miRNA在胃癌和肝癌中的研究进展

熊先会 敖鸿舜 冯盈庭 蓝振玮 丁磊 崔清华

[摘要] microRNA（miRNA）是一类只有20～24 nt的核苷酸短序列，广泛表达于多细胞的真核生物，通过与mRNAs的碱基互补配对实现对靶基因的转录后调控。大量的研究发现miRNA能够调节多种生物过程，比如细胞增殖、分化和凋亡等，且参与多种癌症调控。近些年由于饮食、遗传、环境等因素的影响，我国消化道相关疾病发病率逐年升高，受到普遍关注。本综述主要聚焦了近几年在胃癌和肝癌中参与调控的miRNA种类及其分子作用机制，以期更好地了解目前的研究热点，并为以后的研究方向提供参考和指导。

[关键词] microRNA;胃癌;肝癌

[中图分类号] R735 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2018）12（b）-0030-04

[Abstract] microRNA （miRNA） is a class of short nucleotide sequence with only 20-24 nt， which is widely expressed in multicellular eukaryotes. miRNA regulates the target genes in post-transcriptional level by pairing with complimentary mRNAs. A great deal of recent studies showed that miRNAs play vital roles in many biological processes， such as cell proliferation， differentiation and apoptosis， they also involved in various cancer regulations. In China， the incidence of gastric and liver cancers increased significantly due to the alterations on the nutrition， environment and genetics following the economic development， which raised more heath concerns. This review focused on the miRNAs identified in these cancers， and addressed the regulatory mechanisms underlying the occurrence and development in the gastric and liver cancers. It would provide better understandings of the importance of miRNAs in these diseases and guide to the further research.

[Key words] microRNA; Gastric cancer; Liver cancer

microRNA（miRNA）是一类20～24 nt的短核苷酸序列，在進化上具有高度保守性。miRNA参与机体的正常生长代谢发育，在多种生物过程中扮演着重要的角色[1]。miRNA主要特异结合靶基因的3′UTR区域，影响其表达水平并最终影响细胞或组织相关功能[2]。在动植物以及病毒中已经发现有28 645个miRNA分子，它们大多以单拷贝、多拷贝或基因簇的形式存在于基因组中[3]，miRNA可以调节超过1/3的人类基因表达[4]。

近年来，由于饮食、遗传、环境等因素的影响，我国消化道相关疾病发病率越来越高，尤其是胃和肝脏相关疾病[5]。发病初期一般可以通过药物或者手术治疗康复，但由于大多数人不重视，发展为肿瘤的可能性也不断增加。消化道疾病的一般临床表现为消化不良、腹泻、发热、黑便、贫血等症状，严重影响患者的生活，而胃癌和肝癌的发生则严重危及生命，因此研究疾病在发生发展过程中的调控机制有益于癌症的诊断与治疗。近几年的研究显示miRNA与胃癌及肝癌的发生、调节紧密相关，miRNA参与调节肿瘤细胞的增殖、分化和凋亡等。结合最近的研究成果，本文将进行较详细的总结论述，以阐明不同的miRNA在胃癌和肝癌发生发展中具有重要的调控作用。

1 miRNA在胃癌中的作用

胃癌是发生于胃黏膜上皮的恶性肿瘤，死亡率很高。在中国，胃癌发病有明显的地域性差别，西北与东部沿海地区胃癌发病率明显高于南方地区，每年大约有700 000例新病例和500 000例死亡。由于早期缺乏明确的症状，大多数患者被明确诊断时已为晚期。目前没有治疗胃癌的有效方法，晚期胃癌患者的5年生存率低于20%[6]。胃癌多发于年龄50岁以上人群，男女发病率之比为2∶1。由于饮食结构的改变、工作压力增大以及幽门螺杆菌的感染等原因，使得胃癌发生呈现年轻化倾向[7]。

1.1 miRNA在胃癌中的抑制作用

miRNAs可以作为致癌基因或抑癌基因，这取决于其靶点的细胞功能[8]。据报道，miRNA-31的表达和功能在多种癌症中得到了广泛的研究，其在不同的癌细胞中表达量不同。在卵巢癌、前列腺癌和胶质瘤细胞中表达下降，而在结直肠癌、肺癌和胰腺癌中则表达上调[9-10]。胃癌细胞中miRNA-31启动子处的甲基化与其表达量呈负相关，在正常胃组织中，miRNA-31表达量远高于胃肿瘤细胞，而甲基化水平低于胃肿瘤，反之亦然。进一步探究发现引起miRNA-31水平改变的是组蛋白去乙酰化酶抑制因子2（HDAC2），下调HDAC2后癌细胞增殖被抑制。这些结果证明miRNA-31能作为胃肿瘤细胞的一种功能抑制剂[11]。

在胃肿瘤细胞中不仅仅只有miRNA-31起抑癌作用。miRNA-302B是一种特异性的胚胎干细胞miRNA[12]，是目前在胃癌细胞中发现的，相比于正常细胞表达变化最为明显的一种miRNA。研究表明miRNA-302B靶向结合组蛋白激酶受体EphA2，使EphA2表达量减少，进而使Wnt/β-catenin通路中的相关癌基因c-Myc和G1/S-特异性周期蛋白-D1（CyclinD1）表达量减少，导致上皮细胞的间质转化（EMT）减少而抑制癌细胞的扩散[13]。

除了这两个较为典型的miRNA之外，还有miRNA-199a/b-3p，2003年首次在人类19号染色体和1号染色体中被确认[14]。在胃癌细胞中过表达miRNA-199a/b-3p后发现p21活性激酶（PAK4）的表达量减少，细胞增殖被抑制。所以miRNA-199a/b-3p参与胃癌细胞调控的主要方式是通过MEK/ERK轴[15]。

1.2 miRNA在胃癌中的促进作用

除了抑制癌细胞的miRNA，还有一些miRNA能促进癌细胞的增殖。正常的组织和癌组织都会分泌外泌体，晚期癌细胞外泌体的分泌水平会大大提高，这些外泌体能够促进肿瘤的扩散和侵染力。因此肿瘤分泌的外泌体中的miRNA能够被用来作为不同肿瘤类型和不同时期的生物标志物[16-17]。相关研究报道，从癌细胞的外泌体中发现和鉴定出了能作为癌症鉴定的生物标志物。在胃癌细胞中，miRNA-1290与细胞的临床分期呈正相关，且miRNA-1290通过FOX1促进胃癌的增殖和转移[18]，检测这些miRNA的含量可以预估癌细胞的发育程度以及时间[19]。

2 miRNA在肝癌中的作用

原发性肝癌一般包括肝细胞癌（HCC）、胆管癌和肝血管肉瘤，而其中HCC占肝癌的85%～90%，在全球恶性肿瘤中排名第五[20]。肝癌早期无明显症状，也给临床诊断带来困难。同时，体重减轻、肝脏疼痛等症状会影响患者的生活质量，甚至会导致生命危险。导致肝癌的因素很多而且非常复杂，有很多数据证实了miRNA在肝癌中的重要作用，所以miRNA在肝癌中的作用不容小觑。

2.1 miRNA在肝癌中的调节机制

miRNA在肝癌中的调节作用主要是通过靶向信号通路中的关键基因来实现的。过表达miRNA-200a能够明显抑制肝细胞癌的代谢能力，进一步发现miRNA-200a主要是通过直接靶定生长因子受体结合蛋白2相关结合蛋白1（GAB1）来发挥作用，提示miRNA-200a在以后的研究中可以作为新的肝恶性肿瘤抑制靶点[21]。miRNA-612通过Sp1/NANOG细胞信号通路抑制HCC多能性，miRNA-612对上皮细胞粘附分子如CD313的mRNA和蛋白表达水平具有负调节的作用，对肿瘤大小和数目也具有负调节作用，并且能直接抑制Sp1蛋白的表达、降低NANOG的转录活性，同时在活检组织切片检查中也发现Sp1和NANOG的表达越高，对于肿瘤切除的HCC患者的预后效果就越不利[22]。Wu等[23]在HepG2和SMMC-7721细胞系中发现miRNA-30c能够通过靶向结合IER2调节细胞迁徙和侵袭，miRNA-30c能够将IER2作为靶点对细胞活性实行负调节，这对肝癌患者而言可能是一个比较有前景的治疗策略。

近些年来，长片段非编码RNA（lnc-RNA）也逐渐成为研究热点，其作用机制有些也是通过miRNA途径来发挥作用。如miRNA-362-5p作为lnc-RNA的癌症易感性候选物2（CASC2）的内源靶点，CASC2通过靶向miRNA-362-5p从而抑制NF-κB通路调节HCC的細胞活性[24]。一些miRNA也可以作用于共同的靶点，miRNA-520-3p和miRNA-132可以共同调节细胞表面的跨膜糖蛋白GPC3和Hippo细胞信号通路的关键下游蛋白YAP的表达，增强肝癌细胞系的增殖能力和降低细胞自噬水平[25]。现在的研究结果说明不同的miRNA在肿瘤细胞中的功能可能是网络化的，它们的功能可能是相互影响的，这可能为肿瘤治疗的分子水平提供一个新的思路。

2.2 肝癌中miRNA与miRNA sponge

miRNA sponge能够抑制miRNA基因，其本质为mRNA，在3′UTR区域有多个miRNA靶定位点。当sponge高表达的时候，能够特异性地抑制某些miRNA的活性。miRNA sponge的出现，为研究miRNA提供了一种新方法。sponge常常以质粒转染的方式在靶细胞中表达，进而抑制miRNA的表达[26]。Hu等[27]发现lncRNA-657能够作为miRNA-106a-5p的sponge，通过调节PTEN的表达抑制肝癌细胞的生长。有研究发现通过miRNA sponge可抑制miRNA-221的致癌性[28]。有些miRNA的调节有利于肿瘤细胞的生长，所以降低miRNA的表达能够作为一种治疗靶点，但这种潜在的治疗方法的安全性和有效性还有待检测，想真正用于临床仍然有很长的一段路要走。

2.3 miRNA在肝癌治疗中的作用

目前肝癌的治疗大多数都是通过化疗来实现的，由于化疗对患者伤害极大，所以药物治疗的呼声也越来越高。许多药物治疗都是通过miRNA对特异靶点发挥作用。HCC细胞系中miRNA-494的过表达能够通过哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）信号通路增加索拉非尼的耐受性。索拉非尼一直是早期HCC的一线治疗药物，但是由于肿瘤异质性、先天或者后天养成的耐药性，索拉非尼的作用并没有得到很好的发挥，将索拉非尼和抗miRNA-494结合将可能是一个新的治疗HCC的靶点[29]。芹黄素是一种研究很久的具有抗癌性的天然药物，Gao等[30]发现在BEL-7402和ADM细胞系中过表达的miRNA-101能够模仿阿霉素对芹黄素的敏化作用，而且能够靶向结合核因子NF-E2相关因子（Nrf-2）的3′UTR区域。以上结果说明芹黄素可以作为治疗HCC的一个潜在化疗增敏剂以增强化疗效果。miRNA对于多重耐药性的产生也有调节作用， Chen等[31]发现相比一般肝癌细胞系，多重耐药的肝癌细胞系中的miRNA-27a的表达量是明显下降的，在多重耐药的BEL7402细胞中过表达miRNA-27a后，MDR1/P-糖蛋白和β连环素的表达水平明显降低，并且增强了对于5氟尿嘧啶的敏感性和其介导的凋亡，提示miRNA-27a在HCC的治疗中通过抑制FZD7/β连环素逆转多重耐药性（MDR）是作为一个新型调节剂发挥作用。

3小結

数量庞大的miRNA在胃癌及肝癌中发挥着复杂而重要的调节作用，随着与疾病的发生、发展、浸润迁移以及影响化疗药物相关的miRNA不断被揭示，对miRNA在癌症中的功能及作用机制也有了更全面的了解。miRNA在不同的疾病中的作用，与疾病的类型、发生部位、时期以及用药情况都有关联。目前更多的研究拓展到结合lncRNA、sponge及基因启动子的表观遗传调控等多层面的综合分析[32]。本研究较详细地总结了miRNA在胃癌、肝癌中的作用以及调控方式，论证了miRNA表达谱的差异及表达调控在癌症中的重要调控作用。这些论述有助于清晰地了解不同种类的miRNA在胃癌、肝癌发生发展中的调节机制，为相关肿瘤的理论研究及临床诊治提供更多指导。

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（收稿日期：2018-07-06 本文編辑：罗乔荔）