陳少婷 綜述，陳發(fā)林 審校(.福建中醫(yī)藥大學研究生院,福州 350000;.福建省立醫(yī)院檢驗科，福州 350000)

?

微小核糖核酸21與肺癌的研究進展

陳少婷1綜述，陳發(fā)林2審校(1.福建中醫(yī)藥大學研究生院,福州 350000;2.福建省立醫(yī)院檢驗科，福州 350000)

microRNA； 肺癌； 調(diào)控機制； 臨床運用

多年來肺癌一直是醫(yī)學研究的難題，其發(fā)病率及病死率居高不下。目前，盡管手術(shù)切除、放療以及輔助化療等醫(yī)療技術(shù)的不斷提高,然而小細胞肺癌(SCLC)和非小細胞肺癌(NSCLC)患者的5年生存率分別只有6%和17%[1]。提高肺癌患者生存率和生存質(zhì)量是當前研究的目的。微小核糖核酸(microRNA)作為一種重要的生物分子，幾乎參與所有細胞生物學過程,包括個體發(fā)育、細胞分化、增殖、凋亡等[2]。隨著 microRNA 表達譜研究的深入，發(fā)現(xiàn)其與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展存在密切的關(guān)系。作為 microRNA家族的重要成員之一，microRNA 21與肺癌的關(guān)系逐漸引起學者的關(guān)注?，F(xiàn)對 microRNA 21在肺癌中的調(diào)控機制及其臨床應用價值的研究進展作一綜述。

1 microRNA 21簡介

microRNA是一種長度約為22個核苷酸的內(nèi)源性非編碼的小分子核糖核酸,其通過部分或完全結(jié)合目標mRNA的3′端非翻譯區(qū)，抑制mRNA翻譯或降解靶mRNA,從而抑制轉(zhuǎn)錄后的基因表達，表明microRNA可影響多種生理學、病理學過程。有研究報道，人類超過半數(shù)microRNA位于腫瘤相關(guān)的基因區(qū)域或脆性位點，具有明顯的腫瘤組織特異性與表達穩(wěn)定性，參與了包括肺癌在內(nèi)的多種惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展過程[3]。microRNA 21的基因位于蛋白質(zhì)基因間隔區(qū)，定位于17q23.2染色體上，存在一個常見的斷裂位點FRA17B上，這一區(qū)域常在肺癌、乳腺癌等惡性腫瘤中出現(xiàn)擴增，是由72個核苷酸的莖環(huán)結(jié)構(gòu)前體剪切加工成熟的、具有自主轉(zhuǎn)錄單位的microRNA[4]。microRNA 21與多數(shù) microRNA的不同點在于擁有自己獨立的啟動子，表達不受重疊蛋白編碼基因啟動子調(diào)控，這也提示microR 21在基因表達調(diào)節(jié)中可能起著重要作用。全基因組microRNA表達譜研究表明，與相應的鄰近正常組織相比，多種惡性腫瘤組織都出現(xiàn)了顯著的microRNA 21高表達，顯示其與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。

2 microR 21在肺癌中的調(diào)控機制

由于miRNA與靶mRNA 3′-UTR結(jié)合位點無需完全配對，因此通常一個miRNA有多種靶基因。目前，基因分析系統(tǒng)預測出PTEN、PDCD4、MTAP、maspin、SOX5等多個因子的mRNA 3′-UTR含有microRNA 21結(jié)合位點，是microRNA 21的靶基因。在這些靶基因中，相當一部分具有抑制腫瘤細胞增殖、浸潤的作用。microRNA 21可通過作用于靶基因，參與信號傳遞，進而影響腫瘤的發(fā)生和發(fā)展，發(fā)揮著類似于原癌基因或抑癌基因的功能。

其中，PDCD4在多項研究中被證實是microRNA 21作用于肺癌的靶基因。PDCD4能作用于真核細胞啟動因子A4，從而抑制蛋白合成，能阻斷AP-1依賴性啟動子，同時PDCD4能被Ark磷酸化抑制，是一個重要的抑癌基因。PDCD4在肺癌組織中的缺失率可達83%，與腫瘤的惡性程度、TNM分期以及預后具有顯著的相關(guān)性[5]。Matsushima[6]認為，肺癌中高表達的miRNA 21對肺癌預后的影響是通過對PDCD4轉(zhuǎn)錄后水平的降解來實現(xiàn)。蘭海和林叢堯[7]通過實驗研究表明，microRNA 21高表達是NSCLC發(fā)生的一個重要致癌基因，其癌基因功能的實現(xiàn)主要通過抑制抑癌基因PDCD4。同時研究還顯示，抑制PDCD4的表達并不能完全抵消抑制microRNA 21引起的細胞凋亡，說明microRNA 21可能還通過其他靶基因來調(diào)控細胞凋亡。Zhang等[8]在研究中發(fā)現(xiàn)，晚期NSCLC患者的腫瘤組織中,microRNA 21高表達，其靶基因為張力蛋白同源(PTEN)，是一個具有雙特異性磷酸酶活性的抑癌基因，抑制細胞生長或細胞存活,可以負向調(diào)節(jié)PKB-AKT通路，在NSCLC的轉(zhuǎn)移過程中發(fā)揮著重要的作用。Krichvsky和Gabriely[9]表示，microRNA 21在肺腺癌中過表達,其調(diào)控抑癌基因TMP1和PTEN，并作用于下游Let-7家族,能夠增強腫瘤生長、侵襲、轉(zhuǎn)移能力。

隨著序列預測和基因表達調(diào)控研究的深入，不僅是下游的靶基因，其上游調(diào)控因子及信號通道也相繼被發(fā)現(xiàn)。有學者研究顯示，編碼microRNA 21基因的調(diào)節(jié)區(qū)被上游含有2個Stat3結(jié)合位點的增強子所調(diào)控，預測microRNA 21的信號通道可能為IL-6/Stat3抗凋亡信號通道[10]。此外，骨形態(tài)生成蛋白-6(BMP-6)在骨發(fā)育中起著重要作用，可通過阻斷癌細胞從上皮向間質(zhì)轉(zhuǎn)移而發(fā)揮作用?；蚍治鱿到y(tǒng)發(fā)現(xiàn)miPPR-21存在激活物為δEF1和c-Fos/c-Jun的E2-BOX和AP-1結(jié)合位點。分析證明，BMP-6通過抑制δEF1和c-Fos/c-Jun表達及與miPPR-21上E2-BOX和AP-1結(jié)合，間接抑制microRNA 21的表達。骨是肺癌最常見的轉(zhuǎn)移部位，尤其是SCLC和分化較差的NSCLC，發(fā)生率在30%～70%。但其與BMP-6的關(guān)系還未見報道，有待進一步研究證實。

3 microRNA 21與肺癌的臨床應用價值

microRNA在特定組織和特定的發(fā)育階段表達具有組織特異性和時序性，在血清中存在具有穩(wěn)定性，加之檢測無創(chuàng)性、可多次重復進行，提示其將可能成為臨床新型生物學指標[11]。microRNA 21在肺癌中表達的異常，對肺癌的診斷、治療和預后評估具有重要的臨床意義。

3.1 microRNA 21與肺癌的診斷 肺癌患者生存率的提高，關(guān)鍵在于及時、有效的診斷。然而，目前臨床中缺乏有效的早期診斷方法，且大多數(shù)患者在早期無明顯癥狀，待確診時已發(fā)展為中晚期，錯過了最佳的治療時間，降低了患者的生存率。因此，提高準確、有效的診斷方法至關(guān)重要。由于在肺癌發(fā)生的早期,microRNA的表達譜即可發(fā)生改變，所以通過檢測無臨床癥狀的高?；颊適icroRNA可達到篩查和早期診斷的目的。microRNA 21在多項研究中被證實在肺癌中過表達，且不受肺癌類型影響。Lodes等[12]表示血清中microRNA的分布對肺癌的早期診斷具有重要作用。Boeri等[13]通過螺旋CT對吸煙人群進行肺癌篩查，發(fā)現(xiàn)CT未提示影像學異常時，血漿microRNA早期診斷肺癌的靈敏度為80%，特異度90%；而提示異常時，血漿microRNA診斷肺癌的靈敏度為75%，特異度100%。Wei等[14]通過RT-PCR檢測NSCLC患者和健康對照者血漿，表明NSCLC患者microRNA 21的表達顯著高于健康對照者(靈敏度為76.2%，特異度70.0%)。該研究提示，microRNA 21可作為NSCLC診斷的特異性標志物。同時，血清檢測結(jié)果顯示microRNA 21與肺癌的TNM分期具有相關(guān)性，microRNA 21表達在T3、T4患者高于T1、T2患者，Ⅲ、Ⅳ期患者表達高于Ⅰ、Ⅱ期患者。NSCLC 患者痰液中microRNA 21 的表達上調(diào),檢測microRNA 21 表達對NSCLC 診斷的靈敏性和特異性分別為69.66%和100.00%,高于痰細胞學檢測[15]。Shen等[16]通過聯(lián)合檢測血漿microRNA 21、microRNA 126、microRNA 210、microRNA-486-5p 水平,發(fā)現(xiàn)其區(qū)分NSCLC患者和健康對照者的靈敏性和特異性分別為86.22%和96.55%;鑒別Ⅰ期NSCLC 患者中的靈敏性和特異性分別達到73.33%和96.55%。Saito[17]采用RT-PCR對NSCLC患者microRNA 21進行檢測，結(jié)果顯示肺癌越晚期，microR 21的表達水平越高。說明microRNA 21對NSCLC的分期具有臨床作用。

3.2 microR-21與肺癌的治療 microRNA 21與肺癌關(guān)系高度相關(guān)，可作為肺癌臨床治療的新思路，更多的研究致力探索其在臨床治療中應用的可能性。據(jù)相關(guān)報道，microRNA 21通過增加腫瘤輻射抗拒性和化療耐受性而發(fā)揮其促癌作用。曾有研究者提出“microRNA的藥物基因組學”的概念，認為通過研究microRNA的調(diào)控機制，可找出特定的microRNA來指導患者的個體化治療。有研究表明，無論是否吸煙、EGFR 是否突變，低表達microRNA 21 聯(lián)合EGFR-TKI 都可誘導肺癌細胞的凋亡，提示microRNA 21可能成為肺癌靶向治療的有效靶點[18]。Zhu等[19]將轉(zhuǎn)染anti-microRNA 21的細胞注入裸鼠體內(nèi)，研究結(jié)果顯示，該組裸鼠的肺部轉(zhuǎn)移灶明顯低于轉(zhuǎn)染陰性對照的裸鼠。Meng等[20]研究發(fā)現(xiàn)，抑制miRNA 21可以增加腫瘤細胞對吉西他濱的敏感性，認為microRNA可能參與調(diào)節(jié)癌癥對化療藥物的敏感性。Gao等[21]通過增加和降低A549細胞株中microRNA 21的表達發(fā)現(xiàn)，增加miRNA 21可促進細胞對鉑類藥物的耐藥性，降低則減弱耐藥性。同時也在鉑類耐藥的患者中發(fā)現(xiàn)了microRNA 21的高表達，肺癌患者中microR-21的表達可預測其對鉑類化療的反應。Wei等[14]對晚期NSCLC進行含鉑方案化療后進行療效評估，結(jié)果表明化療無效的患者，血清microRNA 2l表達明顯高于化療有效的患者。血清microRNA 21在化療有效的患者與對照者之間差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),提示血清microRNA 21表達可能與NSCLC患者的化療敏感性有關(guān)。

3.3 microRNA 21與肺癌的預后 肺癌的預后直接與患者的生存質(zhì)量相關(guān)，為了避免過分或者不必要治療，需要對肺癌患者的預后進行科學的評估，針對不同的評估結(jié)果采取個性化治療手段。目前多項研究表明，microRNA 21對肺癌的預后評估具有重要的意義，有望作為肺癌預后判斷的指標。劉風林[22]通過回顧性分析Ⅰ期肺癌手術(shù)患者標本，發(fā)現(xiàn)microRNA 21高表達組中，肺癌復發(fā)轉(zhuǎn)移率52.4%,低表達組中，復發(fā)轉(zhuǎn)移率為11．1%，2組差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。生存分析顯示microRNA 21高表達組比低表達組患者生存期明顯降低。microRNA 21高表達與肺癌復發(fā)轉(zhuǎn)移具有密切的關(guān)系，microRNA 21表達增高提示肺癌患者預后不良，其可作為肺癌復發(fā)轉(zhuǎn)移及預后的重要標志。Wang等[23]研究表明，NSCLS患者血清microRNA 21表達明顯升高，其高表達與腫瘤的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、淋巴結(jié)分期顯著相關(guān)。microRNA 21在多種腫瘤中發(fā)揮關(guān)鍵性的作用，其高表達與Ⅰ期肺腺癌患者的疾病進展呈正相關(guān)，與無復發(fā)患者呈負相關(guān)，microRNA 21可以作為肺腺癌預后的生物標志物[17]。

4 結(jié) 語

microRNA 21與肺癌的關(guān)系被逐漸證實，為更好地認識和治療肺癌提供了新的思路和更廣闊的前景，存在重大的臨床價值。雖然肺癌與microRNA的相關(guān)性研究取得了重大進展，但目前為止，仍然沒有任何一種miRNA標志物進入臨床階段。microRNA 21在科研實踐中被證實與肺癌的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)，但仍面臨著很多的問題，如microRNA 21調(diào)控機制并不十分明確，如何使microRNA 21作為無創(chuàng)的生物學標志物，從而具有更高的靈敏性、特異性和實用性，是否有更快捷易行、經(jīng)濟簡便的檢測方法，anti-microRNA 21靶向治療的安全性和可行性問題。盡管如此，隨著實驗技術(shù)的成熟和研究的深入，microRNA 21的相關(guān)功能將對肺癌起到重要的作用。

[1]American Cancer Society.Cancer Facts & Figures 2012[M].Atlanta:American Cancer Society,2012.

[2]姜榮華,徐艷珺.microRNA在非小細胞肺癌中的研究進展[J].腫瘤學雜志,2011,17(7):494-497.

[3]Shell S.Let-7 expression defines two differentiation stages of cancer[J].Proc Natl Acad Sci USA,2007,104(27):11400-11405.

[4]Chen X，Liu J，Gu X，et al．Salidmside attenuates lutamate-induced apoptotic cell death in primary cultured hippocampal neumns of rats[J]．Brain Res，2008，7(20)：1-10．

[5]Chen Y,Kristiansen G．Loss of PDCD4 expression in human lung cancer correlates with tumor progression and prognosis[J]．Patho，2003，200(5)：640-644.

[6]Matsushima K.MicroRNAs and esophageal squamous cell carcinoma[J].Digestion,2010,82(3):138-144.

[7]蘭海,林叢堯.miR-21調(diào)控非小細胞肺癌細胞增殖和凋亡的機制研究[J].中華腫瘤雜志，2011,15(33):132-133.

[8]Zhang JG，Wang JJ，Zhao F，et al．MicroRNA-21(miR-21) represses tumor suppressor PTEN and promotes growth and invasion in non-small cell lung cancer (NSCLC)[J]．Clin Chim Acta，2010，411(11/12)：846-852．

[9]Krichevsky AM，Gabriely G．miR-21：a small multi-faceted RNA[J].Cell Mol Med，2009,13(6):39-53．[10]Brocke-Heidrich K，Pfeifer G．Interleukin-6-dependent survival of multiple myeloma cells involves the Stat3-mediated induction of microRNA-21 through a highly conserved enhancer[J]．Blood，2007，110(21)：1330-1333．

[11]Du J，Yang S．BMP-6 inhibits microRNA-21 expression in breast cancer through repressingδEF1 and AP-1[J]．Cell Res，2009，19(11)：487-496．

[12]Lodes MJ，Caraballo M，Sueiu D，et al．Detection of cancer with serum miRNA on an oligonucleotide microarray[J]．PLoS One，2009，4(7)：6629-6632．[13]Boeri M，Verri C，conte D，et al．MicroRNA signatures in tissues and plasma predict development and prognosis of computed tomography detected lung cancer[J].Proc Natl Acad Sci USA，2011，108(9)：3713-3718．

[14]Wei J,Gao W,Zhu CJ.et al.Identification of plasma microRNA-21 as a biomarker for early detection and chemosensitivity of non-small cell lung cancer[J]．Chin Cancer，2011，30(6)：407-414．

[15]Xie Y,Todd NW,Liu ZQ,et al.Altered miRNA expression in sputum for diagnosis of non-small cell lung cancer[J].Lung Cancer,2010,67(2):170-176.

[16]Shen J,Todd NW,Zhang H,et al.Plasma microRNAs as potential biomarkers for non-small-cell lung cancer[J].Lab Invest,2011,91(4):579-587.

[17]Saito M.The association of microRNA expression with prognosis and progression in early-stage,non-small cell lung adenocarcinoma:a retrospective analysis of three cohorts[J].Clin Cancer Res,2011,17(7):1875-1882.

[18]Seike M,Goto A,Okano T,et al.MiR-21 is an EGFR-regulated anti-apoptotic factor in lung cancer in never-smokers[J].Proc Natl Acad Sci USA,2009,106(29):12085-12089.

[19]Zhu S,Wu H,Wu F,et al.MicroRNA-21 targets tumor suppressor genes in invasion and metastasis[J].Cell Res,2008,18(9):350-355.

[20]Meng F，Henson R，Lang M，et al．Involvement of human micro-RNA in growth and response to chemotherapy in human cholangioearcinomacelllines[J].Gastroenterology，2006，130(7)：2113-2129．

[21]Gao W，Lu X，Liu L，et al．MiRNA-21：a biomarker predictive for platinum-based adjuvant chemotherapy response in patients with non-small cell lung cancer[J].Cancer Biol Ther，2012，13(5)：330-340．

[22]劉鳳林.非小細胞肺癌組織miRNA-21表達及預后相關(guān)性研究[J].中華腫瘤防治雜志，2012,19(18):212-215.

[23]Wang ZX，Bian HB，wang JR，et al．Prognostic significance of serum miRNA-21 expression in human non-small cell lung cancer[J]．J Surg Oncol，20ll，104(7)：847-851．

10.3969/j.issn.1672-9455.2015.11.058

A

1672-9455(2015)11-1632-02

2014-12-26

2015-02-18)