微小核糖核酸在结直肠癌发病、诊治及预后中作用的研究进展

牛萌柯，邓文英，李宁，罗素霞

(郑州大学附属肿瘤医院，郑州450000)

结直肠癌(CRC)在全球常见的恶性肿瘤中居第3位，在癌症相关死亡中居第2位，但其发生的潜在机制仍不清楚。许多研究表明，CRC发生与致癌信号通路的激活和肿瘤抑制信号的失活有关。微小核糖核酸(miRNA)是长度约为22个核苷酸的内源性单链非编码RNA，其可以在转录后调节真核生物中各种癌基因和抑癌基因的表达。研究显示，许多miRNA的表达失调在CRC各阶段关键性信号传导途径中起介导作用[1]。因此，监测miRNA在组织及体液的表达水平，有利于对CRC作出早期诊断；靶向调节miRNA表达水平，不仅对CRC有直接治疗作用，还可增强患者对化疗药物的敏感性，从而提高其生存质量并改善预后。现对miRNA在CRC发病、诊断、治疗及预后方面最新研究进展综述如下。

1 miRNA在CRC发病中的作用

miRNA在多种生物过程中发挥作用，包括细胞分化、增殖、迁移、侵袭、凋亡和细胞周期进程的调节；其在转录后能够调节基因表达和各种细胞机制，它们是致癌作用的重要因子[2]。近几年研究显示，更多新的miRNA被发现能够控制癌细胞的增殖和迁移，与CRC的发生和发展密切相关。

肿瘤微环境(TME)是包含肿瘤细胞、肿瘤相关巨噬细胞(TAM)、间质细胞和非细胞成分的复杂环境。上皮-间质转化(EMT)作为癌症发生和转移的主要参与者，参与TAM和肿瘤细胞之间的相互作用。研究发现，miR-195-5p表达下调导致CRC细胞增殖、迁移、侵袭和EMT，显著降低患者的总体存活率[3]。miR-30d表达上调可通过使G蛋白a亚基13表达下调，从而抑制CRC细胞的增殖和侵袭[4]。Song等[5]研究显示，miR-10b表达上调可抑制CRC细胞的生长、集落形成、迁移和侵袭；异种移植物动物实验表明，miR-10b也可通过敲低成纤维细胞生长因子13(FGF13)表达，在体内抑制CRC细胞生长和肺转移。Hwang等[6]研究显示，miR-146a过表达激活CRC肿瘤干细胞(CSC)中的Wnt通路以稳定β连环蛋白，从而促进CRC的发生和进展。然而，miR-1通过下调癌基因和(或)转录因子Met、HDAC4、PIM1、Slug等抑制癌细胞生长[7]。以上研究表明，miRNA是发挥促癌或抑癌作用，取决于其表达水平及相应的靶基因或靶蛋白的相互作用，而其中的复杂机制需进一步研究加以明确。

2 miRNA在CRC诊断中的作用

近年来，miRNA作为癌症的诊断生物标志物备受关注。miRNA可通过非侵入方法快速被测定，且在实验室环境中的各种条件下都非常稳定。Link等[8]通过使用RT-PCR和微阵列分析发现，CRC或腺瘤患者粪便中的miR-21和miR-106a表达显著上调。Wu等[9]通过实时定量逆转录PCR法检测CRC及正常对照组织及粪便中的miR-21和miR-92a，发现CRC患者组织及粪便标本中的miR-21和miR-92a表达上调，且miR-92a表达水平有助于鉴别患有CRC或腺瘤患者与健康对照者甚至是低风险息肉患者。Zhu等[10]使用SYBR Green miScript PCR系统和2-ΔΔCt方法定量粪便中的4种miRNA(miR-29a、miR-145、miR-223和miR-224)的水平，发现CRC患者miR-29a、miR-223和miR-224表达显著下调而miR-145表达无显著差异。以上研究表明，miRNA作为CRC的诊断标志物具有较高的特异性和敏感性。

在一项205例参与者的研究中，研究者对4个GEO数据集进行综合分析后，通过qRT-PCR法检测血浆miR-1290、miR-320d，发现这2种miRNA能够鉴别CRC或腺瘤与健康对照者；研究还发现，血浆miR-1290、miR-320d水平与肿瘤大小、TNM分期、淋巴结转移和远处转移相关，肿瘤较大、TNM分期较晚、淋巴结转移或远处转移的CRC患者血浆miR-1290水平升高，而miR-320d水平降低[11]。Yang等[12]采用RT-PCR法检测血清miR-20a、miR-486、miR-92a和miR-135b水平后发现，与健康对照者比较，CRC或腺瘤患者血清miR-20a、miR-486水平下降，并且miR-486水平在管状绒毛状腺瘤和高级别上皮内瘤变患者中下降更明显。以上研究均提示，miRNA均可作为早期CRC诊断的潜在非侵袭性肿瘤生物标志物。

3 miRNA在CRC治疗中的作用

3.1 miRNA对CRC的直接治疗作用 目前，关于miRNA介导CRC治疗的相关研究主要为使内源性miRNA沉默或过表达。Niu等[13]研究表明，miR-483可通过靶向肿瘤坏死因子受体相 关因子1(TRAF1)抑制CRC细胞SW480的增殖和迁移，这有可能成为CRC新的治疗策略。Wang等[14]通过功能测定显示，miR-769表达的恢复能够抑制CRC细胞增殖、迁移和侵袭，促使细胞凋亡增加，并抑制体内肿瘤生长。因此，miR-769可能是治疗CRC患者的有效靶点。Mizoguchi等[15]使用微阵列、蛋白质印迹和荧光素酶报告基因测定，鉴定了miR-8073的潜在靶标为叉头框M1蛋白质(FOXM1)、细胞周期蛋白D1(CCND1)、甲基-CpG结合结构域蛋白-3(MBD3)、激肽释放酶10(KLK10)和半胱天冬酶2(CASP2)，而这些基因及其编码的蛋白质与细胞周期、细胞增殖和癌症发展有关；并且，miR-8073在体外能够抑制细胞增殖，在体内可抑制结直肠肿瘤的生长。这表明miR-8073作为CRC的潜在治疗方法，具有良好的应用前景。Chen等[16]通过获得和功能丧失测定显示，miR-203a-3p通过靶向磷酸二酯酶4D(PDE4D)促进CRC细胞增殖、集落形成和迁移和侵袭，这种方法有望成为新型分子治疗策略。最新的研究表明[17，18]，miR-1249可通过靶向血管内皮生长因子 A (VEGFA)和高迁移率族蛋白A2(HMGA2)来抑制CRC生长、转移和血管生成，miR-215可抑制肿瘤生长以及缺氧/miR-215/富含亮氨酸的G蛋白偶联受体5(LGR5)轴的调节等，这都可能为开发新的抗CRC方法提供科学依据。总之，肿瘤抑制性miRNA或其模拟物可用作靶向治疗的新型药物，而致癌miRNA可用作个体化治疗的靶标，通过敲除或恢复miRNA水平为CRC的治疗提供新的策略。

3.2 miRNA对CRC耐药性的影响 对于晚期CRC患者最常用的治疗方式为化疗和靶向治疗，然而长期和反复应用可使患者产生原发或继发性多药耐药(MDR)，从而大大降低了疗效并影响患者的生存质量。研究发现，miRNA在化疗及靶向治疗耐药的诱导中起重要作用。miRNA表达失调在癌症患者中常见，并且是对化疗及靶向治疗药物产生耐药的原因。因此，通过校正miRNA失调可以作为反转耐药的潜在策略。

研究表明，miR-126在受体细胞中能够刺激血管生成。就转移性CRC患者对于抗VEGF或抗表皮生长因子受体(EGFR)药物的治疗反应而言，miR-126表达上调与贝伐单抗耐药显著相关[19]。Wang等[20]研究发现，miR-26b在人CRC组织和耐5-FU CRC细胞HT-29/5-FU和LOVO/5-FU中表达下调，miR-26b启动子区域中的CpG岛在抗5-FU CRC细胞中为高甲基化状态；同时发现，miR-26b在体外能够增强CRC细胞对5-FU的敏感性，并证实miR-26b可过负向调节P-糖蛋白(Pgp)表达抑制肿瘤生长。miR-122表达下调是抗奥沙利铂CRC细胞中X连锁凋亡抑制蛋白(XIAP)过表达的原因，上调miR-122表达可通过抑制XIAP表达增强抗奥沙利铂CRC细胞SW480/OR和HT29/OR对奥沙利铂介导的细胞凋亡的敏感性[21]。lncRNA X-无活性特异性转录物(XIST)与抗阿霉素(DOX)CRC细胞中的miR-124相互作用，可正向调节人丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(SGK1)表达。研究发现，在抗DOXCRC组织和细胞中XIST、SGK1表达上调而miR-124表达下调，通过XIST敲低、SGK1表达下调、miR-124表达上调可抑制CRC细胞对DOX的耐药性[22]。miR-128在CRC患者的肿瘤组织以及体外CRC细胞系中表达下调，过表达的miR-128通过诱导细胞凋亡使CRC细胞对肿瘤坏死因子相关的凋亡诱导配体(TRAIL)诱导的细胞毒性敏感[23]。以上研究表明，miRNA与多种化疗及靶向治疗药物耐药性存在密切联系，这为评估治疗效果及预后提供一定参考价值，并可作为提高化疗疗效的潜在治疗靶点。

4 miRNA在CRC预后中的作用

近年多项研究发现，miRNA在肿瘤微环境不同类型细胞中表达的失调在CRC发生、进展和转移过程中起至关重要的作用，可作为一种新型的预后生物标志物。

基于对用FOLFOX治疗的2个独立队列患者的评估，高表达的miR-320e与Ⅱ期和Ⅲ期CRC患者TNM分期较晚、复发和预后差相关，已被公认为CRC的预后生物标志物[30]。通过分析35种独特的miRNA在缺氧和常氧细胞之间差异表达，发现外周血miR-486-5p和miR-181a-5p低表达分别与原发肿瘤和淋巴结转移相关，而miR-30d-5p的高表达与肿瘤进展相关，这三者均是局部晚期直肠癌预后不良的特征[24]。Lv等[25]研究发现，术前高表达miR-155与晚期和转移密切相关，而术后高表达与复发和转移相关，提示miR-155可作为无瘤生存的预后标志物。在最近的研究中，Zhao等[26]发现miR-411表达下调与淋巴结转移、远处转移和较差的TNM分期相关，可作为预后判定的标志物。Tan等[27]应用qRT-PCR法检测107例CRC患者和60例健康对照者血清miR-199a水平，发现miR-199a在CRC远处转移和淋巴结转移者中水平降低，且低水平miR-199a患者总体存活率和无病存活率较低。这表明血清miR-199a水平降低与CRC预后不良有关，可作为诊断和预后的标志物。虽然，多种miRNA可作为CRC的预后生物标志物来评估患者肿瘤进展、转移风险，预测无瘤生存率及远期存活率。但值得注意的是，不同研究中发现miRNA导致肿瘤复发和转移的机制及表达水平不尽相同。

综上所述，miRNA表达失调与CRC的发生发展过程密切相关，并参与多种生物学行为的调节。因此，通过监测miRNA表达水平可为CRC的早期诊断提供更具特异性和敏感性的判断。miRNA对CRC相关化疗药物抗性细胞的调节导致耐药性的产生，对于治疗疗效产生负面作用，影响患者生存率；通过过表达、敲低或沉默相应miRNA的方法能够增加CRC细胞对化疗药物的敏感性，从而提高治疗疗效及生存质量。探究miRNA影响癌症发生、转移和复发的作用机制及调节化疗敏感性的途径日益成为未来新兴的治疗策略。另外，用于预测治疗反应的新miRNA的开发，也为指导CRC的个性化治疗提供很大帮助。由此可见，miRNA作为一种新型的生物标志物及治疗靶点，有助于CRC的早期诊断、治疗方案疗效预测及预后评估。然而，一些障碍限制了其在临床实践中的应用。患者的个体差异，miRNA的检测试剂及方法，组织或体液样品的来源及化疗药物选择不同，导致有关miRNA的结果有一定差异。因此，由于研究间结论的不一致，miRNA作为生物标志物的临床应用及治疗靶点的作用仍然有限。但是，miRNA在CRC中的应用不可否认提供很大帮助，且具有很大的发展前景，未来值得更多的研究去发掘miRNA的潜力。