miR-525 调控肿瘤及非肿瘤疾病的研究进展＊

赵 婷，高 波，潘 云

微小RNA（micro RNA，miRNA）作为重要的表观遗传调控因子广泛存在于生物界，具有高度保守性， 是长度约为18～25 个核苷酸的小分子非编码RNA， 主要通过与靶基因mRNA 的3’-非编码区（3’-UTR）结合，导致P-小体中的mRNA 降解或翻译抑制， 在转录后水平发挥表观遗传调控作用［1，2］。根据文献报道和miRbase、 TargetScan 等数据库显示， 生物体大约1/3 的基因受miRNA 调控， 单个miRNA 可以调控上百个基因的表达，同时，一个基因也可被多个miRNA 靶向调控，miRNA 异常表达常常与疾病的发生发展有关［3］。 19 号染色体miRNA集簇 （C19MC） 是灵长类动物特异的大型miRNA簇，跨越19q13.4 上约100 kb 大小的核苷酸，含有46 个miRNA 基因， 是目前发现的最大的人类miRNA 基因簇，miR-525 是由C19MC 编码miRNA之一［4］，主要包括miR-525-3p 和miR-525-5p，是新报道的miRNA，具有控制胚胎发育、器官分化、细胞增殖分化及衰老凋亡、信号通路等功能，与机体的正常发育、免疫稳态、抗氧化和组织损伤等密切相关，可影响疾病的发生发展［4-6］。 在预测和诊断妊娠相关疾病方面显示出高灵敏度和特异性［7-9］。在肿瘤中发挥抑癌和促癌作用，成为肝癌、肺鳞状细胞癌、软骨肉瘤等的治疗靶点和预后因子［10-13］。该文对miR-525 的国内外研究现状做一综述。

1 miRNA 的生成和主要作用机制

在动物的基因组中， 大约只有1%的基因编码miRNA，这些基因位于内含子或外显子和基因中间区，这些基因在各个物种中高度保守［14］。 miRNA 的生成在细胞核和细胞质中进行，可分为转录和成熟两个阶段：首先，细胞核内基因组DNA 在RNA 聚合酶Ⅱ的作用下，转录生成长度几千甚至上万nt 且具有多个miRNA 茎环的初级miRNA（Pri-miRNA），接着在伴侣蛋白和RNaseⅢ家族的Drosha 酶作用下，Pri-miRNA 被 切 割 成 长 度60 ～70 nt 的 前 体miRNA （Pre-miRNA）， 接着在RNA-GTP 蛋白和Exportin5 的作用下， 随后Pre-miRNA 被转运出细胞核，经过Dicer 酶加工成双链的miRNA，最后在解旋酶的作用下形成大约22 nt 左右的单链成熟体miRNA，成熟的miRNA 再通过RNA 诱导基因沉默复合物（RNA-induced silencing complex，RISC） 发挥其功能，该复合物由成熟的miRNA、Dicer 和其他相关蛋白组成，这些蛋白的核心是AGO（Argonaute）家族蛋白， 还包括FXRP、RNA 解旋酶等一些非AGO 家族成员蛋白，miRNA 通过与AGO I 结合形成效应器复合物 （miRNA-RISC，miRISC），miRISC再通过miRNA 的种子序列对靶mRNA 进行识别和降解［14］。 此外，编码miRNA 的基因半数以上的定位于肿瘤发生相关的染色体区域、 脆性位点和LOH区域， 提示在肿瘤形成过程中miRNA 可能扮演着重要的角色［15-17］。 miRNA 调控靶mRNA 的经典机制：miRNA 与mRNA 的3，-UTR 不完全互补配对结合时，miRNA 主要抑制mRNA 翻译而不影响其稳定性； 二者完全互补配对结合时，miRNA 介导mRNA 特异性切割， 发挥限制性内切作用使其降解［18］。

2 miR-525 与非肿瘤性疾病

2.1 miR-525 与生育相关疾病miR-525 的表达与多种生育相关疾病相关，在疾病诊断和风险预测方面特异性和灵敏度较高。 回顾性研究发现，相比正常宫内妊娠， 异位妊娠患者血清中miR-525-3p的表达显著降低（P＜0.01）［19］。 另外， 有学者提出，miR-525 在妊娠期高血压患者或先兆子痫 （PE）患者血浆中增高，是PE 的特征性现象，提示miR-525对于PE 有预测作用［20，21，8］。 然而最近Hromadnikova等针对妊娠相关并发症的胎盘组织中miRNA 的研究表明，miR-525 在部分妊娠高血压、PE、胎儿生长受限的病例中表达下调［22，5］。 对妊娠滋养细胞疾病患者的连续随访发现，miR-525 水平的增加与妊娠滋养细胞疾病/肿瘤（GTD/GTN）有关，且随妊娠时间显著增加，用miR-525 诊断GTD/GTN 显示出100%灵敏性和92.31%的特异性［7］。 与足月妊娠女性相比， 胎膜早破和早产女性的胎盘中miR-525-5p 表达下调， 且与分娩时的孕龄有一定的负相关性［23］。在男性弱精症患者的精子中发现miR-525-3p 表达降低，其靶基因SEMG1 表达增加，且二者表达与精子动力差、形态异常和男性不育显著相关［9］。随着研究进展，miR-525 可能成为异常妊娠或妊娠并发症的筛查指标。

2.2 miR-525 调节机体免疫研究发现，miR-525-5p 通过靶向免疫相关基因，调节机体体液免疫和细胞免疫。 miR-525-5p 在细菌脂多糖刺激的单核细胞中表达上调，抑制与免疫稳态相关的靶基因VPAC1 表达［24］。 此外，在儿童系统性红斑狼疮患者外周血单核细胞中miR-525-5p 呈高表达［25］。 感染阿米巴的肠上皮细胞miR-525 显著上调，调节细胞凋亡［26］。感染新型肠道病毒71 型（EV71）后，细胞内miRNA-525-5p 下调［27］。 最近一项研究得出类似结论，miR-525-3p 能够通过IRF3／IRF7 感染RV 期间诱导型I 干扰素表达和促炎症细胞因子激活，诱导机体抗病毒免疫反应， 进一步抑制轮状病毒感染， 然而感染轮状病毒的重症腹泻婴幼儿患者miR-525-3p 表达下调， 并通过活化靶基因NSP1，使病毒逃避宿主先天免疫［28，6］。以上研究表明，miR-525 在炎症刺激、自身免疫病中呈高表达，而在病毒感染性疾病中则呈低表达状态，提示miR-525 在抗感染和维持免疫稳态方面发挥着重要作用。

>2.3 miR-525 在细胞损伤中的保护效应应激情况下，miR-525 可以在短时间发生显著变化， 如辐射暴露后， 多种细胞系中的miR-525-3p 在短时间内上调显著，下调靶基因ARRB1 和TXN1，增加在辐射暴露下的细胞存活率， 抑制miR-525-3p 可短暂降低细胞存活率。 提示miR-525-3p 的上调对于多种细胞类型的放疗后生存至关重要，可能用于放疗辅助治疗［29］。 此外，miR-525-3p 与氧化应激有关，人视网膜色素上皮细胞（ARPE-19）在过氧化氢（H2O2）氧化应激下，随着过氧化氢浓度增加，miR-525-3p 浓度逐渐增加，提示可能在年龄相关性黄斑变性的发病机制中起作用［30］。 成年大鼠局部脑缺血糖氧剥夺模型中miR-525-5p 表达明显降低， 而其靶基因ADAMTS13 表达增加，体内实验证明脑缺血区域过表达miR-525-5p 有效降低ADAMTS13 表达，降低ADAMTS13 则抵消了miR-525-5p 过表达的保护效应， 提示miR-525-5p 可改善脑缺血再灌注诱导的神经元损伤和神经功能障碍［31］。miR-525-5p 参与SP1-SYNE1-AS1-miR-525-5p 反馈回路，减弱Ang-II 诱导的心肌肥大［32］。总之，在辐射暴露、缺血缺氧、氧化损伤等应激情况下，miR-525-5p 上调， 提示miR-525-5p 可能在细胞抗损伤和修复方面发挥重要作用，但具体机制需更多研究。

3 miR-525 在肿瘤中的表达及作用

3.1 miR－525 促进垂体肿瘤发生和发展在目前研究中，miR－525－5p 在垂体中起促肿瘤作用。miR－525－5p 在无功能垂体腺瘤中表达增加，可能靶向作用于胰岛素样生长因子1 受体 （IGF1R）， 通过IGF1R 介导的胰岛素样生长因子 （IGF1） 激活MAPK 和PI3K／AKT 信号通路， 促进细胞增殖并抑制凋亡［33］。毛志钢等用miRCURYTM 锁核酸芯片检测6 例垂体泌乳素腺瘤和6 例正常垂体组织中miRNA 的差异表达， 用实时定量PCR 验证发现miR-525-5p 在垂体泌乳素腺瘤中上调可能与垂体泌乳素腺瘤的形成、增殖和侵袭性有关［34］。 miR-525-5p 在垂体肿瘤中的研究较少，作用机制有待进一步研究。

3.2 高水平miR－525 促进肝癌侵袭转移基因芯片研究发现，miR-525 在肝癌中高表达并促进转移，因此可能成为转移性肝癌的诊断指标和治疗靶点。 miR-525-3p 在乙型肝炎病毒相关性肝细胞癌中上调［35］，在体外转染SK-Hep-1 肝癌细胞后，癌细胞侵袭性显著增加［36］。 miR-525-3p 在约60%的肝癌组织中过度表达， 并靶向锌指蛋白395（ZNF395） 使ZNF395 下调从而促进肝癌转移并抑制癌细胞凋亡，导致不良预后［10］。 基于miR-525 在肝癌中的促肿瘤作用，提示miR-525 可能是肝癌治疗的潜在靶点。 研究发现Neo-N3（亲本化合物新霉素B） 与miR-525 前体中的Drosha 加工位点结合，降低成熟的miR-525 水平，上调ZNF395，抑制肝细胞癌细胞的侵袭性［11］。 此外，人工合成的化学小分子物质也可以抑制miRNA 的合成及表达，Disney等［4］筛选出了一种氨基糖苷衍生物Neo-N3（5’-阿奇多新霉素B）可以通过结合Drosha 酶，抑制前体miR-525（Pre-miR-525）的生成，从miR-525 的生成过程特异性地抑制了miR-525 的功能，促进肝癌细胞的凋亡。

3.3 miR-525 对其他肿瘤的促癌和抑癌作用在喉鳞状细胞癌中，miR-525-5p 表达明显上调 （P=0.0063）， 提示miR-525-5p 可能具有致癌特性［37］。然而， 最近多项研究结果显示，miR-525 发挥抑癌作用。 例如，与反应性增生淋巴结相比，miR-525 在经典型霍奇金淋巴瘤组织中表达下调［38］，同样在软骨肉瘤中miR-525 水平降低［13］。 进一步研究发现，F-海绵蛋白1（F-SPON1）促进软骨肉瘤（CHS）的发展，miR-525 可通过靶向F-SPON1 的3'-UTR 结合来增强CHS 的恶性程度， 而miR-525 的过度表达可以显著抑制CHS 细胞中F-SPON1 诱导的FAK/Src/PI3K/Akt 信号，发挥F-SPON1 沉默作用，因此miR-525 可能是治疗靶点［13］。 此外，研究发现miR-525 的高表达可以显著提高肺鳞状细胞癌（LUSC）患者的总生存率［12］。 研究表明，miR-525 在不同肿瘤中发挥促癌或抑癌效应，可能与miR-525 作用于不同的靶基因、调控不同信号通路有关。

综上所述， 目前miR-525 在妊娠相关疾病、感染性疾病和肝癌中的研究较多，可能成为极具潜力的诊疗参考指标，主要靶向作用于细胞凋亡、机体免疫、损伤修复相关基因，在细胞增殖和损伤修复、肿瘤侵袭转移中发挥着重要作用，但在疾病中的作用仍存在争议［10，33，24，29］。 不同组织细胞中miR-525的表达水平和作用不同，可能与不同信号通路的激活有关， 其具体机制尚需进一步探讨。 此外，在miR-525 的众多靶基因中，包含了与细胞增殖凋亡和损伤修复、机体免疫相关基因、癌基因和抑癌基因（表1 和表2），提示miR-525 的调控网络值得探索，这为今后肿瘤的相关研究提供了新思路。

表1 miR-525 在肿瘤中的表达及作用

表2 miR-525 在非肿瘤疾病中的表达及作用