引用本文: 王加琪, 張一帆, 張研, 王振宇, 陳穎, 姜義. microRNA-200 家族在三陰性乳腺癌中的研究進展. 中國普外基礎與臨床雜志, 2019, 26(8): 1002-1006. doi: 10.7507/1007-9424.201904076 復制
乳腺癌是全球女性中發病率及死亡率最高的惡性腫瘤[1],其中三陰性乳腺癌(triple-negative breast cancer,TNBC)占所有乳腺癌的 15%~20%,其特點是雌激素受體(ER)、孕激素受體(PR)和人表皮生長因子受體-2(HER-2)的缺失[2]。TNBC 常發生于年輕女性,在黑人種族中更為常見,且復發轉移率較高[3]。其生物學特性包括高增殖活性、免疫滲透增加、基底樣和間充質表型、同源重組缺乏等[4]。TNBC 作為一種異質性疾病,由于具有較高的侵襲性及缺乏有效的靶向治療方案,往往提示不良的預后[5]。對于 TNBC 的分子分析和靶向治療一直其治療中的研究熱點。microRNAs(miRs)是一類由 20~22 個核苷酸組成的非編碼單鏈小分子 RNA,其初始轉錄產物初級 miRNA(primary miRNA,pri-miRNA)由 RNA 聚合酶合成,經過核糖核酸酶Ⅲ(RNase Ⅲ)家族酶 Drosha 的進一步酶切,將 pri-miRNA 的 3′ 和 5′ 區的過量核苷酸切除合成前體 miRNA(miRNA precursor,pre-miRNA)并釋放入細胞質。該中間產物隨后經 Dicer 酶加工形成不完全成熟的 miR,miR 雙鏈體的一條鏈通過堿基互補配對,與 mRNA 的 3′ 非翻譯區(3′UTR)結合,摻入 RNA 誘導的沉默復合體(RISC),觸發后續的靶基因 mRNA 沉默,從而調控轉錄后基因表達水平[6]。腫瘤發生發展過程中有多重 miRs 表達發生改變,靶向下游基因表達,從而在細胞增殖、凋亡、細胞周期和分化過程中發揮重要作用;在不同類型的腫瘤中,miRs 扮演著促癌基因和抑癌基因 2 種角色[7-8]。近年來,miR-200 家族在 TNBC 中的研究廣泛,參與了腫瘤的增殖、侵襲、轉移、耐藥等多個方面。筆者現就 miR-200 家族在 TNBC 中的研究進展作一綜述。
1 miR-200 家族概述
已知的 miR-200 家族由 5 個成員組成,分別為 miR-200a、miR-200b、miR-200c、miR-141 和 miR-429。基于其在染色體的位置可以分為兩簇:miR-200a、miR-200b 和 miR-429 位于染色體 1,miR-200c 和miR-141 位于染色體 12。這兩簇作為兩個單獨的多順反子 pri-miRNA 轉錄物,可以差異調節細胞活力、細胞分裂、細胞周期進展、分化、細胞凋亡、自我更新、逆轉腫瘤發展和進展過程中的化學抗性,以及上皮-間質轉換(epithelial mesenchymal transition,EMT)[9]。在大多數研究中,miR-200 家族成員發揮著抑癌基因的作用,參與包括肺癌、卵巢癌、結直腸癌、肝癌、乳腺癌等多種惡性腫瘤的發生與發展[10-14]。除此之外,miR-200 還可作為糖尿病及糖尿病腎病、退行性肌肉骨骼系統疾病、二葉式主動脈畸形患者主動脈疾病、纖維化克羅恩病等的潛在治療靶點[15-19]。
2 miR-200 與 TNBC 的增殖
血管生成的定義為新生的血管形成,為腫瘤的生長提供氧氣和營養,是腫瘤發展的主要機制。血管生成抑制在 TNBC 中受到了特別的關注[20]。D’Ippolito 等[21]研究了 miR-200 在血小板衍生生長因子受體 β(Platelet-derived growth factor receptors,PDGFR-β)介導的血管生成中的作用,結果表明,miR-200c 的過表達與腫瘤血管腔隙數目呈負相關。miR-200 的異位表達通過靶向 E 盒結合鋅指蛋白 1(zinc finger E-box-binding protein,ZEB1)間接降低了 PDGFR-β 蛋白的水平,抑制了 TNBC 中的血管形成。劉棣等[22]定量檢測了 TNBC 細胞株中 miR-200a/b/c 的表達情況,并通過 miR-200b 抑制劑及擬似物分別抑制、促進 miR-200b 的表達,以進一步探究其在 TNBC 中的調控作用。結果顯示,miR-200家族在 TNBC 細胞株中呈低表達;相較于陰性對照組,miR-200b 的表達下調導致細胞增殖速率增高,而上調 miR-200b 的表達后細胞增殖速率則降低,提示 miR-200b 在 TNBC 的細胞增殖中發揮負性調控作用[22]。Zhang 等[23]發現,高濃度的環磷酸腺苷(cAMP)在細胞中誘導細胞周期停滯和細胞凋亡,TNBC 細胞中 cAMP 的濃度較低。miR-200c 通過靶向磷酸二酯酶 7B(PDE7B)提高 TNBC 細胞中的 cAMP 濃度后,能夠有效抑制 TNBC 細胞的生長和腫瘤的發展。Li 等[24]探索了 miR-200 家族的兩個成員—miR-200b-3p 和 miR-429-5p 在 TNBC 細胞增殖和遷移中的作用,并對其潛在的靶基因和信號通路進行了驗證,結果發現,Lim 域激酶 1(Lim domain kinase 1,LIMK1)是 miR-200b-3p 以及miR-429-5p 的直接靶基因;miR-200b-3p 和 miR-429-5p過表達后能通過 LIMK1/絲切蛋白 1(coffin1,CFL1)途徑顯著抑制 TNBC 細胞的增殖、遷移和侵襲,提示 LIMK1/CFL1 途徑有可能是 TNBC 治療的潛在靶點。
3 miR-200 與 TNBC 的侵襲轉移
侵襲和轉移是腫瘤進展的關鍵步驟,也是影響患者生存的主要因素,是目前研究的熱點及難點。其中 EMT 是導致惡性腫瘤侵襲和轉移的主要機制之一[25]。EMT 誘發正常乳腺上皮細胞的一系列生物學改變,使正常乳腺上皮細胞逐漸失去細胞間的黏附能力,最終使細胞獲得間充質細胞的運動和遷移特性。它通過抑制凋亡和促進細胞外基質產生,從而增強腫瘤細胞的侵襲轉移能力[26]。許多轉錄因子,如 Snail、Slug、ZEB 等通過抑制 E-鈣黏蛋白的表達,參與 EMT 誘導過程[27]。miR-200 家族通過靶向 E-鈣黏蛋白轉錄抑制因子 ZEB1 以及 ZEB2,在 EMT 的調控中發揮至關重要的作用[28]。同時,miR-200 與 ZEB 蛋白家族之間存在著雙向負反饋環,ZEB1 抑制 miR-200 家族中 miR 的表達,miR-200 家族也反過來抑制 ZEB1 的表達,從而實現互相調控[29]。此外,有研究[30]表明,基因甲基化是 miR-200c/ZEB1 軸調節的重要元素,低水平的 miR-200c 表達和高水平的 miR-200c/miR-141 位點甲基化均與淋巴結轉移相關。不同于上述經典的調控機制,Rogers 等[31]的研究發現,miR-200c 通過直接靶向色氨酸分解代謝中的限速酶色氨酸-2, 3-雙加氧酶(tryptophan-2, 3-dioxygenase,TDO2)來減少色氨酸的分解代謝,從而逆轉 TNBC 的 EMT 過程。Pang 等[32]的研究表明,原癌基因 MYC 和 DNA 甲基轉移酶 3A(DNMT3A)介導的 DNA 甲基化在表觀遺傳水平調控 TNBC 中 miR‐200b 的表達。miR-200b 的過表達協同抑制包括 ZEB1、性別決定區 Y 框蛋白 2(sex determining region Y-box 2,SOX2)和 CD133 在內的靶基因,調控 TNBC 的 EMT 和微球體細胞形成,從而抑制 TNBC 的侵襲和轉移。Tsouko 等[33]發現,致癌基因 EPH 受體 A2(EPHA2)的表達與 TNBC 的生存較差有關,且其 3′UTR 與 miR-200a 相互作用可以抑制其表達。miR-200a 通過直接調節 EPHA2 來抑制 TNBC 的遷移能力。Humphries 等[34]的研究結果顯示,在小鼠原位異種移植模型中,miR-200b 的體外表達可以顯著降低 TNBC 的細胞遷移速率,并抑制腫瘤的轉移;miR-200b 表達的喪失在 TNBC 的侵襲過程中起著關鍵作用,其通過對蛋白激酶 Cα(PKCα)的靶向發揮作用。King 等[35]發現了一條新的信號通路:TTK 蛋白激酶的藥理學抑制和基因組沉默上調了 miR-200 家族成員的表達,并抑制了轉化生長因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)的信號傳導,阻礙了 TGF-β 和 Kruppel 樣因子 5(Kruppel like factor 5,KLF5)信號通路調節的 TNBC 細胞的 EMT 過程。Erturk 等[36]的一項回顧性研究評估了在 TNBC 進展中發揮作用的 miR 的表達譜以及 BRCA 突變在其調節中的作用,他們利用實時定量 PCR 技術,在 7 例 BRCA 突變陽性、6 例 BRCA 突變陰性的 TNBC 病例,以及 20 個非腫瘤組織中分析了 13 種與乳腺癌相關的 miRNA 的表達水平;結果表明,在攜帶 BRCA 突變的 TNBC 腫瘤中,miR-200c 的表達水平下調了 5.75 倍,這提示我們,miR-200c 可能參與了 BRCA 突變的 TNBC 的侵襲和轉移過程。
當前,miR-200 家族成員在乳腺癌的遷移和侵襲中的作用是有爭議的,這提示了 miR-200 作用機制的復雜性與雙向性。Choi 等[37]研究發現,盡管 miR-200a/200b/429 和 miR-141/200c 簇的過表達抑制 TNBC 細胞系 MDA-MB-231 的細胞增殖,但是通過黏著斑激酶(focal adhesion kinase,FAK)和磷脂酰肌醇 3 激酶(phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate 3-kinase,PI3K)/蛋白激酶 B(protein kinase B,AKT)介導的信號通路,可以增加血管內皮生長因子 A(VEGFA)的分泌,促進腫瘤細胞的遷移和侵襲能力。Jin 等[38]的研究通過分析原發性乳腺癌組織和癌癥基因組圖譜(TCGA)數據庫的數據后發現,miR-200c/141 簇的過表達上調了 TNBC 細胞系中的纖溶酶原激活物抑制劑-2(SerpinB2)的表達,并促進肺轉移和淋巴結轉移,與乳腺癌患者的轉移可能性增加和不良結局相關。
4 miR-200 與 TNBC 的治療及治療抵抗性
miR 應用于腫瘤治療的途徑包括直接或間接下調原癌 miR 的表達和上調抑癌 miR 的表達。組蛋白去乙酰化酶(histone deacetylases,HDACs)在維持染色質結構和調控包括抑癌基因在內的基因表達方面發揮重要的作用,是腫瘤治療的有效靶點。在腫瘤細胞中,miR-200 與 HDAC 分子之間存在反饋機制,提示 miR-200 可作為組蛋白乙酰化酶抑制劑,改變腫瘤相關基因的表達狀態,從而有效治療 TNBC[9]。此外,miR-200 在腫瘤增殖及侵襲轉移中參與的多種信號通路也是 TNBC 潛在的治療靶點。在治療過程中,為提高 miR 的生物穩定性及治療靶向性,還可以借助包括 miR-納米顆粒結合物、miR 海綿、細胞外囊泡、miR 掩飾技術等在內的各種 miR 運載工具[9]。
當前,TNBC 的傳統治療方案仍局限于手術、放療及化療,常見的化療手段包括術前新輔助化療、術后輔助化療及復發轉移解救性化療。蒽環類和紫杉類藥物是 TNBC 的標準化療方案,對于 BRCA 基因突變患者,鉑類藥物在化療中具有顯著療效。抑制化療耐藥或抵抗,以及在不提高放療劑量的前提下提高化療敏感性,是當前 TNBC 的治療中亟待解決的問題[39]。干細胞程序的重新激活與癌癥的持續進展以及根除性治療失敗密切相關。通過生成自我更新的癌癥干細胞(CSCs),使得 TNBC 對化療和放療更具抵抗力[40]。Notch 信號通路是調節 TNBC CSCs 存活的關鍵途徑[41]。近期一項研究[42]顯示,Notch 配體 Jagged2 在紫杉醇耐藥的 TNBC 細胞和組織中呈高表達。通過敲除 Jagged2 上調 miR-200 表達,可以抑制 TNBC 細胞的 CSC 特性和紫杉醇抗性。miR-200c 是增強 TNBC 放療敏感性的一個潛在靶點[43]。Sun 等[44]提出,miR-200c 在 TNBC 細胞系 MDA-MB-231 中的異位表達抑制了放射誘導的自噬小體生成,并使乳腺癌細胞對放療敏感,提示其介導的 miR-200c/泛醌蛋白 1(UBQLN1)途徑是可行的治療策略。詹軍芳等[45]的研究表明,miR-200c 的過表達可能抑制了 ZEB1 的表達水平,逆轉了細胞的 EMT 狀態且導致共濟失調毛細血管擴張突變基因蛋白(ATM)分子的表達下調,從而抑制了細胞的 DNA 修復能力,提高了腫瘤細胞對放療的敏感性。
5 miR-200 與 TNBC 的診斷及預后
早期的診斷、對治療進展和預后的監測是影響 TNBC 患者結局的重要環節。相較于組織標志物,循環系統標志物更容易獲得,適用于腫瘤篩查和定期隨訪。多項研究[46-51]表明,miR 在細胞外穩定存在,是構成血清中循環核酸的主要部分,循環 miR 可以作為乳腺癌預后和預測性的生物標志物。Madhavan 等[52]通過 TaqMan 低密度陣列分析了 40 例轉移性乳腺癌(metastatic breast cancer,MBC)患者的血漿 miR,鑒定了具有預后能力的 miR,并分別在 2 個隊列(237 例和 335 例 MBC 患者)中驗證了該結果,最終得到了包括 miR-200 家族在內的 16 種與總生存期(overall survival,OS)和無進展生存期(progression-free survival,PFS)密切相關的 miRs,構成了 miR 預后模板(prognostic miRNA panel template,PROMPT)。Nied?wiecki 等[48]的研究比較了 TNBC 患者和 ER/PR 陽性乳腺癌患者血清中的 miR-200c 水平,發現循環 miR-200c 在 TNBC 患者中的表達水平較低。由于 miR-200c 的表達調控 TNBC 的侵襲轉移,因而循環 miR-200c 可以用作乳腺癌轉移患者治療決策前的檢測。
當前,關于外泌體的研究越來越多,基于外泌體 miR 的液體組織活檢可以用作改善乳腺癌診斷和預后的補充臨床工具[53]。miR-200 作為循環生物標志物,在臨床的應用中尚有幾個需要克服的問題:在動物模型中缺乏 miR-200 表達系統、缺乏充分表征的患者組織或血清作為配對樣品和昂貴且耗時的 miR 檢測方法[54]。
6 小結及展望
TNBC 作為乳腺癌的特殊亞型,具有較高的侵襲轉移及復發風險,相較于其他亞型往往提示不良結局。傳統的治療方案由于缺乏治療靶點,往往療效不佳。當前關于 TNBC 治療的研究熱點是基于其生物學特性和分子分型的靶向治療、免疫抑制治療及多種方案的聯合治療。miR-200 家族在 TNBC 的增殖、侵襲轉移及治療抵抗性中發揮重要的作用。同時,它也是潛在的治療靶點和生物預測因子。盡管 miR 的治療前景得到了肯定,然而尚未在臨床得到常規應用。這可能與現有的 miR-200 在 TNBC 中的研究結果存在不一致性,不同的信號通路及細胞環境可能導致不同的靶向作用,潛在的靶外效應和副作用等問題有關。因而在運用 miR 進行靶向治療的時候,必須綜合評估其治療益處和不良反應,從而實現療效獲益。miR-200 在 TNBC 發生發展中的雙向作用提示我們 miR-200 調控機制的復雜性,其不僅僅發揮單一的抑癌基因的作用。在未來的研究中,我們不能滿足于表面的結果呈遞,還需帶著批判的眼光進一步深入探究 miR-200 在 TNBC 中的作用機制及其應用價值。
重要聲明
利益沖突聲明:本文全體作者閱讀并理解了《中國普外基礎與臨床雜志》的政策聲明,我們沒有相互競爭的利益。
作者貢獻聲明:王加琪查閱文獻及撰寫論文,張一帆和張研指導論文寫作,王振宇和陳穎提出修改意見,姜義確定文章的方向和題目。
乳腺癌是全球女性中發病率及死亡率最高的惡性腫瘤[1],其中三陰性乳腺癌(triple-negative breast cancer,TNBC)占所有乳腺癌的 15%~20%,其特點是雌激素受體(ER)、孕激素受體(PR)和人表皮生長因子受體-2(HER-2)的缺失[2]。TNBC 常發生于年輕女性,在黑人種族中更為常見,且復發轉移率較高[3]。其生物學特性包括高增殖活性、免疫滲透增加、基底樣和間充質表型、同源重組缺乏等[4]。TNBC 作為一種異質性疾病,由于具有較高的侵襲性及缺乏有效的靶向治療方案,往往提示不良的預后[5]。對于 TNBC 的分子分析和靶向治療一直其治療中的研究熱點。microRNAs(miRs)是一類由 20~22 個核苷酸組成的非編碼單鏈小分子 RNA,其初始轉錄產物初級 miRNA(primary miRNA,pri-miRNA)由 RNA 聚合酶合成,經過核糖核酸酶Ⅲ(RNase Ⅲ)家族酶 Drosha 的進一步酶切,將 pri-miRNA 的 3′ 和 5′ 區的過量核苷酸切除合成前體 miRNA(miRNA precursor,pre-miRNA)并釋放入細胞質。該中間產物隨后經 Dicer 酶加工形成不完全成熟的 miR,miR 雙鏈體的一條鏈通過堿基互補配對,與 mRNA 的 3′ 非翻譯區(3′UTR)結合,摻入 RNA 誘導的沉默復合體(RISC),觸發后續的靶基因 mRNA 沉默,從而調控轉錄后基因表達水平[6]。腫瘤發生發展過程中有多重 miRs 表達發生改變,靶向下游基因表達,從而在細胞增殖、凋亡、細胞周期和分化過程中發揮重要作用;在不同類型的腫瘤中,miRs 扮演著促癌基因和抑癌基因 2 種角色[7-8]。近年來,miR-200 家族在 TNBC 中的研究廣泛,參與了腫瘤的增殖、侵襲、轉移、耐藥等多個方面。筆者現就 miR-200 家族在 TNBC 中的研究進展作一綜述。
1 miR-200 家族概述
已知的 miR-200 家族由 5 個成員組成,分別為 miR-200a、miR-200b、miR-200c、miR-141 和 miR-429。基于其在染色體的位置可以分為兩簇:miR-200a、miR-200b 和 miR-429 位于染色體 1,miR-200c 和miR-141 位于染色體 12。這兩簇作為兩個單獨的多順反子 pri-miRNA 轉錄物,可以差異調節細胞活力、細胞分裂、細胞周期進展、分化、細胞凋亡、自我更新、逆轉腫瘤發展和進展過程中的化學抗性,以及上皮-間質轉換(epithelial mesenchymal transition,EMT)[9]。在大多數研究中,miR-200 家族成員發揮著抑癌基因的作用,參與包括肺癌、卵巢癌、結直腸癌、肝癌、乳腺癌等多種惡性腫瘤的發生與發展[10-14]。除此之外,miR-200 還可作為糖尿病及糖尿病腎病、退行性肌肉骨骼系統疾病、二葉式主動脈畸形患者主動脈疾病、纖維化克羅恩病等的潛在治療靶點[15-19]。
2 miR-200 與 TNBC 的增殖
血管生成的定義為新生的血管形成,為腫瘤的生長提供氧氣和營養,是腫瘤發展的主要機制。血管生成抑制在 TNBC 中受到了特別的關注[20]。D’Ippolito 等[21]研究了 miR-200 在血小板衍生生長因子受體 β(Platelet-derived growth factor receptors,PDGFR-β)介導的血管生成中的作用,結果表明,miR-200c 的過表達與腫瘤血管腔隙數目呈負相關。miR-200 的異位表達通過靶向 E 盒結合鋅指蛋白 1(zinc finger E-box-binding protein,ZEB1)間接降低了 PDGFR-β 蛋白的水平,抑制了 TNBC 中的血管形成。劉棣等[22]定量檢測了 TNBC 細胞株中 miR-200a/b/c 的表達情況,并通過 miR-200b 抑制劑及擬似物分別抑制、促進 miR-200b 的表達,以進一步探究其在 TNBC 中的調控作用。結果顯示,miR-200家族在 TNBC 細胞株中呈低表達;相較于陰性對照組,miR-200b 的表達下調導致細胞增殖速率增高,而上調 miR-200b 的表達后細胞增殖速率則降低,提示 miR-200b 在 TNBC 的細胞增殖中發揮負性調控作用[22]。Zhang 等[23]發現,高濃度的環磷酸腺苷(cAMP)在細胞中誘導細胞周期停滯和細胞凋亡,TNBC 細胞中 cAMP 的濃度較低。miR-200c 通過靶向磷酸二酯酶 7B(PDE7B)提高 TNBC 細胞中的 cAMP 濃度后,能夠有效抑制 TNBC 細胞的生長和腫瘤的發展。Li 等[24]探索了 miR-200 家族的兩個成員—miR-200b-3p 和 miR-429-5p 在 TNBC 細胞增殖和遷移中的作用,并對其潛在的靶基因和信號通路進行了驗證,結果發現,Lim 域激酶 1(Lim domain kinase 1,LIMK1)是 miR-200b-3p 以及miR-429-5p 的直接靶基因;miR-200b-3p 和 miR-429-5p過表達后能通過 LIMK1/絲切蛋白 1(coffin1,CFL1)途徑顯著抑制 TNBC 細胞的增殖、遷移和侵襲,提示 LIMK1/CFL1 途徑有可能是 TNBC 治療的潛在靶點。
3 miR-200 與 TNBC 的侵襲轉移
侵襲和轉移是腫瘤進展的關鍵步驟,也是影響患者生存的主要因素,是目前研究的熱點及難點。其中 EMT 是導致惡性腫瘤侵襲和轉移的主要機制之一[25]。EMT 誘發正常乳腺上皮細胞的一系列生物學改變,使正常乳腺上皮細胞逐漸失去細胞間的黏附能力,最終使細胞獲得間充質細胞的運動和遷移特性。它通過抑制凋亡和促進細胞外基質產生,從而增強腫瘤細胞的侵襲轉移能力[26]。許多轉錄因子,如 Snail、Slug、ZEB 等通過抑制 E-鈣黏蛋白的表達,參與 EMT 誘導過程[27]。miR-200 家族通過靶向 E-鈣黏蛋白轉錄抑制因子 ZEB1 以及 ZEB2,在 EMT 的調控中發揮至關重要的作用[28]。同時,miR-200 與 ZEB 蛋白家族之間存在著雙向負反饋環,ZEB1 抑制 miR-200 家族中 miR 的表達,miR-200 家族也反過來抑制 ZEB1 的表達,從而實現互相調控[29]。此外,有研究[30]表明,基因甲基化是 miR-200c/ZEB1 軸調節的重要元素,低水平的 miR-200c 表達和高水平的 miR-200c/miR-141 位點甲基化均與淋巴結轉移相關。不同于上述經典的調控機制,Rogers 等[31]的研究發現,miR-200c 通過直接靶向色氨酸分解代謝中的限速酶色氨酸-2, 3-雙加氧酶(tryptophan-2, 3-dioxygenase,TDO2)來減少色氨酸的分解代謝,從而逆轉 TNBC 的 EMT 過程。Pang 等[32]的研究表明,原癌基因 MYC 和 DNA 甲基轉移酶 3A(DNMT3A)介導的 DNA 甲基化在表觀遺傳水平調控 TNBC 中 miR‐200b 的表達。miR-200b 的過表達協同抑制包括 ZEB1、性別決定區 Y 框蛋白 2(sex determining region Y-box 2,SOX2)和 CD133 在內的靶基因,調控 TNBC 的 EMT 和微球體細胞形成,從而抑制 TNBC 的侵襲和轉移。Tsouko 等[33]發現,致癌基因 EPH 受體 A2(EPHA2)的表達與 TNBC 的生存較差有關,且其 3′UTR 與 miR-200a 相互作用可以抑制其表達。miR-200a 通過直接調節 EPHA2 來抑制 TNBC 的遷移能力。Humphries 等[34]的研究結果顯示,在小鼠原位異種移植模型中,miR-200b 的體外表達可以顯著降低 TNBC 的細胞遷移速率,并抑制腫瘤的轉移;miR-200b 表達的喪失在 TNBC 的侵襲過程中起著關鍵作用,其通過對蛋白激酶 Cα(PKCα)的靶向發揮作用。King 等[35]發現了一條新的信號通路:TTK 蛋白激酶的藥理學抑制和基因組沉默上調了 miR-200 家族成員的表達,并抑制了轉化生長因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)的信號傳導,阻礙了 TGF-β 和 Kruppel 樣因子 5(Kruppel like factor 5,KLF5)信號通路調節的 TNBC 細胞的 EMT 過程。Erturk 等[36]的一項回顧性研究評估了在 TNBC 進展中發揮作用的 miR 的表達譜以及 BRCA 突變在其調節中的作用,他們利用實時定量 PCR 技術,在 7 例 BRCA 突變陽性、6 例 BRCA 突變陰性的 TNBC 病例,以及 20 個非腫瘤組織中分析了 13 種與乳腺癌相關的 miRNA 的表達水平;結果表明,在攜帶 BRCA 突變的 TNBC 腫瘤中,miR-200c 的表達水平下調了 5.75 倍,這提示我們,miR-200c 可能參與了 BRCA 突變的 TNBC 的侵襲和轉移過程。
當前,miR-200 家族成員在乳腺癌的遷移和侵襲中的作用是有爭議的,這提示了 miR-200 作用機制的復雜性與雙向性。Choi 等[37]研究發現,盡管 miR-200a/200b/429 和 miR-141/200c 簇的過表達抑制 TNBC 細胞系 MDA-MB-231 的細胞增殖,但是通過黏著斑激酶(focal adhesion kinase,FAK)和磷脂酰肌醇 3 激酶(phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate 3-kinase,PI3K)/蛋白激酶 B(protein kinase B,AKT)介導的信號通路,可以增加血管內皮生長因子 A(VEGFA)的分泌,促進腫瘤細胞的遷移和侵襲能力。Jin 等[38]的研究通過分析原發性乳腺癌組織和癌癥基因組圖譜(TCGA)數據庫的數據后發現,miR-200c/141 簇的過表達上調了 TNBC 細胞系中的纖溶酶原激活物抑制劑-2(SerpinB2)的表達,并促進肺轉移和淋巴結轉移,與乳腺癌患者的轉移可能性增加和不良結局相關。
4 miR-200 與 TNBC 的治療及治療抵抗性
miR 應用于腫瘤治療的途徑包括直接或間接下調原癌 miR 的表達和上調抑癌 miR 的表達。組蛋白去乙酰化酶(histone deacetylases,HDACs)在維持染色質結構和調控包括抑癌基因在內的基因表達方面發揮重要的作用,是腫瘤治療的有效靶點。在腫瘤細胞中,miR-200 與 HDAC 分子之間存在反饋機制,提示 miR-200 可作為組蛋白乙酰化酶抑制劑,改變腫瘤相關基因的表達狀態,從而有效治療 TNBC[9]。此外,miR-200 在腫瘤增殖及侵襲轉移中參與的多種信號通路也是 TNBC 潛在的治療靶點。在治療過程中,為提高 miR 的生物穩定性及治療靶向性,還可以借助包括 miR-納米顆粒結合物、miR 海綿、細胞外囊泡、miR 掩飾技術等在內的各種 miR 運載工具[9]。
當前,TNBC 的傳統治療方案仍局限于手術、放療及化療,常見的化療手段包括術前新輔助化療、術后輔助化療及復發轉移解救性化療。蒽環類和紫杉類藥物是 TNBC 的標準化療方案,對于 BRCA 基因突變患者,鉑類藥物在化療中具有顯著療效。抑制化療耐藥或抵抗,以及在不提高放療劑量的前提下提高化療敏感性,是當前 TNBC 的治療中亟待解決的問題[39]。干細胞程序的重新激活與癌癥的持續進展以及根除性治療失敗密切相關。通過生成自我更新的癌癥干細胞(CSCs),使得 TNBC 對化療和放療更具抵抗力[40]。Notch 信號通路是調節 TNBC CSCs 存活的關鍵途徑[41]。近期一項研究[42]顯示,Notch 配體 Jagged2 在紫杉醇耐藥的 TNBC 細胞和組織中呈高表達。通過敲除 Jagged2 上調 miR-200 表達,可以抑制 TNBC 細胞的 CSC 特性和紫杉醇抗性。miR-200c 是增強 TNBC 放療敏感性的一個潛在靶點[43]。Sun 等[44]提出,miR-200c 在 TNBC 細胞系 MDA-MB-231 中的異位表達抑制了放射誘導的自噬小體生成,并使乳腺癌細胞對放療敏感,提示其介導的 miR-200c/泛醌蛋白 1(UBQLN1)途徑是可行的治療策略。詹軍芳等[45]的研究表明,miR-200c 的過表達可能抑制了 ZEB1 的表達水平,逆轉了細胞的 EMT 狀態且導致共濟失調毛細血管擴張突變基因蛋白(ATM)分子的表達下調,從而抑制了細胞的 DNA 修復能力,提高了腫瘤細胞對放療的敏感性。
5 miR-200 與 TNBC 的診斷及預后
早期的診斷、對治療進展和預后的監測是影響 TNBC 患者結局的重要環節。相較于組織標志物,循環系統標志物更容易獲得,適用于腫瘤篩查和定期隨訪。多項研究[46-51]表明,miR 在細胞外穩定存在,是構成血清中循環核酸的主要部分,循環 miR 可以作為乳腺癌預后和預測性的生物標志物。Madhavan 等[52]通過 TaqMan 低密度陣列分析了 40 例轉移性乳腺癌(metastatic breast cancer,MBC)患者的血漿 miR,鑒定了具有預后能力的 miR,并分別在 2 個隊列(237 例和 335 例 MBC 患者)中驗證了該結果,最終得到了包括 miR-200 家族在內的 16 種與總生存期(overall survival,OS)和無進展生存期(progression-free survival,PFS)密切相關的 miRs,構成了 miR 預后模板(prognostic miRNA panel template,PROMPT)。Nied?wiecki 等[48]的研究比較了 TNBC 患者和 ER/PR 陽性乳腺癌患者血清中的 miR-200c 水平,發現循環 miR-200c 在 TNBC 患者中的表達水平較低。由于 miR-200c 的表達調控 TNBC 的侵襲轉移,因而循環 miR-200c 可以用作乳腺癌轉移患者治療決策前的檢測。
當前,關于外泌體的研究越來越多,基于外泌體 miR 的液體組織活檢可以用作改善乳腺癌診斷和預后的補充臨床工具[53]。miR-200 作為循環生物標志物,在臨床的應用中尚有幾個需要克服的問題:在動物模型中缺乏 miR-200 表達系統、缺乏充分表征的患者組織或血清作為配對樣品和昂貴且耗時的 miR 檢測方法[54]。
6 小結及展望
TNBC 作為乳腺癌的特殊亞型,具有較高的侵襲轉移及復發風險,相較于其他亞型往往提示不良結局。傳統的治療方案由于缺乏治療靶點,往往療效不佳。當前關于 TNBC 治療的研究熱點是基于其生物學特性和分子分型的靶向治療、免疫抑制治療及多種方案的聯合治療。miR-200 家族在 TNBC 的增殖、侵襲轉移及治療抵抗性中發揮重要的作用。同時,它也是潛在的治療靶點和生物預測因子。盡管 miR 的治療前景得到了肯定,然而尚未在臨床得到常規應用。這可能與現有的 miR-200 在 TNBC 中的研究結果存在不一致性,不同的信號通路及細胞環境可能導致不同的靶向作用,潛在的靶外效應和副作用等問題有關。因而在運用 miR 進行靶向治療的時候,必須綜合評估其治療益處和不良反應,從而實現療效獲益。miR-200 在 TNBC 發生發展中的雙向作用提示我們 miR-200 調控機制的復雜性,其不僅僅發揮單一的抑癌基因的作用。在未來的研究中,我們不能滿足于表面的結果呈遞,還需帶著批判的眼光進一步深入探究 miR-200 在 TNBC 中的作用機制及其應用價值。
重要聲明
利益沖突聲明:本文全體作者閱讀并理解了《中國普外基礎與臨床雜志》的政策聲明,我們沒有相互競爭的利益。
作者貢獻聲明:王加琪查閱文獻及撰寫論文,張一帆和張研指導論文寫作,王振宇和陳穎提出修改意見,姜義確定文章的方向和題目。