miRNA在中医药防治结直肠癌中的研究进展

贺雪 殷佩浩

摘 要 在结直肠癌的发病机制中，miRNA表达失调与中医“正虚邪实”的病机异途同归，miRNA的表达及调控可能是中医药发挥抗肿瘤疗效的作用机制之一。全文将miRNA调控机制与中医“扶正祛邪”理论相结合，探讨miRNA调控网络与中医理论之间的联系，并从中药单体及活性成分和中药复方两个方面阐述以miRNA为靶点的中医药防治结直肠癌的研究现状。

关键词 结直肠癌；miRNA；发病机制；中医药

中图分类号：R735.3+7 文献标志码：A 文章编号：1006-1533（2018）18-0004-05

Research progress of traditional Chinese medicine in the prevention and treatment of colorectal cancer with miRNA

HE Xue， YIN Peihao

（Department of Surgery of Puduo Hospital affiliated to Shanghai Traditional Chinese Medicine， Shanghai 200333， China）

ABSTRACT In the pathogenesis of colorectal cancer， disorder of miRNA expression coincides with “ healthy energy deficiency and evil excess “ in the pathogenesis of traditional Chinese medicine （TCM）. The expression and regulation of miRNA may be one of the mechanisms of TCM in against the cancer. In this paper， the relationship between the regulation network of miRNA and TCM is discussed based on the combination of the regulation mechanism of miRNA and the TCM theory of“ strengthen body resistance and eliminating evil ”. And the research status of TCM in the prevention and treatment of colorectal cancer with miRNA as the target is introduced from two aspects of monomer and active ingredient extracted from Chinese medicine and Chinese medicine compound.

KEY WORDS colorectal cancer； miRNA；pathogenesis； traditional Chinese medicine and herbs

结直肠癌新发病例在全世界男性、女性中分别排名第3位及第2位，死亡率分别排名第4位及第3位[1]。我国东部地区结直肠癌发病率及死亡率最高，可能与东部发达地区人群生活方式明显西化有关；西部地区发病率、死亡率与东部地区相似，而中部地区的发病率、死亡率则均较低。大规模人群筛查是降低结直肠癌发病率与死亡率的重要途径，目前的筛查方法主要包括粪隐血试验、血清癌胚抗原检测、结肠镜检查、气钡双重造影检査等。结直肠癌早期诊断率低、复发转移率高，且缺乏有效治疗手段，是导致患者高病死率的主要原因[2]。寻找结直肠癌发病机制中的关键调控分子，是提高其临床诊治水平的关键。microRNA （miRNA）是存在于真核细胞中具有进化保守性的一族非编码小片段RNA，大小为21～23 nt，通过与其序列互补的靶基因mRNA的碱基互补配对影响mRNA的稳定性或抑制其翻译，实现对蛋白表达的调控。miRNA控制着细胞的分化、增殖和程序性细胞死亡等多种重要生理过程，并与多种疾病如肿瘤相关[3]。近年来，miRNA在结直肠癌中的异常表达越来越受到广大学者重视，其失调与结直肠癌中医病因病机的相关性以及中药对miRNA表达的调节作用也被中医学者广泛研究。在miRNA水平探究中，中医药防治结直肠癌的机制及作用具有重要意义，本文综述miRNA在中医药防治结直肠癌中的应用，拟为中医药防治肿瘤提供新的分子靶点，丰富现代中医理论。

1 miRNA在结直肠癌中的异常表达

miRNA在结直肠癌中存在广泛失调，其失调主要分为致癌miRNA高表达和抑癌miRNA低表达两大类。结直肠癌中存在很多高表达的致癌miRNA。Shibuya等[4]将156例患者的结直肠癌组织与周围正常组织比较，发现结直肠癌组织中miR-21的表达水平显著高于周围正常组织。多项研究已证实，高表达的miR-21可以通过靶向调节RECK、PDCD4和PTEN基因表达促进肿瘤细胞增殖、转移并抑制其凋亡[5-6]。此外，miR-31也是结直肠癌的致癌miRNA，它可以直接作用于Tiam1基因，诱导癌细胞侵袭和转移。并且miR-31在结直肠癌组织中的表达水平与肿瘤临床分期、分化级别及局部浸润有关，抑制结肠癌细胞中miR-31的表达可以有效降低肿瘤细胞的迁移能力[7-8]。结直肠癌中也存在很多低表达的抑癌miRNA。Wang等[9]的研究显示miR-342在结直肠癌中低表达，而其过表达能显著抑制结肠癌SW480细胞的增殖以及转移，提示miR-342具有抑癌基因的作用；进一步研究发现miR-342能够作用于DNMT1基因的3端非翻译区，抑制相应mRNA和蛋白表达，而结直肠癌中DNMT1基因的過度表达是引起抑癌基因沉默的重要因素。Tazawa等[10]研究发现miR-34a在结肠癌组织中低表达，而将miR-34a转染到结肠癌细胞系后，能够通过正性调节p53和负性调节E2F起到抑制癌细胞生长增殖、诱导其衰老凋亡的作用。Michael等[11]发现miR-145和miR-143在结直肠癌组织中低表达，并发现miR-145和miR-143可作为抑癌miRNA，能够抑制癌细胞的增殖、分化和转移。

此外，miRNA在结直肠癌患者血清中同样表达异常。Gopalan等[12]发现miR-1288不仅与肿瘤分期有关，还与胃肠道的位置有关；距离结肠位置越远的miR-1288表达量越高。Toiyama等[13]的研究发现，与正常人相比，结直肠癌患者血清中的miR-200c含量上升，且与结直肠癌临床分期呈正相关。此外，血清miR-200c含量在具有良好预后的结直肠癌患者中恢复正常，而在结直肠癌复发或转移患者则仍较高或短暂降低后又很快升高。有研究发现，结直肠癌患者血清中miR-21上升，且与组织中miR-21表达呈正相关，通过血清miR-21可以精确区分健康对照组的腺瘤和结直肠癌患者的恶性肿瘤[14]。Schetter等[15]的研究发现，血清中上调的miR-21也与肿瘤大小、远端转移和生存质量有关，可以单独作为结直肠癌预后的标志物，而且不分种族。大量中外研究表明，miRNA在结直肠癌中异常表达，并与结直肠癌诊断、治疗及预后相关。

2 miRNA与结直肠癌的中医认识

在我国古代中医典籍中虽未有“结直肠癌”的病名，但在许多疾病中有类似记载，较为类似的如“肠溜”、“积聚”、“便血”、“脏毒”等范畴。关于结直肠癌的病因病机，《医宗金鉴》论述如下： “此证有内外、阴阳之别。发于外者，由醇酒厚味，勤劳辛苦，蕴注于肛门，两旁肿突，形如桃李，大便秘结小水短赤，甚者肛门重坠紧闭，下气不通，刺痛如锥脉数有力，多实多热，属阳易治，宜服一煎散，通利二便，菩提露搽之；肿痛仍前，不全退者，脓将成也，宜服托里透脓汤；脓胀痛针之；脓出之后，治同溃疡门。发于内者，兼阴阳湿热，下注肛门，内结臃肿，刺痛如锥，大便虚闭，小水淋漓，寒热往来，遇夜尤甚，脉数微细，为虚为湿，属阴难治，宜服五灰散，脓毒自然溃出；脓生迟者，服十全大补汤托之，溃后按溃疡门” 。结直肠癌是一类正虚与邪实并见的疾病，与大多数肿瘤病机相类似。《素问》曰： “邪之所凑，其气必虚，正气存内，邪不可干”。若正气内虚，则阴阳失衡，脏腑功能失调，外邪易乘虚而入，毒邪留滞不去，蕴结日久，肠道失司而发病。故正虚为病之本，邪实为病之标，同时正虚与邪实又互為因果，正虚则邪恋，邪实则正虚，使得疾病缠绵难愈。

机体正气是防治结直肠癌发生、发展的关键因素。这里所谓的 “正气”与现代医学上的人体免疫防御功能相辅相成，肠癌患者的正气内虚往往表现为机体免疫功能低下。而miRNA与机体免疫力的关系尤为密切，能够影响免疫细胞发育及功能发挥。首先，miRNA可以调节免疫T细胞的发育、分化，如miR-17～92可以调节CD8+T细胞的细胞循环，当其表达升高时，静止期 CD8+T 细胞的数量减少[16]。miR-146a、miR-146b和miR-181a可以促进CD4+T细胞分化为Th2细胞，引起促炎反应，而在使用地塞米松后发现miR-146a的表达水平下调，同时炎症反应受到抑制[17]。此外，miRNA对B细胞也有重要影响，如miR-155可以通过靶向作用于PU.1、SHIP、AID和c-Maf等基因，影响B细胞的分化及功能。miR-155 缺失的小鼠体内B细胞数量减少，分泌细胞因子的能力降低，产生高亲和力抗体和抗体类型转换的能力也明显下降[18]。并且miR-155还能通过作用于白细胞介素（IL）-13的a1受体基因及IL-13依赖因子调控巨噬细胞分化，进而影响机体防御功能[19]。

在结直肠癌中，邪实以痰湿、火热、瘀毒多见。中医学里所说的痰湿、瘀毒与现代医学中的炎症介质非常类似。肠癌细胞会释放大量炎症介质，包括血管生成因子（VEGF）、生长因子和细胞外基质降解酶等诱导肿瘤生长、转移，miRNA与这些炎症介质密切相关。同时，“正气”在痰、毒、瘀的作用下转化成“恶气”，“恶气”又可促进痰、毒、瘀等病理产物生成。这里所谓的“恶气”是指诱使细胞突变、促进肿瘤细胞增殖和转移的各类分子，其中也包括部分miRNA[20]。当这一连串的改变打破机体防癌与促癌之间的平衡，即影响了肿瘤的发生、发展。miR-21是公认的致癌 miRNA，研究发现炎症细胞因子IL-6可以通过 STAT3和表皮生长因子受体（EGFR）通路诱导miR-21高表达，分别抑制靶基因PTEN、CYLD表达，导致抑癌基因缺失，促进炎性反应向癌症发展[21-23]。miRNA可以受炎症介质调节，同时一些miRNA又可以调控炎症介质的生成。miR-9 可以介导下调 E-cadherin水平，激活β-catenin信号通路，上调VEGF 表达水平，从而诱导肿瘤血管生成因子[24]，在脂多糖或细胞因子 IL-1诱导的单核-巨噬细胞中表达量增加，该过程主要通过对核因子（NF）-kB通路调控实现。高表达的miR-155反过来又可激活IKK和NF-kB通路，刺激下游炎症因子表达[25]，通过这种途径，miR-155与炎症介质之间形成了反馈环路，从而引发更加严重的炎症反应。所以，在结直肠癌进程中，miRNA作为中间分子起着重要的作用。

3 miRNA与结直肠癌的中医治疗

新近研究表明，药物作用靶点不仅包括编码蛋白的基因，亦包括非编码的miRNA基因，将miRNA 作为肿瘤治疗靶分子将比编码基因作为靶分子更加有效，miRNA为肿瘤治疗提供了新的标靶[26]。同时，多环节、多靶点整体调节作用是中医药防治肿瘤的特点，miRNA复杂的网络调控机制与中医药整体调治机体内环境具有类似之处，提示miRNA可能是中医药抗肿瘤研究的新靶点[27]。此外，近年来的研究发现，血清、血浆中存在着大量的循环miRNA，不同肿瘤中miRNA的表达谱也不同，而在正常人群中，血清miRNA则很稳定[28]，提示血清、血浆miRNA表达多寡可作为新的肿瘤标志物，可用于肿瘤的诊断及治疗。目前，以miRNA作为靶点进行中药治疗结直肠癌的研究已有报道。

3.1 中药单体及活性成分

蟾毒灵（bufalin）是中药蟾酥的主要活性成分之一，研究发现载蟾毒灵Pluronic-PEI纳米微囊可以通过抑制miR-497介导的胰岛素样生长因子-1（IGF1）-R-PI3KAkt信号通路，在体内外都可发挥抗结肠癌侵袭和转移的作用[29]。姜黄素（curcumin）是来源于姜黄根茎的黄酮类化合物，在临床前的体内和体外研究已经显示了其抗癌、抗氧化、抗炎、抑制肿瘤细胞增殖和促进凋亡的活性。在以miR-21为靶点的药物研究中发现，姜黄素可通过结合AP-1转录因子，抑制结直肠癌细胞内miR-21表达，升高抑癌基因PTEN、PDCD4表达水平，从而抑制肿瘤的生长、侵袭及转移，还可增强化疗药物的抗癌作用[30]。人参皂苷（ginsenoside）是一种固醇类化合物，含有人参皂苷的西洋参提取物被发现能通过作用于miR-29b，下调靶基因基质金属蛋白酶（MMP）-2的表达，降低结肠癌转移发生率[31]。白藜芦醇（resveratrol）是中药虎杖的提取物，研究发现白藜芦醇作用于结肠癌细胞后能上调miR-663表达，而miR-663靶向作用于转化生长因子（TGF）-β1基因，从而下调TGF-β1的表达，抑制肿瘤细胞的增殖、侵袭以及血管生成[32]。同时，该项研究显示，白藜芦醇还可下调结肠癌细胞中其他与肿瘤相关的miRNA，这些miRNA 涉及对PDCD4、PTEN等抑癌基因的调节[32]。吴茱萸碱（evodiamine）是吴茱萸的主要有效成分之一，研究发现将盐酸小檗碱和吴茱萸碱作用于转染 miR-17～92的结肠癌HT29细胞后，可以通过下调miR-17～92的表达，负性调控E2F1蛋白的翻译，将肿瘤细胞阻滞在S期，从而抑制HT29细胞的生长和增殖[33]。

3.2 中药复方

多项研究表明，健脾化瘀方能上调晚期结直肠癌患者血清miR-143和miR-145表达，下调miR-31表达，在抑制晚期结直肠癌细胞增殖方面具有一定作用，还可抑制结肠癌LoVo细胞裸鼠皮下移植瘤的增长及肝转移，可能是通过下调miR-31和上调miR-143表达实现[34-35]。左金丸为清热剂，具有泻火、疏肝、和胃及止痛之功效。研究发现左金丸能够上调结直肠癌癌变过程中与 DNMTs相关的 miRNAs （ miR-29a、miR-152、miR-429）的表达，提高基因组 DNA 甲基化水平，维持基因组稳定，控制癌变[36]。自拟补肾解毒散结方（石见穿15 g，女贞子15 g，蜂房12 g，莪术12 g，八月扎9 g，仙灵脾9 g）功效为补肾解毒、消肿散结及行气止痛，有研究发现该方可通过miR-451以及K-ras抑制结肠癌细胞的侵袭和转移[37]。肠胃清是由黄芪、党参、白术、茯苓、八月扎、藤梨根、野葡萄藤等组成的当代经验方，具有健脾益气、化湿解毒作用，研究发现肠胃清能通过调控miR-142表达增强奥沙利铂对结直肠癌的疗效[38]。

4 讨论

miRNA自身不能编码蛋白质，但可通过调控下游靶基因mRNA的表达，进而影响蛋白表达，在恶性肿瘤的发生、发展过程中起着广泛而复杂的调节作用。在恶性肿瘤的诊断和疗效评价上，miRNA是一类新的生物标志物；在恶性肿瘤的治疗和药物干预上，miRNA是一类新的作用靶标；在中医药抗肿瘤作用的物质基础上，miRNA是一类新的活性成分。miRNA的表达及调控可能是中医药发挥抗肿瘤疗效的作用机制之一，已开始应用于中药及中医证候实质的研究，今后可以从miRNA表达及调控失衡角度开展中医病因病機研究，同时结合基因组学、蛋白组学等开展深入、系统和相互验证性研究，对阐明中医药抗肿瘤作用机制、研发中药抗肿瘤新药和丰富现代中医药理论具有重要意义，为中医药学的发展提供新的契机。

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