抑制癌细胞增殖，促进癌细胞凋亡。

此外，Wang等[14]分析了miR-196a基因多态性与食管鳞状细胞癌的关系，实验中采用PCR-LDR技术，发现miR-196a基因rs11614913 C/T SNP的T等位基因能够增加60岁以下人群食管鳞状细胞癌的发病风险，而miR-196a基因启动子区rs35010275的多态的C等位基因是60岁以下人群食管鳞状细胞癌发病的保护因素。PAR1A属于小分子G蛋白Ras超家族成员之一，其表达异常与肿瘤的发生及转移相关。SNP rs6573位点位于RAP1A基因的3′ UTR区，存在miR-196a潜在结合区，通过构建SNP rs6573A/C不同基因型RAP1A 3′ UTR的载体，采用荧光素酶报告基因发现miR-196a可以显著降低A等位基因的荧光素酶活性，而对C等位基因的荧光素酶活性没有影响，说明SNP rs6573通过影响miR-196a对PAP1A表达的调控，参与食管鳞癌的转移[15]。

2.2 miR-196a与胰腺癌

胰腺癌发病隐蔽、早期发现困难，一旦发现多属于晚期。由于其早期即可发生浸润和转移，导致胰腺癌手术切除率较低。miRNAs常作为肿瘤诊断标志物，用于肿瘤的鉴别和预后判断[16-17]。研究发现，胰腺癌患者血浆中miR-21、miR-210、miR-155、miR-196a、miR-20a和miR-25表达水平显著高于正常对照组，且miR-196a高表达会降低患者存活率，说明血浆miR-196a水平对胰腺癌具有一定的诊断效能[18]。Hong等[19]通过miRNAs芯片分析胰腺癌组织及其癌旁组织中miRNA的表达差异，发现51种miRNA高表达，107种miRNA低表达，同时采用Real-time PCR进一步验证了miR-196a的表达变化，实验结果显示，胰腺癌患者中miR-196a表达水平显著升高，且与肿瘤的病变程度等密切相关。

此外有研究报道，miR-196a转染人胰腺癌PANCA-1细胞后，能够降低ING5表达水平，提高细胞凋亡水平，抑制细胞侵袭和增殖。ING5是抑癌基因家族成员之一，ING5与p53相互作用能促进p53转录活化，抑制肿瘤的发生发展。因此，miR-196a可能通过调节ING5的表达，影响胰腺癌细胞的增殖情况、凋亡水平及侵袭迁移能力[20]。Huang等研究发现，下调miR-196a表达能够降低Cyclin D1和CDK4/6表达水平，增加G0/G1期细胞数；实验中通过荧光素酶实验发现miR-196a能够靶向调控NFKBIA，NFKBIA基因沉默能够促进PANCA-1细胞增殖和侵袭迁移[21]，说明miR-196a通过靶向调控NFKBIA影响胰腺癌细胞的生物活性。

2.3 miR-196a与结直肠癌

结直肠癌是世界上最常见的恶性肿瘤之一，死亡率在癌症相关死亡率中位居前列。研究发现，结直肠癌患者癌组织中miR-196a表达量显著高于癌旁组织，且miR-196a表达水平与有无淋巴结转移、有无远处转移、肿瘤分期呈明显相关性[22]。Nagy等[23]通过基因芯片发现了结肠癌患者与非结肠癌患者血浆中miR-196a表达存在差异，又进一步通过PCR验证了这一结果，说明miR-196a可作为结肠癌诊断和预后的标志物，甚至可能成为结肠癌基因治疗的靶标。

miR-196a也能够通过调控ZG16的表达影响结肠癌的发生发展，ZG16蛋白是分子量为16 kDa的可溶性蛋白，目前常用来作为检测胃癌、腺癌等癌症的标志物。Chen等[24]发现结直肠癌组织中的ZG16蛋白表达量明显低于癌旁正常组织，进一步寻找与ZG16蛋白有关的miRNAs，结果发现miR-196a与ZG16基因3′UTR端有7个碱基可构成共价键，因此miR-196a通过调控下游ZG16基因的表达促进结肠癌细胞的癌变。Jacob等[25]采用RNA免疫共沉淀、免疫荧光等技术发现LMTK3能够通过DDX5蛋白与miR-196a结合，通过构建LMTK3 3′UTR的载体，采用荧光素酶报告基因发现miR-196a也能够靶向调控LMTK3。LMTK3是丝氨酸-苏氨酸-酪氨酸激酶家族成员之一，是新发现的癌症相关基因，最新研究表明其在多种恶性肿瘤中高表达，且高表达水平与多种肿瘤的发生、发展及预后有关，Jacob等人的实验结果也显示，miR-196a能够与LMTK3相互作用影响结肠癌细胞的增殖、侵袭转移能力。此外，Pan等[26]通过基因敲除、染色质免疫共沉淀等实验探究了miR-196a与LncRNA UCA1、转录因子CREB在耐药过程中的相互关系及作用机制，发现miR-196a在癌细胞耐药形成中发挥重要的调控作用。

2.4 miR-196a与肝癌

肝癌是我国发病率极高，预后差的一种癌症，也是目前世界上第三大致死性癌症。肝癌的发病是多因素、多步骤的复杂过程。目前，多组临床资料及实验数据报道了miR-196a在肝癌发病过程中的调控作用及机制。研究发现，miR-196a在肝癌患者的组织、血清中呈高表达，且在乙型肝炎病毒(HBV)和丙型肝炎病毒(HCV)引发的肝癌患者中表达异常升高，相关研究表明miR-196a可作为慢性乙型肝炎的诊断物，通过检测血清中miR-196a的表达水平，对患者的病情进行监测和评估[27-28]。

Hao等[29]研究发现miR-196a能够影响肝癌细胞中p53、caspase-3、HOXB9、HOXB8 mRNA和蛋白的表达，发挥促癌因子的作用。此外，Liu等[30]发现与人正常原代肝细胞(PHH)相比，肝癌细胞系HepG2、Huh7、MHCC-97H、Hep3B、SMMC-7721中miR-196a呈高表达，并且通过转染miR-196a inhibitor及其阴性对照，进一步探究了miR-196a的作用机制，实验结果显示下调miR-196a表达能够降低癌细胞活性和克隆形成能力，并且促进细胞凋亡，抑制癌细胞的侵袭和转移，且这一生物过程是通过miR-196a靶向调控FOXO1实现的。Xu等[31]的研究也发现丙型肝炎病毒核心蛋白感染的HepG2和Huh-7肝癌细胞系中miR-196a表达上调，并且通过生物信息学网站预测了miR-196a与FOXO1 3′UTR的结合位点，同时利用双荧光素酶实验验证了miR-196a与FOXO1的相互作用关系。上述结果表明miR-196a通过调控FOXO1的表达在肝癌发病过程中发挥重要的作用。

2.5 miR-196a与宫颈癌

宫颈癌是常见的妇科恶性肿瘤之一，目前其发病率逐年上升，且趋于年轻化。Liu等[32]通过对105位宫颈癌患者和50位健康志愿者血浆中miR-196a表达水平的测定，发现与对照组相比，宫颈癌患者血浆中的miR-196a显著升高，且表达水平与宫颈癌的临床分期、病例分级、有无淋巴结转移密切相关。

Yang等[33]研究发现lnc RNA GAS5能够靶向调控miR-196a，GAS5过表达能够降低miR-196a的表达水平，抑制宫颈癌细胞的增殖和转移。Hou等[34]报道在宫颈癌细胞中，过表达miR-196a能够增加G1/S期细胞数，促进细胞增殖，且miR-196a能够靶向调控FOXO1和p27，FOXO1和p27是PI3K/Akt信号通路中两种重要的效应因子，说明miR-196a能够通过影响PI3K/Akt信号通路作用于宫颈癌细胞。

此外，研究报道miR-196a rs11614913T>CSNP多态与宫颈癌遗传易感性密切关系，采用TaqMan-PCR方法对509例宫颈癌患者及对照个体进行基因型分析，发现含突变纯合子CC个体与野生型纯合子TT比较，患宫颈癌的风险明显升高；分层分析数据也显示月经初潮年龄、生育年龄及产子数目与miR-196a rs11614913T>CSNP基因遗传变异之间存在着交互作用[35]。

2.6 miR-196a与脑胶质瘤

脑胶质瘤是人类肿瘤中最具有侵袭性的一种原发性肿瘤，也是中枢神经系统最常见的肿瘤。研究发现miR-196a与脑胶质瘤的发生发展密切相关[36]。Yan等[37]对116名脑胶质瘤患者通过高通量测序发现两种抑制脑胶质瘤发展的miRNA：miR-767和miR-105，三种促进脑胶质瘤发展的miRNA：miR-584、miR-296和miR-196a，且miR-196a表达水平与患者的不良预后存在相关性，在低度恶性脑胶质瘤转化为恶性间变性胶质瘤过程中发挥重要作用。Guan等[38]采用基因芯片技术对脑胶质瘤中16种miRNA表达水平进行了分析，发现miR-196a呈高表达，且通过对39名患者多因素分析发现miR-196a表达水平是患者存活率的独立危险因素。相关研究发现[39]，恶性胶质瘤U87细胞中沉默LncRNA Hotair能够促进细胞凋亡，抑制细胞侵袭转移。Liu等[40]报道miR-196a能够靶向调控Hotair，说明miR-196a通过Hotair对脑胶质瘤的发生发展起到调控作用。

3 小结与展望

通过检测血清及组织中某些microRNA的表达水平，可达到肿瘤早期诊断的目的，并且能够对患者病情进展及预后进行评估。microRNA作为基因表达和蛋白翻译过程中的调节分子，在许多肿瘤的发生过程中都起到调控的枢纽作用。因此，把microRNA作为肿瘤生物治疗的靶分子具有广泛的应用前景。在多种肿瘤中，miR-196a的表达都与肿瘤的分期、预后具有较为明确的相关性，而且，目前一些研究数据也表明针对miR-196a的药物制剂在肿瘤的治疗中具有潜在的应用价值。相信随着对miR-196a研究的深入，在基因调控的高水平层面通过生物治疗来控制肿瘤的发生发展将取得丰硕的成果。

1 Lee RC，Feinbaum RL，Ambros V.et al.Elegans heterochronic gene lin-4 encodes small RNAs with antisense complementarity to lin-14[J].Cell，1993，75(5)：843-854.

2 Yekta S，Shih IH，Bartel DP.microRNA-directed cleavage of HOXB8 mRNA[J].Sci，2004，304(5670)：594-596.

3 Divoux A，Xie H，Li JL，et al.microRNA-196 regulates HOX gene expression in human gluteal adipose tissue[J].Obesity(Silver Spring)，2017，25(8)：1375-1383.

4 Arias N，Aguirre L，Fernandez-Quintela A，et al.microRNAs involved in the browning process of adipocytes[J].Physiol Biochem，2016，72(3)：509-521.

5 Her LS，Mao SH，Chang CY，et al.MiR-196a enhances neuronal morphology through suppressing RANBP10 to provide neuroprotection in huntington′s disease[J].Theranostics，2017，7(9)：2452-2462.

6 Chen F，Chen ZY，Yang HT.Expression profile of microRNAs in the cardiomyocytes derived from mouse embryonic stem cells[J].Sheng Li Xue Bao，2014，66(6)：702-708.

7 Qin Y，Wang L，Gao Z，et al.Bone marrow stromal/stem cell-derived extracellular vesicles regulate osteoblast activity and differentiation in vitro and promote bone regeneration in vivo[J].Sci Rep，2016，6：21961.

8 Sehm T，Sachse C，Frenzel C，et al.MiR-196 is an essential early-stage regulator of tail regeneration，upstream of key spinal cord patterning events[J].Dev Biol，2009，334(2)：468-480.

9 Calin GA，Sevignani C，Dumitru CD，et al.Human microRNA genes are frequently located at fragile sites and genomic regions involved in cancers[J].PNAS，2004，101(101)：2999-3004.

10 Debernardi S，Skoulakis S，Molloy G，et al.microRNA miR-181a correlates with morphological sub-class of acute myeloid leukaemia and the expression of its target genes in global genome-wide analysis[J].Leukemia，2007，21(5)：912-916.

11 Shen F，Chen J，Guo S，et al.Genetic variants in miR-196a2 and miR-499 are associated with susceptibility to esophageal squamous cell carcinoma in Chinese Han population[J].Tumour Biol，2016，37(4)：4777-4784.

12 吴晓鹏，陈强，刘勤，等.microRNA-196a对食管癌预后的评估价值及其生物学行为的调控机制[J].中国现代医学杂志，2017，27(13)：50-57.

13 Luthra R，Singh RR，Luthra MG，et al.microRNA-196a targets annexin A1：a microRNA-mediated mechanism of annexin A1 downregulation in cancers[J].Oncogene，2008，27(52)：6667-6678.

14 Wang N，Li Y，Zhou RM，et al.Hsa-miR-196a2 functional SNP is associated with the risk of ESCC in individuals under 60 years old[J].Biomarkers，2014，19(1)：43-48.

15 Wang K，Li J，Guo H，et al.MiR-196a binding-site SNP regulates RAP1A expression contributing to esophageal squamous cell carcinoma risk and metastasis[J].Carcinogenesis，2012，33(11)：2147-2154.

16 Galardi A，Colletti M，Businaro P，et al.microRNAs in neuroblastoma：biomarkers with therapeutic potential[J].Curr Med Chem，2017[Epub ahead of print].

17 Pan C，Yan X，Li H，et al.Systematic literature review and clinical validation of circulating microRNAs as diagnostic biomarkers for colorectal cancer[J].Oncotarget，2017，8(40)：68317-68328.

18 Yu Q，Xu C，Yuan W，et al.Evaluation of plasma microRNAs as diagnostic and prognostic biomarkers in pancreatic adenocarcinoma：miR-196a and miR-210 could be negative and positive prognostic markers，respectively[J].Biomed Res Int，2017，2017：6495867.

19 Hong TH，Park IY.microRNA expression profiling of diagnostic needle aspirates from surgical pancreatic cancer specimens[J].Korean Surg Soc，2014，87(6)：290-297.

20 Liu M，Du Y，Gao J，et al.Aberrant expression miR-196a is associated with abnormal apoptosis，invasion，and proliferation of pancreatic cancer cells[J].Pancreas，2013，42(7)：1169-1181.

21 Huang F，Tang J，Zhuang X，et al.MiR-196a promotes pancreatic cancer progression by targeting nuclear factor kappa-B-inhibitor alpha[J].PLoS One，2014，9(2)：e87897.

22 樊鑫鑫，赵青芳，关露露，等.MiR-196a与ZG16蛋白在结直肠癌中的表达意义及相关性分析[J].中华结直肠疾病电子杂志，2017，6(4)：60-62.

23 Nagy ZB，Wichmann B，Kalmar A，et al.Colorectal adenoma and carcinoma specific miRNA profiles in biopsy and their expression in plasma specimens[J].Clin Epigenetics，2017，9：22.

24 Chen X，Du P，She J，et al.Loss of ZG16 is regulated by miR-196a and contributes to stemness and progression of colorectal cancer[J].Oncotarget，2016，7(52)：86695-86703.

25 Jacob J，Favicchio R，Karimian N，et al.LMTK3 escapes tumour suppressor miRNAs via sequestration of DDX5[J].Cancer Lett，2016，372(1)：137-146.

26 Pan J，Li X，Wu W，et al.Long non-coding RNA UCA1 promotes cisplatin/gemcitabine resistance through CREB modulating miR-196a-5p in bladder cancer cells[J].Cancer Lett，2016，382(1)：64-76.

27 Guo J，Jin M，Zhang M，et al.A genetic variant in miR-196a2 increased digestive system cancer risks：a meta-analysis of 15 case-control studies[J]，PLoS One，2012，7(1)：e30585.

28 Liu B，Xiang Y，Zhang HS.Circulating microRNA-196a as a candidate diagnostic biomarker for chronic hepatitis C[J].Mol Med Rep，2015，12(1)：105-110.

29 Hao Y，Wang J，Zhao L.The effect and mechanism of miR196a in HepG2 cell[J].Biomed Pharmacother，2015，72：1-5.

30 Yang L，Peng F，Qin J，et al.Downregulation of microRNA-196a inhibits human liver cancer cell proliferation and invasion by targeting FOXO1[J].Oncol Rep，2017，38(4)：2148-2154.

31 Xu H，Li G，Yue Z，et al.HCV core protein-induced upregulation of microRNA-196a promotes aberrant proliferation in hepatocellular carcinoma by targeting FOXO1[J].Mol Med Rep，2016，13(6)：5223-5229.

32 Liu P，Xin F，Ma CF.Clinical significance of serum miR-196a in cervical intraepithelial neoplasia and cervical cancer[J].Genet Mol Res，2015，14(4)：17995-8002.

33 Yang W，Hong L，Xu X，et al.LncRNA GAS5 suppresses the tumorigenesis of cervical cancer by downregulating miR-196a and miR-205[J].Tumour Biol，2017，39(7)：1010428317711315.

34 Hou T，Ou J，Zhao X，et al.microRNA-196a promotes cervical cancer proliferation through the regulation of FOXO1 and p27Kip1[J].Brit J Cancer，2014，110(5)：1260-1268.

35 丁波，王美林，张正东，等.miR-196a2 T>C基因多态与宫颈癌易感性的关系研究[J].南京医科大学学报，2016，25(1)：85-89.

36 Guan Y，Chen L，Bao Y，et al.High miR-196a and low miR-367 cooperatively correlate with unfavorable prognosis of high-grade glioma[J].Int J Exp Pathol，2015，8(6)：6576-6588.

37 Yan W，Li R，Liu Y，et al.microRNA expression patterns in the malignant progression of gliomas and a 5-microRNA signature for prognosis[J].Oncotarget，2014，5(24)：12908-12915.

38 Guan Y，Mizoguchi M，Yoshimoto K，et al.MiRNA-196 is upregulated in glioblastoma but not in anaplastic astrocytoma and has prognostic significance[J].Clin Cancer Res，2010，16(16)：4289-4297.

39 Yang B，Wei ZY，Wang BQ，et al.Down-regulation of the long noncoding RNA-HOX transcript antisense intergenic RNA inhibits the occurrence and progression of glioma[J].J Cell Biochem，2017[Epub ahead of print].

40 Liu C，Lin J，Li L，et al.HPV16 early gene E5 specifically reduces miRNA-196a in cervical cancer cells[J].Sci Rep，2015，5：7653.