MicroRNA-206在结直肠癌中的作用研究进展

金凤敏，肖鹏翔，曾清芳

【提要】 近年来越来越多的微小RNA(miRNA)在结直肠癌中的作用被认识。尽管miR-206早期被认为与肌肉的发育有关，但近年来发现其也是结直肠癌的抑癌因素。miR-206受多个基因的靶向调控，又能调控多个下游靶基因，在结直肠癌的临床和基础研究中都取得了突飞猛进的发展。本文就近年来miR-206在结直肠癌中的作用机制、相关基因和信号通路的研究进展予以综述，为进一步探讨miR-206结直肠癌的早期诊断和靶向治疗提供参考。

结直肠癌是目前临床常见的消化道肿瘤之一。在全球所有肿瘤中，结直肠癌的发病率为第三位，死亡率为第二位，结直肠癌约占每年全部肿瘤相关死亡的10%左右[1]。就我国2018年的数据而言，结直肠癌是男性的第五大死因、女性第四大死因[2]。结直肠癌的预后与诊断阶段直接相关，早期肿瘤局限患者5年生存率可达90%左右，而对于已发生远处转移的患者，5年生存率仅为12%[3]。尽管随着电子结肠镜的普及，早期结直肠癌的检出率已经得到提高，但对于医疗欠发达地区的结直肠癌筛查仍存在困难。这受到地区医疗水平、经济收入、居民认识等多个方面的影响。对于结直肠癌早期诊断仍需要探索更灵敏的、非侵入性的生物标志物。

微小RNA(microRNAs，miRNA)是一类短链非编码RNA，通过与靶基因特异性结合，实现对靶基因的转录后调控。已证实多种miRNA可在转录后水平上阻止蛋白表达并影响与肿瘤相关的信号通路，且在结直肠癌的发生、发展多个阶段发挥作用[4]。其中微小RNA206(miR-206)最早发现于骨骼肌中，被认为是肌肉特异性miRNAs(myomiRs)，近年来越来越多的研究表明miR-206不仅在肌肉中参与诸多生理和病理过程，而且在结直肠癌的肿瘤进程起着重要的调控作用。因此本文总结梳理了miR-206在结直肠癌研究领域中的进展，以期为进一步研究提供基础。

1 miRNA特征及其与肿瘤的关系

大量的研究已经明确地证明，在正常的生理发育和几乎所有疾病的发病机制中，98%的非蛋白质编码基因组确实参与了基因表达的调节。这些转录介质通常被称为非编码RNA(noncoding RNAs, ncRNAs)，它们可以在转录后剪接，但不能翻译成蛋白质。这些ncRNA可以以组织特异性的方式产生促肿瘤或抗肿瘤功能[5]。近年来，miRNAs与肿瘤的关系已成为肿瘤学基础研究的热点，越来越多的miRNAs被确定为肿瘤诊断及预后的生物标志物和新的基因治疗的潜在靶点[6]。miRNAs属于小ncRNAs的一类，最早于1993年在秀丽隐杆线虫中被发现[7]，它们是真核生物中的内源性非编码小RNA，一般由19～22个核苷酸组成。

目前miRBase(22.1版本)已注册38 589个miRNAs。miRNA的产生是从RNA聚合酶Ⅱ(POL Ⅱ)在细胞核中对miRNA基因的转录开始的，初级miRNA(pri-miRNA)发生折叠，形成发夹结构，随后又被RNase III Drosha切割成前体miRNA(pre-miRNA)，接着pre-miRNA被转运蛋白(Exportin 5)运送到细胞质中，被RNase III Dicer进一步切割产生成熟miRNAs双链[8]，miRNA双链与AGO2蛋白组成RNA诱导沉默复合物(RISC)，RISC去除客体链后便能与靶标mRNA的3′非编码区(3′-UTR)结合[9]。

miRNAs的5′端的第2～8个碱基为它们的“种子序列”，可与目标mRNA的3′UTR区的互补碱基对结合。通过这一靶向结合过程，miRNAs要么造成RNA降解，要么破坏RNA信息的稳定，亦或是抑制蛋白质翻译，从而负调控下游基因的表达，而这些效果都取决于互补碱基对匹配的数量。目前的研究普遍认为，种子序列与mRNA靶标完全互补的miRNAs会导致靶向的mRNA切割，而部分互补的情况下则会导致翻译抑制[10]。

早在2008年，有学者认为miRNAs调控超过30%的蛋白质编码基因，且miRNA与mRNA的靶向关系呈现出“一对多”的特点[11]，即一个miRNA通常可以靶向多个mRNAs，而一个mRNA也通常是多个miRNAs的靶基因。直到Calin等[12]人发现miRNAs在白血病中特异性缺失时，人们才首次认识到miRNA在癌症中的重要性。近年来，随着研究的深入，miRNAs被证实在越来越多的肿瘤中表达异常，这些异常的miRNAs根据发挥的效应不同被为两类，即抑癌miRNAs和致癌miRNAs。

2 miR-206生物学特征

miR-206被普遍认为是一种抑癌miRNA。miR-206因最早被发现在骨骼肌中的特异性表达，被归为肌肉特异性miRNA[13]。肌肉特异性miRNA分为两个家族，miR-1家族和miR-133家族。miR-206是miR-1家族成员。Anderson等[14]人发现6个miR-1家族成员被排列成3个同源基因簇，即miR-1-2/miR-133a-1、miR-1-1/miR-133a-2和miR-206/miR-133b基因簇。Ana K等[15]人则证实miR-206基因(hsa-miR-206)与miR-133b基因均定位于6号染色体上的双顺反子簇。

目前已经认识到miR-206含有两个启动子，近端的启动子负责miR-206的表达，远端的启动子负责整个转录本的转录，其中包含miR-206、miR-133b和一个肌肉特异的长链非编码RNA(Linc-MD1)[16]。

早期认为miR-206主要与肌肉的发育、代谢和疾病相关，能通过对糖代谢的调节参与对肌营养不良症的调控。miR-206还对心肌细胞凋亡具有保护作用[17]。近些年来，miR-206在肿瘤中的作用逐渐成为研究热点，目前miR-206已被证明参与了头颈部鳞癌、甲状腺癌、胶质瘤、非小细胞肺癌、肾细胞癌、膀胱癌、宫颈癌、乳腺癌、骨肉瘤等诸多肿瘤的调控[18]，并展现了作为诊断标志物和抑癌治疗靶点的潜力。

3 miR-206与结直肠癌的关系

目前认为miR-206下调与结直肠癌发生密切相关。由于miR-206分子量小，且在各种生物样本(如组织、血液和粪便)中可以较稳定表达，miR-206有潜力作为结直肠癌的诊断标志物和治疗靶点[19]。

在结直肠癌患者中发现，肿瘤组织和血液中miR-206明显下调，且这种下调在肿瘤发生的早期即出现，并与肿瘤的TNM分期和预后显著相关[20]。Vickers等[21]人则发现随着肿瘤的转移，miR-206有进一步降低的趋势。这表明miR-206有作为结直肠癌的诊断及预后标志物的潜力。并在体外实验中也证实了miR-206能抑制结直肠癌细胞的迁移和侵袭能力[22]。

Xu等[23]发现CCL19在大肠癌组织中的低表达与高微血管密度显著相关，而CCL19能通过诱导miR-206的表达来抑制Met/ERK/Elk-1/HIF-1、α/VEGF-A信号转导途径，从而抑制结直肠癌中的血管生成。Park等[24]发现结直肠癌中高表达的PGE2能明显下调miR-206的表达，并增强肿瘤细胞的增殖、迁移和侵袭能力。而miR-206直接靶向TM4SF1，过表达miR-206能抑制PGE2诱导的p-AKT和p-ERK的表达。此该外研究还发现miR-206可以抑制PGE2诱导的细胞中β-catenin、VEGF、MMP9、Snail和Vimentin的表达，且增强了E-cadherin的表达，从而证实miR-206能抑制上皮间质转化的发生。这些研究结果表明miR-206有作为诊断标志物的前景，且对结直肠癌有抑制作用，可能是潜在的治疗靶点。

4 miR-206所调控结直肠癌相关通路进展

miR-206受多个基因的靶向调控，尤其是非编码RNA。miR-206又能调控多个下游靶基因，从而发挥抑癌作用。目前认为miR-206调控结直肠癌相关的基因和通路主要与以下几个方面有关。

4.1 HGF/c-Met轴

miR-206在结直肠癌中可通过靶向c-Met发挥抑癌效应。细胞间充质上皮转化因子(c-Met)属于原癌基因，并将其确定为融合基因，它能编码配体肝细胞生长因子(HGF)的受体。HGF以旁分泌或自分泌方式与其特异性受体c-Met结合，c-Met位于肝细胞表面[25]。

c-Met是一种受体酪氨酸激酶(RTK)，由二硫键连接的异二聚体复合物组成，而HGF/c-Met轴被认为是调节细胞生物学事件(包括细胞增殖、迁移和形态发生)以及肿瘤生物学过程(如血管生成和耐药性)的重要信号轴。HGF/c-Met轴不仅在肝细胞癌的发生、发展和转移密中起到重要作用，而且在结直肠癌等多种消化道肿瘤中同样发挥关键作用。HGF/c-Met信号通路在结直肠癌中通过HGF或c-Met的过度表达、基因扩增、c-Met的突变激活、Met靶向miRNA的下调、与其他配体的结合、自分泌信号或异常高的HGF水平而失控[26]。这些也从侧面说明miR-206在结直肠癌中能通过c-Met发挥调节作用

4.2 NOTCH3基因

NOTCH3在结直肠癌和肝癌中被证实受到miR-206的靶向调控。NOTCH是一种跨膜受体，是多种组织发育、细胞分化中的必须蛋白。在哺乳动物中，有4种Notch受体和5种典型配体。NOTCH3基因，定位于染色体19p13.12，其33个外显子编码一个由2321个氨基酸组成的单程跨膜异二聚体受体蛋白。该受体蛋白包括一个胞外区、一个跨膜区和一个胞内区，它们富含EGF重复序列。我国学者研究发现，在结直肠癌中，miR-206可以通过直接靶向NOTCH3，调控其下游的配体JAG1，转录因子HEY1以及转移相关基因CDH2和MMP9，从而抑制肿瘤细胞的增殖和迁移、阻滞细胞周期，并通过上调caspase3激活肿瘤细胞的调亡[27]。

4.3 LINC00707/miR-206/FMNL2轴

LINC00707属于长链非编码RNA，位于染色体10p14，能作为miRNAs的内源竞争性RNA(ceRNA)，海绵吸附多个miRNAs，在结直肠癌中海绵吸附miR-206和miR-485-5p。Zhu等发现在结直肠癌组织中LINC00707的表达明显高于癌旁组织，且肿瘤大小、淋巴结转移、远处转移与LINC00707表达显著相关[28]。而LINC00707作为miR-206的分子海绵，可间接调控其靶蛋白NOTCH3和TM4SF1的表达。Ren等[29]证明，在结直肠癌中miR-206与FMNL2和c-Met都有直接靶向关系。Shao等[30]的研究则进一步证实了结直肠癌中LINC00707/miR-206/FMNL2轴的存在，揭示了miR-206在其中发挥的抑癌作用。此外，亦有研究通过对在线数据的分析，预测在结直肠癌中miR-206可能靶向调控KLF13[31]，其机制和作用有待进一步探索。

综上所述，miR-206在消化系统肿瘤中普遍下调，而大量的功能获得实验证实，展示了miR-206对肿瘤的抑制作用。这些研究也证实miR-206受多个基因调控，同时又调控多个下游靶基因，这印证了肿瘤细胞中miRNA-mRNA调控网络的复杂性，同时也对进一步的研究提出了挑战。miR-206在消化系统肿瘤中显示出作为诊断标志物的优势，与其它分子联合检测可能是未来的研究方向；此外，miR-206在肿瘤细胞的生长、凋亡、侵袭、转移和细胞周期调控等各个环节都能发挥抑癌作用，还能抑制肿瘤的上皮间质转化和化疗药物耐药，并参与调节肿瘤的糖酵解和血管形成过程，显示出miR-206作为消化系统肿瘤治疗靶点的巨大潜力。但目前仍然缺乏足够的临床实验来证明它的价值，我们相信随着技术的进步和研究的深入，针对miR-206的研究能够得以完善，为肿瘤患者带来获益。