微RNA调控乳腺癌耐药性研究进展

梁文辉，朱会芳，王志慧，宋 颖，原志庆，陆漫漫，李思琦，李 娜

(1.新乡市中心医院健康管理部， 河南 新乡 453000；2.新乡医学院第四临床学院，河南 新乡 453000；3.新乡医学院病理学系，河南 新乡 453003；4.新乡医学院第三附属医院病理科，河南 新乡 453003)

乳腺癌是目前严重威胁女性健康和生命的主要恶性肿瘤之一[1]。耐药性是导致乳腺癌化学治疗失败的主要原因，也是肿瘤治疗中最棘手的问题[2]。研究表明，多数乳腺癌患者在化学治疗过程中对一线化学治疗药物如紫杉醇、顺铂等易产生耐药，通常在1 a内复发[3]。关于乳腺癌细胞的耐药机制至今尚不完全明确[4]。微RNA(microRNA，miRNA)是一种内源性非编码小RNA，在肿瘤形成、发展、侵袭和转移乃至耐药性中发挥重要作用[5]。本文主要就miRNA在乳腺癌细胞中的作用及其调控耐药的机制进行综述，以期为临床乳腺癌的治疗及研究提供新的思路。

1 miRNA在乳腺癌细胞中的作用

1.1 miRNA与乳腺癌细胞增殖miRNA在个体发育及细胞增殖、分化和凋亡等生理、病理过程中发挥重要调节功能。miRNA可与靶基因mRNA的3′非编码区(untranslated regions，UTR)特异性结合，在转录后水平发挥调控基因表达作用。有研究表明，肿瘤的发生与肿瘤细胞无限增殖密切相关[6]。miRNA可作为致癌或抑癌基因促进或抑制乳腺癌细胞增殖，从而调控乳腺癌进展[7]。EI KILANY等[8]研究发现，miR-744-5p可提高乳腺癌细胞上清液中一氧化氮水平，从而促进乳腺癌细胞增殖。YANG等[9]研究发现，miR-17促进乳腺癌细胞增殖，可作为乳腺癌诊断的生物标志物。LIN等[10]研究发现，miR-105-3p作为一种致癌基因，通过靶向人高尔基体膜蛋白促进乳腺癌细胞的增殖和转移。

MANSOORI等[11]发现，miR-34a和miR-200c可诱导乳腺癌细胞凋亡和细胞周期阻滞，同时抑制增殖、侵袭、迁移、干细胞特性和上皮-间充质转化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)过程。

1.2 miRNA与乳腺癌细胞凋亡细胞凋亡的失衡在肿瘤的发病机制中发挥关键作用。miRNA通过调控细胞凋亡在多种肿瘤的发生、发展过程中发挥作用，包括肺癌、肝癌、乳腺癌等[12-13]。LIN等[10]研究显示，miR-105-3p在乳腺癌组织中的表达水平较高，且随着肿瘤严重程度的加重而升高，下调miR-105-3p可抑制乳腺癌细胞MCF-7和ZR-75-30的增殖，抑制细胞迁移和侵袭，促进细胞凋亡，提示miR-105-3p可能发挥抑制乳腺癌细胞凋亡的作用。HE等[15]研究发现，乳腺癌细胞中miR-646表达水平较高，miR-646通过调控TET1/IRX1/HIST2H2BE轴抑制细胞凋亡，促进乳腺癌的发生。以上研究表明，miRNA可抑制乳腺癌细胞凋亡。miRNA也可促进乳腺癌细胞凋亡，LIN等[15]研究发现，乳腺癌HS578T细胞中转染miR-181a-5p能够抑制其增殖和迁移能力，诱导细胞凋亡。

2 miRNA与乳腺癌细胞耐药

近年来有研究显示，多种miRNA与肿瘤的耐药密切相关[16]。PAN等[17]研究发现，降低耐药乳腺癌MCF-7细胞中miR-221-3p的表达，可降低耐药乳腺癌MCF-7细胞的耐药性；提示可通过调节miRNA水平来降低乳腺癌细胞耐药性，研究调控乳腺癌耐药的主要miRNA及其作用机制将有助于乳腺癌耐药机制的研究，并为miRNA作为乳腺癌耐药治疗的靶点奠定基础。

CLIMENT等[18]研究表明，乳腺癌患者对蒽环类化学治疗药物的敏感性增加可能与染色体11q的缺失有关，染色体11q是一个含有miR-125b基因的区域；这是第1个发现miRNA与乳腺癌耐药性相关的研究。随后，miRNA在乳腺癌细胞获得耐药性中的作用相继被提出。XU等[19]研究发现，miR-125a-3p可作为肿瘤抑制因子直接靶向乳腺癌早发基因1的3′-非翻译区，抑制其蛋白表达，从而增强乳腺癌细胞对多西紫杉醇的敏感性。WANG等[20]研究发现，miRNA-335通过Wnt/β-catenin信号通路显著抑制甲基化转移酶SETD8的表达，并抑制其下游基因cyclin D1和c-Myc的表达，提高乳腺癌细胞对紫杉醇的敏感性。RAZA等[21]报道，miR-644a/CTBP1/p53轴可通过抑制乳腺癌细胞存活和EMT来抑制其耐药性。LUO等[22]报道，LINC00514通过靶向三阴性乳腺癌细胞中的miR-6504-5p/miR-3139/CCDC71L轴促进细胞增殖、迁移和侵袭，从而增加了乳腺癌细胞的耐药性。深入探究miRNA与乳腺癌患者耐药的关系已成为当今肿瘤耐药性研究的热点，miRNA可能通过靶向基因调控在乳腺癌患者耐药性中发挥重要作用。

3 miRNA参与乳腺癌耐药机制

3.1 调控耐药相关蛋白表达ATP结合盒(ATP-binding cassette，ABC)转运蛋白表达和功能的异常是造成多药耐药(multiple drug resistance，MDR)的重要原因之一，其中P-糖蛋白、乳腺癌耐药蛋白和MDR相关蛋白在MDR发生中发挥重要作用[23 ]。CHEN等[24]研究发现，上调乳腺癌患者肿瘤细胞中miRNA-200c水平可降低MDR1基因和P-糖蛋白的表达，从而增加乳腺癌患者对阿霉素的敏感性。ZHU等[25]研究表明，下调miR-128水平可以导致ABC家族成员Bmi-1和ABCC5蛋白的过表达，从而促进乳腺癌细胞对阿霉素的敏感性。以上研究表明，miRNA可能通过调控耐药相关蛋白表达调控乳腺癌耐药。

3.2 抑制细胞自噬UEDA等[26]研究发现，过表达hsa-miR-27a可通过破坏乳腺癌细胞中活性氧稳态和下调自噬功能，使乳腺癌细胞对他莫昔芬敏感。另有研究发现，miR-142-3p过表达可能通过靶向下调HMGB1基因抑制乳腺癌细胞自噬，提高对阿霉素的药物敏感性[27]。这些研究表明，miRNA可通过抑制细胞自噬减弱乳腺癌耐药。

3.3 诱导细胞周期阻滞、凋亡阿霉素、紫杉醇、顺铂等化学治疗药物的作用机制是抑制DNA、RNA的复制合成，阻碍癌细胞进行有丝分裂，从而导致癌细胞分裂停止、DNA修复、凋亡等。化学治疗药物的作用机制与乳腺癌细胞的耐药密切相关。BAO等[28]研究显示，miR-93-5p在体内外均能显著抑制乳腺癌细胞增殖，诱导G1/S细胞周期阻滞，从而提高对紫杉醇的敏感性。YU等[29]研究发现，乳腺癌细胞中miR-148a-3p的过表达可通过抑制ATP7A基因的表达，增强DNA损伤和细胞凋亡，从而增加乳腺癌细胞对顺铂的敏感性。GUAN 等[30]研究发现，miR-145-5p在乳腺癌组织和细胞中表达下调，过表达miR-145-5p或敲低SOX2可诱导细胞周期阻滞和凋亡，减弱紫杉醇耐药乳腺癌细胞的增殖、迁移、侵袭，并减弱其耐药性。因此，miRNA可以通过诱导细胞周期阻滞、凋亡增强乳腺癌细胞耐药性。

3.4 抑制有氧糖酵解ZHANG等[31]研究发现，miR-23b-3p通过靶向ZBTB1基因促进人表皮生长因子受体-2的表达，从而降低乳腺癌细胞的乳酸生成和糖摄取，抑制有氧糖酵解，降低对他莫昔芬耐药性。提示miRNA可通过抑制有氧糖酵解机制降低乳腺癌耐药性。

3.5 DNA甲基化和组蛋白修饰DNA甲基化转移酶在肿瘤特异性DNA甲基化过程中起重要作用，参与DNA甲基化的酶主要有DNMT1、DNMT3a和DNMT3b。POGRIBNY等[32]研究发现，上调的一些miRNAs(miR-29a、miR-29b、miR-132和miR-194)能够靶向DNA甲基转移酶和甲基化CpG结合蛋白-2，从而影响乳腺癌细胞DNA甲基化模式，增加了乳腺癌细胞对顺铂的耐药性。HU等[33]研究发现，低甲基化的miR-663过表达可下调硫酸乙酰肝素糖蛋白的表达，从而在乳腺癌细胞中诱导耐药性。另有研究显示，阻断DNA甲基化和组蛋白去乙酰化可恢复曲妥珠单抗耐药细胞中miR-375的表达，过表达miR-375可恢复细胞对曲妥珠单抗的敏感性[34]。这些研究说明，miRNA可通过DNA甲基化和组蛋白修饰方式参与乳腺癌耐药。

3.6 EMTEMT在多种肿瘤的化学治疗耐药中发挥重要作用，而化学治疗药物也能增强肿瘤的恶性程度，包括诱导EMT表型的产生。GAO等[35]研究发现，下调miRNA-200c可以通过其靶基因ZEB1和ZEB2抑制EMT相关蛋白E-钙黏蛋白的表达，促进乳腺癌细胞EMT发生，提高乳腺癌细胞对紫杉醇的耐药性。转化生长因子-β和β连环蛋白也是肿瘤细胞发生EMT过程中的重要成员。RAO等[36]研究发现，上调miRNA221和miRNA222可增加转化生长因子-β和β连环蛋白的表达，提高乳腺癌细胞对氟维司群的耐药性。FORONI等[37]通过体外建立耐紫杉醇、阿霉素和多西他赛的人类乳腺癌细胞系，分析其基因表达谱变化发现，3种耐药细胞系中EMT相关基因表达均上升，而E-黏附蛋白表达则下降。以上研究提示，miRNA可通过EMT途径提高乳腺癌细胞耐药性。

4 miRNA逆转耐药性的治疗策略

miRNA在肿瘤细胞对化学治疗药物的耐药性中起关键作用[38]。逆转肿瘤耐药的合理策略是调控miRNA表达。SMITH等[39]通过在人胚肾细胞中导入化学合成的小分子miR-7 mimics或拮抗miR-7的antagomir实现了miRNA过表达和抑制，提示miRNA可被靶向调控。可用多种方法合成miRNA类似物来调控miRNA的表达，包括锁核酸(locked nucleic acid，LNA)和微RNA“海绵”(microRNA“sponge”)。LNA也称为“难以接近的RNA”，是一种特殊的双环状核苷酸衍生物，其糖基通过连接2′-氧与4′-碳的“桥”进行化学修饰，可降低核糖结构的柔韧性，增加磷酸盐骨架局部结构的稳定性。LNA寡核苷酸对互补的单链RNA显示出前所未有的杂交亲和力，因此可调控miRNA的表达。

MIRIHANA等[40]通过LNA靶向携带Pre-miRNA 92b的G-四链体增加了非小细胞肺癌中PTEN基因的表达，显著降低了非小细胞肺癌对阿霉素的耐药性。microRNA“sponge”在体外细胞培养和转基因生物中可导致miRNA功能丧失。microRNA“sponge”3′ 非翻译区包含若干个miRNA靶定位点，并且miRNA与靶点的相互作用依赖种子区域(seed region，miRNA的第2-8位)，因此，microRNA“sponge”对miRNA家族家族中亲缘关系接近的所有miRNA都有效，可以阻断整个miRNA家族的表达，从而抑制其受控基因的表达，这种转基因方法已被证明是一种在各种实验系统中控制miRNA功能有前途的工具[41]。YANG等[42]研究发现，miR-7“sponge”可以下调一种新型的蛋白酶体激活因子REGγ，从而增强乳腺癌细胞对顺铂耐药的敏感性。

5 结语和展望

通过对miRNA与乳腺肿瘤耐药性关系的分析发现，miRNA的异常表达在肿瘤耐药性研究中备受关注。miRNA通过影响乳腺癌细胞生物学特性及相关基因的表达或信号通路的活化等影响肿瘤细胞的耐药性。因此，通过调控肿瘤细胞中miRNA的表达水平，降低或逆转肿瘤细胞的耐药性，可能成为肿瘤治疗的新方向。关于miRNA在乳腺肿瘤细胞增殖、凋亡及耐药等生物学过程中的详细机制仍不十分清楚，但随着对miRNA研究的不断深入，相信在将来会发掘更多的miRNA，作为乳腺癌诊断和治疗的标志物。