miR-124在结直肠癌的相关研究进展：一个潜在的治疗靶点

张辉 路明亮

昆明医科大学第二附属医院消化内科（昆明650000）

结直肠癌（colorectal cancer，CRC）是常见的消化系统恶性肿瘤，其发病率和病死率在世界范围内逐年增高，尤其是在青年中发病率逐年升高［1］，成为第三常见的恶性肿瘤，以及癌症死亡的第二大原因［2］，其发生率和病死率随性别和地区分布不同而有所不同，在女性中是第二常见肿瘤，而在男性则为第三常见肿瘤，在发达国家有所减缓而在发展中国家持续增加。据文献［3-5］报道，到2035年，全球将有250 万新增病例。越来越多的证据显示结直肠癌是一个源自于基因和表观遗传学改变的遗传性疾病，过去70年以来，在基因方面和表观遗传性方面的研究取得了极大进步。一套清晰的与结直肠癌相关的基因突变被鉴定，包括促癌基因和肿瘤抑制基因-最重要的例如APC，KRAS 和p53 基因。此外，染色体结构缺陷，DNA 错配修复基因缺陷，微卫星灶不稳定性，表观遗传学调节比如DNA 修饰，核小体重新定位，非编码RNA 修饰等，共同导致了结直肠癌的发生和发展［6-7］。尽管结直肠癌的研究向前跨越了很大一步，但依然未能深入全面的透析结直肠癌的病理生理及发生发展机制。

miR-124 属于micoRNA 家族，micoRNA 是一类不涉及蛋白质合成的非编码小RNA，成熟的miRNA 由大约18 ～25 个碱基组成，主要通过结合到mRNA 3′端非编码区发挥转录后调节功能，这个过程通过影响mRNA 的降解或者抑制mRNA 的表达控制细胞的生物进程［8-9］。miR-124首次在大鼠组织发现［10］，随着研究的深入，发现从简单的线虫类生物到复杂的人类都存在表达；如今，在人体组织中鉴定了3 个亚型，包括miR-124a-1，miR-124a-2，miR-124a-3［11］；随后的研究发现miR-124 涉及多种生物学过程，如炎症性疾病［12-13］，免疫紊乱［14］，神经细胞分化［15］，大脑的损伤［16-17］，肿瘤［18］等。已经有大量关于micoRNA在肿瘤诊断、靶向治疗、预后、预测方面的研究，像液体活检［19］、粪便检测［20］、靶向治疗［21］、纳米技术的运用［22］、外泌体的研究［23］等，miR-124 在结直肠癌的研究充满前景和希望；下面就miR-124 在结直肠癌研究中的分子机制及其靶基因治疗进展作一综述。

1 miR-124 在结直肠癌中分子机制的研究

1.1 LNCRNA 调节miR-124 相关表达在结直肠癌的作用机制长链非编码RNA（long non-coding RNA，lncRNA）是当前的研究热点，lncRNA 是RNA的转录物，包括超过200 个核苷酸，且几乎没有蛋白编码能力，其不仅在转录水平，在转录后水平上也调节蛋白质编码基因的表达。许多结直肠癌相关的lncRNAs，包括H19，UCA1，ROR，HOTAIR，PANDAR，和PVT1，在肿瘤的发生发展中发挥着关键的作用［24］。有研究发现LncRNA 可作为一种内源竞争RNA（competing endogenous RNAs，ceRNA）竞争性抑制miR-124 的功能在结直肠癌的发生发展中发挥作用，而敲除LncRNA 后可逆转miR-124的抑制效果抑制肿瘤的增殖和转移。如CHEN 等［25］发现LncSNHG16 在结直肠癌组织及细胞中高表达，通过RNA 海绵的形式抑制miR-124-3p，导致其靶基因MCP-1 表达上调，从而加强结直肠的细胞的增殖、侵袭和迁移，而敲除Lnc SNHG16 或者miR-124 过度表达，MCP-1 明显下调，抑制了肿瘤细胞的增殖、迁移；ZHENG 等［26］发现LINCO0963也作为miR-124 的海绵上调了FZD4 促进结直肠癌的进展；另外，沉默lncRNA 改善了化疗药物的耐药性。ZHU 等［27］发现lnc XIST 在阿霉素耐药的结直肠癌组织和细胞中高度表达，沉默lncRNA XIST 使阿霉素的耐药抵抗明显减弱；随后对其机制的进一步研究发现敲除LncXIST 上调了miR-124，促使其下游靶基因SGK 表达下调抑制阿霉素的耐药性。

总之，lncRNA 与miR-124 竞争抑制，通过对靶基因的调节发挥抑瘤作用和改善药物的耐药性，对结直肠癌的治疗具有良好前景。然而lncRAN在结直肠的研究及其有限，特别是与miR-124 的相互作用机制的研究刚刚开始，其详细完整的分子机制亟待进一步研究，构建一个完整的调节网络，以及其对结直肠癌肿瘤的影响或是否会有耐药性、对放疗敏感性的影响、预后预测作用等更需进一步研究。

1.2 miR-124 上调靶基因的表达促进结直肠癌的发生发展自2013年首次发现miR-124 在结直肠癌中表达，经过近10年的研究，对结直肠癌的分子机制的研究取得了巨大进步，基本明确miR-124作为抑制性micoRNA 在结直肠癌组织中低表达，通过调节其下游靶基因的表达发挥作用，主要包括上调和下调相关靶基因的表达从而调节分子信号通路，影响结直肠癌的发生发展及对放化疗的影响；如前所述，miR-124 上调了FZD4，MCP-1 促进结直肠癌细胞的增殖、侵袭、迁移；此外，研究发现异常甲基化miR-124 上调其靶基因DNMT3B 促进了结直肠癌细胞株的增殖、侵袭和迁移［28］。miR-124 上调了ROCK1 的表达促进了结直肠癌的生长和转移［29］。miR-124 可上调核心生理节律调节基因（hCLOCK）扰乱生理节律，从而促进肿瘤的发生发展［30］；另外，miR-124 上调TRAF6 的表达促进结直肠癌的侵袭和转移；肿瘤的局部或全身转移提示预后不良，研究发现miR-124 低表达的结直肠患者生存率显著低于miR-124 高表达的结直肠癌患者且差异具有统计学意义（P＜0.05），提示miR-124 具有预测预后的潜力；对其分子机制的研究发现，TRAF6 是其直接的靶点，而前面的研究已发现TRAF6 与上皮间质转化（EMT）密切相关，涉及肿瘤的转移［31］。综上，miR-124 可上调其下游靶基因影响结直肠癌的生长和转移，研究其具体机制对结直肠癌的治疗、预测预后等具有重要意义。

1.3 miR-124 下调靶基因的表达抑制结直肠癌发生发展miR-124也下调相关靶基因表达影响结直肠癌的功能；ZHANG等［32］阐明了miR-124直接结合STAT3（促肿瘤基因）3′-UTR 区下调STAT3 表达诱发结直肠癌细胞的凋亡，抑制结直肠癌的生长；LU 等［33］证实了miR-124 可下调PLCB1 调节wnt/βcateninxin 信号通路抑制结直肠癌细胞的增殖、影响结直肠癌的生长；MiR-124也可靶向KITENIN、SOX9（促肿瘤基因）、MYH9（肿瘤转移相关基因）下调相关靶基因的表达，抑制结直肠癌细胞的侵袭及肿瘤组织的转移［34］；一系列研究均证实下调miR-124 下游靶基因可抑制结直肠癌的发生发展和转移，如ROCK1［29］，SGK［27］、ITGA3［35］、P4HA1［36］、miR 124-IQGAP1-MAPK/β-catenin 通路［37］等；PTB是另一个促肿瘤基因，异常表达的miR-124 下调了PTB，抑制PKM2 增加PKM1 表达，影响细胞的能量代谢，抑制肿瘤的生长；miR-124 直接下调DNMT3B 或者非直接下调DNMT1（直接靶向SP1）导致结直肠癌细胞整体DNA 的低甲基化，抑制肿瘤的进展［38］；iASPP 是miR-124 的直接靶点，过度表达的miR-124 下调iASPP 蛋白的表达，上调其下游的信号分子NF-KB，调节结直肠癌细胞的增殖［39］；野生型p53 调节miR-124 增强子，上调了miR-124的表达，下调IASPP，影响光动力疗法（PDT）的疗效［40］；进一步的研究［41］发现了STAT1-miR124-P63-miR 155-STAT1 反馈环构成一个闭合回路调节结直肠癌的生长。

此外，过度表达的miR-124 可以增加结直肠癌细胞对放疗的敏感性，而抑制其表达则诱发了放疗抵抗，进一步探索其中的分子机制发现PRRX1（属于同源盒蛋白基因家族）是miR-124 直接的靶基因，miR-124 下调PPRRX1 增加了细胞对放疗的敏感性，并发现这个过程涉及到EMT 和肿瘤干细胞，进一步的机制需要更深层的研究［42-43］；同时miRNA-124 也可增加药物的敏感性，如miR-124 下调CNPA2（编码Calpain 蛋白）促进奥沙利铂的作用和影响肿瘤的形成［44］。

综上，miR-124 下调其下游靶基因抑制结直肠癌的发生发展和转移，也可影响细胞的能量代谢、DNA 的甲基化状态以及对化疗敏感性；同时，研究发现，其他分子如P53、STAT1、lncRNA 等均可调节miRNA-124，构成一个闭合回路发挥反馈性调节，这对结直肠癌的分子机制的研究及相关靶向治疗提供了新依据。

2 与miR-124 通路相关的靶向治疗

2.1 靶向miR-124 治疗结直肠癌的潜能靶向miRNA 的治疗策略存在两种基本方法：（1）使用RNA 模拟物（RNA-mimics）增加低表达的抑肿瘤miRs；（2）使用干扰RNA降低高表达的促肿瘤miRs［45-46］；如AKAO 等［45］使用miR-143（被描述为肿瘤抑制性miRNA）脂质体复合物在结直肠癌动物模型上发挥了生长抑制效果，其他相关的动物实验包括miR-34a、miR-135b、miR-145、miR-4689；脂质体miR-34a 模拟物（命名MRX34）临床实验（NCT01829971）治疗47 个患有难治性实体肿瘤（包括结直肠癌）的患者发挥了积极的抗肿瘤效果［46-47］，但该实验最终因为严重的免疫副反应至4 人死亡被终止［47］。近期，再次针对MRX34 临床Ⅰ期实验表明使用地塞米松预先处理可控制免疫毒副反应，药效结果肯定了miRNA 肿瘤治疗的概念证明，针对这类治疗需要更进一步发展控制免疫相关的毒性反应［48］；另外，siRNA，ASOs 等RNA靶向治疗都在不断成熟，部分RNA 药物已经开始临床应用，如诺西那生钠（nusinersen），依特普森（etplirsen）的运用发挥了里程碑式的作用，近来随着4 种RNA 靶向药被批准商业使用并进入3 期临床实验，标志着RNA 靶向治疗临床运用的时代即将到来［49］。miR-124 在多种肿瘤中表达并发挥多种功能，其在结直肠癌中低表达，通过各种信号通路发挥着肿瘤调节作用。基于此，开发基于miR-124 的靶向治疗结直肠癌，尤其是Ⅲ、Ⅳ期结直肠癌及复发结直肠癌的治疗将是一个潜在的靶点。

2.2 靶向miR-124 相关靶基因治疗结直肠癌结直肠癌组织内、组织间均存在异质性，导致结直肠癌治疗方式选择多样性，即使处于同一分期，对治疗药物的反应、效果及药物抵抗也可出现不同。因此，精准个人治疗可能是结直肠癌治疗的希望，了解结直肠癌发生发展的分子机制，以制定特定靶向药物，以期取得良好的治疗效果。实验发现抑制miR-124 相关靶基因可抑制肿瘤的发生发展；用A34（一种源自p53 linker 小分子肽）可直接结合到P53 凋亡刺激蛋白抑制因子（IASPP），竞争性抑制iASPP-P53 的相互作用，导致有野生型P53 介导的Bax 和PUMA 转录激活和肿瘤细胞的凋亡。另外，在黑色素瘤细胞，JNJ-7706621（一种细胞周期蛋白B/CDK1 的小分子抑制物）抑制了iASPP 的磷酸化，从而抑制了iASPP 进入细胞核，进而诱导了野生型P53 依赖的细胞凋亡和肿瘤生长抑制［48］，而iASPP 作为miR-124 的直接靶点在结直肠癌中发挥作用，针对iASPP 结直肠癌的药物性试验或许可以成为结直肠癌治疗的方向；DNMT 是miR-124 的直接靶基因，LI 等［49］在CAC 小鼠上，给于低剂量的DNMT 抑制物（DAC 或AZA）导致hub 基因（BAD）和肌醇聚磷酸磷酸酶样1 基因（INPPL1）的上调诱发细胞凋亡，发挥了有效的抗肿瘤效果；鸭胆亭醇（BOL），可作为STAT3（miR-124 的一个直接靶基因）抑制物单独或者与MEK 抑制物联合治疗人类结直肠癌［50］。P4HA1 是miR-124 直接靶点，在结直肠癌组织中，P4HA1 高表达，与结直肠癌转移密切相关，沉默P4HA1 可抑制结直肠癌肝转移及骨转移，在PDX 结直肠癌模型中，用P4HA1 抑制剂（diethyl-pythiDC）治疗后发现明显减缓了癌细胞的增殖、侵袭、和转移以及癌组织的生长，这为diethyl-pythiDC 临床实验提供了基础［36，50］。

3 结局与展望

结直肠癌是一个异质性肿瘤，与基因调节、表观遗传改变及环境因素密切相关。一直以来，关于结直肠癌的分子机制的研究促进了结直肠癌的预测、诊断、治疗、预后；miR-124 广泛存在于各种肿瘤，自2013年首次发现在结直肠癌表达以来［32］，针对miR-124 在结直肠癌中的分子机制的研究不断深入，但具体机制仍不清楚，仍需要进一步探索miR-124 如何调控结直肠癌的发生发展，为结直肠癌的诊断治疗、判断预后等方面提供理论依据。

RNA 靶向治疗为肿瘤治疗提供了新的方向，让精准的个体化治疗成为可。mimicRNA 抗肿瘤效果明显；siRNA、ASOs 虽然部分已经运用于临床，并且发挥了好的疗效，但仍然面临巨大挑战，在带来突破与希望的同时也伴随着失望，其彻底运用于临床依然充满着障碍，如RNA 治疗引起的巨大毒副作用像肝毒性、血小板减少、皮肤损伤、免疫毒性等，RNA 如何有效降解以及如何避免诱发人体免疫反应，如何克服治疗过程脱靶效应，如何减少治疗浓度及缩小治疗时间，以及如何有效运输等［45-49］。伴随医学化学、医学物理学的发展，如纳米运输，siRNA GalNAc 修饰等为解决这些障碍提供了保障和希望［49］，未来有效解决这些障碍，开发针对miR-124 有效的RNA 靶向治疗致力于结直肠癌精准化治疗。

靶基因靶向抑制物可抑制肿瘤的发生发展，针对miR-124 相关靶基因的药物研究初见成效，无论是实验层面还是临床层面都有取得了些许成效；进一步探索miR-124 相关靶基因及靶基因抑制物研究依然任重道远。

总之，miR-124 通过复杂的调节网络调控结直肠癌的发生发展，对结直肠癌的预测、诊断、治疗、预后等方面具有良好价值，随着研究的进一步深入，必将推动结直肠癌精准治疗的跨越发展。