口腔癌相关microRNA的研究进展

黎梓蕊，许 键，李红文，张 鹏，*

(1．深圳市龙岗区耳鼻咽喉医院/深圳市耳鼻咽喉研究所，广东 深圳 518172；2．广东医科大学2016级口腔医学专业，广东 东莞 523808)

口腔癌(oral cancer)是世界公认的最常见的恶性肿瘤之一，属于头颈部肿瘤的一种，其中90%以上是鳞状细胞癌[1]。口腔癌新发病例每年约30万例，严重影响患者的言语、进食和呼吸等功能。吸烟和饮酒被认为是口腔癌最主要的致病因素，此外，咀嚼槟榔、口腔卫生不良及人乳突病毒(human papillomavirus，HPV)感染也是重要的危险因素[2]。口腔癌的治疗策略以手术为主，放、化疗为辅助治疗，但是复发和转移依然是临床治疗的难题[3]。近年来研究人员发现microRNAs(miRNAs)与口腔癌关系密切，另外，miRNAs 在组织和体内循环中高度稳定，也被认为是癌症检测和预后的潜在生物标志物[4]。为此，本文将就口腔癌中miRNAs 的异常表达，miRNAs与口腔癌的临床相关性以及miRNAs 与临床应用的研究进展作一综述。

1 miRNA简介

miRNAs 是进化上保守的、内源性的单链非编码小RNA，约由19～26 个核苷酸组成。编码miRNAs 的基因主要由RNA 聚合酶II在细胞核中转录，产生初级miRNA(pri-miRNA)，随后由与DGCR8蛋白相关的Drosha核糖核酸酶III加工成70～100个核苷酸的茎环结构前体miRNA(pre-miRNA)。随后，pre-miRNA通过exportin-5 运输到细胞质中。接下来，Dicer 酶处理premiRNA 产生长度为18～25 个核苷酸的dsRNAs。dsRNAs 的一条链被降解，另一条dsRNA 作为引导链掺入RNA 诱导的沉默复合体(RNA-induced silencing complex，RISC)，形 成miRISC。miRISC 通过直接结合其互补信使RNA(mRNA)的3′非翻译区(3′UTRs)，诱导mRNA 降解或抑制mRNA 翻译，在转录后水平调控基因表达[5]。目前研究发现在5′UTRs和mRNA的编码区也存在miRNAs 的结合位点[6]。miRNAs 介导的基因沉默在表观遗传调控中起着至关重要的作用，通过翻译抑制进而调节细胞周期调控、分化、凋亡和迁移[7]。成熟miRNAs的功能失调与多种病理条件相关，可能是以下一个或多个原因造成的：①miRNA生物学进程的改变，包括miRNA 的表观遗传学(甲基化和组蛋白修饰)改变、转录因子活性的改变、miRNA 加工酶的表达改变；②染色体不稳定、基因组不稳定和miRNA 基因突变的存在；③单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms，SNPs)、miRNA 基因以及靶标mRNA 结合序列的缺失和重复；④靶标mRNA 上miRNA 结合位点的缺失[8-9]。近年研究表明miRNAs 的表达失调参与了人类恶性肿瘤的发生发展[10]。miRNAs可以作为癌基因或抑癌基因[11]，其在肿瘤和正常组织中的表达谱是不同的，而这种表达可能特定于某些类型的肿瘤[12]。因此，能区分正常组织和恶性肿瘤组织的独特miRNA可能成为一种新的“癌症指纹”。

2 miRNA与口腔癌

2.1 miRNA的表达与口腔癌细胞增殖迁移的关系

Tran 等[13]于2007 年对9 种口腔癌细胞系进行了高通量miRNA 测序，随后越来越多的研究人员对miRNA 表达与口腔癌的关系进行了相关研究。Wong等[14]发现过表达的miR-184可能在舌鳞状细胞癌的抗凋亡和增殖过程中起促癌作用，而血浆中miR-184 的丰度与原发肿瘤存在相关性。Lu 等[15]将6 种口腔癌细胞系与正常角质形成细胞作比较，发现在口腔癌细胞系中miR-10b、miR-196a、miR-196b、miR-582-5p、miR-15b、miR-301、miR-148b 和miR-128a 表 达 上 调，而miR-503 和miR-31表达下调。miR-10b通过促进细胞转移和侵袭进而参与口腔肿瘤的形成。研究还表明，参与口腔癌变过程的磷脂酰肌醇3 激酶PI3K/AKT 和p53 信号通路相关的基因通过miR-16、miR-29b、miR-142-3p、miR-144、miR-203、miR-223 等miRNA 调控[16]。miR-23b 在口腔癌细胞中的表达显著高于口腔正常细胞，其表达程度与口腔癌转移程度呈正相关[17]。常凯等[18]发现miR-34c在中国地鼠口腔癌组织中的表达显著升高，应用miR-34c抑制物可显著增强人口腔癌细胞的增殖和迁移能力。上调miR-146a表达可增强Scc9和Cal27细胞的增殖、侵袭和迁移能力[19]。过表达miR-520b可靶向抑制Dickkopf-1(DKK1)，进而激活Wnt/β-catenin 信号通路，促进舌癌细胞系的迁移能力[20]。miRNA在导致口腔癌细胞增殖和迁移等阶段扮演关键角色，全面解析miRNA调控细胞癌变的机制可以丰富口腔癌发生发展的基础理论，并且提示其具有重要的临床应用潜力。

2.2 miRNA的表达与口腔癌危险因素的关系

一项比较吸烟者和非吸烟者的miRNA研究指出miR-155在58%的口腔鳞状细胞癌病例和83%的发育不良病例中具有高表达，提示miR-155 可能是非吸烟者口腔癌发生的驱动因素[21]。Shiah 等[22]对口腔癌与槟榔的相关性进行了分析，发现了84 个与槟榔相关的成熟miRNA，其中19 个位于14q32.2 染色体上。一些研究者对HPV 阳性和HPV 阴性的口腔癌患者的miRNA 表达谱进行了分析，发现miR-127-3p、miR-363、miR-20a、miR-34a、let-7c-5p和miR-9可以有效区分HPV阳性和HPV阴性的口腔癌患者[23-24]。不同病因导致不同的miRNA 表达模式被越来越多的研究者认同。研究人员已经对HPV相关的口腔癌进行了大量工作，结果提示与HPV相关的口腔癌相比，烟草和槟榔对miRNA表达的影响较小[25]。因此，需要通过多中心的临床样本研究制定miRNA的表达阈值，并有望将其作为口腔癌癌前病变风险因素的参考指标。

2.3 miRNA与口腔癌诊断与预后的关系

口腔癌的早期发现能够使临床医生在其转移和进展到晚期之前提供适当的治疗。通过微创或非侵入性方法识别可用于口腔癌早期检测和预后判断的生物标志物是当前研究的重点。一项靶向miRNA 表达谱研究证明miR-21、miR-181b 和miR-345在异常增生的口腔黏膜白斑病中具有预后价值。虽然异常增生不能作为预测指标，但是晚期侵袭性异常增生可进展为口腔癌[26]。Kinoshita等[27]发现在口腔癌患者组织样本中，miR-29a/b/c显著下调，miR-29a/b/c可作为口腔癌早期诊断的潜在生物标志物。研究人员发现血浆中的miR-223、miR-10b miR-146a、miR-187-3p、miR-196a、miR-196b、miR-200b-3p、miR-222-3p、miR-223、miR-150-5p 和miR-423-5p 可能作为口腔癌早期检测的潜在诊断标志物[28-30]。证据表明miR-9、miR-149、miR-150-5p、miR-200b、miR-205、miR-375、miR-483-5p 和miR-542-3p 的低表达与口腔癌患者较差的生存期显著相关[31-33]。同时，在口腔癌患者血浆中过表达的miR-1246和miR-675 以及下调miR-187 和miR-134 与患者较好的生存期相关[34-35]。因此，开展口腔癌病人唾液或外周血检测miRNA 表达，进而确定特异性的口腔癌相关miRNA，将为口腔癌无创诊断的发展作出重要贡献。

2.4 miRNA与口腔癌放、化疗敏感性的关系

目前，口腔癌患者在放、化疗过程中出现耐受或无反应是临床治疗的难题。一些研究发现miRNA是预测口腔癌放、化疗敏感性/耐药性的潜在生物标志物。Shiiba等[36]发现miR-125b表达下调与口腔癌患者放疗耐受和疾病进展密切相关。Ghosh等[37]发现miR-130b、miR-134、miR-149、miR-181d、miR-146b 和miR-491 与口腔癌顺铂的耐药相关。高表达的miR-196a 和miR-21 通过抑制annexin A1 和STAT3 增强口腔癌放疗耐受性[38-39]。Chen 等[40]发现阿霉素可能诱导口腔癌细胞miR-221 的表达，从而抑制其靶基因TIMP3的表达，导致口腔癌细胞的耐药性。其他研究表明口腔癌化疗敏感性与miR-203、miR-23a、miR-214、miR-518c 和miR-608 的 高 表 达，以 及miR-21和miR-342的低表达密切相关[41-42]。对具有耐放、化疗效应的miRNA 进行沉默，对具有抑癌效应的miRNA 诱导表达，增加放、化疗的敏感性，将是抗口腔癌药物研究的新思路。

2.5 miRNA作为口腔癌治疗靶点的应用

口腔癌中已经发现了多种具有抑癌或致癌功能的miRNA。然而，miRNA 对于口腔癌的治疗应用仍面临miRNA 的选择，复杂的调控机制、传递、药代动力学和毒性等的挑战。miRNA作为内源性分子在人体内表现出低毒性。因此基于miRNAs 的治疗方法代表了一种口腔癌治疗新策略。miRNA治疗的方法包括miRNA 模拟物(miRNA 替代疗法)和抗miRNA(miRNA 沉默疗法)[43]。目前报道的大多数研究表明，基于miRNA的治疗方法在体外或体内均取得了积极的结果。研究表明miR-184抑制剂降低了3种不同舌鳞癌细胞系的增殖率[14]。Liu等[44]发现外源性模拟miR-187-5p水平的增加，不改变miR-187-5p的表达，但促进了SAS口腔癌细胞的生长，促进了SAS和OECM1口腔癌细胞的迁移，形成了不依赖于锚定的集落形成，提示阻断miR-187-5p 对口腔癌的进展有一定的治疗作用。最近的研究表明，拮抗miR-31-5p显著抑制UM1口腔癌细胞的增殖，miR-31-5p模拟物显著促进正常口腔上皮HaCaT 细胞的增殖，提示miR-31-5p 在口腔癌变中具有致癌作用，小鼠模型证实拮抗miR-31-5p 显著延缓了口腔癌患者来源的异种移植瘤的生长[45]。此外，由于miRNAs 体积小，可以通过不同的传递方式将其传递。因此，miRNA传递系统的有效性和准确性至关重要。局部(瘤内)给药和全身给药是miRNA 传递的两种主要方式。miRNA可以与维生素B9 等叶酸配体结合，用于癌症治疗[46]。外泌体/脂质体介导的miRNA 传递也可以作为基于miRNA 治疗癌症的新工具[47]。第一个基于miRNA治疗癌症的药物是MRX34，将合成miR-34a 模拟物装载到脂质体纳米颗粒中[48]。在口腔癌临床治疗应用中，目前只有基于miR-29b 和miR-29 的疗法已经进入临床试验阶段(NCT02009852和NCT01927354)。

3 总结与展望

miRNA影响了口腔癌的进展、治疗反应、复发、转移和预后。miRNA在其调控的靶基因及信号通路中发挥重要作用。但是，miRNA的调控机制复杂，miRNA调控口腔癌的分子机制研究仍处于初级阶段。因此，寻找口腔癌致病的特征miRNA是探讨基因靶向治疗和诊断标志物的新策略。设计良好、多中心、具有大样本患者的前瞻性试验将为口腔癌的分子诊断和预后判断提供有价值的信息。