引用本文: 馮磊, 徐明清. miR-203 與腫瘤關系的研究進展. 中國普外基礎與臨床雜志, 2017, 24(2): 259-263. doi: 10.7507/1007-9424.201606045 復制
微小 RNA(microRNA,miRNA)是在多種真核生物中發現的一類由內源性基因編碼的非編碼單鏈 RNA,長度約 21~27 個堿基序列,在進化上具有高度的保守性及組織特異性。主要通過與目標 mRNA 的互補性結合,引起目標 mRNA 的降解或翻譯抑制,從而影響細胞的增殖、分化和凋亡。Lee 等[1]于 1993 年在線蟲(C.elegans)體內發現了第一種由 miRNA 編碼的特異性表達的基因 lin-4,開啟了 miRNA 研究的先河。大量的研究表明,miRNA 與人類腫瘤的發生和發展密切相關,其通過調控細胞的增殖、分化、凋亡[2]、個體的生長代謝[3]等多個生命活動參與疾病的發生與發展。miRNA-203(miR-203)是近年來發現的一種皮膚特異性 miRNA,除參與表皮的構成外,亦可作為抑癌或致癌因子參與多種腫瘤細胞的增殖和轉移[4]。現將從 miR-203 的定位、組織分布及其與相關腫瘤的作用機制等方面進行闡述。
1 miR-203 的定位
人類 miR-203 基因位于 14 號染色體的 14q32,33 區域[5],該染色體含有的 miRNA 序列密度很高,編碼了人類目前已知的約 12% 的 miRNA[6-7];同時該區域亦是染色體上的脆性區域,其雜合性的丟失可能是機體發生惡性腫瘤的重要促發因素之一[8]。
2 miR-203 的組織分布
成熟的 miR-203 在不同的組織中呈差異性表達,其主要表達于鱗狀上皮細胞中,在皮膚中的表達比在其他器官中高出 100 倍[9],它不僅參與胚胎期表皮層的分化,且與人類牛皮癬、銀屑病等疾患密切相關。
3 miR-203 的作用靶點
miR-203 可通過與多種目標靶點相互作用而發揮功能,如轉錄因子、分泌蛋白、受體、轉運蛋白等[10]。研究表明,由 miR-203 啟動的下游基因甲基化或表達失調可引起大量靶基因的表達異常,如 ΔNp63[11]、ABL1 基因[12]、Akt2 基因[13]等。到目前為止,研究比較明確的靶基因產物是轉錄因子 ΔNp63α。p63 是抑癌基因 p53 的成員之一,現已被確定的 p63同源體共有兩類(TA及ΔN)14 種[14],ΔNp63α 即為其 ΔN 型同源體。ΔNp63α 通過激活細胞生長及增殖相關基因及負性調節細胞周期抑制因子從而促進腫瘤細胞增殖,發揮出類似于促癌基因的功能[15]。與此同時,來自 Lena 等[16]的研究結果顯示,上皮組織間 miR-203 與 ΔNp63α 之間存在相反的表達關系,過表達的 miR-203 可以明顯下調 ΔNp63α 的表達,進而認為 miR-203 可能直接作用于 ΔNp63α,并影響下游產物的表達,從而抑制表皮細胞及鱗狀細胞的增殖。現有的證據[11]表明,miR-203 在轉錄后水平抑制ΔNp63表達,進而影響細胞的轉導通路,發揮抑癌作用。
4 miR-203 與相關腫瘤及可能作用機制
4.1 miR-203 與前列腺癌
前列腺的腺體由上皮細胞及基底細胞組成,外層的基底細胞是否缺失是鑒別前列腺病變良惡性的一個重要依據[17]。Porkka 等[18]于 2007 年首次系統報道了 miRNA 在前列腺癌中的表達譜,分析了其在良、惡性前列腺腫瘤中miRNA的表達差異,在所有受檢 miRNA 中,51 種被證實存在表達差異,其中 37 種 miRNA 在前列腺惡性腫瘤中呈顯著低表達。肖虹等[19]則檢測了 miR-203在前列腺癌和前列腺良性增生組織中的表達情況,發現在前列腺癌組織中 miR-203 的相對表達量較前列腺良性增生組織中明顯升高,在腫瘤的發生、發展中表現出明顯的致癌性 miRNA 作用。然而亦有研究[20-21]指出,相較于正常前列腺組織,骨轉移前列腺癌原發灶中 miR-203 表達持續性下調,重新誘導表達 miR-203 后,腫瘤轉移及增殖受到明顯抑制,提示 miR-203 在骨轉移前列腺癌患者中體現出抑癌作用。
4.2 miR-203 與乳腺癌
目前已有多篇關于 miRNA 與乳腺癌發病之間關系的文獻報道,研究結果不甚一致。Luo 等[22]通過對功能性 miRNA 基因的相互作用與乳腺癌細胞的 miRNA 和 mRNA 表達譜分析,結果顯示,miR-203 在乳腺癌組織中呈低表達,提示 miR-203 是作為抑癌基因參與乳腺癌的進展。Iorio 等[23]則得出了相反的結論,其通過基因芯片技術檢測了 76 例乳腺癌初診患者及 34 例正常人乳腺中數百種 miRNA 表達譜,結果顯示,相較于正常乳腺組織,乳腺癌患者病灶中 miR-203 含量明顯升高,提示 miR-203 為乳腺癌的促癌基因。故此,目前關于 miR-203 是作為抑癌因素或是促癌因素參與乳腺癌的疾病過程,有待于進一步的證實。
4.3 miR-203 與黑色素瘤
黑色素瘤是一種起源于黑色素細胞、具有極強侵襲性和遠處轉移能力的惡性腫瘤,從正常黑色素細胞到惡性黑色素瘤的疾病過程中,miRNAs 通過對靶基因的調控,調節關鍵蛋白的表達,從而影響黑色素瘤的發生及發展。上皮間質轉化與惡性腫瘤的發生和進展密切相關,其可以增加腫瘤細胞的轉移能力和侵襲性,表現為上皮細胞極性消失、細胞黏附性減弱,同時鈣黏蛋白 E(E-cadherin)表達持續下調是其發生的重要標志之一[24]。van Kempen 等[25]研究結果表明,腫瘤厚度的增加與 miR-203 的表達缺失存在顯著的正相關(P<0.01,FDR<0.002),同時 miR-203 的表達缺失亦預示著較低的無遠處轉移生存率(logrankP=0.006),同時亦顯示了 miR-203 的表達缺失降低了 E-cadherin 的表達,據此推測,miR-203 是作為抑癌因子參與黑色素瘤的進展。
4.4 miR-20 與肺癌
目前的基本傾向認為 miR-203 是作為抑癌因子參與肺癌的進展。Jin 等[26]采用定量實時 PCR 法檢測了體外培養的肺癌細胞 A549、HCC827、NCI-H1299、95-D 以及正常人支氣管上皮細胞中 miR-203 的表達,證實 miR-203 的表達在肺癌細胞中較其在正常支氣管上皮細胞中明顯降低(P<0.01);在行人工轉染 miR-203 后,95-D 細胞系中 survivin 蛋白的含量顯著降低(P<0.01),并伴隨腫瘤細胞活力的降低(P<0.05)、細胞增殖指數降低(P<0.05)、凋亡細胞數增加(P<0.01)以及腫瘤侵襲性的降低(P<0.01),由此得出,miR-203作為抑癌因子參與肺癌的發生及進展。以上結論亦得到了 Wang 等[27]的數據支持,該團隊通過免疫組織化學及免疫印跡技術檢測了正常肺組織及肺癌組織中 SRC 蛋白(sarcoma protein)表達,結果顯示,肺癌組織中 SRC 蛋白含量明顯高于正常肺組織,而相應 SRC mRNA 基因則呈隨機表達;進一步檢測上述正常肺組織及肺癌組織中 miR-203 含量,則結果顯示肺癌組織中 miR-203 含量呈明顯低表達,而在通過轉導 pre-miR-203 誘導出 miR-203 高表達的 A549 人肺腺癌細胞系后,又成功檢測到 SRC 蛋白含量的明顯降低。據此,該團隊認為,miR-203 通過誘導 SRC 低表達從而在肺癌的發生及進展中扮演了抑癌因子的角色。
4.5 miR-203 與胃癌
miRNAs 可作為癌基因或抑癌基因在胃癌的發生和發展中發揮作用,已知在胃癌組織中呈高表達的 miRNA有 miR-21、miR-93、miR-106b-25、miR-221-222、miR-126、miR-130b、miR-181a、miR-196b、miR-372 等[28-35]。目前研究較多的 miR-200 家族,主要通過結合鋅指增強子結合蛋白1(zinc-finger E-box binding homeobox1,ZEB1)和 ZEB2 的 mRNA 的 3′-UTR 來抑制 ZEB1 和 ZEB2 的表達,進而提高 E-cadherin 水平,從而逆轉上皮間質轉化過程,降低瘤細胞的侵襲和遷移能力[36]。有關 miR-203 與胃癌關系的研究目前較少。有一項研究[37]認為,miR-203 的表達水平與胃癌大小(P=0.023)、類型(P=0.045)和分期(P=0.013)有關。
4.6 miR-203 與結直腸癌
結直腸癌是消化系統常見的惡性腫瘤,其發病率近年來逐漸上升,嚴重威脅人類生命。miRNAs 家族與結直腸癌的相關基因和通路有著廣泛的聯系,其在腫瘤局部浸潤、侵入血管、血行轉移以及在新的部位定居并增殖等一系列過程中發揮了至關重要的作用[38]。目前已報道的文獻中,關于結直腸癌組織中 miR-203 表達水平的變化還存在諸多爭議,其究竟是作為抑癌因子或者促癌因子參與結直腸癌的發生及進展目前尚未達成一致意見。有研究[39-40]指出,結直腸癌組織中 miR-203 表達水平低于腫瘤旁組織;亦有研究[41]認為,miR-203 在癌組織和癌旁組織中的表達差異不明顯。盡管相關研究意見尚未統一,但可以肯定的是,在結直腸癌患者的腫瘤組織中存在 miR-203 的表達異常,對于結直腸癌的臨床治療和科學研究有著巨大的潛在意義。
4.7 miR-203 與食管癌
現有研究表明 miR-203 在食管癌組織中呈低表達。Feber 等[42]發現,miR-203 在食管鱗狀細胞癌和腺癌組織中的表達量僅為正常組織中的 10%~50%,提示 miR-203 在食管癌中可能具有抑癌基因的功能。以上結論亦得到梁佳等[43]的證實,該團隊在 50 例食管鱗狀細胞癌組織及其癌旁組織中檢測了 miR-203 的表達水平,結果顯示,miR-203 在食管鱗狀細胞癌組織中的表達量顯著低于其對應的癌旁組織(P<0.01),且Ⅲ期和Ⅳ期患者癌組織中 miR-203 的表達亦顯著低于Ⅰ期和Ⅱ期患者(P<0.05),低分化組患者癌組織中 miR-203 的表達顯著低于中高分化組(P<0.05)。來自 Yuan 等[11]的結果則進一步證實,miR-203 在食管癌 TE1、EC109 細胞系中的表達量顯著降低,而轉染 miR-203 后則腫瘤細胞倍增時間明顯延長,同時細胞凋亡比例顯著升高,并伴隨細胞侵襲性的下降,同樣提示 miR-203 可能發揮著抑癌基因的作用。
4.8 miR-203 與宮頸癌
有關 miR-203 與宮頸癌相關性的研究目前主要集中于miR-203 的靶基因及信號轉導通路。 Zhao等[44]分析檢測了 miR-203 在宮頸癌與正常宮頸組織中的表達水平,結果提示,宮頸癌組織中 miR-203 呈顯著低表達(P<0.001),經人工轉染誘導人宮頸癌 SiHa 細胞系中 miR-203 過表達后,該細胞系細胞增殖力有顯著降低。另一組來自該小組的研究[45]支持上述結論,同時低表達的 miR-203 水平常預示著更高的淋巴結轉移率(P=0.001,OR=0.849)。Zhu 等[46]通過定量實時 PCR 法技術檢測了 34 對宮頸癌及相應正常宮頸組織中 miR-203 水平,結果顯示,宮頸癌組織及細胞系中 miR-203 表達降低均非常顯著(P<0.01)。而后,該小組使用 TargetScan、PicTar、miRanda 三種算法來推定 miR-203 的靶基因,發現血管內皮生長因子 α(vascular endothelial growth factor alpha,VEGFA)的 3′-UTR 區包含一段與 miR-203 的互補序列,鑒于 VEGFA 在促進腫瘤生長及血管生成方面的重要作用[47],故該小組克隆了一段含有 VEGFA 3′-UTR 末端的野生型基因序列,連接于 pGL3 載體,并轉染至上述人宮頸癌細胞系,其后在誘導出 miR-203 高表達的 SiHa 和 CaSki 細胞系中檢測出了該野生基因序列的顯著降低(P<0.01);在誘導 miR-203 基因突變或者轉染 anti-miR-203 之后,該野生型基因序列亦隨之上升。綜上,該小組認為 miR-203 通過抑制靶基因 VEGFA 達到抑制腫瘤生長和血管再生的作用。
4.9 miRNA-203 與鼻咽癌
富含半胱氨酸的酸性分泌蛋白(secreted protein acidic and rich in cysteine,SPARC)是一種多功能鈣結合糖蛋白,廣泛參與機體的生理和病理過程。有研究[48]利用芯片雜交技術檢測原代培養的鼻咽癌細胞系中 miR-203 的表達水平,結果發現,miR-203 的表達水平比正常鼻咽癌上皮細胞中低 2 倍以上,而相對正常培養的鼻咽部黏膜上皮細胞,SPARC 在原代培養的鼻咽癌細胞中則呈高表達,進一步運用靶基因預測軟件結合全基因組表達譜芯片分析,提示SPARC 可能是 miR-203 的靶基因之一,miR-203 可通過調節 SPARC 的表達參與鼻咽癌的發生和進展,發揮著促癌因子的作用。
4.10 miR-203 與肝細胞癌
肝細胞癌是世界上最常見的惡性腫瘤之一,近年來發病率有逐年上升趨勢,其中我國每年新發肝細胞癌患者占全球的 50% 以上[49]。由于藥物治療的效果一直不能令人滿意,人們一直在試圖尋找新的治療方法。
miR-203 在其他惡性腫瘤中的作用給了人們新的啟示,相關研究也相繼開展。Murakami 等[50]首先報道了有關肝細胞癌中 miRNAs 的異常表達譜,其通過對乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒、肝硬化及肝細胞癌中 miRNAs 表達譜進行系統的對比分析,證實了 miRNAs 的異常表達與肝細胞癌的發生和發展存在顯著的相關性,而且推測其在慢性乙肝、肝硬化及肝癌的所謂“肝癌三部曲”早期即參與整個疾病的發展。
基因中 CpG 島的甲基化被認為是導致很多抑癌基因失活的原因之一[51]。2010年, Furuta 等[52]檢測了肝細胞癌細胞株和非癌肝組織中的包含 CpG 島的 43 個基因位點的甲基化狀態,這 43 個基因位點位于 39 個成熟的 miRNAs 周圍,結果發現,在肝細胞癌細胞株中有 11 個 miRNA 基因周圍的 CpG 島頻繁地出現甲基化,而非癌肝組織中則無此現象;通過比較這 11 個 miRNA 甲基化情況、基因表達情況和經 5-雜氮胞苷治療后表達的恢復情況,發現其中的 3 個(miR-124、miR-203 和 miR-375)通過 CpG 島的甲基化誘導基因沉默;而通過對原發性肝癌組織及其相應非癌組織進行比較,發現只有 miR-124 和 miR-203 出現了腫瘤特異性的甲基化,其表達水平與 CpG 島甲基化狀態呈反相關;高表達 miR-124 或 miR-203 的肝細胞癌細胞系會出現細胞生長抑制,這表明 miR-203 作為抑癌基因參與肝細胞癌的發生和發展,而基因周圍 CpG 島的甲基化是導致 miR-203 沉默進而導致肝癌發生的機制之一。Chen 等[53]研究了肝細胞癌患者術前腫瘤組織中 miR-203 含量與移植術后腫瘤復發率及生存期的關系,結果提示,16 例術后復發患者的腫瘤組織中 miR-203 水平要明顯低于 50 例未復發患者(P=0.003);并且,術前高表達的 miR-203 預示著更好的 5 年生存率(P=0.014)和更低的復發率(P=0.003)。
通過大量研究,人們對 miR-203 的基本特征及生物學功能等有了初步了解,認識到 miR-203 參與了肝癌演進的各個階段,并且同時調控著多個生物學程序,在肝癌演進過程中扮演了關鍵作用。但目前關于 miR-203 與肝癌關系的研究主要集中在對 miR-203 與靶基因關系的揭示,而對信號通路關系的探討相對缺乏,對 miR-203 在肝癌演進各階段的時空特異性,miR-203 與膜轉運蛋白介導肝癌多藥耐藥關系等問題的研究更是鮮見報道,因此距完全闡明 miR-203 與肝癌間相互作用機制還需要人們的更進一步的研究。作為目前肝癌研究的熱點,通過對 miR-203 參與肝癌演進的分子機制的深入研究,將為今后肝癌的臨床治療提供依據,為人類攻克肝癌開辟新的視野。
5 展望
盡管目前有關 miR-203 在惡性腫瘤中的作用的研究結果令人振奮,但只有 miR-203 的少部分生物學功能得到鑒定,與之相對應的下游靶基因的調控機制尚未闡明,其在許多基因表達調控方面的作用機制仍需進一步的研究來證實。隨著相關研究的不斷深入,將來 miR-203 有可能在腫瘤的分級、分類、診斷、治療及預后方面起更加積極作用。
微小 RNA(microRNA,miRNA)是在多種真核生物中發現的一類由內源性基因編碼的非編碼單鏈 RNA,長度約 21~27 個堿基序列,在進化上具有高度的保守性及組織特異性。主要通過與目標 mRNA 的互補性結合,引起目標 mRNA 的降解或翻譯抑制,從而影響細胞的增殖、分化和凋亡。Lee 等[1]于 1993 年在線蟲(C.elegans)體內發現了第一種由 miRNA 編碼的特異性表達的基因 lin-4,開啟了 miRNA 研究的先河。大量的研究表明,miRNA 與人類腫瘤的發生和發展密切相關,其通過調控細胞的增殖、分化、凋亡[2]、個體的生長代謝[3]等多個生命活動參與疾病的發生與發展。miRNA-203(miR-203)是近年來發現的一種皮膚特異性 miRNA,除參與表皮的構成外,亦可作為抑癌或致癌因子參與多種腫瘤細胞的增殖和轉移[4]。現將從 miR-203 的定位、組織分布及其與相關腫瘤的作用機制等方面進行闡述。
1 miR-203 的定位
人類 miR-203 基因位于 14 號染色體的 14q32,33 區域[5],該染色體含有的 miRNA 序列密度很高,編碼了人類目前已知的約 12% 的 miRNA[6-7];同時該區域亦是染色體上的脆性區域,其雜合性的丟失可能是機體發生惡性腫瘤的重要促發因素之一[8]。
2 miR-203 的組織分布
成熟的 miR-203 在不同的組織中呈差異性表達,其主要表達于鱗狀上皮細胞中,在皮膚中的表達比在其他器官中高出 100 倍[9],它不僅參與胚胎期表皮層的分化,且與人類牛皮癬、銀屑病等疾患密切相關。
3 miR-203 的作用靶點
miR-203 可通過與多種目標靶點相互作用而發揮功能,如轉錄因子、分泌蛋白、受體、轉運蛋白等[10]。研究表明,由 miR-203 啟動的下游基因甲基化或表達失調可引起大量靶基因的表達異常,如 ΔNp63[11]、ABL1 基因[12]、Akt2 基因[13]等。到目前為止,研究比較明確的靶基因產物是轉錄因子 ΔNp63α。p63 是抑癌基因 p53 的成員之一,現已被確定的 p63同源體共有兩類(TA及ΔN)14 種[14],ΔNp63α 即為其 ΔN 型同源體。ΔNp63α 通過激活細胞生長及增殖相關基因及負性調節細胞周期抑制因子從而促進腫瘤細胞增殖,發揮出類似于促癌基因的功能[15]。與此同時,來自 Lena 等[16]的研究結果顯示,上皮組織間 miR-203 與 ΔNp63α 之間存在相反的表達關系,過表達的 miR-203 可以明顯下調 ΔNp63α 的表達,進而認為 miR-203 可能直接作用于 ΔNp63α,并影響下游產物的表達,從而抑制表皮細胞及鱗狀細胞的增殖。現有的證據[11]表明,miR-203 在轉錄后水平抑制ΔNp63表達,進而影響細胞的轉導通路,發揮抑癌作用。
4 miR-203 與相關腫瘤及可能作用機制
4.1 miR-203 與前列腺癌
前列腺的腺體由上皮細胞及基底細胞組成,外層的基底細胞是否缺失是鑒別前列腺病變良惡性的一個重要依據[17]。Porkka 等[18]于 2007 年首次系統報道了 miRNA 在前列腺癌中的表達譜,分析了其在良、惡性前列腺腫瘤中miRNA的表達差異,在所有受檢 miRNA 中,51 種被證實存在表達差異,其中 37 種 miRNA 在前列腺惡性腫瘤中呈顯著低表達。肖虹等[19]則檢測了 miR-203在前列腺癌和前列腺良性增生組織中的表達情況,發現在前列腺癌組織中 miR-203 的相對表達量較前列腺良性增生組織中明顯升高,在腫瘤的發生、發展中表現出明顯的致癌性 miRNA 作用。然而亦有研究[20-21]指出,相較于正常前列腺組織,骨轉移前列腺癌原發灶中 miR-203 表達持續性下調,重新誘導表達 miR-203 后,腫瘤轉移及增殖受到明顯抑制,提示 miR-203 在骨轉移前列腺癌患者中體現出抑癌作用。
4.2 miR-203 與乳腺癌
目前已有多篇關于 miRNA 與乳腺癌發病之間關系的文獻報道,研究結果不甚一致。Luo 等[22]通過對功能性 miRNA 基因的相互作用與乳腺癌細胞的 miRNA 和 mRNA 表達譜分析,結果顯示,miR-203 在乳腺癌組織中呈低表達,提示 miR-203 是作為抑癌基因參與乳腺癌的進展。Iorio 等[23]則得出了相反的結論,其通過基因芯片技術檢測了 76 例乳腺癌初診患者及 34 例正常人乳腺中數百種 miRNA 表達譜,結果顯示,相較于正常乳腺組織,乳腺癌患者病灶中 miR-203 含量明顯升高,提示 miR-203 為乳腺癌的促癌基因。故此,目前關于 miR-203 是作為抑癌因素或是促癌因素參與乳腺癌的疾病過程,有待于進一步的證實。
4.3 miR-203 與黑色素瘤
黑色素瘤是一種起源于黑色素細胞、具有極強侵襲性和遠處轉移能力的惡性腫瘤,從正常黑色素細胞到惡性黑色素瘤的疾病過程中,miRNAs 通過對靶基因的調控,調節關鍵蛋白的表達,從而影響黑色素瘤的發生及發展。上皮間質轉化與惡性腫瘤的發生和進展密切相關,其可以增加腫瘤細胞的轉移能力和侵襲性,表現為上皮細胞極性消失、細胞黏附性減弱,同時鈣黏蛋白 E(E-cadherin)表達持續下調是其發生的重要標志之一[24]。van Kempen 等[25]研究結果表明,腫瘤厚度的增加與 miR-203 的表達缺失存在顯著的正相關(P<0.01,FDR<0.002),同時 miR-203 的表達缺失亦預示著較低的無遠處轉移生存率(logrankP=0.006),同時亦顯示了 miR-203 的表達缺失降低了 E-cadherin 的表達,據此推測,miR-203 是作為抑癌因子參與黑色素瘤的進展。
4.4 miR-20 與肺癌
目前的基本傾向認為 miR-203 是作為抑癌因子參與肺癌的進展。Jin 等[26]采用定量實時 PCR 法檢測了體外培養的肺癌細胞 A549、HCC827、NCI-H1299、95-D 以及正常人支氣管上皮細胞中 miR-203 的表達,證實 miR-203 的表達在肺癌細胞中較其在正常支氣管上皮細胞中明顯降低(P<0.01);在行人工轉染 miR-203 后,95-D 細胞系中 survivin 蛋白的含量顯著降低(P<0.01),并伴隨腫瘤細胞活力的降低(P<0.05)、細胞增殖指數降低(P<0.05)、凋亡細胞數增加(P<0.01)以及腫瘤侵襲性的降低(P<0.01),由此得出,miR-203作為抑癌因子參與肺癌的發生及進展。以上結論亦得到了 Wang 等[27]的數據支持,該團隊通過免疫組織化學及免疫印跡技術檢測了正常肺組織及肺癌組織中 SRC 蛋白(sarcoma protein)表達,結果顯示,肺癌組織中 SRC 蛋白含量明顯高于正常肺組織,而相應 SRC mRNA 基因則呈隨機表達;進一步檢測上述正常肺組織及肺癌組織中 miR-203 含量,則結果顯示肺癌組織中 miR-203 含量呈明顯低表達,而在通過轉導 pre-miR-203 誘導出 miR-203 高表達的 A549 人肺腺癌細胞系后,又成功檢測到 SRC 蛋白含量的明顯降低。據此,該團隊認為,miR-203 通過誘導 SRC 低表達從而在肺癌的發生及進展中扮演了抑癌因子的角色。
4.5 miR-203 與胃癌
miRNAs 可作為癌基因或抑癌基因在胃癌的發生和發展中發揮作用,已知在胃癌組織中呈高表達的 miRNA有 miR-21、miR-93、miR-106b-25、miR-221-222、miR-126、miR-130b、miR-181a、miR-196b、miR-372 等[28-35]。目前研究較多的 miR-200 家族,主要通過結合鋅指增強子結合蛋白1(zinc-finger E-box binding homeobox1,ZEB1)和 ZEB2 的 mRNA 的 3′-UTR 來抑制 ZEB1 和 ZEB2 的表達,進而提高 E-cadherin 水平,從而逆轉上皮間質轉化過程,降低瘤細胞的侵襲和遷移能力[36]。有關 miR-203 與胃癌關系的研究目前較少。有一項研究[37]認為,miR-203 的表達水平與胃癌大小(P=0.023)、類型(P=0.045)和分期(P=0.013)有關。
4.6 miR-203 與結直腸癌
結直腸癌是消化系統常見的惡性腫瘤,其發病率近年來逐漸上升,嚴重威脅人類生命。miRNAs 家族與結直腸癌的相關基因和通路有著廣泛的聯系,其在腫瘤局部浸潤、侵入血管、血行轉移以及在新的部位定居并增殖等一系列過程中發揮了至關重要的作用[38]。目前已報道的文獻中,關于結直腸癌組織中 miR-203 表達水平的變化還存在諸多爭議,其究竟是作為抑癌因子或者促癌因子參與結直腸癌的發生及進展目前尚未達成一致意見。有研究[39-40]指出,結直腸癌組織中 miR-203 表達水平低于腫瘤旁組織;亦有研究[41]認為,miR-203 在癌組織和癌旁組織中的表達差異不明顯。盡管相關研究意見尚未統一,但可以肯定的是,在結直腸癌患者的腫瘤組織中存在 miR-203 的表達異常,對于結直腸癌的臨床治療和科學研究有著巨大的潛在意義。
4.7 miR-203 與食管癌
現有研究表明 miR-203 在食管癌組織中呈低表達。Feber 等[42]發現,miR-203 在食管鱗狀細胞癌和腺癌組織中的表達量僅為正常組織中的 10%~50%,提示 miR-203 在食管癌中可能具有抑癌基因的功能。以上結論亦得到梁佳等[43]的證實,該團隊在 50 例食管鱗狀細胞癌組織及其癌旁組織中檢測了 miR-203 的表達水平,結果顯示,miR-203 在食管鱗狀細胞癌組織中的表達量顯著低于其對應的癌旁組織(P<0.01),且Ⅲ期和Ⅳ期患者癌組織中 miR-203 的表達亦顯著低于Ⅰ期和Ⅱ期患者(P<0.05),低分化組患者癌組織中 miR-203 的表達顯著低于中高分化組(P<0.05)。來自 Yuan 等[11]的結果則進一步證實,miR-203 在食管癌 TE1、EC109 細胞系中的表達量顯著降低,而轉染 miR-203 后則腫瘤細胞倍增時間明顯延長,同時細胞凋亡比例顯著升高,并伴隨細胞侵襲性的下降,同樣提示 miR-203 可能發揮著抑癌基因的作用。
4.8 miR-203 與宮頸癌
有關 miR-203 與宮頸癌相關性的研究目前主要集中于miR-203 的靶基因及信號轉導通路。 Zhao等[44]分析檢測了 miR-203 在宮頸癌與正常宮頸組織中的表達水平,結果提示,宮頸癌組織中 miR-203 呈顯著低表達(P<0.001),經人工轉染誘導人宮頸癌 SiHa 細胞系中 miR-203 過表達后,該細胞系細胞增殖力有顯著降低。另一組來自該小組的研究[45]支持上述結論,同時低表達的 miR-203 水平常預示著更高的淋巴結轉移率(P=0.001,OR=0.849)。Zhu 等[46]通過定量實時 PCR 法技術檢測了 34 對宮頸癌及相應正常宮頸組織中 miR-203 水平,結果顯示,宮頸癌組織及細胞系中 miR-203 表達降低均非常顯著(P<0.01)。而后,該小組使用 TargetScan、PicTar、miRanda 三種算法來推定 miR-203 的靶基因,發現血管內皮生長因子 α(vascular endothelial growth factor alpha,VEGFA)的 3′-UTR 區包含一段與 miR-203 的互補序列,鑒于 VEGFA 在促進腫瘤生長及血管生成方面的重要作用[47],故該小組克隆了一段含有 VEGFA 3′-UTR 末端的野生型基因序列,連接于 pGL3 載體,并轉染至上述人宮頸癌細胞系,其后在誘導出 miR-203 高表達的 SiHa 和 CaSki 細胞系中檢測出了該野生基因序列的顯著降低(P<0.01);在誘導 miR-203 基因突變或者轉染 anti-miR-203 之后,該野生型基因序列亦隨之上升。綜上,該小組認為 miR-203 通過抑制靶基因 VEGFA 達到抑制腫瘤生長和血管再生的作用。
4.9 miRNA-203 與鼻咽癌
富含半胱氨酸的酸性分泌蛋白(secreted protein acidic and rich in cysteine,SPARC)是一種多功能鈣結合糖蛋白,廣泛參與機體的生理和病理過程。有研究[48]利用芯片雜交技術檢測原代培養的鼻咽癌細胞系中 miR-203 的表達水平,結果發現,miR-203 的表達水平比正常鼻咽癌上皮細胞中低 2 倍以上,而相對正常培養的鼻咽部黏膜上皮細胞,SPARC 在原代培養的鼻咽癌細胞中則呈高表達,進一步運用靶基因預測軟件結合全基因組表達譜芯片分析,提示SPARC 可能是 miR-203 的靶基因之一,miR-203 可通過調節 SPARC 的表達參與鼻咽癌的發生和進展,發揮著促癌因子的作用。
4.10 miR-203 與肝細胞癌
肝細胞癌是世界上最常見的惡性腫瘤之一,近年來發病率有逐年上升趨勢,其中我國每年新發肝細胞癌患者占全球的 50% 以上[49]。由于藥物治療的效果一直不能令人滿意,人們一直在試圖尋找新的治療方法。
miR-203 在其他惡性腫瘤中的作用給了人們新的啟示,相關研究也相繼開展。Murakami 等[50]首先報道了有關肝細胞癌中 miRNAs 的異常表達譜,其通過對乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒、肝硬化及肝細胞癌中 miRNAs 表達譜進行系統的對比分析,證實了 miRNAs 的異常表達與肝細胞癌的發生和發展存在顯著的相關性,而且推測其在慢性乙肝、肝硬化及肝癌的所謂“肝癌三部曲”早期即參與整個疾病的發展。
基因中 CpG 島的甲基化被認為是導致很多抑癌基因失活的原因之一[51]。2010年, Furuta 等[52]檢測了肝細胞癌細胞株和非癌肝組織中的包含 CpG 島的 43 個基因位點的甲基化狀態,這 43 個基因位點位于 39 個成熟的 miRNAs 周圍,結果發現,在肝細胞癌細胞株中有 11 個 miRNA 基因周圍的 CpG 島頻繁地出現甲基化,而非癌肝組織中則無此現象;通過比較這 11 個 miRNA 甲基化情況、基因表達情況和經 5-雜氮胞苷治療后表達的恢復情況,發現其中的 3 個(miR-124、miR-203 和 miR-375)通過 CpG 島的甲基化誘導基因沉默;而通過對原發性肝癌組織及其相應非癌組織進行比較,發現只有 miR-124 和 miR-203 出現了腫瘤特異性的甲基化,其表達水平與 CpG 島甲基化狀態呈反相關;高表達 miR-124 或 miR-203 的肝細胞癌細胞系會出現細胞生長抑制,這表明 miR-203 作為抑癌基因參與肝細胞癌的發生和發展,而基因周圍 CpG 島的甲基化是導致 miR-203 沉默進而導致肝癌發生的機制之一。Chen 等[53]研究了肝細胞癌患者術前腫瘤組織中 miR-203 含量與移植術后腫瘤復發率及生存期的關系,結果提示,16 例術后復發患者的腫瘤組織中 miR-203 水平要明顯低于 50 例未復發患者(P=0.003);并且,術前高表達的 miR-203 預示著更好的 5 年生存率(P=0.014)和更低的復發率(P=0.003)。
通過大量研究,人們對 miR-203 的基本特征及生物學功能等有了初步了解,認識到 miR-203 參與了肝癌演進的各個階段,并且同時調控著多個生物學程序,在肝癌演進過程中扮演了關鍵作用。但目前關于 miR-203 與肝癌關系的研究主要集中在對 miR-203 與靶基因關系的揭示,而對信號通路關系的探討相對缺乏,對 miR-203 在肝癌演進各階段的時空特異性,miR-203 與膜轉運蛋白介導肝癌多藥耐藥關系等問題的研究更是鮮見報道,因此距完全闡明 miR-203 與肝癌間相互作用機制還需要人們的更進一步的研究。作為目前肝癌研究的熱點,通過對 miR-203 參與肝癌演進的分子機制的深入研究,將為今后肝癌的臨床治療提供依據,為人類攻克肝癌開辟新的視野。
5 展望
盡管目前有關 miR-203 在惡性腫瘤中的作用的研究結果令人振奮,但只有 miR-203 的少部分生物學功能得到鑒定,與之相對應的下游靶基因的調控機制尚未闡明,其在許多基因表達調控方面的作用機制仍需進一步的研究來證實。隨著相關研究的不斷深入,將來 miR-203 有可能在腫瘤的分級、分類、診斷、治療及預后方面起更加積極作用。