微小RNA在消化系統腫瘤中的研究進展

段多喜，陳致堯，陳 紅，雷 英，李 濤△

1.成都醫學院第二附屬醫院·核工業四一六醫院 中西醫結合科(成都 610051)；2.四川大學 華西臨床醫學院(成都 610075)

消化道腫瘤是指發生于食管、胃、腸道、肝臟、胰腺和膽囊等器官的腫瘤。流行病學研究[1]顯示，全球惡性腫瘤發病率中，結直腸癌、胃癌和肝癌分別位于第3、5、6位，并且病死率居第2、3、4位。由此可見，消化道腫瘤嚴重威脅著人類生命健康。微小RNA(microRNA,miRNA)是一類非編碼轉錄后調節的小RNA分子，通過與靶向mRNAs結合，在細胞分化、增殖和生存過程中起著核心作用，導致mRNA的翻譯抑制或降解[2]。近年來，miRNA研究不斷深入，特別是在消化道腫瘤方面，使得miRNA成為了新的工具和靶點[3]?，F查閱關于消化道腫瘤與miRNA基礎研究和臨床應用的文獻，本文從miRNA在消化系統腫瘤中的作用方面作一綜述。

1 miRNA與食管癌

食管癌是最常見的消化道腫瘤之一，全球發病率為3.2%，病死率為5.3%[1]，我國食管癌的發病率達7.97%[4]，居各類惡性腫瘤的第6位，病死率居第4位，形勢更加嚴峻[5]。

Yang等[6]通過收集138例食管癌患者的癌細胞和癌旁組織，檢測miR-135a和Hedgehog (Hh)信號通路相關基因(Smo、Gli1、Shh和Gli2)在組織和細胞中的表達，結果發現，在食管癌中Smo、Gli1、Shh和Gli2高表達，miR-135a低表達。miR-135a通過抑制Smo/Hh軸來抑制食管癌細胞的遷移和侵襲。有研究[7]運用 Solexa測序方法篩選290例食管鱗狀細胞癌(ESCC)患者血清中的 miRNA，結果利用qRT-PCR技術可以檢測7種血清miRNA，并且所選的miRNA的ROC曲線下面積為0.817～0.949，明顯高于癌胚抗原(P<0.001)。Liu等[8]采用qRT-PCR檢測食管癌Eca-109細胞中環狀致癌RNA-cZNF292和miR-206的表達，結果cZNF292的沉默降低了Eca-109細胞的活力，并誘導癌細胞凋亡，抑制細胞遷移和侵襲。同時，cZNF292的沉默上調miR-206的表達。因此，cZNF292的沉默通過上調miR-206抑制Eca-109細胞的生長、遷移和侵襲。

miRNA有成為腫瘤藥物治療新靶點的可能。Hong 等[9]研究中，miR-296表達下調可以抑制食管癌細胞的增殖，提高其對化療藥物的靈敏性，同時增加抗腫瘤藥物阿霉素引導下的癌細胞凋亡。Wang等[10]發現，miRNA-22能夠使ESCC細胞對γ射線敏感表達增加，并誘導ESCC細胞凋亡。在食管鱗癌臨床藥物耐藥研究方面，有研究[11]探討miRNA與氟尿嘧啶(5-FU)的耐藥，結果發現，miR-29c作為食管癌耐藥的關鍵，可以通過直接與其靶基因 FBXO31的相互作用，逆轉5-FU的耐藥，從而抑制FBXO31表達，激活p38 MAPK。miR-29c在食管鱗癌的診斷中可能成為潛在生物標志物和治療靶點。

綜上所述，盡管發現 miRNA可作為有效的生物標志物，且能參與食管癌的診斷、治療及預后等過程，但仍需明確 miRNA在食管癌中的發病機制，找到更精確、有效的治療方式。

2 miRNA與胃癌

全球范圍內胃癌發病率為第5位，病死率為第3位[1]。在我國，胃癌發病率位于第2位，病死率位于第3位[12]，并呈逐年上升趨勢。胃癌形成和發生受多種因素共同影響，飲食習慣、環境因素、Hp感染等相互作用慢性發展。

Jia等[13]通過qRT-PCR和Western blot檢測miR-200a-3p在胃癌組織中的表達，發現miR-200a-3p在胃癌組織中降低，其水平的降低可促進腫瘤細胞增殖和集落形成。此外，KLF12表達與miR-200a-3p表達呈負相關，miR-200a-3p通過靶向KLF12在胃癌細胞中發揮抑癌作用。Xu等[14]采用RT-qPCR檢測胃癌組織中PTP1B和miR-146b的表達，結果發現，與正常組織相比，胃癌細胞中PTP1B較高，而miR-146b較低。miR-146b過表達可抑制細胞活力并增加細胞凋亡率，且PTP1B是miR-146b的下游靶基因，miR-146b過表達也能夠直接抑制PTP1B表達，進而抑制胃癌的生長和發展。Ni等[15]采用qRT-PCR、原位雜交等技術檢測miR-92b在胃癌中的表達，結果發現，在胃癌組織中miR-92b上調，miR-92b過表達促進癌細胞增殖、集落形成，減少凋亡，且miR-92b抑制DAB2IP表達，而DAB2IP缺失激活了PI3K/AKT信號通路，說明miR-92b/DAB2IP/PI3K/AKT信號軸可能是預防胃癌進展的潛在治療靶標。Guo等[16]發現在小鼠胃上皮中的Akt激活抑制了腫瘤基因 p53的豐度，使得 miR-365的轉錄水平下降，致使胃癌細胞增殖。

胃鏡檢查是胃癌確診最有效的手段，而多數胃癌確診已是晚期，因此找到早期診斷胃癌的血清標志物十分有必要。Cui等[17]研究團隊利用qRT- PCR技術檢測發現，外周血中胃癌患者 miR-651和 miR-823表達水平要低于正常人，且 miR-823水平和腫瘤淋巴結轉移、遠處轉移呈正相關。此外Tsujiura等[18]發現胃癌患者血清中的miRNA(miR-17-5P、miR-21、miR-106a、miR-106b)濃度也明顯高于正常人水平。Liu等[19]利用qRT-PCR分析胃癌血清miRNA，結果顯示，miR-187、miR-371-5p和miR-378明顯升高，且miR-378的ROC下面積為0.861，敏感性87.5%，特異性為70.7%。

綜上所述，miRNA不僅能控制胃癌細胞生成和增殖周期，還能抑制或促進其凋亡。因miRNA分析方法不同，miRNA在血清、血漿中的表達水平也不盡相同，限制了 miRNA作為胃癌臨床診斷的依據，仍然需要大量臨床試驗以驗證其有效性。

3 miRNA與結直腸癌

結直腸癌全球發病率居消化道腫瘤首位[1]。我國結直腸癌的全國發病率位居第3位，病死率位居第5位，多數患者發現時已屬于中晚期[20]。

生成結直腸癌通路的相關蛋白受miRNA調控，因而miRNA對結直腸癌細胞的增殖、侵襲作用明顯。Wnt/β-catenin通路的異常激活在結直腸癌細胞產生、增殖起著重要作用。miR-320a和miR-145的異常表達可中止β-catenin進入到細胞核里，進而抑制DLD-1細胞系的產生[21]。miR-26a抑制了Wnt/β-catenin通路上淋巴增強因子的表達從而達到阻滯結腸癌增殖目的[22]。Ma等[23]通過編碼促/抑血管生成因子相關miRNA，可達到促/抑血管生成的作用。表皮生長因子受體(EGFR)通路的失調促進了結腸癌形成，miR-30b可以直接靶向作用于EGFR下游信號KRAS，抑制其表達，從而達到抑制癌細胞產生、增殖[24]。miR-202-3p、miR-378-5p可通過RAS通路抑制結直腸癌細胞增殖[25]。Li 等[26]發現，miR-645可以通過阻礙其靶基因ephrin-A5(EFNA5)表達，EFNA5基因下調可以增加結直腸癌細胞的侵襲和轉移，并且在28例結直腸癌患者中發現，EFNA5 mRNA與miR-645呈負相關。

程序性凋亡因子(PDCD4)是miR-21的靶向基因，結腸癌患者中miR-21和PDCD4呈負相關，PDCD4表達明顯低于正常人，因此miR-21可負調控PDCD4表達，促進癌細胞增殖、侵襲。miR-122可作用于堿性氨基酸轉運載體(CAT1)促進腫瘤侵襲。在臨床藥物耐藥方面，Liang等[27]探討二氯乙酸鹽(DCA)增強結直腸癌的化學敏感性，對DCA聯合奧沙利鉑(L-OHP)進行了體內體外分析，結果表明，DCA可能通過上調CAB39表達，激活AMPK/mTOR信號通路，從而提高L-OHP的化學敏感性。由此提示，miR-107通過CAB39-AMPK-mTOR通路，從而為克服結直腸癌的化學耐藥性提供了新靶點。

綜上所述，miRNA可通過多條相關蛋白通路達到促進或抑制結直腸癌的增殖、侵襲，充分發揮基因調控作用，有可能發展成為診斷和預后判斷結直腸癌新的生化指標，同時也為治療結直腸癌提供新方向。

4 miRNA與肝癌

肝癌在全球發病率為4.7%，位居惡性腫瘤第6位，病死率位居第3位[1]。我國病毒性肝炎患者眾多，是導致肝癌高發病率的重要因素之一，我國肝癌發病率位于惡性腫瘤第4位，病死率位于第3位[28]。

miRNA在肝癌中的表達模式及發揮作用的機制各有特點，不同表達發揮著抑癌或致癌的作用。抑制肝癌發展的主要有miR-122、miR-199、miR-99a、miR-26a等。miR-122在肝臟脂質代謝中起著重要調控作用，而在不同病毒性肝炎中有完全不同的作用，miR-122即可通過miR-122-Cyclin G1/P53通路，達到抑制乙型病毒肝炎基因表達與復制[29]，也可與丙型病毒基因組相關位點結合，增加病毒基因穩定性，從而輔助HCV病毒復制，因此miR-122可考慮為HCV潛在治療靶點。miR-199能夠直接抑制PAK4/Raf/MEK/ERK信號通路，進而抑制腫瘤生長[30]，并且miR-199表達能夠抑制肝炎病毒復制，發揮抗病毒作用。miR-199和miR-101都能降低肝癌細胞增殖、侵襲的能力，提高癌細胞對多柔比星等化療藥物的敏感性[31]。miR-99a也是抑癌基因的一員，靶向作用于IGF-1R和mTOR的表達，抑制肝癌細胞增殖[32]。miR-26a可直接靶向于肝細胞生長因子(HGF)或通過調節激素受體，降低癌細胞活動，達到抑制肝癌細胞生長目的[33]。Feng等[34]實驗發現，基因缺失miR-149的小鼠更容易受到二乙基亞硝胺誘導的急性肝損傷和肝癌變，并且miR-149能夠強烈抑制NF-κB信號和抑制腫瘤壞死因子受體1相關死亡域蛋白的表達。這些結果表明，miR-149可作為一種新的肝臟腫瘤抑制因子。Qi 等[35]研究顯示，miR-3196在肝細胞癌組織中常被下調，且miR-3196的降低與腫瘤大小和TNM分期相關。而miR-3196通過與腫瘤抑制因子p53結合，導致肝癌細胞生長抑制和細胞凋亡的增加。

促進肝癌發展的主要有miR-221、miR-21、miR-224、miR-101、let-7a等。miR-221的表達程度與肝癌腫瘤大小、分期、肝硬化程度呈正相關，和患者預后情況呈負相關[36]。miR-221上調能夠抑制癌基因p27、p57表達，使得肝癌細胞合成期數目增多，導致原發性肝癌細胞發展。miR-221還能通過抑制PPP2R2A和抑癌基因TIMP-3，從而激活AKT通路來促進肝癌細胞的增殖和侵襲[37]。特別對于乙型肝炎患者而言，miR-221能特異性通過調控雌激素受體α(ERα)促肝癌細胞的發展[38]。肝癌患者腫瘤組織內miR-21表達異常增高，miR-21的表達量與肝癌患者預后生存期呈負相關[39]，提示 miR-21可能是潛在的肝癌治療和預后判斷的新指標。miR-183和miR-21通過共同作用提高肝癌細胞侵襲能力、降低細胞的凋亡率，從而發揮致癌作用[40]。miR-224能夠分別靶向作用于HOXD10分子、PPP2R1B分子、靶向抑制SMAD4表達，達到促進肝癌細胞的增殖、轉移、侵襲[41]。HBV及其X蛋白(HBx)可抑制miR-101的表達，通過改變肝細胞內DNA甲基化水平促進腫瘤細胞增殖和遷移[42]。Xiao等[43]研究發現，在肝癌細胞中，DNA甲基轉移酶(DNMT3A)能夠介導miR-639的高甲基化沉默，miR-639表達的抑制能促進了腫瘤細胞生長、體外遷移/侵襲和移植瘤小鼠模型的生長。此外，miR-639還能降低促進肝癌發生的MSYT2和ZEB1的表達，這些發現能夠為肝癌的診斷提供新的生物標志物。

綜上所述，目前研究對肝癌細胞的增生、侵襲和作用機制有初步了解，為肝癌與miRNA相關研究提供了新方向。miRNA與靶基因、相關蛋白的相互作用關系復雜，不同的表達亦可有截然相反的作用。相互復雜的調控網絡以及miRNA自身表達機制研究是突破的關鍵。

5 miRNA與膽管癌

膽管癌的全球發病率和病死率呈逐年上升趨勢[44]，多為腺癌，惡性程度高，預后極差，5年存活率<5%。膽管癌的指南多被納入到肝細胞癌一起闡述，在我國還缺乏全國性的流行病學資料，并暫無統一廣泛認可的共識[45]。

Selaru等[46]在miR-21過表達的研究中提出了TMP3蛋白是促進癌細胞凋亡、抑制癌細胞侵襲和轉移的抑癌基因。miR-21與TMP3蛋白呈負調節，抑制癌細胞生長就要抑制miR-21，增加TMP3蛋白。Chen等[47]研究發現，miR-21、miR-141和miR-200b在惡性膽管細胞中高表達，抑制miR-21的表達會增加癌細胞對化療藥物吉西他濱的敏感性，從中篩選出PTEN是miR-21潛在抑癌靶基因。尤昊等[48]也提出，maspin是一種抑癌基因，在膽管癌中與腫瘤大小、侵襲程度有關，可通過抑制miR-21增加其表達。

異常表達的miRNA或其靶點將為膽管癌的發病機制和治療靶點提供依據。Loosen等[49]對94例膽管癌患者和40例健康人的血清研究發現，與健康人相比，膽管癌患者的血清中miR-122，miR-192，miR-29b和miR-155的血清濃度明顯升高，術后miR-122血清水平下降與患者預后良好相關；這為膽管癌診斷提供了一種新的血清標志物。Zeng等[50]在肝內膽管癌(HCV-ICC)中miR-124的過表達在體外達到抑制細胞遷移和侵襲的作用。Zhang等[51]研究發現，miR-186在膽管癌組織和細胞中被下調，這與其直接靶標Twist1蛋白表達呈負相關，進而抑制膽管癌細胞發展。

綜上所述，miRNA與膽管癌關系還缺乏大量臨床研究，已有研究中發現miR-21和膽管癌關系密切，還需要深入研究探尋其中的作用機制，miRNA進一步相關研究為膽管癌診斷和治療帶來新的方向。

6 miRNA與胰腺癌

胰腺癌在全球病死率為5.4%，位于消化道惡性腫瘤的第5位[1]。我國國家癌癥中心統計數據[52]顯示，胰腺癌位于我國城市男性惡性腫瘤發病率的第8位。

研究[53]發現，miR-155可使腫瘤蛋白P53誘導的核蛋白1表達下調，導致癌細胞加速增殖。另有Nakata等[54]報道，胰腺癌細胞系和正常胰腺導管上皮細胞系之間的miR-372、miR-146a、miR-204、miR-10a和 miR-10b水平差異大，其中 miR-10b在胰腺癌細胞中呈高表達，與胰腺癌存活率呈負相關，也參與了胰腺癌細胞侵襲過程。

CA19-9是診斷胰腺癌常用的血清腫瘤標志物之一。Liu等[55]研究發現，miR-16、miR-196a聯合CA19-9的組合能夠更有效區分胰腺癌患者和非胰腺癌患者?，F代進一步研究中，Shi等[56]通過qRT-PCR檢測胰腺癌PCR組織和血清中miR-629的表達水平，結果發現與健康對照組相比，miR-629表達水平在胰腺癌組織和血清中均上調。重要的是，血清miR-629可以有效地從健康對照組中篩查胰腺癌患者(AUC=0.765)。血清miR-629的診斷能力明顯高于CA19-9，且胰腺癌患者血清miR-629的較高表達與晚期TNM分期(P<0.001)和遠處轉移(P=0.003)相關。這一研究提示，血清miR-629可能是診斷胰腺癌和胰腺癌預后判斷的潛在生物標志物。

Yu等[57]試驗發現，miR-200c高水平表達的患者比低水平表達的患者具有更高生存率(33.5% vs 11.2%)，說明miR-200c可能是預測胰腺癌預后的新標志。Kadera等[58]發現，胰腺導管腺癌相關成纖維細胞中的miR-21表達與患者總體生存率下降有關，說明抗miR-21可能是針對胰腺導管腺癌的新型治療策略。Mou等[59]最新研究中，采用定量qRT-PCR研究miR-345-5p在胰腺癌組織中的表達水平，并檢測miR-345-5p對胰腺癌增殖和侵襲的影響。結果顯示，在胰腺癌細胞和組織中miR-345-5p表達下調，CCL8作為miR-345-5p的直接靶標可以激活NF-κB信號通路，促進胰腺癌細胞增殖和侵襲。

綜上所述，胰腺癌產生、侵襲由多個原因導致。隨著研究者對miRNA與胰腺癌關系的進一步研究，對這一類調控基因的深入探索，可以為胰腺癌診斷、早期治療和預后判斷提供新依據。

7 展望

回顧近年來的文獻發現，miRNA在消化系統腫瘤的研究中取得一定進展。不同miRNA也有促進和抑制腫瘤生長的作用。血清miRNA結合其他指標，在提高對腫瘤的診斷和預后預測等方面可能會有更好的效果。概言之，miRNA雖有很好的治療前景，但將miRNA真正應用到臨床還需要更多的臨床研究加以驗證。