微小RNA在消化系统肿瘤中的研究进展

段多喜，陈致尧，陈 红，雷 英，李 涛△

1.成都医学院第二附属医院·核工业四一六医院 中西医结合科(成都 610051)；2.四川大学 华西临床医学院(成都 610075)

消化道肿瘤是指发生于食管、胃、肠道、肝脏、胰腺和胆囊等器官的肿瘤。流行病学研究[1]显示，全球恶性肿瘤发病率中，结直肠癌、胃癌和肝癌分别位于第3、5、6位，并且病死率居第2、3、4位。由此可见，消化道肿瘤严重威胁着人类生命健康。微小RNA(microRNA,miRNA)是一类非编码转录后调节的小RNA分子，通过与靶向mRNAs结合，在细胞分化、增殖和生存过程中起着核心作用，导致mRNA的翻译抑制或降解[2]。近年来，miRNA研究不断深入，特别是在消化道肿瘤方面，使得miRNA成为了新的工具和靶点[3]。现查阅关于消化道肿瘤与miRNA基础研究和临床应用的文献，本文从miRNA在消化系统肿瘤中的作用方面作一综述。

1 miRNA与食管癌

食管癌是最常见的消化道肿瘤之一，全球发病率为3.2%，病死率为5.3%[1]，我国食管癌的发病率达7.97%[4]，居各类恶性肿瘤的第6位，病死率居第4位，形势更加严峻[5]。

Yang等[6]通过收集138例食管癌患者的癌细胞和癌旁组织，检测miR-135a和Hedgehog (Hh)信号通路相关基因(Smo、Gli1、Shh和Gli2)在组织和细胞中的表达，结果发现，在食管癌中Smo、Gli1、Shh和Gli2高表达，miR-135a低表达。miR-135a通过抑制Smo/Hh轴来抑制食管癌细胞的迁移和侵袭。有研究[7]运用 Solexa测序方法筛选290例食管鳞状细胞癌(ESCC)患者血清中的 miRNA，结果利用qRT-PCR技术可以检测7种血清miRNA，并且所选的miRNA的ROC曲线下面积为0.817～0.949，明显高于癌胚抗原(P<0.001)。Liu等[8]采用qRT-PCR检测食管癌Eca-109细胞中环状致癌RNA-cZNF292和miR-206的表达，结果cZNF292的沉默降低了Eca-109细胞的活力，并诱导癌细胞凋亡，抑制细胞迁移和侵袭。同时，cZNF292的沉默上调miR-206的表达。因此，cZNF292的沉默通过上调miR-206抑制Eca-109细胞的生长、迁移和侵袭。

miRNA有成为肿瘤药物治疗新靶点的可能。Hong 等[9]研究中，miR-296表达下调可以抑制食管癌细胞的增殖，提高其对化疗药物的灵敏性，同时增加抗肿瘤药物阿霉素引导下的癌细胞凋亡。Wang等[10]发现，miRNA-22能够使ESCC细胞对γ射线敏感表达增加，并诱导ESCC细胞凋亡。在食管鳞癌临床药物耐药研究方面，有研究[11]探讨miRNA与氟尿嘧啶(5-FU)的耐药，结果发现，miR-29c作为食管癌耐药的关键，可以通过直接与其靶基因 FBXO31的相互作用，逆转5-FU的耐药，从而抑制FBXO31表达，激活p38 MAPK。miR-29c在食管鳞癌的诊断中可能成为潜在生物标志物和治疗靶点。

综上所述，尽管发现 miRNA可作为有效的生物标志物，且能参与食管癌的诊断、治疗及预后等过程，但仍需明确 miRNA在食管癌中的发病机制，找到更精确、有效的治疗方式。

2 miRNA与胃癌

全球范围内胃癌发病率为第5位，病死率为第3位[1]。在我国，胃癌发病率位于第2位，病死率位于第3位[12]，并呈逐年上升趋势。胃癌形成和发生受多种因素共同影响，饮食习惯、环境因素、Hp感染等相互作用慢性发展。

Jia等[13]通过qRT-PCR和Western blot检测miR-200a-3p在胃癌组织中的表达，发现miR-200a-3p在胃癌组织中降低，其水平的降低可促进肿瘤细胞增殖和集落形成。此外，KLF12表达与miR-200a-3p表达呈负相关，miR-200a-3p通过靶向KLF12在胃癌细胞中发挥抑癌作用。Xu等[14]采用RT-qPCR检测胃癌组织中PTP1B和miR-146b的表达，结果发现，与正常组织相比，胃癌细胞中PTP1B较高，而miR-146b较低。miR-146b过表达可抑制细胞活力并增加细胞凋亡率，且PTP1B是miR-146b的下游靶基因，miR-146b过表达也能够直接抑制PTP1B表达，进而抑制胃癌的生长和发展。Ni等[15]采用qRT-PCR、原位杂交等技术检测miR-92b在胃癌中的表达，结果发现，在胃癌组织中miR-92b上调，miR-92b过表达促进癌细胞增殖、集落形成，减少凋亡，且miR-92b抑制DAB2IP表达，而DAB2IP缺失激活了PI3K/AKT信号通路，说明miR-92b/DAB2IP/PI3K/AKT信号轴可能是预防胃癌进展的潜在治疗靶标。Guo等[16]发现在小鼠胃上皮中的Akt激活抑制了肿瘤基因 p53的丰度，使得 miR-365的转录水平下降，致使胃癌细胞增殖。

胃镜检查是胃癌确诊最有效的手段，而多数胃癌确诊已是晚期，因此找到早期诊断胃癌的血清标志物十分有必要。Cui等[17]研究团队利用qRT- PCR技术检测发现，外周血中胃癌患者 miR-651和 miR-823表达水平要低于正常人，且 miR-823水平和肿瘤淋巴结转移、远处转移呈正相关。此外Tsujiura等[18]发现胃癌患者血清中的miRNA(miR-17-5P、miR-21、miR-106a、miR-106b)浓度也明显高于正常人水平。Liu等[19]利用qRT-PCR分析胃癌血清miRNA，结果显示，miR-187、miR-371-5p和miR-378明显升高，且miR-378的ROC下面积为0.861，敏感性87.5%，特异性为70.7%。

综上所述，miRNA不仅能控制胃癌细胞生成和增殖周期，还能抑制或促进其凋亡。因miRNA分析方法不同，miRNA在血清、血浆中的表达水平也不尽相同，限制了 miRNA作为胃癌临床诊断的依据，仍然需要大量临床试验以验证其有效性。

3 miRNA与结直肠癌

结直肠癌全球发病率居消化道肿瘤首位[1]。我国结直肠癌的全国发病率位居第3位，病死率位居第5位，多数患者发现时已属于中晚期[20]。

生成结直肠癌通路的相关蛋白受miRNA调控，因而miRNA对结直肠癌细胞的增殖、侵袭作用明显。Wnt/β-catenin通路的异常激活在结直肠癌细胞产生、增殖起着重要作用。miR-320a和miR-145的异常表达可中止β-catenin进入到细胞核里，进而抑制DLD-1细胞系的产生[21]。miR-26a抑制了Wnt/β-catenin通路上淋巴增强因子的表达从而达到阻滞结肠癌增殖目的[22]。Ma等[23]通过编码促/抑血管生成因子相关miRNA，可达到促/抑血管生成的作用。表皮生长因子受体(EGFR)通路的失调促进了结肠癌形成，miR-30b可以直接靶向作用于EGFR下游信号KRAS，抑制其表达，从而达到抑制癌细胞产生、增殖[24]。miR-202-3p、miR-378-5p可通过RAS通路抑制结直肠癌细胞增殖[25]。Li 等[26]发现，miR-645可以通过阻碍其靶基因ephrin-A5(EFNA5)表达，EFNA5基因下调可以增加结直肠癌细胞的侵袭和转移，并且在28例结直肠癌患者中发现，EFNA5 mRNA与miR-645呈负相关。

程序性凋亡因子(PDCD4)是miR-21的靶向基因，结肠癌患者中miR-21和PDCD4呈负相关，PDCD4表达明显低于正常人，因此miR-21可负调控PDCD4表达，促进癌细胞增殖、侵袭。miR-122可作用于碱性氨基酸转运载体(CAT1)促进肿瘤侵袭。在临床药物耐药方面，Liang等[27]探讨二氯乙酸盐(DCA)增强结直肠癌的化学敏感性，对DCA联合奥沙利铂(L-OHP)进行了体内体外分析，结果表明，DCA可能通过上调CAB39表达，激活AMPK/mTOR信号通路，从而提高L-OHP的化学敏感性。由此提示，miR-107通过CAB39-AMPK-mTOR通路，从而为克服结直肠癌的化学耐药性提供了新靶点。

综上所述，miRNA可通过多条相关蛋白通路达到促进或抑制结直肠癌的增殖、侵袭，充分发挥基因调控作用，有可能发展成为诊断和预后判断结直肠癌新的生化指标，同时也为治疗结直肠癌提供新方向。

4 miRNA与肝癌

肝癌在全球发病率为4.7%，位居恶性肿瘤第6位，病死率位居第3位[1]。我国病毒性肝炎患者众多，是导致肝癌高发病率的重要因素之一，我国肝癌发病率位于恶性肿瘤第4位，病死率位于第3位[28]。

miRNA在肝癌中的表达模式及发挥作用的机制各有特点，不同表达发挥着抑癌或致癌的作用。抑制肝癌发展的主要有miR-122、miR-199、miR-99a、miR-26a等。miR-122在肝脏脂质代谢中起着重要调控作用，而在不同病毒性肝炎中有完全不同的作用，miR-122即可通过miR-122-Cyclin G1/P53通路，达到抑制乙型病毒肝炎基因表达与复制[29]，也可与丙型病毒基因组相关位点结合，增加病毒基因稳定性，从而辅助HCV病毒复制，因此miR-122可考虑为HCV潜在治疗靶点。miR-199能够直接抑制PAK4/Raf/MEK/ERK信号通路，进而抑制肿瘤生长[30]，并且miR-199表达能够抑制肝炎病毒复制，发挥抗病毒作用。miR-199和miR-101都能降低肝癌细胞增殖、侵袭的能力，提高癌细胞对多柔比星等化疗药物的敏感性[31]。miR-99a也是抑癌基因的一员，靶向作用于IGF-1R和mTOR的表达，抑制肝癌细胞增殖[32]。miR-26a可直接靶向于肝细胞生长因子(HGF)或通过调节激素受体，降低癌细胞活动，达到抑制肝癌细胞生长目的[33]。Feng等[34]实验发现，基因缺失miR-149的小鼠更容易受到二乙基亚硝胺诱导的急性肝损伤和肝癌变，并且miR-149能够强烈抑制NF-κB信号和抑制肿瘤坏死因子受体1相关死亡域蛋白的表达。这些结果表明，miR-149可作为一种新的肝脏肿瘤抑制因子。Qi 等[35]研究显示，miR-3196在肝细胞癌组织中常被下调，且miR-3196的降低与肿瘤大小和TNM分期相关。而miR-3196通过与肿瘤抑制因子p53结合，导致肝癌细胞生长抑制和细胞凋亡的增加。

促进肝癌发展的主要有miR-221、miR-21、miR-224、miR-101、let-7a等。miR-221的表达程度与肝癌肿瘤大小、分期、肝硬化程度呈正相关，和患者预后情况呈负相关[36]。miR-221上调能够抑制癌基因p27、p57表达，使得肝癌细胞合成期数目增多，导致原发性肝癌细胞发展。miR-221还能通过抑制PPP2R2A和抑癌基因TIMP-3，从而激活AKT通路来促进肝癌细胞的增殖和侵袭[37]。特别对于乙型肝炎患者而言，miR-221能特异性通过调控雌激素受体α(ERα)促肝癌细胞的发展[38]。肝癌患者肿瘤组织内miR-21表达异常增高，miR-21的表达量与肝癌患者预后生存期呈负相关[39]，提示 miR-21可能是潜在的肝癌治疗和预后判断的新指标。miR-183和miR-21通过共同作用提高肝癌细胞侵袭能力、降低细胞的凋亡率，从而发挥致癌作用[40]。miR-224能够分别靶向作用于HOXD10分子、PPP2R1B分子、靶向抑制SMAD4表达，达到促进肝癌细胞的增殖、转移、侵袭[41]。HBV及其X蛋白(HBx)可抑制miR-101的表达，通过改变肝细胞内DNA甲基化水平促进肿瘤细胞增殖和迁移[42]。Xiao等[43]研究发现，在肝癌细胞中，DNA甲基转移酶(DNMT3A)能够介导miR-639的高甲基化沉默，miR-639表达的抑制能促进了肿瘤细胞生长、体外迁移/侵袭和移植瘤小鼠模型的生长。此外，miR-639还能降低促进肝癌发生的MSYT2和ZEB1的表达，这些发现能够为肝癌的诊断提供新的生物标志物。

综上所述，目前研究对肝癌细胞的增生、侵袭和作用机制有初步了解，为肝癌与miRNA相关研究提供了新方向。miRNA与靶基因、相关蛋白的相互作用关系复杂，不同的表达亦可有截然相反的作用。相互复杂的调控网络以及miRNA自身表达机制研究是突破的关键。

5 miRNA与胆管癌

胆管癌的全球发病率和病死率呈逐年上升趋势[44]，多为腺癌，恶性程度高，预后极差，5年存活率<5%。胆管癌的指南多被纳入到肝细胞癌一起阐述，在我国还缺乏全国性的流行病学资料，并暂无统一广泛认可的共识[45]。

Selaru等[46]在miR-21过表达的研究中提出了TMP3蛋白是促进癌细胞凋亡、抑制癌细胞侵袭和转移的抑癌基因。miR-21与TMP3蛋白呈负调节，抑制癌细胞生长就要抑制miR-21，增加TMP3蛋白。Chen等[47]研究发现，miR-21、miR-141和miR-200b在恶性胆管细胞中高表达，抑制miR-21的表达会增加癌细胞对化疗药物吉西他滨的敏感性，从中筛选出PTEN是miR-21潜在抑癌靶基因。尤昊等[48]也提出，maspin是一种抑癌基因，在胆管癌中与肿瘤大小、侵袭程度有关，可通过抑制miR-21增加其表达。

异常表达的miRNA或其靶点将为胆管癌的发病机制和治疗靶点提供依据。Loosen等[49]对94例胆管癌患者和40例健康人的血清研究发现，与健康人相比，胆管癌患者的血清中miR-122，miR-192，miR-29b和miR-155的血清浓度明显升高，术后miR-122血清水平下降与患者预后良好相关；这为胆管癌诊断提供了一种新的血清标志物。Zeng等[50]在肝内胆管癌(HCV-ICC)中miR-124的过表达在体外达到抑制细胞迁移和侵袭的作用。Zhang等[51]研究发现，miR-186在胆管癌组织和细胞中被下调，这与其直接靶标Twist1蛋白表达呈负相关，进而抑制胆管癌细胞发展。

综上所述，miRNA与胆管癌关系还缺乏大量临床研究，已有研究中发现miR-21和胆管癌关系密切，还需要深入研究探寻其中的作用机制，miRNA进一步相关研究为胆管癌诊断和治疗带来新的方向。

6 miRNA与胰腺癌

胰腺癌在全球病死率为5.4%，位于消化道恶性肿瘤的第5位[1]。我国国家癌症中心统计数据[52]显示，胰腺癌位于我国城市男性恶性肿瘤发病率的第8位。

研究[53]发现，miR-155可使肿瘤蛋白P53诱导的核蛋白1表达下调，导致癌细胞加速增殖。另有Nakata等[54]报道，胰腺癌细胞系和正常胰腺导管上皮细胞系之间的miR-372、miR-146a、miR-204、miR-10a和 miR-10b水平差异大，其中 miR-10b在胰腺癌细胞中呈高表达，与胰腺癌存活率呈负相关，也参与了胰腺癌细胞侵袭过程。

CA19-9是诊断胰腺癌常用的血清肿瘤标志物之一。Liu等[55]研究发现，miR-16、miR-196a联合CA19-9的组合能够更有效区分胰腺癌患者和非胰腺癌患者。现代进一步研究中，Shi等[56]通过qRT-PCR检测胰腺癌PCR组织和血清中miR-629的表达水平，结果发现与健康对照组相比，miR-629表达水平在胰腺癌组织和血清中均上调。重要的是，血清miR-629可以有效地从健康对照组中筛查胰腺癌患者(AUC=0.765)。血清miR-629的诊断能力明显高于CA19-9，且胰腺癌患者血清miR-629的较高表达与晚期TNM分期(P<0.001)和远处转移(P=0.003)相关。这一研究提示，血清miR-629可能是诊断胰腺癌和胰腺癌预后判断的潜在生物标志物。

Yu等[57]试验发现，miR-200c高水平表达的患者比低水平表达的患者具有更高生存率(33.5% vs 11.2%)，说明miR-200c可能是预测胰腺癌预后的新标志。Kadera等[58]发现，胰腺导管腺癌相关成纤维细胞中的miR-21表达与患者总体生存率下降有关，说明抗miR-21可能是针对胰腺导管腺癌的新型治疗策略。Mou等[59]最新研究中，采用定量qRT-PCR研究miR-345-5p在胰腺癌组织中的表达水平，并检测miR-345-5p对胰腺癌增殖和侵袭的影响。结果显示，在胰腺癌细胞和组织中miR-345-5p表达下调，CCL8作为miR-345-5p的直接靶标可以激活NF-κB信号通路，促进胰腺癌细胞增殖和侵袭。

综上所述，胰腺癌产生、侵袭由多个原因导致。随着研究者对miRNA与胰腺癌关系的进一步研究，对这一类调控基因的深入探索，可以为胰腺癌诊断、早期治疗和预后判断提供新依据。

7 展望

回顾近年来的文献发现，miRNA在消化系统肿瘤的研究中取得一定进展。不同miRNA也有促进和抑制肿瘤生长的作用。血清miRNA结合其他指标，在提高对肿瘤的诊断和预后预测等方面可能会有更好的效果。概言之，miRNA虽有很好的治疗前景，但将miRNA真正应用到临床还需要更多的临床研究加以验证。