桃卓嫣綜述 吳偉東,古佳升審校
暨南大學(xué)附屬?gòu)V州紅十字會(huì)醫(yī)院心胸外科,廣東 廣州 510220
食管癌(esophageal cancer)是一種常見的惡性腫瘤,在惡性腫瘤中它的發(fā)病率及死亡率均居全球前十,嚴(yán)重威脅人們的生命健康[1-2]。我國(guó)是食管癌高發(fā)區(qū)域,據(jù)統(tǒng)計(jì),截至2012年全球約半數(shù)以上新發(fā)食管癌患者屬于我國(guó)[3]。食管癌患者早期沒有明顯的癥狀體征,這直接導(dǎo)致了許多食管癌患者不能早發(fā)現(xiàn),早診斷,早治療。大多數(shù)食管癌患者確診時(shí)已處于中晚期,預(yù)后較差,術(shù)后五年生存率不足10%。因此,在分子層面上重新認(rèn)識(shí)食管癌的發(fā)生發(fā)展過程,從而改善食管癌的早期診斷方式和治療策略是至關(guān)重要的。近年來,有大量的研究表明microRNAs在惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展中起重要作用。microRNAs可以通過影響相應(yīng)的mRNA進(jìn)而影響蛋白的表達(dá),從而影響細(xì)胞的增殖、分化。而miR-144作為microRNAs中的一員,近年來被越來越多的研究證明參與多種生物學(xué)過程,包括增殖、凋亡、侵襲、遷移等,并在腫瘤發(fā)病機(jī)制中扮演著關(guān)鍵角色?,F(xiàn)就miR-144的基本特點(diǎn)、在食管癌中表達(dá)及作用以及其對(duì)食管癌靶基因的調(diào)控及應(yīng)用展望作一綜述。
MicroRNA(miRNA)廣泛分布在組織、細(xì)胞以及細(xì)胞外液中。作為非編碼的單鏈微小分子RNA,miRNA由21~25個(gè)核苷酸組成。通過與靶mRNA的3'非翻譯區(qū)(3'UTR)堿基互補(bǔ)配對(duì)從而抑制mRNA翻譯進(jìn)而發(fā)揮作用[4]。miRNAs在一系列生物活動(dòng)中發(fā)揮著重要作用,例如細(xì)胞增殖、細(xì)胞凋亡、新陳代謝和分化[5]。自從1993年第一個(gè)miRNA lin-4被發(fā)現(xiàn)[6]以來,關(guān)于miRNAs生物學(xué)領(lǐng)域的研究在過去的20多年里迅速發(fā)展,到目前為止,已在人類基因組中鑒定出1 000多個(gè)miRNAs[7]。各種miRNAs在許多不同類型的人類癌癥中存在異常表達(dá),在miRNAs與食管癌的研究中,CHEN等[8]發(fā)現(xiàn)miR-26b通過抑制食管癌中腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子5來調(diào)節(jié)癌細(xì)胞的增殖、遷移和細(xì)胞周期轉(zhuǎn)變;FAN等[9]發(fā)現(xiàn)miR-125b通過靶向bcl2修飾因子抑制食管癌細(xì)胞增殖和誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡;在DONG等[10]的另一項(xiàng)臨床研究中,提示miR-216a/b的異常調(diào)節(jié)可能參與食管癌的發(fā)生發(fā)展。這些數(shù)據(jù)表明miRNAs是食管癌組織細(xì)胞的重要調(diào)節(jié)因子,參與食管癌細(xì)胞的增殖、分化等一系列生物學(xué)行為。
miR-144為miRNAs其中一員,已被廣泛研究,并被報(bào)道為腫瘤發(fā)展的重要調(diào)節(jié)因子,在不同組織來源的腫瘤中存在表達(dá)異常。目前,miR-144在人類癌癥中的作用仍存在爭(zhēng)議,盡管大量研究表明miR-144在許多不同類型的人類癌癥中表達(dá)下調(diào),且它可能作為腫瘤抑制因子,如肺癌[11]、胃癌[12]、甲狀腺乳頭狀癌[13]、骨肉瘤[14]和結(jié)直腸癌[15]。但也有研究表明miR-144能促進(jìn)骨髓增生異常綜合征(MDS)細(xì)胞[16]和鼻咽癌細(xì)胞[17]的增殖,進(jìn)而影響疾病的進(jìn)展。
在miR-144在食管癌中的表達(dá)情況的研究中,筆者團(tuán)隊(duì)[18]前期通過采集了67例食管癌患者和50名健康中老年人的唾液,采用定量逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)(qRT-PCR)檢測(cè)miRNA-144在標(biāo)本中的表達(dá),發(fā)現(xiàn)食管癌組全唾液和唾液上清液miR-144的表達(dá)均顯著高于對(duì)照組(P<0.05);在全唾液中,miR-144檢測(cè)的敏感性為74.6%,特異性為92.0%;在唾液上清液中,miR-144的敏感性和特異性分別為53.7%和94.0%,提示miR-144在全唾液和唾液上清液中的診斷價(jià)值中等。因此推測(cè)miR-144在食管癌患者唾液中高表達(dá),并得出結(jié)論唾液中的miR-144可作為早期診斷食管癌的基因標(biāo)志物。GAO等[19]最近的一項(xiàng)研究表明,miR-144可能在食管癌的發(fā)展過程中發(fā)揮重要作用,并可能被認(rèn)為是在疾病早期檢測(cè)食管癌的一個(gè)生物標(biāo)志物。這與筆者團(tuán)隊(duì)的研究結(jié)論相一致。然而,在他們的研究中,miR-144被認(rèn)為在食管癌組織和細(xì)胞系中表達(dá)下調(diào),并且在體外,過表達(dá)的miR-144可以抑制食管癌細(xì)胞的增殖。SHARMA等[20]使用qPCR檢測(cè)食管癌患者和正常人的血清樣本中miR-144的循環(huán)水平,以確定miR-144的診斷潛力。研究結(jié)果顯示,在食管癌患者的血清樣本中,miR-144顯著上調(diào),表明其具有作為微創(chuàng)標(biāo)志物的潛力。雖然不同來源的miRNA-144在食管癌疾病中的表達(dá)水平有差異,但普遍認(rèn)為miR-144可以作為食管癌早期診斷的生物標(biāo)志物。
在食管癌的診斷方面,目前最具權(quán)威性的手段仍是內(nèi)窺鏡下的組織活檢,雖然隨著內(nèi)鏡技術(shù)的發(fā)展和推廣,食管癌的整體的檢出率相比于以往有一定增加。但對(duì)于食管癌的診治而言,重點(diǎn)仍然在于早期診斷,而在應(yīng)用內(nèi)窺鏡下活檢進(jìn)行診斷時(shí),由于在食管癌早期腫瘤組織的鏡下形態(tài)變化不顯著,觀察后不易得出準(zhǔn)確結(jié)果,從而導(dǎo)致漏診率較高。miRNA廣泛存在于組織、細(xì)胞中,也存在于血液、唾液中。有研究表明,相較于細(xì)胞中的miRNA,血清等體液中的miRNA更加穩(wěn)定[21]。因此體液中miRNA表達(dá)水平檢測(cè)作為一種全新的無(wú)創(chuàng)檢測(cè)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,為食管癌的早期篩查帶來了便利。從上述諸多學(xué)者的研究中可知,在食管癌患者中,miR-144無(wú)論是在食管癌組織中還是在血清、唾液中均表達(dá)異常,所以通過檢測(cè)miR-144水平能夠成為確診食管癌的一種重要手段,對(duì)食管癌早期的檢出率的提升有重要意義。
miRNAs在基因調(diào)控中扮演著關(guān)鍵角色,靶基因受到miRNA的調(diào)節(jié)作用,并且一個(gè)miRNA就具備著調(diào)節(jié)多個(gè)靶基因的能力。近年來,各種研究報(bào)道m(xù)iR-144可通過差異性表達(dá)與下游靶基因mRNA堿基互補(bǔ)配對(duì),降解相應(yīng)的靶基因mRNA,從而參與細(xì)胞增殖、分化、代謝等,介導(dǎo)腫瘤的發(fā)生、發(fā)展。miR-144可以靶向不同分子的分子機(jī)制已經(jīng)在不同的研究中得到了證實(shí),例如miR-144可通過靶向作用于含WW結(jié)構(gòu)域的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)蛋白1(WWTR1)進(jìn)而抑制甲狀腺乳頭狀癌細(xì)胞的增殖[13]。在骨肉瘤中,miR-144通過直接靶向mTOR,然后抑制mTOR信號(hào)通路進(jìn)而發(fā)揮抑癌作用[14]。又如在一項(xiàng)關(guān)于miR-144-3p在口腔鱗狀細(xì)胞癌中的表達(dá)與增殖的影響的研究中,研究者們發(fā)現(xiàn)ERO1L是miR-144-3p的直接靶點(diǎn),miR-144-3p下調(diào)ERO1L抑制了OSCC細(xì)胞中信號(hào)傳感器和轉(zhuǎn)錄激活因子3(STAT3)的活性進(jìn)而抑制腫瘤的發(fā)生[22]。這些研究均可以說明miR-144可以調(diào)節(jié)不同的基因或信號(hào)通路來影響腫瘤的發(fā)生。
雖然目前對(duì)miR-144研究尚淺,其在食管癌中的機(jī)制也還處于探索階段,但通過相關(guān)研究可以發(fā)現(xiàn),miR-144與食管癌的進(jìn)展有著密切聯(lián)系。比如在GAO等[19]先前的研究中發(fā)現(xiàn)miR-144/451的下調(diào)與食管癌的高風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)。在其團(tuán)隊(duì)最近的一項(xiàng)研究中,他們認(rèn)為miR-144-3p、miR-144-5p和miR-451的高表達(dá)導(dǎo)致食管癌細(xì)胞凋亡,并抑制其遷移、侵襲和增殖,此過程是通過靶向Myc和P-ERK實(shí)現(xiàn)的[23]。SHARMA等[24]的另一項(xiàng)研究提示,MiR-144通過靶向pur-aplha(Pura)進(jìn)而在食管癌細(xì)胞中發(fā)揮癌基因的作用,他們通過沉默KYSE-410細(xì)胞中的miR-144隨后進(jìn)行細(xì)胞周期分析以及細(xì)胞活力和侵襲實(shí)驗(yàn)來檢測(cè)miR-144在食管癌細(xì)胞中發(fā)揮的作用,結(jié)果顯示,沉默miR-144可顯著抑制食管癌細(xì)胞增殖(P=0.029)。此外,與陰性對(duì)照相比,miR-144的抑制顯著降低了KYSE-410細(xì)胞的遷移和侵襲能力。MU等[25]不僅觀察到與鄰近的非腫瘤組織相比,miR-144在食管鱗癌組織中的呈低表達(dá)。除此之外,他們還針對(duì)miRNA-144的作用機(jī)制也做出了相關(guān)研究,研究發(fā)現(xiàn),miR-144在食管癌細(xì)胞中直接靶向糖酵解和凋亡調(diào)控子(TIGAR),從而抑制食管鱗癌細(xì)胞的增殖和侵襲。TIGAR是一種糖酵解抑制劑,在許多不同類型的人類癌癥中高度表達(dá),是目前已知的唯一受TP53調(diào)節(jié)的磷酸酶糖酵解調(diào)節(jié)劑[26]。先前的研究表明,TIGAR是調(diào)節(jié)應(yīng)激水平、修復(fù)DNA損傷和抑制糖酵解的重要因素。在膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞系中,TIGAR的沉默導(dǎo)致這些細(xì)胞中果糖2(Fru2)和6-二磷酸(6-P2水平升高),增加糖酵解,導(dǎo)致活性氧積累,最終促進(jìn)細(xì)胞死亡[27]。TIGAR在食管鱗癌組織中的表達(dá)顯著上調(diào),并且與食管鱗癌的腫瘤大小和TNM分期密切相關(guān),間接證實(shí)了miR-144在食管癌組織中的作用。
綜上,miR-144可通過靶向調(diào)控上游和下游基因的表達(dá),從而調(diào)控腫瘤細(xì)胞的增殖、凋亡、轉(zhuǎn)移,對(duì)食管癌的發(fā)展起到至關(guān)重要的作用。所以該miRNA可以作為重要的干預(yù)靶點(diǎn),通過調(diào)控miR-144對(duì)靶基因的干預(yù)水平,有目的性地達(dá)到抑制食管癌的作用效果。分子靶向治療是通過精確致癌位點(diǎn)選擇相應(yīng)的治療藥物,用藥后效果更為顯著,同時(shí)特異性也相對(duì)更高。靶向治療的具體的治療靶點(diǎn)是基因片段或是蛋白,這些靶點(diǎn)在腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)凋亡過程中有著重要作用。另外需要明確的一點(diǎn)是,此項(xiàng)治療方式相較其他方式而言,對(duì)正常細(xì)胞影響較小,因在保障療效的同時(shí),治療的安全性比常規(guī)藥物或放化療更高。從此技術(shù)在當(dāng)前癌癥治療中的總體趨勢(shì)來看,在肺癌[28]、大腸癌[29]等疾病中已取得成果,因此在食管癌中的應(yīng)用研究也應(yīng)當(dāng)刻不容緩。miR-144可通過靶向調(diào)控基因表達(dá)從而調(diào)控腫瘤細(xì)胞的增殖、凋亡、轉(zhuǎn)移,對(duì)食管癌的發(fā)展起到至關(guān)重要的作用,所以該miRNA可以作為重要的干預(yù)靶點(diǎn),通過調(diào)控miR-144對(duì)靶基因的干預(yù)水平,有目的性地達(dá)到抑制食管癌的作用效果。這樣靶向干預(yù)miR-144在食管癌患者體內(nèi)的表達(dá),進(jìn)而影響食管癌患者的病情進(jìn)展,可作為miR-144在食管癌靶向治療中的新的研究思路。
YANG等[30]發(fā)現(xiàn)在肺腺癌中沉默LINC00483可以競(jìng)爭(zhēng)性地與miR-144結(jié)合,從而上調(diào)homeobox A10(HOXA10)。干擾LINC00483減弱其對(duì)miR-144的競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合能力,從而降低HOXA10在肺腺癌中的表達(dá),可增強(qiáng)放射敏感性。TIAN等[31]在對(duì)順鉑有耐藥性的非小細(xì)胞肺癌患者的組織中發(fā)現(xiàn),miR-144-3p參與了非小細(xì)胞肺癌對(duì)順鉑的耐藥機(jī)制,miR-144-3p過表達(dá)降低了順鉑對(duì)細(xì)胞的遷移和侵襲的抑制作用。提示miR-144-3p的高表達(dá)可提高非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞的化療敏感性。
食管癌的治療按照病情階段不同,療法選擇也有差異。例如早期時(shí)手術(shù)為首選方案;而中晚期則更加依托于放化療。尤其頸段及胸上段食管處病灶因?yàn)槭┬g(shù)難度和風(fēng)險(xiǎn)高,預(yù)后較差,放射治療應(yīng)用較廣。因此在食管癌的治療中放射療法占據(jù)主流,如果可以提高放療敏感性,那么將有利于療效和生活質(zhì)量的提升。由此,可將后續(xù)的研究方向可將目光集中于:miR-144在食管癌患者體內(nèi)的表達(dá)水平是否影響放化療的效果。為未來如何選擇敏感化療藥物以及有效應(yīng)用放化療治療食管癌提供基礎(chǔ)。
食管癌作為當(dāng)前危害人類健康的重要疾病,因其早期缺乏典型的特征,易使患者錯(cuò)失黃金治療機(jī)會(huì)。待發(fā)展至中晚期,病情進(jìn)一步惡化后治療難度激增。隨著當(dāng)前醫(yī)學(xué)水平的迅速發(fā)展,食管癌的診斷技術(shù)的也在不斷改善、進(jìn)步。據(jù)研究表明,miR-144參與到食管癌病情進(jìn)展中,和腫瘤細(xì)胞增殖、分化、轉(zhuǎn)移有很大關(guān)聯(lián),但具體的作用機(jī)制,仍然缺乏深入認(rèn)知。所以在今后的研究中,務(wù)必將miR-144與靶基因間的機(jī)制作為一項(xiàng)重要研究項(xiàng)目,著眼于在放化療中的優(yōu)勢(shì),力圖為后續(xù)診斷、治療、預(yù)后等方面提供新的契機(jī)。