miRNA-383在恶性肿瘤中的研究进展△

2023-04-05 11:28侯宣辰郭志娟
癌症进展 2023年2期
关键词:细胞周期胶质瘤肝细胞

侯宣辰,郭志娟

1内蒙古医科大学研究生院,呼和浩特 010059

2内蒙古医科大学附属人民医院病理科,呼和浩特 010020

恶性肿瘤是世界上人类死亡的主要原因,并产生严重的经济负担。自1991年以来,肿瘤死亡风险持续下降,总体下降32%,至2019年约350万例肿瘤患者幸免于难。虽然总体病死率下降了,但是仍然有部分患者病死率升高,如女性患者[1]。这与多种因素有关,包括饮食、环境、不良生活习惯等。虽然传统治疗及早发现、早期手术治疗、运用靶向治疗改善了肿瘤的发展及恶化[2],但是仍然存在局限性,尤其是恶性肿瘤患者的预后不佳。研究发现,基因靶向治疗与免疫靶向方法(免疫检查点抑制剂、个性化疫苗和/或嵌合抗原受体T细胞)、激素治疗等可用于恶性肿瘤的优化治疗,但是这些方法依然存在一系列的挑战[4]。研究不完善、预后不佳、肿瘤治疗产生耐药性等问题依然困扰着人类,因此需要继续深入研究恶性肿瘤。微小RNA(microRNA,miRNA)是长度为18~26个核苷酸的非编码RNA,通过与靶标mRNA内3'-非翻译区(3'-untranslated region,3'-UTR)的互补序列配对靶向诱导miRNA降解,使其转录受到抑制。miRNA通过控制多个基因的表达在细胞信号转导、代谢、分化、增殖以及凋亡等关键细胞活动中发挥作用。研究发现,miRNA与恶性肿瘤进展有关,包括细胞周期、细胞增殖或凋亡、血管生成、上皮-间充质转化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)和肿瘤侵袭,在恶性肿瘤的发生和发展中发挥重要的作用,因此可作为肿瘤诊断、治疗及预后评估的生物标志物[3]。近几年发现多种miRNA通过转录、翻译等过程在恶性肿瘤发生发展过程中发挥积极作用,其中,miRNA-383通过作用于恶性肿瘤的基因或蛋白因子进而调节细胞周期、增殖、侵袭、迁移、凋亡及耐药性等,发挥抑癌作用。因此,了解miRNA-383在恶性肿瘤中的生物学行为具有重要意义。本文对miRNA-383在恶性肿瘤中的研究进展进行综述,以便更好地了解其在恶性肿瘤中的作用机制,为恶性肿瘤的治疗提供新的思路。

1 miRNA-383在恶性肿瘤中的研究进展

1.1 miRNA-383的结构及功能

miRNA-383是一种新发现的miRNA,它定位于染色体8p22,位于肌聚糖zeta(sarcoglycan zeta,SGCZ)基因的第三个内含子内[5],SGCZ是一种蛋白质编码基因,在各种疾病中表达失调[6],因此,miRNA-383被发现在多种类型的肿瘤中表达异常,其通过作用于基因转录过程、WNT/β-连环蛋白信号通路及长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)海绵化等调节恶性肿瘤的生长、凋亡、侵袭和迁移,并且在结直肠癌、肝细胞癌、胃癌、肺癌、髓母细胞瘤及胶质瘤等多种恶性肿瘤的发展过程中起到抑癌作用。

1.2 miRNA-383与结直肠癌

2021年美国结直肠癌病死率为35.4%,结直肠癌分别是美国和英国第三大和第四大肿瘤,其发病率和病死率在亚洲和北美洲均呈上升趋势,以50岁以下患者多见[7]。结直肠癌早期不易被发现,大多数患者晚期才被发现。内镜取活检已成为诊断结直肠癌的金标准,但需要耗费大量金钱及专业医师诊断,因此需要探索先进的分子诊断标志物用于肿瘤的检查和治疗,而miRNA常常在结直肠癌中表达失调,因此可作为结直肠癌筛查的生物标志物[8]。Li等[9]通过双荧光素酶报告基因检测系统检测miRNA-383模拟物在结直肠癌细胞中的过表达效率,发现cAMP反应元件结合蛋白1(cAMP responsive element binding protein 1,CREB1)增加使miRNA-383过表达,从而增加对结直肠癌细胞增殖和糖酵解的抑制作用以及对结直肠癌细胞凋亡的促进作用,说明miRNA-383可通过直接作用于CREB1抑制结直肠癌的发展。Li等[10]发现miRNA-383通过与mRNA 3'-UTR结合直接负调节肿瘤细胞周期相关蛋白(cell-cycle related and expression-elevated protein in tumor,CREPT)表达,阻断WNT信号转导,少部分降低肿瘤相关基因的表达,包括细胞周期蛋白D1(cyclin D1)、细胞周期蛋白依赖性激酶4/6(cyclin-dependent kinase 4/6,CDK4/6),进而抑制结直肠癌的进展。Yan等[11]发现miRNA-383可以直接靶向抑制配对盒基因6(paired box 6,PAX6),进而抑制结直肠癌的增殖和侵袭。由此推断miRNA-383可以作为肿瘤抑制因子用于结直肠癌的治疗。Zou等[12]采用逆转录聚合酶链反应(reverse transcription-polymerase chain reaction,RT-PCR)检测circ_0068464和miRNA-383在结直肠癌和癌旁正常组织中的表达,结果显示,circ_0068464在结直肠癌细胞和组织中异常上调,miRNA-383在结直肠癌细胞和组织中显著下调。同时通过双荧光素酶报告基因检测系统和RNA免疫沉淀测定法验证了circ_0068464与miRNA-383之间的相互作用。此外,miRNA-383转变了circ_0068464敲低对WNT/β-连环蛋白信号通路的抑制作用,进而抑制结直肠癌的进展。由此可见,miRNA-383在结直肠癌中发挥抑癌作用,未来可以作为诊断和治疗结直肠癌的潜在靶点。

1.3 miRNA-383与肝细胞癌

肝细胞癌是全球第五大肿瘤,患者5年生存率为18%,仅次于胰腺癌[13]。目前采用手术切除、肝移植、全身化疗等方法进行治疗,但是这些方法无法改善肝细胞癌的预后。研究发现,使用miRNA可靶向肿瘤特异性信号通路,进而预防和治疗肝细胞癌[14]。Cheng等[15]通过定量逆转录聚合酶链反应(quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction,qRT-PCR)等技术发现,与癌旁正常组织相比,肝细胞癌组织中的miRNA-383表达显著下调,PHD指蛋白8(PHD finger protein 8,PHF8)表达显著上调,miRNA-383的过表达使PHF8沉默,抑制了肝细胞癌的增殖、迁移和侵袭。除PHF8外,miRNA-383还可作用于肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)超家族成员APRIL来抑制肝细胞癌的增殖。Chen等[16]研究了miRNA-383在64个肝细胞癌组织和4个肝细胞癌细胞系中的表达模式,发现miRNA-383在肝细胞癌组织和细胞系中均下调,还发现miRNA-383可能通过下调APRIL的表达部分抑制肝细胞癌增殖。因此,可通过靶向miRNA-383-APRIL轴来治疗肝细胞癌。更令人惊喜的是,Wang等[17]采用qRT-PCR检测miRNA-383在从肝细胞癌患者中提取的45个成对肿瘤组织和邻近非肿瘤组织中的表达水平,使用免疫组化法对白细胞介素-17(interleukin-17,IL-17)进行染色,发现miRNA-383在肿瘤组织中显著下调,而IL-17在肿瘤组织中上调,说明miRNA-383在肝细胞癌中发挥抑癌作用;此外,IL-17升高可减弱miRNA-383在肝细胞癌中的抑制作用,同时miRNA-383可抑制磷酸化信号转导及转录激活因子3(phosphorylated signal transduction and activator of transcription 3,p-STAT3),因此miRNA-383通过信号转导及转录激活因子3(signal transduction and activator of transcription 3,STAT3)信号通路靶向IL-17发挥抑癌作用。由此推断,miRNA-383可通过调节PHF8、APRIL、IL-17来抑制肝细胞癌的增殖、侵袭、迁移。

1.4 miRNA-383与胃癌

胃癌是全球第三大常见肿瘤类型,也是第三大常见肿瘤死亡原因。早期胃癌的主要治疗方法是内镜切除术,非早期胃癌通过手术治疗,晚期胃癌可采用化疗及靶向治疗[18]。研究发现,miRNA在胃癌中活跃,其中miRNA-383在胃癌中起抑癌作用。Zhu等[19]发现,miRNA-383在胃癌组织中的表达显著降低,并与胃癌晚期进展相关。通过功能分析发现,miRNA-383的过表达抑制了胃癌细胞的增殖并促进了胃癌细胞的凋亡。Azarbarzin等[6]通过qRT-PCR研究了40例胃癌患者的成对肿瘤组织和邻近非肿瘤组织中miRNA-383的表达水平,发现与邻近非肿瘤组织相比,miRNA-383在肠型胃腺癌组织中的下调幅度高达7倍,说明miRNA-383可以作为胃癌的抑癌基因。同时,Tao等[20]采用生物信息学分析和荧光素酶报告基因检测系统分析B细胞淋巴瘤/白血病-2(B cell lymphoma/leukemia-2,Bcl-2)与miRNA-383的关系,发现与邻近非肿瘤组织相比,胃癌组织中miRNA-383水平较低,而Bcl-2水平较高,而且发现过表达miRNA-383可通过靶向Bcl-2mRNA的3'-UTR抑制其蛋白质翻译,导致氟尿嘧啶处理的胃癌细胞存活率降低。此外,Zhu等[19]在生物信息学数据库中发现,细胞周期蛋白E2是miRNA-383的靶标;miRNA-383可通过结合细胞周期蛋白E2的3'-UTR,降低细胞周期蛋白E2在胃癌细胞中的表达;与正常组织相比,胃癌组织中细胞周期蛋白E2上调。结果表明miRNA-383通过靶向抑制细胞周期蛋白E2,诱导胃癌细胞在G1期停滞,抑制胃癌的进展。Xu等[21]发现,组蛋白去乙酰化酶 9(histone deacetylase 9,HDAC9)是胃癌的癌基因,在胃癌中上调,并与胃癌预后息息相关,而miRNA-383可通过抑制HDAC9发挥抑癌作用。由此可见,miRNA-383可通过靶向作用于Bcl-2、细胞周期蛋白E2及HDAC9发挥抑癌作用,由此可推断miRNA-383在胃癌中可作为诊断、治疗及判断预后的生物标志物。

1.5 miRNA-383与髓母细胞瘤

髓母细胞瘤是恶性肿瘤中最难治的肿瘤,以儿童多见,常常采用化疗、手术切除、原发肿瘤部位和颅脊椎轴放疗的方法进行治疗,但是生存率低,因此需要寻找新的治疗方法[22]。王少增等[23]发现,miRNA-383转染组人髓母细胞瘤细胞系(Daoy细胞系)的硫氧还蛋白依赖性过氧化物还原酶3(peroixinedoxin 3,PRDX3)表达水平低于对照组,说明miRNA-383确实对PRDX3有着负向调控的作用。而流式细胞仪检测细胞凋亡时发现miRNA-383转染组细胞凋亡比例高于对照组,揭示miRNA-383能够通过调控PRDX3参与细胞凋亡的过程,机制为miRNA-383下调PRDX3基因的表达,通过提高细胞内活性氧水平,降低线粒体膜电位水平,从而抑制人髓母细胞瘤的增殖并诱导其凋亡。因此,miRNA-383通过下调PRDX3的表达水平来抑制Daoy细胞系的增殖,并促进其凋亡。Wang等[24]通过实时qRT-PCR检测人髓母细胞瘤组织、Daoy细胞系和正常脑组织样本中的PRDX3和miRNA-383表达发现,人髓母细胞瘤组织中miRNA-383表达水平明显低于正常脑组织,人髓母细胞瘤组织和Daoy细胞系中的PRDX3蛋白表达水平均高于正常脑组织,说明miRNA-383的上调可降低PRDX3的表达,抑制人髓母细胞瘤增殖并促进其凋亡。两项研究得到了相同的结论,所以miRNA-383-PRDX3轴是调节人髓母细胞瘤生长和凋亡的重要靶点。

1.6 miRNA-383与肺癌

肺癌是全球肿瘤相关死亡的主要原因,分为小细胞肺癌和非小细胞肺癌,支气管镜检查和活检是其主要的确诊方法,但是存在费用高和易引发并发症的缺点,而新的生物标志物如miRNA可重复取样而且价格便宜[25],因此可用于肿瘤的早期诊断。Gu等[26]发现WNT1是miRNA-383的靶基因,miRNA-383过表达可抑制WNT1、β-连环蛋白和细胞周期蛋白D1的表达,促进非小细胞肺癌细胞凋亡,进而缩小裸鼠非小细胞肺癌的肿瘤体积。He等[27]通过蛋白质印迹法及细胞侵袭实验等方法发现miRNA-383宿主基因上chr8p22位点缺失导致肺腺癌组织中miRNA-383的低表达。而miRNA-383通过与RNA结合基序蛋白24(RNA binding motif protein 24,RBM24)mRNA的3'-UTR相互作用来负调节RBM24,进而提高对顺铂的敏感性。因此,chr8p22丢失导致miRNA-383在肺腺癌细胞中表达下调,RBM24表达上调,从而降低了肿瘤细胞对化疗的敏感性。因此提高miRNA-383或抑制RBM24可提高肺腺癌细胞的顺铂敏感性进而促进肺癌细胞的凋亡。Yuan等[28]通过qRT-PCR等技术发现E2F转录因子7(E2F transcription factor 7,E2F7)是miRNA-383的靶基因,circ-CCS可海绵化miRNA-383,通过促进E2F7的上调,进而促进肺癌的发展。因此miRNA-383在肺癌中作为抑癌因子发挥作用。由此可见,miRNA-383通过作用于WNT1、β-连环蛋白、RBM24及E2F7等抑制肺癌的发生发展,因此miRNA-383是肺癌诊断和治疗的重要靶标。

1.7 miRNA-383与胶质瘤

胶质瘤是最常见的中枢神经肿瘤,恶性程度极高,目前手术治疗、放疗、化疗和靶向治疗均取得了一定的进展,但是易复发且生存率低仍然是需要解决的问题,因此需要寻找及时诊断和灵敏度高的工具,而miRNA就参与其中[29]。其中miRNA-383通过作用于调节蛋白磷酸酶2A的癌性抑制因子(cancerous inhibitor of protein phosphatase 2A,CIP2A)、PRDX3、ADAM金属肽酶结构域12(ADAM metallopeptidase domain 12,ADAM12)在胶质瘤中起到抑癌作用。Zhang和Wang[30]采用定量PCR、蛋白质印迹法等方法发现miRNA-383在胶质瘤患者中低表达,CIP2A在胶质瘤中高表达。荧光素酶测定显示miRNA-383可以与CIP2A的3'-UTR结合,此外,miRNA-383过表达与Argonaute 2蛋白(Ago2)形成RNA诱导的沉默复合物(RNA-induced silencing complex,RISC)来抑制CIP2A的表达,进而抑制胶质瘤细胞增殖及侵袭。Xu等[31]在人胶质瘤U87细胞中使用蛋白质印迹法及流式细胞术发现PRDX3可促进细胞自噬,增加细胞凋亡及提高活性氧水平。而且,PRDX3是miRNA-383的靶蛋白,miRNA-383与PRDX3表达呈负相关。因此,miRNA-383通过下调PRDX3诱导人胶质瘤细胞凋亡和线粒体活性氧产生,从而促进氧化应激诱导的自噬进而促进U87细胞凋亡。Wang等[32]通过荧光素酶测定证实ADAM12是miRNA-383的直接靶标,LINC01614可通过海绵化miRNA-383在胶质瘤中发挥致癌作用,而抢救实验表明过表达LINC01614可以提高ADAM12mRNA水平,总之,LINC01614通过海绵化miRNA-383调节ADAM12表达来促进胶质瘤的进展。所以,miRNA-383在胶质瘤中起抑癌作用,可作为诊断及治疗胶质瘤的重要靶点。

1.8 miRNA-383与胆管癌

干扰素调节因子1(interferon regulatory factor 1,IRF1)是胆管癌的肿瘤抑制因子,miRNA-383可与IRF1相互作用在胆管癌中发挥抑癌作用。Wan等[33]通过荧光素酶报告基因检测系统发现IRF1是miRNA-383的功能靶标,参与调节胆管癌细胞增殖、迁移和侵袭。miRNA-383靶向作用于IRF13'-UTR,负性调控其表达,进而抑制胆管癌细胞增殖、迁移和侵袭。因此,miRNA-383是诊断和治疗胆管癌的重要靶点。

2 小结及展望

miRNA-383与恶性肿瘤的发生发展密切相关,其与相应的靶分子结合参与恶性肿瘤的生物学过程。目前对于miRNA-383在恶性肿瘤中的研究不断深入,发现miRNA-383在恶性肿瘤中起抑癌作用。但目前对miRNA-383在恶性肿瘤中作用的研究仍然较少,其在恶性肿瘤中的作用靶点和作用机制还知之甚少,还需要继续研究。此外,最近几年发现的lncRNA与miRNA-383海绵化影响着恶性肿瘤的发生发展,这是一个新颖的方向,目前在各种恶性肿瘤中逐步开展,可作为一种研究思路。总而言之,需要继续深入研究miRNA-383在恶性肿瘤中的作用机制,寻找抑制恶性肿瘤发生发展的重要靶点和信号通路,为恶性肿瘤的治疗寻找新的道路。

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