miR-124在結直腸癌的相關研究進展：一個潛在的治療靶點

張輝 路明亮

昆明醫科大學第二附屬醫院消化內科（昆明650000）

結直腸癌（colorectal cancer，CRC）是常見的消化系統惡性腫瘤，其發病率和病死率在世界范圍內逐年增高，尤其是在青年中發病率逐年升高［1］，成為第三常見的惡性腫瘤，以及癌癥死亡的第二大原因［2］，其發生率和病死率隨性別和地區分布不同而有所不同，在女性中是第二常見腫瘤，而在男性則為第三常見腫瘤，在發達國家有所減緩而在發展中國家持續增加。據文獻［3-5］報道，到2035年，全球將有250 萬新增病例。越來越多的證據顯示結直腸癌是一個源自于基因和表觀遺傳學改變的遺傳性疾病，過去70年以來，在基因方面和表觀遺傳性方面的研究取得了極大進步。一套清晰的與結直腸癌相關的基因突變被鑒定，包括促癌基因和腫瘤抑制基因-最重要的例如APC，KRAS 和p53 基因。此外，染色體結構缺陷，DNA 錯配修復基因缺陷，微衛星灶不穩定性，表觀遺傳學調節比如DNA 修飾，核小體重新定位，非編碼RNA 修飾等，共同導致了結直腸癌的發生和發展［6-7］。盡管結直腸癌的研究向前跨越了很大一步，但依然未能深入全面的透析結直腸癌的病理生理及發生發展機制。

miR-124 屬于micoRNA 家族，micoRNA 是一類不涉及蛋白質合成的非編碼小RNA，成熟的miRNA 由大約18 ～25 個堿基組成，主要通過結合到mRNA 3′端非編碼區發揮轉錄后調節功能，這個過程通過影響mRNA 的降解或者抑制mRNA 的表達控制細胞的生物進程［8-9］。miR-124首次在大鼠組織發現［10］，隨著研究的深入，發現從簡單的線蟲類生物到復雜的人類都存在表達；如今，在人體組織中鑒定了3 個亞型，包括miR-124a-1，miR-124a-2，miR-124a-3［11］；隨后的研究發現miR-124 涉及多種生物學過程，如炎癥性疾?。?2-13］，免疫紊亂［14］，神經細胞分化［15］，大腦的損傷［16-17］，腫瘤［18］等。已經有大量關于micoRNA在腫瘤診斷、靶向治療、預后、預測方面的研究，像液體活檢［19］、糞便檢測［20］、靶向治療［21］、納米技術的運用［22］、外泌體的研究［23］等，miR-124 在結直腸癌的研究充滿前景和希望；下面就miR-124 在結直腸癌研究中的分子機制及其靶基因治療進展作一綜述。

1 miR-124 在結直腸癌中分子機制的研究

1.1 LNCRNA 調節miR-124 相關表達在結直腸癌的作用機制長鏈非編碼RNA（long non-coding RNA，lncRNA）是當前的研究熱點，lncRNA 是RNA的轉錄物，包括超過200 個核苷酸，且幾乎沒有蛋白編碼能力，其不僅在轉錄水平，在轉錄后水平上也調節蛋白質編碼基因的表達。許多結直腸癌相關的lncRNAs，包括H19，UCA1，ROR，HOTAIR，PANDAR，和PVT1，在腫瘤的發生發展中發揮著關鍵的作用［24］。有研究發現LncRNA 可作為一種內源競爭RNA（competing endogenous RNAs，ceRNA）競爭性抑制miR-124 的功能在結直腸癌的發生發展中發揮作用，而敲除LncRNA 后可逆轉miR-124的抑制效果抑制腫瘤的增殖和轉移。如CHEN 等［25］發現LncSNHG16 在結直腸癌組織及細胞中高表達，通過RNA 海綿的形式抑制miR-124-3p，導致其靶基因MCP-1 表達上調，從而加強結直腸的細胞的增殖、侵襲和遷移，而敲除Lnc SNHG16 或者miR-124 過度表達，MCP-1 明顯下調，抑制了腫瘤細胞的增殖、遷移；ZHENG 等［26］發現LINCO0963也作為miR-124 的海綿上調了FZD4 促進結直腸癌的進展；另外，沉默lncRNA 改善了化療藥物的耐藥性。ZHU 等［27］發現lnc XIST 在阿霉素耐藥的結直腸癌組織和細胞中高度表達，沉默lncRNA XIST 使阿霉素的耐藥抵抗明顯減弱；隨后對其機制的進一步研究發現敲除LncXIST 上調了miR-124，促使其下游靶基因SGK 表達下調抑制阿霉素的耐藥性。

總之，lncRNA 與miR-124 競爭抑制，通過對靶基因的調節發揮抑瘤作用和改善藥物的耐藥性，對結直腸癌的治療具有良好前景。然而lncRAN在結直腸的研究及其有限，特別是與miR-124 的相互作用機制的研究剛剛開始，其詳細完整的分子機制亟待進一步研究，構建一個完整的調節網絡，以及其對結直腸癌腫瘤的影響或是否會有耐藥性、對放療敏感性的影響、預后預測作用等更需進一步研究。

1.2 miR-124 上調靶基因的表達促進結直腸癌的發生發展自2013年首次發現miR-124 在結直腸癌中表達，經過近10年的研究，對結直腸癌的分子機制的研究取得了巨大進步，基本明確miR-124作為抑制性micoRNA 在結直腸癌組織中低表達，通過調節其下游靶基因的表達發揮作用，主要包括上調和下調相關靶基因的表達從而調節分子信號通路，影響結直腸癌的發生發展及對放化療的影響；如前所述，miR-124 上調了FZD4，MCP-1 促進結直腸癌細胞的增殖、侵襲、遷移；此外，研究發現異常甲基化miR-124 上調其靶基因DNMT3B 促進了結直腸癌細胞株的增殖、侵襲和遷移［28］。miR-124 上調了ROCK1 的表達促進了結直腸癌的生長和轉移［29］。miR-124 可上調核心生理節律調節基因（hCLOCK）擾亂生理節律，從而促進腫瘤的發生發展［30］；另外，miR-124 上調TRAF6 的表達促進結直腸癌的侵襲和轉移；腫瘤的局部或全身轉移提示預后不良，研究發現miR-124 低表達的結直腸患者生存率顯著低于miR-124 高表達的結直腸癌患者且差異具有統計學意義（P＜0.05），提示miR-124 具有預測預后的潛力；對其分子機制的研究發現，TRAF6 是其直接的靶點，而前面的研究已發現TRAF6 與上皮間質轉化（EMT）密切相關，涉及腫瘤的轉移［31］。綜上，miR-124 可上調其下游靶基因影響結直腸癌的生長和轉移，研究其具體機制對結直腸癌的治療、預測預后等具有重要意義。

1.3 miR-124 下調靶基因的表達抑制結直腸癌發生發展miR-124也下調相關靶基因表達影響結直腸癌的功能；ZHANG等［32］闡明了miR-124直接結合STAT3（促腫瘤基因）3′-UTR 區下調STAT3 表達誘發結直腸癌細胞的凋亡，抑制結直腸癌的生長；LU 等［33］證實了miR-124 可下調PLCB1 調節wnt/βcateninxin 信號通路抑制結直腸癌細胞的增殖、影響結直腸癌的生長；MiR-124也可靶向KITENIN、SOX9（促腫瘤基因）、MYH9（腫瘤轉移相關基因）下調相關靶基因的表達，抑制結直腸癌細胞的侵襲及腫瘤組織的轉移［34］；一系列研究均證實下調miR-124 下游靶基因可抑制結直腸癌的發生發展和轉移，如ROCK1［29］，SGK［27］、ITGA3［35］、P4HA1［36］、miR 124-IQGAP1-MAPK/β-catenin 通路［37］等；PTB是另一個促腫瘤基因，異常表達的miR-124 下調了PTB，抑制PKM2 增加PKM1 表達，影響細胞的能量代謝，抑制腫瘤的生長；miR-124 直接下調DNMT3B 或者非直接下調DNMT1（直接靶向SP1）導致結直腸癌細胞整體DNA 的低甲基化，抑制腫瘤的進展［38］；iASPP 是miR-124 的直接靶點，過度表達的miR-124 下調iASPP 蛋白的表達，上調其下游的信號分子NF-KB，調節結直腸癌細胞的增殖［39］；野生型p53 調節miR-124 增強子，上調了miR-124的表達，下調IASPP，影響光動力療法（PDT）的療效［40］；進一步的研究［41］發現了STAT1-miR124-P63-miR 155-STAT1 反饋環構成一個閉合回路調節結直腸癌的生長。

此外，過度表達的miR-124 可以增加結直腸癌細胞對放療的敏感性，而抑制其表達則誘發了放療抵抗，進一步探索其中的分子機制發現PRRX1（屬于同源盒蛋白基因家族）是miR-124 直接的靶基因，miR-124 下調PPRRX1 增加了細胞對放療的敏感性，并發現這個過程涉及到EMT 和腫瘤干細胞，進一步的機制需要更深層的研究［42-43］；同時miRNA-124 也可增加藥物的敏感性，如miR-124 下調CNPA2（編碼Calpain 蛋白）促進奧沙利鉑的作用和影響腫瘤的形成［44］。

綜上，miR-124 下調其下游靶基因抑制結直腸癌的發生發展和轉移，也可影響細胞的能量代謝、DNA 的甲基化狀態以及對化療敏感性；同時，研究發現，其他分子如P53、STAT1、lncRNA 等均可調節miRNA-124，構成一個閉合回路發揮反饋性調節，這對結直腸癌的分子機制的研究及相關靶向治療提供了新依據。

2 與miR-124 通路相關的靶向治療

2.1 靶向miR-124 治療結直腸癌的潛能靶向miRNA 的治療策略存在兩種基本方法：（1）使用RNA 模擬物（RNA-mimics）增加低表達的抑腫瘤miRs；（2）使用干擾RNA降低高表達的促腫瘤miRs［45-46］；如AKAO 等［45］使用miR-143（被描述為腫瘤抑制性miRNA）脂質體復合物在結直腸癌動物模型上發揮了生長抑制效果，其他相關的動物實驗包括miR-34a、miR-135b、miR-145、miR-4689；脂質體miR-34a 模擬物（命名MRX34）臨床實驗（NCT01829971）治療47 個患有難治性實體腫瘤（包括結直腸癌）的患者發揮了積極的抗腫瘤效果［46-47］，但該實驗最終因為嚴重的免疫副反應至4 人死亡被終止［47］。近期，再次針對MRX34 臨床Ⅰ期實驗表明使用地塞米松預先處理可控制免疫毒副反應，藥效結果肯定了miRNA 腫瘤治療的概念證明，針對這類治療需要更進一步發展控制免疫相關的毒性反應［48］；另外，siRNA，ASOs 等RNA靶向治療都在不斷成熟，部分RNA 藥物已經開始臨床應用，如諾西那生鈉（nusinersen），依特普森（etplirsen）的運用發揮了里程碑式的作用，近來隨著4 種RNA 靶向藥被批準商業使用并進入3 期臨床實驗，標志著RNA 靶向治療臨床運用的時代即將到來［49］。miR-124 在多種腫瘤中表達并發揮多種功能，其在結直腸癌中低表達，通過各種信號通路發揮著腫瘤調節作用?；诖?，開發基于miR-124 的靶向治療結直腸癌，尤其是Ⅲ、Ⅳ期結直腸癌及復發結直腸癌的治療將是一個潛在的靶點。

2.2 靶向miR-124 相關靶基因治療結直腸癌結直腸癌組織內、組織間均存在異質性，導致結直腸癌治療方式選擇多樣性，即使處于同一分期，對治療藥物的反應、效果及藥物抵抗也可出現不同。因此，精準個人治療可能是結直腸癌治療的希望，了解結直腸癌發生發展的分子機制，以制定特定靶向藥物，以期取得良好的治療效果。實驗發現抑制miR-124 相關靶基因可抑制腫瘤的發生發展；用A34（一種源自p53 linker 小分子肽）可直接結合到P53 凋亡刺激蛋白抑制因子（IASPP），競爭性抑制iASPP-P53 的相互作用，導致有野生型P53 介導的Bax 和PUMA 轉錄激活和腫瘤細胞的凋亡。另外，在黑色素瘤細胞，JNJ-7706621（一種細胞周期蛋白B/CDK1 的小分子抑制物）抑制了iASPP 的磷酸化，從而抑制了iASPP 進入細胞核，進而誘導了野生型P53 依賴的細胞凋亡和腫瘤生長抑制［48］，而iASPP 作為miR-124 的直接靶點在結直腸癌中發揮作用，針對iASPP 結直腸癌的藥物性試驗或許可以成為結直腸癌治療的方向；DNMT 是miR-124 的直接靶基因，LI 等［49］在CAC 小鼠上，給于低劑量的DNMT 抑制物（DAC 或AZA）導致hub 基因（BAD）和肌醇聚磷酸磷酸酶樣1 基因（INPPL1）的上調誘發細胞凋亡，發揮了有效的抗腫瘤效果；鴨膽亭醇（BOL），可作為STAT3（miR-124 的一個直接靶基因）抑制物單獨或者與MEK 抑制物聯合治療人類結直腸癌［50］。P4HA1 是miR-124 直接靶點，在結直腸癌組織中，P4HA1 高表達，與結直腸癌轉移密切相關，沉默P4HA1 可抑制結直腸癌肝轉移及骨轉移，在PDX 結直腸癌模型中，用P4HA1 抑制劑（diethyl-pythiDC）治療后發現明顯減緩了癌細胞的增殖、侵襲、和轉移以及癌組織的生長，這為diethyl-pythiDC 臨床實驗提供了基礎［36，50］。

3 結局與展望

結直腸癌是一個異質性腫瘤，與基因調節、表觀遺傳改變及環境因素密切相關。一直以來，關于結直腸癌的分子機制的研究促進了結直腸癌的預測、診斷、治療、預后；miR-124 廣泛存在于各種腫瘤，自2013年首次發現在結直腸癌表達以來［32］，針對miR-124 在結直腸癌中的分子機制的研究不斷深入，但具體機制仍不清楚，仍需要進一步探索miR-124 如何調控結直腸癌的發生發展，為結直腸癌的診斷治療、判斷預后等方面提供理論依據。

RNA 靶向治療為腫瘤治療提供了新的方向，讓精準的個體化治療成為可。mimicRNA 抗腫瘤效果明顯；siRNA、ASOs 雖然部分已經運用于臨床，并且發揮了好的療效，但仍然面臨巨大挑戰，在帶來突破與希望的同時也伴隨著失望，其徹底運用于臨床依然充滿著障礙，如RNA 治療引起的巨大毒副作用像肝毒性、血小板減少、皮膚損傷、免疫毒性等，RNA 如何有效降解以及如何避免誘發人體免疫反應，如何克服治療過程脫靶效應，如何減少治療濃度及縮小治療時間，以及如何有效運輸等［45-49］。伴隨醫學化學、醫學物理學的發展，如納米運輸，siRNA GalNAc 修飾等為解決這些障礙提供了保障和希望［49］，未來有效解決這些障礙，開發針對miR-124 有效的RNA 靶向治療致力于結直腸癌精準化治療。

靶基因靶向抑制物可抑制腫瘤的發生發展，針對miR-124 相關靶基因的藥物研究初見成效，無論是實驗層面還是臨床層面都有取得了些許成效；進一步探索miR-124 相關靶基因及靶基因抑制物研究依然任重道遠。

總之，miR-124 通過復雜的調節網絡調控結直腸癌的發生發展，對結直腸癌的預測、診斷、治療、預后等方面具有良好價值，隨著研究的進一步深入，必將推動結直腸癌精準治療的跨越發展。