簡哲，盛鈺琦，姜勇

（哈爾濱醫(yī)科大學 醫(yī)學信息學系，黑龍江 大慶163711）

miRNA、mRNA在乳腺癌中的作用

簡哲，盛鈺琦，姜勇

（哈爾濱醫(yī)科大學 醫(yī)學信息學系，黑龍江 大慶163711）

摘要：乳腺癌（Breast cancer）是女性常見的惡性腫瘤，是危害女性健康的首要疾病。由于乳腺癌的發(fā)病原因和轉移機制尚不明確，與乳腺癌有關的miRNA和mRNA研究為乳腺癌的診斷、分期和轉移提供了新的思路。很多在miRNA和mRNA在不久的將來能成為乳腺癌診斷和治療靶點。miRNA和mRNA參與了包括乳腺癌細胞的生長、凋亡、遷移、侵襲等過程，進而形成了調控機制。本文將主要著眼于近年來發(fā)現的miRNA和mRNA在乳腺癌中所起的作用，并對其將來在乳腺癌診斷、預后判斷及治療中的應用做一綜述。

關鍵字：乳腺癌；miRNA；mRNA

0 引言

乳腺癌是發(fā)生在乳腺腺上皮組織的惡性腫瘤，是婦女最常見的腫瘤之一。近年來乳腺癌的發(fā)病率呈明顯上升趨勢。在很多地方， 乳腺癌已經居于婦女惡性腫瘤的首位。家族史是乳腺癌發(fā)生的危險因素，研究表明現已知的有BRCA-1、BRCA-2，還有p53、PTEN等與其基因突變與家族性乳腺癌有關。

乳腺癌的發(fā)生發(fā)展是多種基因共同作用的結果，而miRNA、mRNA的表達在乳腺癌中起到了重要的作用，很多miRNA、mRNA及其產物的表達調控機制和具體作用還不為人們所知。本文就miRNA、mRNA的概述以及近年有關miRNA、mRNA與乳腺癌關系研究的部分進展，來探討miRNA 與mRNA在乳腺癌的早期診斷、分期和診斷中的作用，現將其綜述如下。

1 miRNA與乳腺癌

MicroRNAs（miRNAs）是大小長約20～25個核苷酸，已有相關實驗證實miRNA在基因表達中扮演重要角色，miRNA參與人類生物學，并在蛋白質翻譯水平上影響基因的表達，進而參與到廣泛的生物過程，在更廣泛的領域得到重視及研究，miRNA參與各種各樣的調節(jié)途徑，包括發(fā)育、病毒防御、造血過程、器官形成、細胞增殖和凋亡、脂肪代謝等等。

乳腺癌的的早期發(fā)現、早期診斷是防治乳腺癌的關鍵。轉移性乳腺癌是晚期乳腺癌治療的一個難點，所以有必要對早期乳腺癌患者進行篩查。利用miRNA能起到乳腺癌初步篩查的作用，能夠有效地預防乳腺癌和防止乳腺癌的惡性轉移。Shaker O等［1］試圖驗證是否micro-RNA可以診斷乳腺癌患者以及區(qū)分非轉移性病例和轉移病例并試圖建立mi-RNA與乳腺癌分期、腫瘤大小以及癌癥轉移和轉移部位之間的聯系。研究人員利用PCR技術測定miR-29b-2， -155， -197 and -205的表達水平，結果表明這些micro-RNA在乳腺癌患者的表達水平大幅增加，因此miR-29b-2，-155、-197 和 -205可以用作乳腺癌的篩查。Joyce DP等［2］認為當前miRNA在乳腺癌的早期診斷中存在的局限性一定程度上是由于沒有對外核體引起充分的重視，他們認為密封的外核體可以作為乳腺癌診斷和治療的生物標志物。外核體可以從患者的血清中分離，其中的miRNA含量可以反映乳腺癌細胞株的含量。所以通過提取患者血漿中的外核體能早期篩查乳腺癌。Cizeron-Clairac G等［3］認為miR-190b可以作為激素相關的乳腺癌早期診斷的生物標志物。通過PCR技術嘗試用miRNA特異性識別雌激素受體陽性型（ER+）和雌激素受體陰性（ER-）型的乳腺癌。研究顯示miR-190b在ER（+）中的表達是ER（-）的23倍，在ER（+）中miR-190b的表達與正常乳腺組織中miR-190b的表達的比值增高，在ER（-）和正常乳腺組織的比值呈下降趨勢。試驗還表明miR-190b的表達不是直接受到雌二醇的調控而且不影響乳腺癌細胞株的增殖，miR-190b只和ER的情況有關。因此在乳腺癌的篩查中可以特異性地利用miR-190b來ER（+）和ER（-）乳腺癌進行篩查。

由于miRNA在多種腫瘤的發(fā)生和轉移中發(fā)揮著重要的作用，因此隨著對其研究的深入發(fā)現其可能會為腫瘤的基因治療提供一個新的方向。Sun D等［4］提出了改進的NTSMDA的計算方法來用已知的miRNA網絡拓撲與更多可能疾病相關miRNA網絡拓撲的相似性建立聯系，在已知的與乳腺癌有關的miRNA入手尋找更多與乳腺癌發(fā)病機制相關的miRNA。Tekirdag KA等［5］認為MIR376家族作為腫瘤抑制因子或抑癌基因在細胞分化和細胞凋亡中起到了重要的作用。MIR376位于14號染色體上，上面的基因包含相同或相似的種子序列。其中MIR376A和MIR376B能夠調節(jié)自噬，與乳腺癌的發(fā)生機制有關。Ma Z等［6］研究了由胚胎干細胞表達的miRNA-409-3p在乳腺癌細胞株中的作用，由碳酸脂膜和傷口愈合試驗來衡量乳腺癌細胞的入侵能力，用熒光素酶報告基因來證實409-3p 的靶點是鋅指蛋白類轉錄因子（ZEB1），用免疫印記和侵襲試驗來表示ZEB1的表達和其在乳腺癌細胞轉移中的作用。最后試驗證明了miRNA-409-3p在癌癥組織里的表達比在非乳腺癌組織里的表達明顯降低，證實了miRNA-409-3p與乳腺癌的轉移有關。Yang Y等［7］通過miRNA和mRNA的分析來發(fā)現與乳腺癌相關的重要的miRNA。miRNA的基因調控模塊可以通過多重迭代算法進行篩選，其實16 個16個miRNA的基因調控模塊被篩選出來，包括222個miRNA的基因的相互作用。在細胞連接有大量模塊6（例如SFRP1）中的基因，而模塊8到12（例如ESR1和ERBB4）中的基因與乳腺泡和乳腺小葉的增生有關；在胞吞的通路中有很多模塊12的基因。除此以外，在炎性細胞凋亡過程中有豐富的miR-375為代表的miRNA，與維他命D的反應中有著很多例如miR-139-5P和miR-9為代表的miRNA。miR-139-5p和其他的miRNA共同調控SFRP1； miR-375，miR-592和它們的靶點基因SFRP1在乳腺癌的發(fā)病機制中起到了重要的作用。

2 mRNA與乳腺癌

mRNA與乳腺癌腫瘤的發(fā)展與轉移起到了重要的作用，利用檢測有關mRNA的含量可以了解乳腺癌的發(fā)生機制和乳腺癌腫瘤的靶點。Wang J等［8］通過Qrt-PCP技術來評價TCF21mRNA在乳腺癌細胞株中起到一定的生物功能，而且低水平的TCF21 MRNA表達與腫瘤體積的增大和淋巴結的轉移有關系。TCF21mRNA的高度表達阻止了細胞增殖和MDA-MB-231的上皮間葉細胞轉移（EMI），所以TCF21可以作為乳腺癌腫瘤的靶點。Linardou H等［9］認為血管內皮生長因子C（VEGFC）和血管內皮生長因子受體1（VEGFR1）MRNA的高度表達與早期高風險的乳腺癌有關。在將MRNA從石蠟包埋的乳腺癌樣本中分離后，發(fā)現VEGFC/VEGFR1 MRNA表達和HER2和雌性激素或者黃體酮受體的水平密切相關。在多元分析中，VEGFC 和VEGFR1與死亡的幾率有關，但同時也和HER2和治療有關。分析表明高的VEGFC水平是對于低生存率的警示因素，高的VEGFR1和高的死亡風險有關，但是在HER2疾病患者中顯著性不高。所以VEGFC和 VEGFR1 MRNA的過度表達可以結合HER2的水平來幫助高風險乳腺癌的診斷并應用于臨床研究中。

mRNA能幫助判斷乳腺癌患者的預后以及臨床對腫瘤分期和治療方案的選擇。Janku等［10］發(fā)現骨髓中CEA水平可以作為乳腺癌的檢測方法。CEA屬于上皮組織特異性標志基因， 通常作為消化道腫瘤的標志物， 但CEA高表達于乳腺癌組織， 而正常淋巴、血液、骨髓等組織中不表達， 使CEA mRNA檢測可以作為判斷乳腺癌轉移的一種方法。［11］這種方法表明顯示乳腺癌患者外周血CEAmRNA的表達與腫瘤分期相關， 提示動態(tài)觀察外周血中CEAmRNA表達有助于判斷乳腺癌患者腫瘤的分期。Kim等［12］研究指出機體內MMPs的天然抑制蛋白TIMPs可以有效地抑制MMP-2的膠原分解活性及明膠活性。腫瘤組織中TIMP-2和MMP-2的表達均高于正常組織， 這是由于宿主細胞或腫瘤細胞受腫瘤的刺激后可以產生更多TIMP-2， 高表達的TIMP-2能明顯降低原發(fā)性腫瘤的生長、局部浸潤與轉移， 并能抑制腫瘤細胞的管外生長。在腫瘤的早期， TIMP-2 隨著MMP-2 升高， 互相抑制， 但是到中晚期TIMP-2 和MMP-2之間出現明顯失衡， 這從TIMP-2/MMP-2比值可以更清楚的發(fā)現這種失衡， 這也提示TIMP-2 /MMP-2比值可以作為腫瘤分期的標志。Nasu等［13］用熒光法測定通過RT-PCR取得的SurvivinmRNA在乳腺癌中的表達情況時發(fā)現SurvivinmRNA在乳腺癌的表達顯著高于鄰近的正常組織，因此Survivin可作為診斷乳腺癌的一個有效的獨立標志物。

3 結語

miRNA是生物學領域的一個重大發(fā)現，乳腺癌中促癌miRNA和抑癌miRNA以及轉移促進miRNA和轉移抑制miRNA的發(fā)現更加證實其在癌癥進展當中起到重要的作用。隨著研究的進一步深入和檢測技術的進一步優(yōu)化，更多miRNA和mRNA功能及其在乳腺癌中的作用將會進一步闡明，對miRNA的研究也將逐漸從實驗室轉向臨床。miRNA和mRNA不僅可以輔助乳腺癌的早期診斷還可以為臨床分期及預后判斷提供新的依據，還可以可以有針對性地控制乳腺癌相關miRNA和mRNA的表達，達到抑制腫瘤生長、抑制乳腺癌轉移惡化、改善乳腺癌患者預后的目的。

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作者簡介：簡哲，男，山東曲阜，本科，哈爾濱醫(yī)科大學，哈爾濱醫(yī)科大學醫(yī)學信息學系在校學生，主要研究醫(yī)學信息挖掘、自然語言處理。

The Role of miRNA and mRNA in Breast Cancer

JIAN Zhe， SHENG Yu-qi，JIANG Yong
（Department of medical informatics， Harbin Medical University， Daqing，Heilongjiang163000）

Abstract:Breast cancer is a common female malignant tumor， and it’s a major disease endangering women’s health. Due to unclear cause and transfer mechanism of the breast cancer， researches of miRNA and mRNA related to breast cancer provide a new train of thought for breast cancer diagnosis， staging and transfer. miRNA and mRNA have involved in the growth， apoptosis，migration and invasion of the breast cancer cell and form the regulatory mechanism. This article will mainly focus on the role of miRNA and mRNA in breast cancer and their future application in breast cancer diagnosis， prognostic and therapeutic.

Keywords:Breast cancer； miRNA； mRNA