微小RNA及RNA干扰技术在胃癌治疗中的应用进展

丁俊杰 魏鹤松 王笑天 常子雨 杨磊 朱丽华

【摘要】微小RNA（ miRNA），广泛存在于真核生物中的一类长度约21_ 2Snt的非编码调控单链小分子RNA，可以对细胞的增殖、分化和凋亡等过程起到调控作用，在胃癌的发生发展过程中起到了相当于促癌基因和抑癌基因的作用。随着阻抑基因表达研究的发展，RNA干扰（RNAi）技术被提出，即向细胞中导入双链RNA，通过其与内源性RNA特异地结合，阻碍特定基因的翻译或转录，进而抑制基因的表达。逐渐深入分子机制研究的背景下，各种肿瘤研究中已经开始应用RNA干扰技术，尤其是胃癌治疗中，其应用前景十分广阔。

【关键词】微小RNA； RNA干扰技术；胃癌；

【中图分类号】 R73

【文献标识码】A

【文章编号】2096-5249（ 2018） 03-009-02

在世界范围内，因肿瘤死亡患者中，占据死因第二位的即为胃癌。目前，胃癌主要采取综合治疗，其中包含手术治疗、化疗、放疗等，但并不能获得理想的总体疗效，还需要积极探索更为有效的治疗方案。为了解决这一难题，深入研究胃癌发病的分子机制非常必要。越来越多的研究将方向指向了miRNA与胃癌的关系，miRNA作为一种新的基因表达调控因子，能够通过序列特异性结合于靶基因mRNA的3'UTR来负调控靶基因的表达，广泛参与机体内多种生理、病理过程，在肿瘤发生和发展过程中发挥重要作用，所以miRNA极有可能为胃癌提供更多更好的诊断和治疗方法。

随着不断的深入研究RNA，对其功能也重新认识，RNA干扰技术向细胞中导入双链RNA，并通过双链RNA与内源性RNA特异结合，进而阻碍特定基因的翻译或转录，最终抑制基因的表达。体内导入小干扰RNA（siRNA）和异源双链RNA（shRNA）沉默靶基因技术的成熟，对提高miRNA的体内导入技术也有一定帮助。胃癌也属于一种多基因疾病，因而其治疗中也适合应用RNA干扰技术，本研究即综述了微小RNA及RNA干扰技术在胃癌治疗中的应用。

1.miRNA与肿瘤的关系

miRNA是一类长度很短（大约含有22个核苷酸）的非编码调控单链小分子RNA，由内源基因编码，由一段具有发夹环结构的单链RNA前体（pre-miRNA）剪切后生成。miRNA本身并不具有开放阅读框，绝大部分定位于基因间隔区，其转录独立于其他基因，并不翻译成蛋白质，而是在体内代谢过程中起到多种调控作用。目前有研究认为，miRNA主要通过两种方式对基因表达进行调控：即对靶基因翻译抑制和切割降解【1】。前者指miRNA与靶基因mRNA 3端的非编码区不完全互补结合后，抑制靶基因mRNA的翻译；后者指miRNA与靶基因mRNA 3端的非编码区完全互补结合后，使靶基因mRNA发生降解，并且前者是哺乳动物体内miRNA对基因表达调控的主要机制【2】。

细胞的异常增殖是肿瘤发生机制中比较经典的解释，根据miRNA有抑制基因表达的这一作用，考虑到其可能通过调控与细胞增殖相关的基因，来改变细胞正常周期。已有研究证明，超过一半的miRNA基因定位于已知的肿瘤相关基因组区域内或已知的基因脆性位点，miRNA极有可能在肿瘤的发生发展过程中发挥了重要的作用。如果miRNA在肿瘤中的表达呈明显上升趋势，那么它们就属于有致癌基因作用的miRNA；反之，如果在肿瘤中某些miRNA有表达下调的趋势，那么它们就能起到抑癌基因的作用。

2.miRNA对胃癌的影响

胃癌的发生、发展过程中由多种因素共同作用，正如环境因素、遗传因素、幽门螺杆菌感染等。普遍认为，幽门螺杆菌感染是胃癌癌变的主要因素之一，80%以上的胃癌检测其成阳性。Matsushima【3】等利用基因芯片筛选、RT-PCR方法发现：在胃黏膜幽门螺杆菌的感染中，存在55种miRNA的表达发生变化，即这些miRNA分子可能参与了幽门螺杆菌对胃癌的致病过程。也有研究表明，幽门螺旋杆菌感染，可通过影响胃粘膜炎性反应、癌基因或抑癌基因的表达，引起miRNA的表达水平发生变化，进而影响胃癌的发生发展。

在一些研究中发现，部分miRNA通过负性抑制肿瘤抑癌基因或者控制细胞的分化或凋亡来促进胃癌的发展，例如，Zhang等发现，胃癌细胞中的miR-21表达与其正常情况相比明显升高，并且miR-21的表达升高与胃粘膜的幽门螺杆菌感染有关。除此之外，他们的实验还证实miR-21对于人的胃癌细胞系AGS的增殖和侵袭有促进作用。人的RUNX3基因的表达产物与FOX03a/FKHRL1作用后激活促凋亡蛋白Bim，可对胃癌细胞的凋亡起到诱导作用，研究发现，miR-93和miR-106便可抑制Bim而起到抗肿瘤细胞凋亡的作用【4】。另外，miRNA对胃癌细胞的侵袭迁移也可发挥重要的作用，已有实验证明，提高miR-lOa的表达能够显著促进胃癌细胞系BCC823的迁移和侵袭能力【5】。

除以上所述，一些miRNA还具有抑癌基因的作用，即通过调控胃癌细胞的增殖、凋亡或转移侵袭对胃癌造成抑制。在胃癌组织中，miR-126的表達明显下降，与患者的肿瘤大小、淋巴结转移、局部侵袭及TNM分期等临床病理学特点明显相关，miR-126的表达能阻断停滞细胞周期来抑制细胞增殖，并可以抑制肿瘤细胞的侵袭和转移【6】。生物信息学的分析显示，在胃癌中miR-217低表达，其作用的靶基因EZH2在细胞的增殖迁移、肿瘤形成中发挥重要作用，尝试敲除SGC7901胃癌细胞中的m1R-217，能够明显增加细胞的浸润侵袭力【7】。即提示m1R-217对于降低胃癌细胞的迁移侵袭能力有很大作用。

3.miRNA与胃癌的治疗

目前治疗胃癌的方法还局限于外科手术配合术后化疗，然而在化疗过程中往往会出现肿瘤细胞耐药性的情况，导致后期治疗难以进行。现已有很多的研究在利用miRNA在胃癌组织中的差异性表达来对胃癌进行诊断方法的探索，即miRNA很有可能成为新型的肿瘤分子标志物，这对于胃癌患病的高危人群早期的诊断具有非常重要的意义。

綜合考虑miRNA对胃癌的多种方面的影响，结合当今逐步发展的基因治疗技术，采用RNA干扰技术等分子生物学的手段，对胃癌组织中表达失调的基因及其产物进行调控，这将拥有广阔的应用前景。

国外学者以NOL8基因为对象，设计出小分子干扰RNA，对弥漫性胃癌细胞系TMK-I转染后发现，NOL8表达明显降低，而且导癌细胞在其诱导下发生凋亡【8】。有研究发现某些miRNA影响了胃癌细胞耐药性的产生，Xia等【9】在研究胃癌细胞系SCC7901及其多药耐药细胞系SGC7901/VCR时发现，m1R-15b和m1R-16在SGC7901/VCR细胞系中的表达显著下降，当m1R-15b和m1R-16过度表达时，Bcl基因的表达受到了抑制，使得胃癌细胞对化学治疗药物的敏感性提高。国外多位学者选择人胃癌细胞EFG-257RDB，其MDR1基因及其表达产物利用小分子干扰RNA抑制，结果显示，抑制率可达到91%，同时降低了细胞抵抗柔红霉素的程度，约为58%【10】。

从癌症的源头——癌基因考虑，设法抑制胃癌相关基因的活性，从而达到抑制胃癌发生发展的目的。目前对于RNA干扰（ RNAi）治疗胃癌的研究不断发展，给胃癌的治疗提供了新的途径。RNA干扰主要通过导入双链RNA进而靶向抑制转录后基因的表达，具有特异、高效、毒性小的特点。在研究中发现，hyrdC基因广泛存在于人体各组织中，其在胃癌组织中的表达增加，是一种与胃癌相关的肿瘤基因。hyrdC基因过表达时可促进胃癌SGC-7901细胞的增殖，利用小分子干扰RNA（ siRNA）靶向干扰沉默hyrdC基因后，胃癌SGC-7901细胞受到抑制，肿瘤体积会明显减小【11】。此外，通过RNA干扰技术靶向沉默胃癌相关基因从而抑制胃癌细胞的增殖分化及侵袭转移能力也获得了很多实验研究的证实，随着RNA干扰技术及其机理研究的不断进行，RNAi技术必将在临床应用中取得更多突破。

另外，结合之前对抑癌性miRNA的研究，在癌症发生发展的过程中，许多抑癌性miRNAs启动子区结构常可因DNA超甲基化而沉默甚至关闭，从而使该基因转录下调【12】。目前已知的DNA甲基化酶抑制剂以及组蛋白修饰酶抑制剂等是一类基因修饰药物，在癌组织中它们可以下调启动子区DNA甲基化或开放异常的基因结构，恢复miRNAs基因的正常转录功能，而再次生成成熟的抑癌性miRNA，发挥正常的基因调控功能【13】。所以利用此方面来治疗人类的恶性肿瘤是个充满希望的领域。已有实验证明，DNA甲基化和组蛋白去乙酰化酶抑制剂能通过RNA polymeraseⅡ对沉默的m1R-512-5p进行活化，而活化的miR-512-5p能够抑制Mcl-l表达，促使胃癌细胞的凋亡。这为胃癌的治疗提供了新的思路和手段【14】。

4.展望

对于miRNA及RNA干扰技术的研究已经为胃癌的诊断和治疗带来了新的曙光，目前对于胃癌相关miRNA的筛选，miRNA靶向基因的确定及作用机制的研究仍有很多问题需要解决，以目前常规的生物信息学方法来研究仍有很大困难。可以说，对于miRNA与胃癌方面的研究是机遇与挑战并存，但随着更多研究miRNA技术的出现，使得对于miRNA的了解逐渐深入，在不久的将来，无论是以miRNA作为诊断标志物还是将其作为治疗的靶点，甚至以药物的形式出现于临床应用，这些都将成为现实。

参考文献：

[1]Xiong X，Ren HZ， Li MH，et al Down-regulated m1RNA-214 induces a cell cycle Gl arrest in gastric cancer cells byup-regulating the PTEN protein 【J】.

Pathol Oncol Res， 2011， 17（4）：931-937

[2] Salim H， Akbar NS， Zong D， et al miRNA-214 modulates radiotherapy response of non-small cell lung cancer cells through regulation ofp38MAPK， apoptosis and senescence 【J】. BrJ Cancer，2012， 107（8）： 1361-1373

[3] Matsushima K，Isomoto H， Inoue N， et al. MicroRNA signatures in Helieobacter pylori-infected gastric mucosa 【J】. Int J Cancer， 2010，128（2）： 361-370

[4] Lai KW， Koh KX， Loh M， et al.MicroRNA-130b regulates the tumour suppressor RUNX3 in gastric cancer 【J】. EJC， 2010，46（8）1：456-1463.

[5] Peng Liang， Pan Jian， et al Effect of microRNA-lOa on migration and invasion of gastric cancer cell line BGC823【J】. Chin J Cancer Biother， 2008， 15（5）： 417-421.

[6] Feng R， Chen X， Yu Y， et al.miR-126 functions as a tumoursuppressorin human gastric cancer 【J】. Cancer Lett， 2010， 298（1）：50-63.

[7] Chen D L，Zhang D S，Lu Y X，et al.MicroRNA-217inhibits tumor progression and metastasis by downreg- gulatingEZH2 and predicts favorable prognosis in gastric cancer【J】.Oncotarget，2015，6（ 13）：10868 -10879

[8]戎禎祥，方驰华，朱达坚，等.小RNA干扰技术沉默Smoothened （Smo）基因表达对胃癌MGC803细胞增殖及凋亡的影响【J】中华实验外科杂志，2017，24（ 05）：531-533.

[9] XIA L，ZHANG D， DU R， et al.miR-15b and miR-16 modulate multidrug resistance by targeting BCL2 in human gastric cancer cells 【J】.IntJ Cancer， 2008，123（2）：372-379.

[10]李贵玲，张钧.周艳文，等.RNA干扰突变型p53基因对胃癌SGC7901细胞生物学行为的影响【N】.浙江大学学报（医学版），2012，41（ 03）：281-288.

[11]杨庭松，毕建威，申晓军，等.siRNA靶向沉默hyrdC基因对胃癌细胞SGC-7901生长作用的研究【J】.中华肿瘤防治杂志，2012，19（1）： 15-18.

[12]Pallasch CP， Patz M， Park YJ， et al. MiRNA deregulation by epigenetic silencing disrupts suppression of the oncogene PLAGl in chronic lymphocytic leukemia 【J】. Blood， 2009， 114（ 15）： 3255-3264

[13] Garzon R， Liu S， Fabbri M， et al. MicroRNA-29b induces global DNA hypomethylation and tumor suppressor gene reexpression in acute myeloid leukemia by targeting directly DNMT3a and 3b and indirecdy DNMTl 【J】. Blood，2009，113（25）：6411-6418.

[14] Saito Y， Suzuki H， Tsugawa H， et al.chromatin remodeling at Alu repeats by epigenetic treatment activates silenced microRNA-512-5p with dowruegulation ofMcl-l in human gastric cancer cells【J】.

Oncogene， 2009， 28（30）： 2738-2744.