微RNA在肺癌化療耐葯中的研究進展

微RNA在肺癌化療耐葯中的研究進展

王雲濤

腫瘤研究與臨床, 2017,29(03): 203-207.

1　miRNA的生物學功能及其在腫瘤形成中的作用

miRNA基因是以單個基因或基因簇的形式離散地分布於基因組上，它們位於基因間隔區、內含子或外顯子上。大多數miRNA基因在RNA聚合酶Ⅱ的作用下合成初始miRNA轉錄物（pri-miRNA），很少一部分則由RNA聚合酶Ⅲ轉錄[5]。成熟miRNA隨即結合到RNA誘導的沉默複合體中，通過鹼基互補配對的方式識別靶基因，在轉錄和轉錄後水平調節靶基因的表達，參與調節細胞的增殖、凋亡、分化等多種生物學過程[6]。每個miRNA可以有多個靶基因，而幾個miRNA也可以調節同一個基因。這種複雜的調節網路既可以通過一個miRNA來調控多個基因的表達，也可以通過幾個miRNA的組合來精細調控某個基因的表達，具有高度保守性、時序性和組織特異性[7]。據報道，miRNA調節著人類三分之一的基因。近年來的研究發現，抑制miRNA的生物合成的過程中的重要原件（如Drosha、DGCR8、DICER1、TRBP和xpo5）能夠促進腫瘤的發生[8,9,10,11]，Foulkes等[12]發現，miRNA缺失的細胞能夠加速腫瘤的形成，這些腫瘤細胞更具有侵襲性，此外，DICER1的缺失，能夠促進腫瘤的形成。因此，提示miRNA具有抑制腫瘤形成的功能，下調miRNA的表達，可以促進腫瘤的生長。

2　miRNA在肺癌中的作用

越來越多的研究表明，miRNA突變或異常表達與癌症的發生密切相關，這說明miRNA在腫瘤發生、發展過程中起著至關重要的作用，這些miRNA所起的作用類似於抑癌基因和癌基因的功能，有研究者將miRNA命名為"oncomirs"[13,14,15]。Esquela-Kerscher等[16]發現，通過胃腸插管法給予let-7能夠抑制肺腺癌的生長。結果提示miRNA let-7在肺癌細胞株及動物模型中作為抑癌基因能夠抑制腫瘤的生長。除了let-7家族外，Davidson等[17]發現與正常肺組織比較，miR-218在非小細胞肺癌（NSCLC）中低表達[85%（33/39）]，miR-218的下調與患者的吸煙相關。miR-451與腫瘤的分化、病理分期和淋巴結轉移相關，低表達miR-451患者的生存期縮短，上調miR-451的表達能增加NSCLC細胞對順鉑的敏感性[18,19]。miRNA-370通過下調癌基因TRAF4的表達，抑制NSCLC的進展[20]。miRNA-206作為ME與表皮生長因子受體（EGFR）基因的雙重抑製劑，抑制肺鱗狀細胞癌的發生、發展[21]。miR-409-3p通過作用於c-Met在肺腺癌中發揮著抑癌基因的作用。另一方面，許多miRNA充當著癌基因的角色，通過抑制抑癌基因的表達促進腫瘤的進展，miR-125b作為肺癌的癌基因參與調節與癌症相關的多種信號通路（包括轉化生長因子β、Wnt和絲裂原活化蛋白激酶信號通路）[22]。miR-802通過靶向作用於腫瘤抑制基因，促進肺腺癌細胞的增殖[23]。

2.1　miRNA在NSCLC早期診斷中的作用

越來越多的研究者為肺癌的早期診斷尋找分子標誌物，但是被用於臨床的卻很少。研究發現miRNA的不同表達可以區分正常組織和腫瘤組織，其被用於分子靶標的可能性也越來越大。近年來的研究發現，血清miR-125a-5p、miR-145和miR-146a在NSCLC中高表達，可作為NSCLC無創性臨床診斷標誌物[24]。血清miR-148a、miR-148b和miR-152在NSCLC患者血清中低表達，而miR-21呈高表達，與肺癌的分期、腫瘤大小、細胞分化和轉移相關，可作為早期診斷和預後評估的生物標誌物[25]。miR-17、miR-21和miR-192在Ⅰ期NSCLC中高表達，可作為NSCLC早期診斷的標誌物[26]。miR-141可作為肺腺癌獨立的預後指標[27]；在NSCLC中血清miR-499低表達者的生存時間縮短，可作為NSCLC獨立的預後因子。此外，Ⅰ~Ⅱ期NSCLC中低表達miR-499患者的預後差，可作為NSCLC早期診斷和預後評估標誌物；miR-143作為NSCLC早期診斷的新標誌物，miR-150可作為腺癌和鱗狀細胞癌特異性較高的標誌物[28]。miR-29c、miR-93、miR-429的表達作為檢測早期NSCLC的潛在生物標誌物[29]。以上研究說明，miRNA的異常表達是腫瘤疾病的一個特徵，可成為區分腫瘤與正常的靶標，隨著研究的不斷深入，miRNA不同表達譜在肺癌的篩查和診斷方面的應用及產品開發將會有更大的突破。

2.2　miRNA在NSCLC預後中的作用

肺癌的轉移危害很大，需要一個有效的靶點能夠輔助系統治療來觀察藥物預後效果。而miRNA不同表達不僅可區分正常組織和腫瘤組織，其在肺癌患者治療前和治療後也有不同的表達水平，提示它們有可能作為預後分子標誌物。高表達miR-141和miR-200c的肺腺癌患者的總生存時間縮短[30]；miR-19b和miR-146a可作為NSCLC潛在的生存時間預測及對化療藥物反應的潛在指標[31]。在NSCLC中miR-126發揮著抑制基因的作用，miR-200c作為癌基因與患者的預後相關，可作為潛在的預後標誌物[32]。血清miR-429與NSCLC患者差的預後相關，可作為NSCLC的獨立預後因子[29]。下調miR-181b的表達與NSCLC的侵襲和差的預後相關，可作為NSCLC潛在的預後標誌物[33]。miR-328可作為NSCLC早期診斷標誌物[34]。循環miR-142-3p與早期手術切除的肺腺癌複發相關，可作為潛在的預後生物標誌物[35]。

2.3　miRNA在NSCLC治療及化療耐葯中的作用

研究發現miRNA的失調（上調或者下調）與腫瘤等疾病密切相關，所以抑制異常表達的miRNA對腫瘤如肺癌等有一定的治療作用。上調或下調miRNA的表達針對某些癌症中異常低表達或高表達的miRNA，可以通過一些方法上調或下調miRNA的表達，如引入目標miRNA的類似物（Mimics）或目標抑製劑，增加或減少miRNA前體合成，達到miRNA潛在治療作用，同時通過調節凋亡相關基因的表達進而調節細胞對順鉑等化療藥物的敏感性[36]。與健康人比較，NSCLC患者血清miR-22、miR-24和miR-34a表達上調，高表達miR-22與患者的疾病進展相關，而miR-24和miR-34a與患者的臨床預後無關，血液中高表達miR-22的患者對以培美曲塞為基礎的化療耐葯，miR-22可以作為預測培美曲塞為基礎的NSCLC化療敏感性的生物標誌物[37]。miR-200b通過靶向作用於E2F3能夠逆轉肺腺癌細胞對多西紫杉醇的抵抗。上調miR-138的表達能夠增加對順鉑耐葯的A549/DDP細胞的凋亡，提高順鉑的敏感性。miR-205通過靶向作用於PTEN，促進NSCLC的生長、轉移和化療抵抗；miR-107通過靶向細胞周期蛋白依賴性激酶8調控NSCLC A549細胞對化療藥物順鉑的敏感性。miR-21在肺癌細胞株A549中高表達，下調miR-21的表達能抑制細胞的增殖，誘導細胞凋亡。此外，抑制miR-21的表達能增加A549細胞對順鉑的敏感性[38]。miR-7 mimics能夠增加培美曲塞介導的表皮生長因子表達下調，從而增加NSCLC細胞對化療藥物的敏感性，可作為NSCLC新的治療方法[39]。miR-130a通過靶向作用於Met反轉NSCLC對吉西他濱的耐葯。miR-92b靶向作用於PTEN，調節NSCLC A549細胞的增殖和對順鉑的敏感性[40]。miR-451通過調節Mccl-1的表達，增加肺癌細胞對順鉑的敏感性[41]；miR-137通過抑制CASP3的表達增加肺腺癌細胞對順鉑的抵抗[42]；miR-138通過調節細胞的上皮質轉化，調節NSCLC的化療抵抗[43]；miR-96通過下調SAMD9的表達誘導NSCLC對順鉑的耐葯[44]；miR-296-3P通過直接靶向作用於ABCE1基因促進肺癌細胞對多柔比星的敏感性[45]；miR-192通過靶向bcl-2調節肺腺癌細胞對吉西他濱和順鉑聯合治療的敏感性[46]；miR-218通過靶向作用於RUNX2基因調節NSCLC對順鉑的敏感性[47]；以人為方法改變這些miRNA將有可能為以後肺癌治療提供一個新的方向，也將為miRNA能夠成為一種治療手段提供一個有力證據。

2.4　miRNA在小細胞肺癌（SCLC）診斷和化療耐葯中的研究

腫瘤的形成的是由一系列基因或表觀遺傳修飾改變導致正常細胞惡變成腫瘤細胞的過程，研究已證實在SCLC中，異常表達的miRNA可影響包括細胞增殖、分化、凋亡、血管形成、腫瘤浸潤及化療耐葯等多種功能。近年來通過二次測序檢測SCLC組織和癌旁組織中miRNA的表達顯示，81個差異表達的miRNA中超過一半是下調的[48]；miR-502靶向作用於SET8導致SCLC預後差，miR-200b通過靶向作用於ZEB2影響SCLC的多葯耐葯[49]；miR-100通過下調HOXA1的表達影響SCLC的生存和化療抵抗[50]；Bai等[51]的研究發現miR-494能夠上調促泌素的表達，抑制細胞凋亡，誘導SCLC對化療藥物的抵抗；Ranade等[52]的研究發現miR-92a-2*與SCLC化療抵抗和預後相關，可能是SCLC化療抵抗的生物學標誌；Liu等[53]採用miRNA晶元比較、分析SCLC耐葯細胞H69AR和非耐葯細胞H69中miRNA的表達譜差異性，結果發現61個miRNA出現表達異常，其中miR-375等24個miRNA表達上調，37個miRNA表達下調；miR-7通過靶向抑制MRP1/ABCC1的表達影響SCLC多葯耐葯。此外大量miRNA分子已被證實與肺癌的發生髮展密切相關，並參與調節肺癌化療藥物的敏感性（圖1）。

圖1

2.5　miRNA在肺癌靶向藥物耐葯中的作用

大量的研究顯示EGFR也受到miRNA的調控[55,56]。miR-542-5p能夠通過靶向EGFR mRNA從而抑制肺癌細胞的生長[57]，miR-145和miR-199a-5p能夠影響EGFR的表達從而影響NSCLC患者的預後[58]。研究顯示miR-200能夠調控膀胱癌細胞上皮向間質轉化的過程，並提高其對EGFR抑製劑的藥物敏感性，這提示miR-200簇可能通過EGFR來發揮對NSCLC的調控作用，影響腫瘤的預後和對酪氨酸抑製劑（TKI）敏感性[59]。近年來的研究發現，miRNA也參與了吉非替尼獲得性耐葯的產生[60]。有研究發現miR-200a可以靶向EGFR和c-Met基因抑制NSCLC的轉移、侵襲和對吉非替尼耐葯[61]。miR-34a通過部分作用於Met，抑制肝細胞生長因子（HGF）介導的吉非替尼的耐葯[62]；在多例NSCLC腫瘤標本中可以檢測到miR-128b的雜合性缺失，並且miR-128b的雜合缺失與吉非替尼用藥後的臨床效果及生存顯著相關[63]。在肺癌細胞中過表達let-7a、miR-126、miR-45能夠控制住AKT和ERK活性，並增加肺癌細胞對吉非替尼的敏感性，轉染miR-126後可使肺癌細胞的耐葯指數增加6倍[64]。Seol等[65]研究發現miR-373可通過靶向IRAK2和LAMP1抑制EMT，miR-373-IRAK2-LAMP1軸可成為NSCLC新的治療靶點。miR-146a不僅可通過靶向胰島素受體底物2（IRS-2）抑制EMT的發生，還能使EGFR-TKI耐葯的NSCLC患者恢復對吉非替尼的敏感性[66]。

3　小結與展望

miRNA在細胞生長、分化、增殖、生物發育及疾病發生髮展過程中發揮巨大作用，越來越多地引起研究人員的關注，能夠調控大量重要的靶基因，從而具有重要的生物學效應。研究表明，miRNA表達譜是肺癌診斷的重要標誌物，在肺癌分期中具有重要作用，在肺癌耐葯中扮演著重要角色。我們不僅可以通過miRNA預測潛在的內在耐藥性或獲得耐藥性，還可以通過特異的miRNA靶點，利用miRNA類似物或抑製劑與抗癌藥物聯合使用，調節藥物代謝中主要蛋白的表達。此外，miRNA對於腫瘤患者的預後判斷同樣有著重要的指示作用，這可能使miRNA成為疾病診斷新的生物學標誌，還可能使得這一分子成為藥物靶點或模擬這一分子進行新葯研發，這將可能給人類疾病的治療提供一種新的手段。

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