包树明,诺布央卓,向小燕
(川北医学院附属医院,四川 南充 637000)
恶性肿瘤是目前正在攻克的医学难题,虽然目前肿瘤的综合治疗为治愈肿瘤带来了较好的前景,但肿瘤的发生发展、复发、放化疗治疗、靶向治疗的药物对人体的副作用,仍是肿瘤治疗的难题与挑战。miR-375在大部分肿瘤中都异常表达。同时,随着研究的深入,许多研究显示miR-375可能成为肿瘤靶向治疗的重要新方向之一,并在肿瘤诊断、治疗、预后及抗肿瘤药物耐药改善等方面起重要作用。
肺癌是发病率和死亡率增长最快,对人群健康和生命威胁最大的恶性肿瘤之一,因此探索其分子机制,揭示其致癌机制,发现新的治疗靶标,是目前急需要去做的。[1]研究发现miR-375在肺腺癌和小细胞癌中显著上调,在肺鳞癌中表达下调。同时,Wong等[2]发现miR-375在所有肺NENs(神经内分泌肿瘤)中过表达,并且miR-375在肺类癌(TC和AC)中的表达比例明显低于肺NENs。另外,耿僡临等[3]发现低级神经内分泌肺肿瘤样本中的miR-375水平高于非神经内分泌肺肿瘤,但miR-375不能区分不同类型的神经内分泌肺肿瘤。Hippo-YAP通路是肿瘤研究中的常见通路,Yang等[4]发现在肺NENs中, miR-375/YAP轴是肺类癌细胞中神经内分泌分化和肿瘤发生的关键介质,在敲除肿瘤细胞中miR-375的表达后,YAP(Yes相关蛋白)表达上调,肿瘤细胞神经内分泌分化降低,细胞增殖明显受到抑制。长链非编码RNAMLK7是促进非小细胞肺癌和卵巢癌侵袭和迁移的关键因子[5],MLK7-AS1是相对于MLK7的反义方向,与致癌基因具有相似作用,Jia等的研究中miR-375在肺小细胞癌中上调,确定了YWHAZ为miR-375的靶基因,MLK7-AS1能与miR-375结合上调YWHAZ的表达,同时实验中验证了miR-375能抑制癌细胞的侵袭和迁移,在癌细胞中 可能存在MLK7-AS1/miR-375/YWHAZ反馈系统影响肿瘤细胞的增殖和侵袭。此外,在非小细胞肺癌治疗(NSCLC)中,放疗耐受是一个常见问题,Jin等[6]发现miR-375可以通过miR-375/SPIN1轴增强NSCLC对放疗的敏感性,有助于NSCLC放疗耐受的改善。在肺癌预后研究中,Ming等[7]通过对小细胞肺癌化疗诱导后的患者血清miR-375进行测定,发现有效化疗后血清miR-375水平降低。综上,miR-375通过靶向miR-375/YPA轴为肺类癌的治疗提供了新思路,同时miR-375也可作为肺小细胞癌化疗后预后评估指标。MLK7-AS1/miR-375/YWHAZ可能形成了一个相互调节的反馈系统,在小细胞肺癌侵袭迁移中的关键作用,如证实这一反馈系统的存在及功能,也可为小细胞肺癌的治疗提供新途径。
胃癌(GC)是起源于胃黏膜上皮的恶性肿瘤,在我国高居消化系统肿瘤第二位,恶性成都高或晚期胃癌治疗措施有限,因此探索新的治疗靶点可能给胃癌治疗带来新的治疗策略。Lee等[8]发现miR-375在胃癌细胞中显著下调,与正常胃癌组织相比下调了14.2倍,进一步的研究中,过表达的miR-375可以靶向Circ-SERPINE(调节miR-375/YWHAZ的新型增殖性启动子)降低YWHAZ表达显著抑制胃癌细胞的增殖。此外,[9]李凤山等发现miR-375能直接靶向JAK2抑制胃癌增殖、迁移和侵袭,并在在胃癌 SGC-7901细胞中验证了这一结果。有研究认为[10],miR-375能通过调控自噬介导AKT/mTOR信号通路、YAP1-TEAD4-CTGF轴介导的Hippo通路(YAP1、TEAD4和CTGF)抑制肿瘤的生长,还发现miR-375的低表达也与胃癌患者的较短生存期相关。总之,miR-375有可能成为治疗胃癌的新靶点,也可能成为评估胃癌患者预后的生物标志物,同时也支持直接靶向Circ-SERPINE2、JAK2,AKT/mTOR通路、Hippo通路抑制胃癌的增殖、侵袭、迁移。
肝癌(HCC)是我国高发、恶性程度高、危害极大的恶性的肿瘤。有研究结果显示,[11]miR-375在肝癌组织中呈低表达,miR-375在HCC中的表达水平高低与肝癌肿瘤直径有密切的联系。近期Wang等[12]的研究中发现miR-375可以直接靶向HIF1α、rbB2基因降低HCC细胞的侵袭能力。此外,王涛等[13]发现miR-375能直接靶向血小板源性生长因子(PDGFC)而抑制PDGFC基因表达,进而抑制肝癌新生血管生成,产生抑癌作用。Juan等[14]确定了HCC中(ASH1)-miR-375-YWHAZ信号轴的存在和功能,ASH1上调miR-375的表达,过表达的miR-375直接抑制YWHAZ的表达,使肝癌细胞增殖、侵袭、迁移明显抑制,并在进一步的裸鼠模型中验证了这一结果。Xue等[15]的研究中,将miR-375与纳米粒子结合成AuNP-miR-375纳米颗粒并递送到肝癌细胞中,表达出了显著的抑癌效应。Zhao等[16]发现长链非编码RNA转移相关肺腺癌转录因子1 (MalaT1)参与了肝癌的形成和转移,进一步实验发现,MalaT1能够抑制miR-375的表达,上调YAP1表达,从而促进肝癌增殖和转移。另外,Fan等和Zhao等[17-18]将miR-375与多柔比星(DOX)纳米粒子结合递送到肝癌细胞内后发现miR-375能够明显加速肝癌细胞凋亡并阻断肝癌细胞G2/M期,研究中证实miR-375能大大改善HCC细胞对DOX的耐药性。因此,miR-375通过靶向HIF1α、rbB2、PDGFC、(ASH1)-miR-375-YWHAZ可能是治疗肝癌的潜在治疗方法,同时将miR-375与纳米粒子结合的模式开发抗肿瘤药物或将成为肝癌治疗改善化疗药物耐药的新的重要的探索方向。
结肠直肠癌(CCa)胃肠道中常见的恶性肿瘤,其发病率和病死率在消化系统恶性肿瘤中仅次于胃癌和原发性肝癌,因此找寻新的治疗靶点和靶向药物十分重要。Salem等[19]发现miR-375在结直肠癌中表达显著下调,作者进一步证实miR-375是通过靶向凋亡介导基因MTDH、MAP3K1、PDK1、BCL-XL和BAX诱导结直肠癌细胞凋亡,从而抑制肿瘤细胞增殖。Alam等[20]发现miR-375能直接靶向结缔组织生长因子(CTGF),下调人结肠直肠细胞和组织中的EGFR信号通路的表达水平,进而抑制细胞增殖和迁移。此外,结直肠癌综合治疗中,新辅助化疗和术后化疗,肿瘤对化疗药物的耐药是一个难题。在Xu等[21]的研究中发现miR-375能够逆转结直肠癌对5-氟尿嘧啶(5FU)的耐药性,miR-375可以通过靶向YES相关蛋白YAP1,下调YAP1表达,导致Hippo-YAP1通路下游基因CTGF、细胞周期蛋白D1和BIRC5(生存素)表达减少,从而提高了癌细胞对5FU的化疗敏感性。同时,Xu等[22]将miR-375与5-FU/NPs(纳米粒子)联合转运到结直肠癌细胞后发现直肠癌细胞的增殖、侵袭和迁移受到的抑制远远大于对照组,从侧面印证了miR-375能增加结直肠癌对5-FU的敏感性。综合以上内容,miR-375不仅可以靶向凋亡介导基因、YAP1和CTGF抑制结直肠癌细胞的增殖、侵袭、转移,并且其能增强5-氟尿嘧啶的化疗敏感性,转化耐药性,同时其也可能成为早期诊断结直肠癌的潜在生物标记物。
宫颈癌是最常见的妇科恶性肿瘤,虽因目前HPV疫苗的普及,其以后的发病率会降低,但如能从其发病机制上寻找到新的有效治疗措施,仍能使宫颈癌患者受益。Stich等[23]发现miR-375不仅在宫颈癌(CCa)中表达显著下调,并且miR-375能靶向抑制CCa细胞中E6和E7癌基因的表达,进而导致包括p53和p21在内的靶蛋白水平的增加,降低了宫颈癌细胞增殖和集落。进一步的研究报道,miR-375能通过上调AEG-1、JAK2的表达[24-25],抑制宫颈癌细胞增殖、迁移和侵袭。同时,为进一步研究miR-375与CCa的关系,Wang等将CCa细胞与miR-375激动剂/抑制剂分别负载于脂质体纳米粒后分组转染培养,过表达miR-375组受到显著抑制,同时发现与Tgf-β、Smad7、P-Smad2和FZD4的表达显著低于对照组和NC组[26]。此外在抗肿瘤药物研究方面,Zhang等[27]发现毛蕊异黄酮能上调miR-375的表达,使CCa细胞的侵袭、迁移、增殖受到明显抑制。从以上研究可以看出,miR-375在宫颈癌中表现出显著的抑癌作用,同时能使miR-375在CCa细胞中过表达的方法或药物有望成为CCa治疗的有效途径。
卵巢癌是死亡率高居妇科癌症首位,是严重威胁妇女健康的最大疾患,探寻新的治疗策略至关重要。目前的研究支持miR-375在卵巢癌(OCa)细胞表达上调[28]。进一步的研究中miR-375不仅在OCa组织中上调[29-30],在患者血清中也被上调,虽然作者未进行体内体外实验,但初步讨论了miR-375可能通过与LINC00662(一种长链非编码RNA)结合,降低下游蛋白HIF-1 alpha的表达,从而抑制OCa细胞的糖酵解过程,达到抑制OCa增殖的目的。进一步的实验中,Yang等[31]在体内和体外实验中证实了miR-375可以直接与MLK7-AS1结合并下调MLK7-AS1的表达,促进卵巢癌细胞的增殖和转移,但上调MLK7-AS1的表达抑制了卵巢癌细胞的增殖、转移,进一步实验证实其机制为,卵巢癌细胞中上调的miR-375与MLK7-AS1结合,下调MLK7-AS1的表达,导致YAP1的表达上调,进而促进上皮间质转化(EMT)过程,从而促进OCa的增殖和转移。此外,在抗OCa药物反面,De等[32]的一项研究研究发现miR-375能被AmLa提取物(AE)直接靶向,使其表达下调,EMT过程受到抑制,从而抑制卵巢癌细胞的增殖、分化、迁徙。综上,miR-375可以靶向LINC00662、AE靶向miR-375作为治疗OCa的潜在治疗方法,同时也为肿瘤中miR-375/ MLK7-AS1/YAP1反馈调节系统的存在提供进一步的证据支持。
前列腺癌(PCa)是原发于前列腺的一种恶性肿瘤,是男性泌尿生殖系常见的恶性肿瘤。[33]有研究发现前列腺癌细胞中miR-375表达水平显著上升,较前对照组增加了2.27倍。有研究[34]指出miR-375在PCa中起促癌作用,肿瘤抑制基因CBX7是miR-375的靶标,miR-375可直接靶向CBX7促进PCa细胞增殖迁移、侵袭,作者还发现CBX8蛋白是miR-375下游效应蛋白,miR-375可能通过抑制CBX7,间接上调CBX8蛋白的表达,进而激活上皮-间质转化(EMT)和Wnt/β-连环蛋白信号通路,导致致癌信号的激活和肿瘤进展。相反,在Gong等[35]的研究中,CBX7与siRNA-circGOLPH3结合显著提高了PCa细胞的增殖能力和生存能力,并减少了细胞凋亡。综上,miR-375靶向CBX7是促进前列腺癌侵袭、发展的重要因素之一,同时CBX7在PCa研究中出现抑癌和促癌的特性,如对其展开进一步研究,可能成为治疗前列腺癌的新方向。
食管癌是常见的消化道肿瘤,我国是世界上食管癌高发地区之一,因食管位置的特殊性,一旦确诊食管癌,无论是手术或化学治疗,均给患者日常生活和身心带来巨大影响,因此探索新的治疗方案是十分迫切的。Liu等[36]的实验发现食管鳞状细胞癌(ESCC)中miR-375表达水平显著降低,并且还指出miR-375的低表达与有与患者的肿瘤有无淋巴结转移、分化程度和TNM分期密切相关[37]。有研究发现miR-375可以靶向SP1显著抑制食管癌细胞的增殖,同时作者发现miR-375高表达的ESCC患者比miR-375低表达的ESCC患者有更好的生存率和预后[38]。有研究还证实特异黏附素(MTDH)是miR-375的靶点,其机制为过表达的miR-375下调MTDH、细胞周期蛋白D1和血管内皮生长因子的表达,从而抑制ESCC肿瘤EMT过程,进而抑制ESCC的迁移和侵袭。此外,He等[39]的研究中ENAH被确定为miR-375的靶点,且人间充质干细胞系外分泌的miR-375在体内体外实验中都抑制ESCC细胞的增殖、侵袭、迁移和肿瘤球形成。上述研究证明了miR-375在食管癌中起抑癌作用,靶向miR-375/SP1、miR-375/MTDH、miR-375/ENAH有望成为食管癌治疗的新途径。同时,有研究表明miR-375联合HCCR、C-myc和MDM2、miR-21、miR-223能够有效地区分食管鳞状细胞癌患者和正常人[40]。另外,有分析表明[41-42],miR-375可以作为ESCC病患者的非侵入性诊断及预后的生物标志物之一。
乳腺癌是中老年女性常见肿瘤之一,目前在青年女性中发病率逐渐上升,因此研究其发病机制及探索新的治疗靶标尤为重要[43]。有研究报道miR-375在乳腺癌组织中表达显著下降[44]。miR-375还可以直接靶向PAX6,通过下调PAX6的蛋白表达,显著抑制乳腺癌细胞的活性[45]。Tang等发现miR-375对三阴性乳腺癌(TNBC)的抑制作用是通过直接与F4A和KIF4A结合来实现的,过表达的miR-375通过circKIF4A-miR-375-KIF4A轴竞争内源性RNA(ceRNA),从而抑制TNBC的增殖和迁移,同时证实低表达的miR-375与circKIF4A的过表达,大大降低了TNBC患者的生存率[46]。Liu等还发现ATG7和LC3-II是miR-375的下游效应蛋白,过表达的miR-375沉默ATG7和LC3-II的表达,导致乳腺癌细胞的局部自噬降低,进而调控乳腺癌细胞的增殖和浸润。因此,miR-375可以作为评估乳腺癌预后生物标志物和治疗靶点,也支持靶向circKIF4A-miR-375-KIF4A轴、miR-375/PAX6轴作为乳腺癌潜在有效的靶向治疗研究点。
本文对miR-375在肿瘤性疾病中的作用及相关机制进行了概括。综合本文的研究,miR-375在肺癌、胃癌、结直肠癌、肝癌、宫颈癌、食管癌、乳腺癌、甲状腺癌中起抑癌作用,在卵巢癌、前列腺癌、骨肉瘤中起促癌作用。虽然miR-375在上述肿瘤中起不同作用,但我们也发现了其在不同肿瘤中有相同的靶点和通道,如JAK2、miR-375/YAP轴、MLK7-AS1/miR-375/YWHAZ等,也发现miR-375在前列腺癌、食管癌、卵巢癌、甲状腺乳头状瘤中最终都可通过影响EMT过程抑制或促进肿瘤增殖和凋亡。同时,miR-375与纳米粒子相结合的方式在实验取得了理想的肿瘤抑制效应及改善化疗耐药效果。并且因miR-375具有高度保守性,其在临床中可作为肿瘤诊断、预测预后的标志物也都得到进一步的实验支持。综上,miR-375可以为肿瘤性疾病的诊断、治疗、预后带来新的探索方向。但miR-375与其相关的靶基因和通路构成了一个精细且庞大的调控网络,其中还有很多空白需要我们去探索补充。