miRNA在卵巢癌中的研究进展

李维 商卿 张卫平 马静

天津中医药大学第一附属医院检验科300193

0 引 言

卵巢癌是一种致死率较高的妇科恶性肿瘤，严重威胁女性生命健康。全球每年约24 万名女性被诊断出患有卵巢癌，这反映出该疾病的高发病率和相关死亡率[1]。约90%的原发性恶性卵巢肿瘤发生于卵巢表面上皮（OSE）。从形态上看，上皮性卵巢癌可分为4 大类（浆液型、子宫内膜型、透明细胞型和黏液型）[2]。卵巢肿瘤的异质性被认为是造成此疾病高死亡率的原因。卵巢癌也可根据其特征蛋白的表达谱或特征突变（这决定了其侵袭性和对化疗的反应）分为低级别和高级别癌症。在分子水平上，低级别卵巢肿瘤由几个标志性突变引起，包括PTEN、PIK3CA KRAS、BRAF、ERBB2 和ARID1A，而更具侵袭性的高级别肿瘤则与TP53 突变有关[3]。除这些编码蛋白质基因的重要性之外，遗传学的进展揭示了哺乳动物基因组转录了数千个短的非编码蛋白质的RNA，这些RNA 调节着各种生物过程，其中包括microRNA（miRNA）。对超过1 493 个小RNA 深度测序数据的广泛分析显示，人类基因组转录了约1 917个miRNA 前体序列，生成2 654 个成熟的miRNA序列[4]。miRNA 是进化保守的单链非编码RNA，长度为17～22 个核苷酸，可作为反义RNA 在转录后水平下调其靶基因的表达[5]，这些单链非编码RNA 于1990 年初在秀丽隐杆线虫中被发现[6]，随后的研究结果证实了其几乎存在于所有物种中[7]。miRNA 通过与RNA 结合而参与转录后调控mRNA 靶标的3'-非翻译区（3'-UTR）或开放阅读框区，导致其降解或翻译抑制[8]。另外，miRNA 是多种生物学功能的调节剂，包括细胞增殖、分化、凋亡和自噬，因此异常miRNA 的表达与人类许多疾病有关，包括癌症[9]。miRNA 在卵巢癌病理过程中的异常变化也已经被观察到，这可能对卵巢癌的早期发现、诊断、治疗和预后有极其重要的意义。

由于卵巢位于腹腔深处且卵巢癌的早期症状不明显，病变具有异质性，使得卵巢癌的早期诊断十分困难，诊断时已经是晚期（Ⅲ或Ⅳ期），被诊断为腹膜腔广泛转移，预后较差[10]。随着医疗技术的发展，虽然卵巢癌的预后有了明显改善，但5 年总生存率仍很低，为35%～40%，而晚期卵巢癌的复发率超过80%，预后亦较差[11-12]。目前，卵巢癌的临床治疗以肿瘤细胞减灭术为基础，在紫杉醇和铂类联合化疗6～8 个疗程的辅助下，完全缓解率达到70%～80%[13]，但高复发率和复发后的高耐药率是卵巢癌高死亡率的最重要原因[14]，因此卵巢癌的早期诊断至关重要。miRNA 作为新的生物标志物在卵巢癌发生发展中的作用引起了研究人员的广泛关注[15-21]。

1 miRNA 参与卵巢癌的病理生理过程

生物信息学分析预测，约2/3 的人类基因受到超过1 000 个miRNAs 的调控，促使研究人员在过去十年中研究这些miRNAs 在许多疾病中的作用[22]，其中包括癌症，它通过与特定于靶信使RNA（mRNA）的碱基配对，导致靶mRNA 降解或抑制其翻译，从而促进肿瘤的发生发展。功能研究结果表明，其参与了卵巢癌细胞周期调节[23]、凋亡[24-25]、细胞增殖[24-31]和侵袭转移[23，27-28，31]等基本过程。

肿瘤微环境（TME）在卵巢癌的发展中起着重要作用，肿瘤微环境是指肿瘤细胞与宿主间质（包括不同的免疫细胞、内皮细胞、成纤维细胞和代谢物）相互作用的生态位（原发或转移）[32]，如与癌症相关的成纤维细胞（cancer associated fibroblasts,CAFs）决定了卵巢癌细胞对化疗的反应，因为CAFs 驱动的lipma-preferred partner（LPP）的上调表达增加了微血管内皮黏附并调节应激纤维的形成，从而诱导化疗耐药性。CAFs 分泌miR-21 靶向凋亡蛋白酶激活因子-1(APAF-1)，导致转移性或复发性卵巢癌的紫杉醇耐药[33]。此外，在卵巢腺癌中，内皮细胞大量表达死亡中介Fas 配体（FasL），FasL 是由肿瘤来源的VEGF-A、IL-10 和前列腺素E2（PGE2）协同诱导的。这些内皮细胞获得清除CD8+T 细胞的能力，建立免疫屏障，增加卵巢癌的耐受性。同时，肿瘤内皮细胞中Notch 细胞内结构域（N1ICD）的notch1 表达促进了卵巢癌小鼠的腹膜转移，并因此与较短的生存期相关，因为激活的N1ICD 促进内皮细胞衰老、血管细胞黏附分子-1（VCAM1-1）表达、中性粒细胞募集[34]。

缺氧、低pH 和高压环境有利于卵巢癌细胞中的生长因子、蛋白水解酶和免疫炎症因子的释放，对卵巢癌细胞的侵袭和转移等过程具有重要影响[35-36]。肿瘤细胞的侵袭和转移分为3 个独立的阶段：①肿瘤细胞生物化学、形态和迁移能力的变化（类干细胞性质和迁移模式的变化）。②介导转移的表面受体。③靶器官周围肿瘤微环境的形成有利于转移细胞的生存和增殖。而miRNA 的异常表达可通过调节细胞外基质来改变肿瘤的侵袭和转移能力[37]。

包括卵巢癌在内的各种人类癌症中，已有结果证实miRNA 可以上调或下调。肿瘤发生可通过表达致癌miRNA（下调肿瘤抑制基因）或丢失特异性肿瘤抑制miRNA（负调控癌基因）来启动。miRNA在肿瘤中过表达、对肿瘤的抑制作用降低可能导致肿瘤发生，而miRNA 的低表达也常引起致癌基因高表达而导致肿瘤的发生。miRNA 作为癌基因或抑癌基因取决于特定靶组织的细胞微环境和miRNA的表达[32]。在卵巢癌中有11 个miRNA 上调（miR-16、miR-20a、miR-21、miR-23a、miR-23b、miR-27a、miR-93、miR-141、miR-200a、miR-200b、miR-200c）和多个miRNA下 调（miR-10b、miR-26a、miR-29a、miR-99a、miR-125a、miR-125b、miR-143、miR-145、miR-199a、miR-214 和let-7b 等）[22]。序列高度同源的miRNA 被划分为一个家族，let-7 家族属于研究较为广泛的miRNA 家族，Let-7 具有抑制细胞增殖、促进细胞分化和凋亡的生物学功能。在不同肿瘤组织和细胞中，let-7 家族通过抑制原癌基因编码蛋白RAS、HMGA 2、c-Myc、c-Dc 25A、cdk 6 和cyclin 2 的表达来抑制肿瘤细胞的生长和侵袭；而miR-200 家族（miR-200a、miR-141、miR-200b、miR-200c、miR-429）是一种新发现的与肿瘤转移相关的miRNA。抑制E-cadherin 转录抑制剂（锌指增强子结合1）ZEB1 和ZEB2 的表达、增加E-cadherin 的表达，可促进间充质细胞向上皮细胞转化[36]。

miR-196a 通过PTEN/PI3K/AKT 途径下调DDX3 的表达来促进卵巢癌细胞的增殖并抑制细胞凋亡[25]。由miR-665 抑制剂诱导，miR-665 通过直接抑制SRCIN1 的表达而在卵巢癌中起癌基因的作用。此外，miR-665 表达水平与卵巢癌患者肿瘤组织中SRCIN1 mRNA 水平呈负相关[26]。miR-454 通过作用于E2F6 在卵巢癌细胞中起抑癌作用[31]。miR-193a-5p 通过与HOXA7 mRNA 的3'-UTR 结合，降低了HOXA7 的表达，从而抑制了人类卵巢癌细胞的增殖并促进了细胞凋亡[24]。丙泊酚下调miR-374a 并调节FOXO1 途径，以减少卵巢癌细胞的增殖[30]。miRNA-196b 在卵巢癌组织中高表达，可通过靶向ZMYND11促进卵巢癌细胞的增殖、侵袭和迁移能力，另外，miRNA-196b 的表达异常与卵巢癌的恶性发展有关[23]。miR-125a-5p 可直接抑制LIN28B 的表达，从而抑制卵巢癌的增殖和转移。而异丙酚可通过增强针对LIN28B 的miR-125a-5p 来抑制卵巢癌的增殖和转移[28]。miR-1224-5p 在卵巢癌中调节的细胞增殖和侵袭主要依赖于SND1 在卵巢癌细胞中的下调[29]。miR-32 作为抑制基因，通过调节其靶基因BTLA 来抑制卵巢癌细胞的恶性侵袭[27]。另外，Chen 等[38]通过对患者标本的收集并进行miRNA 分析以及体外实验和体内试验，结果表明，miR-204-5p 可通过THBS1促进卵巢肿瘤中的血管生成。通过与清除剂受体B类1 型（SCARB1）结合，重组的高密度脂蛋白纳米颗粒（rHDL-NPs）可有效地将miR-204-5p 抑制剂（miR-204-5p-inh）递送至肿瘤部位，从而抑制肿瘤的生长，这些结果为研究miR-204-5p 在调节卵巢癌血管生成中的作用提供了新认识。此外，Kafshdooz等[39]研究结果发现，抗体和/或多肽偶联的纳米颗粒有效地靶向和持续释放miRNAs/anti-miRNAs 可减少患者所需的治疗剂量，同时将全身的细胞毒性降至最低，以增强细胞摄取、生物利用度和肿瘤部位的积累。

2 miRNA 为卵巢癌的诊断标志物

一些研究已经评估了卵巢癌的miRNA 图谱与miRNA 在卵巢癌诊断中潜在作用之间的差异。卵巢癌的诊断一直是一个重大问题，因为约70%～80%的患者在诊断时已是癌症晚期。然而，miRNA 的研究结果为卵巢癌的诊断带来了新的方法，miRNA 作为卵巢癌的诊断标志物受到越来越多的重视[40-41]。2008年，Taylor 和Gercel-Taylor[42]从卵巢癌患者中分离出循环肿瘤外泌体，并将其miRNA 图谱与来自同一患者的肿瘤样本进行了比较，通过分析8 种miRNA水平发现循环外泌体miRNA 可作为无症状卵巢癌患者的诊疗标志物。Resnick 等[43]从28 例经确认但未经治疗的卵巢癌患者中选取血清样品与15 例正常人血清样品作为对照，并对其中9 例卵巢癌患者的样品进行了实时荧光PCR 阵列分析，对这些患者和4 个正常人血清样本中的miRNA 进行分析发现，有21 个miRNA 在卵巢癌和正常人血清之间表现出差异。随后使用实时定量PCR 在剩余的19 个卵巢癌和11 个正常血清样品中检测这21 个miRNA表达水平，证实了8 个miRNA 在卵巢癌患者中表达差异，其中miR-21、miR-92、miR-29a、miR-93 和miR-126表达上调，而miR-99b、miR-127 和miR-155 表达下调。Zhou 等[44]研究结果发现，尿液中的miRNA 在卵巢癌诊断中也具有重要意义。研究人员收集并比较了39 例卵巢浆液性腺癌患者、26 例妇科良性疾病患者和30 例健康对照者的尿液标本，研究尿液中miRNA 检测卵巢浆液性腺癌的临床价值。miRNA 微阵列数据显示，与妇科良性疾病和健康对照组相比，卵巢癌浆液性腺癌患者miRNA-30a-5p表达显著上调。此外，研究人员还检测了接受肿瘤切除术患者尿液中miRNA 的表达。值得注意的是，miR-30a-5p 的表达显著降低，提示尿区miR-30a-5p来源于卵巢浆液性腺癌本身。因此，miR-30a-5p 在尿液中的表达水平可作为诊断卵巢浆液性腺癌的重要依据。

Yokoi 等[45]使用微阵列从4 046 份血清样本（包括428 例卵巢肿瘤患者）中获得了完整的miRNA表达谱，提出基于10 个miRNA 表达谱的最佳诊断模型，并在一个独立队列中验证该模型的准确性（敏感性为0.99，特异性为1.00），即使在早期卵巢癌中也有较高的准确性。他们另外建立了2 个基于9～10 个循环miRNA 表达水平的模型，可以区分卵巢癌和其他类型的实体肿瘤或良性卵巢肿瘤。8 种循环血清miRNA 的组合作为新的预测模型能够成功地区分卵巢癌患者与健康对照（曲线下面积为0.97，敏感性为0.92，特异性为0.91）、早期卵巢癌与良性肿瘤患者。此外，这种方法还可对4 种类型的上皮性卵巢癌进行亚型分类。卵巢癌的早期发现和亚型确定对于临床医生为每位患者设计有效的治疗策略至关重要，这也是精准医学的目标，是广大卵巢癌患者的福音[46]。

3 miRNA 为卵巢癌预后的标志物

大量研究结果表明，miRNA 可用于预测卵巢癌患者的预后[36]。Gao 和Wu[47]收集了74 例上皮性卵巢癌患者、19 例交界性卵巢癌患者和50 例健康对照的血清样本，通过定量PCR 检测miR-200c 和miR-142 的水平，并采用Kaplan Meier 曲线和log-rank检验评估其表达情况，以评估其对卵巢癌的预后价值。结果显示，卵巢癌患者血清中这些miRNA 的表达明显高于健康对照组。血清miR-200c 相对表达水平从卵巢癌早期到晚期呈下降趋势，miR-200c 相对高表达患者的2 年生存率高于相对低表达患者。相比之下，miR-141 表现出相反的模式。

卵巢癌的治疗是基于以手术为基础的综合治疗，其中以化学治疗为重要组成部分，但化疗耐药性直接影响治疗效果和患者预后[48-52]。研究者对miRNA的深入研究有望为化学疗法的耐药性提供新的证据和解决方案。miRNA 与药物耐药性有关，Mihanfar等[48]通过分析发现，miRNA 在卵巢癌的化疗和对药物的耐药中发挥重要作用，甚至在有些化疗过程中激活一种以上的多重药物耐药机制，而miRNA 可更有效地逆转耐药从而增强对卵巢癌的有效治疗，因此miRNA 作为潜在的生物标记来预测对化学疗法和恶性肿瘤患者的生存可能是一种有效的策略。miR-125a-5p 可直接抑制LIN28B 的表达，从而抑制卵巢癌的增殖和转移；而异丙酚可通过增强针对LIN28B 的miR-125a-5p 来抑制卵巢癌的增殖和转移[28]。丙泊酚下调miR-374a 并调节FOXO1 途径，以减少卵巢癌细胞的增殖和对顺铂抵抗力[30]。Ferreira等[53]通过荟萃分析研究在卵巢癌、良性肿瘤和健康组织的血清和组织中每种miRNA 的表达水平、miRNA 的上调/下调状态与预后特征（总生存期和无病生存期）以及诸如对铂和紫杉醇敏感性/耐药性等反应预测特征，最终筛选出12 个miRNA，分析其与卵巢癌的预后和反应预测特征，最终分析结果显示,对于miR-200 家族当miR-200b 和miR-200a 上调时，可能表示与总生存率降低有关。对于miR-30 家族miR-30a 和miR-30d 上调时，有增加总生存率的趋势。当miR-23b 上调后表明预后良好；而miR-25、miR-429 和miR-373 上调可能表明与总生存率降低有关。

4 结 语

卵巢癌作为高死亡率的常见妇科恶性肿瘤，由于在肿瘤转移之前缺乏明显的症状，因此对早期诊断提出了巨大挑战。而miRNA 参与了卵巢癌的病理发生过程，并可在早期对卵巢癌进行诊断，是卵巢癌预后的标志物，在卵巢癌的化疗和对药物的耐药中发挥重要作用，因此选择特定的miRNA 将能够在早期阶段快速、有效且经济地检测卵巢癌，对卵巢癌的治疗起到积极的指导作用。然而，由于miRNA 调控机制和靶基因的发现相对较晚，对其调控机制和靶基因的研究仍处于起步阶段，其与肿瘤和特定组织特别是卵巢的关系尚不完全了解。因此，关于miRNA 与癌症关系的研究尚需进一步深化和拓展。综上所述，miRNA 与卵巢癌的发生、转移、化疗耐药紧密相关，在卵巢癌的诊断、治疗、预后中发挥重要作用。miRNAs 作为与卵巢肿瘤状态密切相关的稳定而强大的标记物有希望成为医学肿瘤研究领域的热点。

利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突