引用本文: 冯磊, 徐明清. miR-203 与肿瘤关系的研究进展. 中国普外基础与临床杂志, 2017, 24(2): 259-263. doi: 10.7507/1007-9424.201606045 复制
微小 RNA(microRNA,miRNA)是在多种真核生物中发现的一类由内源性基因编码的非编码单链 RNA,长度约 21~27 个碱基序列,在进化上具有高度的保守性及组织特异性。主要通过与目标 mRNA 的互补性结合,引起目标 mRNA 的降解或翻译抑制,从而影响细胞的增殖、分化和凋亡。Lee 等[1]于 1993 年在线虫(C.elegans)体内发现了第一种由 miRNA 编码的特异性表达的基因 lin-4,开启了 miRNA 研究的先河。大量的研究表明,miRNA 与人类肿瘤的发生和发展密切相关,其通过调控细胞的增殖、分化、凋亡[2]、个体的生长代谢[3]等多个生命活动参与疾病的发生与发展。miRNA-203(miR-203)是近年来发现的一种皮肤特异性 miRNA,除参与表皮的构成外,亦可作为抑癌或致癌因子参与多种肿瘤细胞的增殖和转移[4]。现将从 miR-203 的定位、组织分布及其与相关肿瘤的作用机制等方面进行阐述。
1 miR-203 的定位
人类 miR-203 基因位于 14 号染色体的 14q32,33 区域[5],该染色体含有的 miRNA 序列密度很高,编码了人类目前已知的约 12% 的 miRNA[6-7];同时该区域亦是染色体上的脆性区域,其杂合性的丢失可能是机体发生恶性肿瘤的重要促发因素之一[8]。
2 miR-203 的组织分布
成熟的 miR-203 在不同的组织中呈差异性表达,其主要表达于鳞状上皮细胞中,在皮肤中的表达比在其他器官中高出 100 倍[9],它不仅参与胚胎期表皮层的分化,且与人类牛皮癣、银屑病等疾患密切相关。
3 miR-203 的作用靶点
miR-203 可通过与多种目标靶点相互作用而发挥功能,如转录因子、分泌蛋白、受体、转运蛋白等[10]。研究表明,由 miR-203 启动的下游基因甲基化或表达失调可引起大量靶基因的表达异常,如 ΔNp63[11]、ABL1 基因[12]、Akt2 基因[13]等。到目前为止,研究比较明确的靶基因产物是转录因子 ΔNp63α。p63 是抑癌基因 p53 的成员之一,现已被确定的 p63同源体共有两类(TA及ΔN)14 种[14],ΔNp63α 即为其 ΔN 型同源体。ΔNp63α 通过激活细胞生长及增殖相关基因及负性调节细胞周期抑制因子从而促进肿瘤细胞增殖,发挥出类似于促癌基因的功能[15]。与此同时,来自 Lena 等[16]的研究结果显示,上皮组织间 miR-203 与 ΔNp63α 之间存在相反的表达关系,过表达的 miR-203 可以明显下调 ΔNp63α 的表达,进而认为 miR-203 可能直接作用于 ΔNp63α,并影响下游产物的表达,从而抑制表皮细胞及鳞状细胞的增殖。现有的证据[11]表明,miR-203 在转录后水平抑制ΔNp63表达,进而影响细胞的转导通路,发挥抑癌作用。
4 miR-203 与相关肿瘤及可能作用机制
4.1 miR-203 与前列腺癌
前列腺的腺体由上皮细胞及基底细胞组成,外层的基底细胞是否缺失是鉴别前列腺病变良恶性的一个重要依据[17]。Porkka 等[18]于 2007 年首次系统报道了 miRNA 在前列腺癌中的表达谱,分析了其在良、恶性前列腺肿瘤中miRNA的表达差异,在所有受检 miRNA 中,51 种被证实存在表达差异,其中 37 种 miRNA 在前列腺恶性肿瘤中呈显著低表达。肖虹等[19]则检测了 miR-203在前列腺癌和前列腺良性增生组织中的表达情况,发现在前列腺癌组织中 miR-203 的相对表达量较前列腺良性增生组织中明显升高,在肿瘤的发生、发展中表现出明显的致癌性 miRNA 作用。然而亦有研究[20-21]指出,相较于正常前列腺组织,骨转移前列腺癌原发灶中 miR-203 表达持续性下调,重新诱导表达 miR-203 后,肿瘤转移及增殖受到明显抑制,提示 miR-203 在骨转移前列腺癌患者中体现出抑癌作用。
4.2 miR-203 与乳腺癌
目前已有多篇关于 miRNA 与乳腺癌发病之间关系的文献报道,研究结果不甚一致。Luo 等[22]通过对功能性 miRNA 基因的相互作用与乳腺癌细胞的 miRNA 和 mRNA 表达谱分析,结果显示,miR-203 在乳腺癌组织中呈低表达,提示 miR-203 是作为抑癌基因参与乳腺癌的进展。Iorio 等[23]则得出了相反的结论,其通过基因芯片技术检测了 76 例乳腺癌初诊患者及 34 例正常人乳腺中数百种 miRNA 表达谱,结果显示,相较于正常乳腺组织,乳腺癌患者病灶中 miR-203 含量明显升高,提示 miR-203 为乳腺癌的促癌基因。故此,目前关于 miR-203 是作为抑癌因素或是促癌因素参与乳腺癌的疾病过程,有待于进一步的证实。
4.3 miR-203 与黑色素瘤
黑色素瘤是一种起源于黑色素细胞、具有极强侵袭性和远处转移能力的恶性肿瘤,从正常黑色素细胞到恶性黑色素瘤的疾病过程中,miRNAs 通过对靶基因的调控,调节关键蛋白的表达,从而影响黑色素瘤的发生及发展。上皮间质转化与恶性肿瘤的发生和进展密切相关,其可以增加肿瘤细胞的转移能力和侵袭性,表现为上皮细胞极性消失、细胞黏附性减弱,同时钙黏蛋白 E(E-cadherin)表达持续下调是其发生的重要标志之一[24]。van Kempen 等[25]研究结果表明,肿瘤厚度的增加与 miR-203 的表达缺失存在显著的正相关(P<0.01,FDR<0.002),同时 miR-203 的表达缺失亦预示着较低的无远处转移生存率(logrankP=0.006),同时亦显示了 miR-203 的表达缺失降低了 E-cadherin 的表达,据此推测,miR-203 是作为抑癌因子参与黑色素瘤的进展。
4.4 miR-20 与肺癌
目前的基本倾向认为 miR-203 是作为抑癌因子参与肺癌的进展。Jin 等[26]采用定量实时 PCR 法检测了体外培养的肺癌细胞 A549、HCC827、NCI-H1299、95-D 以及正常人支气管上皮细胞中 miR-203 的表达,证实 miR-203 的表达在肺癌细胞中较其在正常支气管上皮细胞中明显降低(P<0.01);在行人工转染 miR-203 后,95-D 细胞系中 survivin 蛋白的含量显著降低(P<0.01),并伴随肿瘤细胞活力的降低(P<0.05)、细胞增殖指数降低(P<0.05)、凋亡细胞数增加(P<0.01)以及肿瘤侵袭性的降低(P<0.01),由此得出,miR-203作为抑癌因子参与肺癌的发生及进展。以上结论亦得到了 Wang 等[27]的数据支持,该团队通过免疫组织化学及免疫印迹技术检测了正常肺组织及肺癌组织中 SRC 蛋白(sarcoma protein)表达,结果显示,肺癌组织中 SRC 蛋白含量明显高于正常肺组织,而相应 SRC mRNA 基因则呈随机表达;进一步检测上述正常肺组织及肺癌组织中 miR-203 含量,则结果显示肺癌组织中 miR-203 含量呈明显低表达,而在通过转导 pre-miR-203 诱导出 miR-203 高表达的 A549 人肺腺癌细胞系后,又成功检测到 SRC 蛋白含量的明显降低。据此,该团队认为,miR-203 通过诱导 SRC 低表达从而在肺癌的发生及进展中扮演了抑癌因子的角色。
4.5 miR-203 与胃癌
miRNAs 可作为癌基因或抑癌基因在胃癌的发生和发展中发挥作用,已知在胃癌组织中呈高表达的 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]。目前研究较多的 miR-200 家族,主要通过结合锌指增强子结合蛋白1(zinc-finger E-box binding homeobox1,ZEB1)和 ZEB2 的 mRNA 的 3′-UTR 来抑制 ZEB1 和 ZEB2 的表达,进而提高 E-cadherin 水平,从而逆转上皮间质转化过程,降低瘤细胞的侵袭和迁移能力[36]。有关 miR-203 与胃癌关系的研究目前较少。有一项研究[37]认为,miR-203 的表达水平与胃癌大小(P=0.023)、类型(P=0.045)和分期(P=0.013)有关。
4.6 miR-203 与结直肠癌
结直肠癌是消化系统常见的恶性肿瘤,其发病率近年来逐渐上升,严重威胁人类生命。miRNAs 家族与结直肠癌的相关基因和通路有着广泛的联系,其在肿瘤局部浸润、侵入血管、血行转移以及在新的部位定居并增殖等一系列过程中发挥了至关重要的作用[38]。目前已报道的文献中,关于结直肠癌组织中 miR-203 表达水平的变化还存在诸多争议,其究竟是作为抑癌因子或者促癌因子参与结直肠癌的发生及进展目前尚未达成一致意见。有研究[39-40]指出,结直肠癌组织中 miR-203 表达水平低于肿瘤旁组织;亦有研究[41]认为,miR-203 在癌组织和癌旁组织中的表达差异不明显。尽管相关研究意见尚未统一,但可以肯定的是,在结直肠癌患者的肿瘤组织中存在 miR-203 的表达异常,对于结直肠癌的临床治疗和科学研究有着巨大的潜在意义。
4.7 miR-203 与食管癌
现有研究表明 miR-203 在食管癌组织中呈低表达。Feber 等[42]发现,miR-203 在食管鳞状细胞癌和腺癌组织中的表达量仅为正常组织中的 10%~50%,提示 miR-203 在食管癌中可能具有抑癌基因的功能。以上结论亦得到梁佳等[43]的证实,该团队在 50 例食管鳞状细胞癌组织及其癌旁组织中检测了 miR-203 的表达水平,结果显示,miR-203 在食管鳞状细胞癌组织中的表达量显著低于其对应的癌旁组织(P<0.01),且Ⅲ期和Ⅳ期患者癌组织中 miR-203 的表达亦显著低于Ⅰ期和Ⅱ期患者(P<0.05),低分化组患者癌组织中 miR-203 的表达显著低于中高分化组(P<0.05)。来自 Yuan 等[11]的结果则进一步证实,miR-203 在食管癌 TE1、EC109 细胞系中的表达量显著降低,而转染 miR-203 后则肿瘤细胞倍增时间明显延长,同时细胞凋亡比例显著升高,并伴随细胞侵袭性的下降,同样提示 miR-203 可能发挥着抑癌基因的作用。
4.8 miR-203 与宫颈癌
有关 miR-203 与宫颈癌相关性的研究目前主要集中于miR-203 的靶基因及信号转导通路。 Zhao等[44]分析检测了 miR-203 在宫颈癌与正常宫颈组织中的表达水平,结果提示,宫颈癌组织中 miR-203 呈显著低表达(P<0.001),经人工转染诱导人宫颈癌 SiHa 细胞系中 miR-203 过表达后,该细胞系细胞增殖力有显著降低。另一组来自该小组的研究[45]支持上述结论,同时低表达的 miR-203 水平常预示着更高的淋巴结转移率(P=0.001,OR=0.849)。Zhu 等[46]通过定量实时 PCR 法技术检测了 34 对宫颈癌及相应正常宫颈组织中 miR-203 水平,结果显示,宫颈癌组织及细胞系中 miR-203 表达降低均非常显著(P<0.01)。而后,该小组使用 TargetScan、PicTar、miRanda 三种算法来推定 miR-203 的靶基因,发现血管内皮生长因子 α(vascular endothelial growth factor alpha,VEGFA)的 3′-UTR 区包含一段与 miR-203 的互补序列,鉴于 VEGFA 在促进肿瘤生长及血管生成方面的重要作用[47],故该小组克隆了一段含有 VEGFA 3′-UTR 末端的野生型基因序列,连接于 pGL3 载体,并转染至上述人宫颈癌细胞系,其后在诱导出 miR-203 高表达的 SiHa 和 CaSki 细胞系中检测出了该野生基因序列的显著降低(P<0.01);在诱导 miR-203 基因突变或者转染 anti-miR-203 之后,该野生型基因序列亦随之上升。综上,该小组认为 miR-203 通过抑制靶基因 VEGFA 达到抑制肿瘤生长和血管再生的作用。
4.9 miRNA-203 与鼻咽癌
富含半胱氨酸的酸性分泌蛋白(secreted protein acidic and rich in cysteine,SPARC)是一种多功能钙结合糖蛋白,广泛参与机体的生理和病理过程。有研究[48]利用芯片杂交技术检测原代培养的鼻咽癌细胞系中 miR-203 的表达水平,结果发现,miR-203 的表达水平比正常鼻咽癌上皮细胞中低 2 倍以上,而相对正常培养的鼻咽部黏膜上皮细胞,SPARC 在原代培养的鼻咽癌细胞中则呈高表达,进一步运用靶基因预测软件结合全基因组表达谱芯片分析,提示SPARC 可能是 miR-203 的靶基因之一,miR-203 可通过调节 SPARC 的表达参与鼻咽癌的发生和进展,发挥着促癌因子的作用。
4.10 miR-203 与肝细胞癌
肝细胞癌是世界上最常见的恶性肿瘤之一,近年来发病率有逐年上升趋势,其中我国每年新发肝细胞癌患者占全球的 50% 以上[49]。由于药物治疗的效果一直不能令人满意,人们一直在试图寻找新的治疗方法。
miR-203 在其他恶性肿瘤中的作用给了人们新的启示,相关研究也相继开展。Murakami 等[50]首先报道了有关肝细胞癌中 miRNAs 的异常表达谱,其通过对乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒、肝硬化及肝细胞癌中 miRNAs 表达谱进行系统的对比分析,证实了 miRNAs 的异常表达与肝细胞癌的发生和发展存在显著的相关性,而且推测其在慢性乙肝、肝硬化及肝癌的所谓“肝癌三部曲”早期即参与整个疾病的发展。
基因中 CpG 岛的甲基化被认为是导致很多抑癌基因失活的原因之一[51]。2010年, Furuta 等[52]检测了肝细胞癌细胞株和非癌肝组织中的包含 CpG 岛的 43 个基因位点的甲基化状态,这 43 个基因位点位于 39 个成熟的 miRNAs 周围,结果发现,在肝细胞癌细胞株中有 11 个 miRNA 基因周围的 CpG 岛频繁地出现甲基化,而非癌肝组织中则无此现象;通过比较这 11 个 miRNA 甲基化情况、基因表达情况和经 5-杂氮胞苷治疗后表达的恢复情况,发现其中的 3 个(miR-124、miR-203 和 miR-375)通过 CpG 岛的甲基化诱导基因沉默;而通过对原发性肝癌组织及其相应非癌组织进行比较,发现只有 miR-124 和 miR-203 出现了肿瘤特异性的甲基化,其表达水平与 CpG 岛甲基化状态呈反相关;高表达 miR-124 或 miR-203 的肝细胞癌细胞系会出现细胞生长抑制,这表明 miR-203 作为抑癌基因参与肝细胞癌的发生和发展,而基因周围 CpG 岛的甲基化是导致 miR-203 沉默进而导致肝癌发生的机制之一。Chen 等[53]研究了肝细胞癌患者术前肿瘤组织中 miR-203 含量与移植术后肿瘤复发率及生存期的关系,结果提示,16 例术后复发患者的肿瘤组织中 miR-203 水平要明显低于 50 例未复发患者(P=0.003);并且,术前高表达的 miR-203 预示着更好的 5 年生存率(P=0.014)和更低的复发率(P=0.003)。
通过大量研究,人们对 miR-203 的基本特征及生物学功能等有了初步了解,认识到 miR-203 参与了肝癌演进的各个阶段,并且同时调控着多个生物学程序,在肝癌演进过程中扮演了关键作用。但目前关于 miR-203 与肝癌关系的研究主要集中在对 miR-203 与靶基因关系的揭示,而对信号通路关系的探讨相对缺乏,对 miR-203 在肝癌演进各阶段的时空特异性,miR-203 与膜转运蛋白介导肝癌多药耐药关系等问题的研究更是鲜见报道,因此距完全阐明 miR-203 与肝癌间相互作用机制还需要人们的更进一步的研究。作为目前肝癌研究的热点,通过对 miR-203 参与肝癌演进的分子机制的深入研究,将为今后肝癌的临床治疗提供依据,为人类攻克肝癌开辟新的视野。
5 展望
尽管目前有关 miR-203 在恶性肿瘤中的作用的研究结果令人振奋,但只有 miR-203 的少部分生物学功能得到鉴定,与之相对应的下游靶基因的调控机制尚未阐明,其在许多基因表达调控方面的作用机制仍需进一步的研究来证实。随着相关研究的不断深入,将来 miR-203 有可能在肿瘤的分级、分类、诊断、治疗及预后方面起更加积极作用。
微小 RNA(microRNA,miRNA)是在多种真核生物中发现的一类由内源性基因编码的非编码单链 RNA,长度约 21~27 个碱基序列,在进化上具有高度的保守性及组织特异性。主要通过与目标 mRNA 的互补性结合,引起目标 mRNA 的降解或翻译抑制,从而影响细胞的增殖、分化和凋亡。Lee 等[1]于 1993 年在线虫(C.elegans)体内发现了第一种由 miRNA 编码的特异性表达的基因 lin-4,开启了 miRNA 研究的先河。大量的研究表明,miRNA 与人类肿瘤的发生和发展密切相关,其通过调控细胞的增殖、分化、凋亡[2]、个体的生长代谢[3]等多个生命活动参与疾病的发生与发展。miRNA-203(miR-203)是近年来发现的一种皮肤特异性 miRNA,除参与表皮的构成外,亦可作为抑癌或致癌因子参与多种肿瘤细胞的增殖和转移[4]。现将从 miR-203 的定位、组织分布及其与相关肿瘤的作用机制等方面进行阐述。
1 miR-203 的定位
人类 miR-203 基因位于 14 号染色体的 14q32,33 区域[5],该染色体含有的 miRNA 序列密度很高,编码了人类目前已知的约 12% 的 miRNA[6-7];同时该区域亦是染色体上的脆性区域,其杂合性的丢失可能是机体发生恶性肿瘤的重要促发因素之一[8]。
2 miR-203 的组织分布
成熟的 miR-203 在不同的组织中呈差异性表达,其主要表达于鳞状上皮细胞中,在皮肤中的表达比在其他器官中高出 100 倍[9],它不仅参与胚胎期表皮层的分化,且与人类牛皮癣、银屑病等疾患密切相关。
3 miR-203 的作用靶点
miR-203 可通过与多种目标靶点相互作用而发挥功能,如转录因子、分泌蛋白、受体、转运蛋白等[10]。研究表明,由 miR-203 启动的下游基因甲基化或表达失调可引起大量靶基因的表达异常,如 ΔNp63[11]、ABL1 基因[12]、Akt2 基因[13]等。到目前为止,研究比较明确的靶基因产物是转录因子 ΔNp63α。p63 是抑癌基因 p53 的成员之一,现已被确定的 p63同源体共有两类(TA及ΔN)14 种[14],ΔNp63α 即为其 ΔN 型同源体。ΔNp63α 通过激活细胞生长及增殖相关基因及负性调节细胞周期抑制因子从而促进肿瘤细胞增殖,发挥出类似于促癌基因的功能[15]。与此同时,来自 Lena 等[16]的研究结果显示,上皮组织间 miR-203 与 ΔNp63α 之间存在相反的表达关系,过表达的 miR-203 可以明显下调 ΔNp63α 的表达,进而认为 miR-203 可能直接作用于 ΔNp63α,并影响下游产物的表达,从而抑制表皮细胞及鳞状细胞的增殖。现有的证据[11]表明,miR-203 在转录后水平抑制ΔNp63表达,进而影响细胞的转导通路,发挥抑癌作用。
4 miR-203 与相关肿瘤及可能作用机制
4.1 miR-203 与前列腺癌
前列腺的腺体由上皮细胞及基底细胞组成,外层的基底细胞是否缺失是鉴别前列腺病变良恶性的一个重要依据[17]。Porkka 等[18]于 2007 年首次系统报道了 miRNA 在前列腺癌中的表达谱,分析了其在良、恶性前列腺肿瘤中miRNA的表达差异,在所有受检 miRNA 中,51 种被证实存在表达差异,其中 37 种 miRNA 在前列腺恶性肿瘤中呈显著低表达。肖虹等[19]则检测了 miR-203在前列腺癌和前列腺良性增生组织中的表达情况,发现在前列腺癌组织中 miR-203 的相对表达量较前列腺良性增生组织中明显升高,在肿瘤的发生、发展中表现出明显的致癌性 miRNA 作用。然而亦有研究[20-21]指出,相较于正常前列腺组织,骨转移前列腺癌原发灶中 miR-203 表达持续性下调,重新诱导表达 miR-203 后,肿瘤转移及增殖受到明显抑制,提示 miR-203 在骨转移前列腺癌患者中体现出抑癌作用。
4.2 miR-203 与乳腺癌
目前已有多篇关于 miRNA 与乳腺癌发病之间关系的文献报道,研究结果不甚一致。Luo 等[22]通过对功能性 miRNA 基因的相互作用与乳腺癌细胞的 miRNA 和 mRNA 表达谱分析,结果显示,miR-203 在乳腺癌组织中呈低表达,提示 miR-203 是作为抑癌基因参与乳腺癌的进展。Iorio 等[23]则得出了相反的结论,其通过基因芯片技术检测了 76 例乳腺癌初诊患者及 34 例正常人乳腺中数百种 miRNA 表达谱,结果显示,相较于正常乳腺组织,乳腺癌患者病灶中 miR-203 含量明显升高,提示 miR-203 为乳腺癌的促癌基因。故此,目前关于 miR-203 是作为抑癌因素或是促癌因素参与乳腺癌的疾病过程,有待于进一步的证实。
4.3 miR-203 与黑色素瘤
黑色素瘤是一种起源于黑色素细胞、具有极强侵袭性和远处转移能力的恶性肿瘤,从正常黑色素细胞到恶性黑色素瘤的疾病过程中,miRNAs 通过对靶基因的调控,调节关键蛋白的表达,从而影响黑色素瘤的发生及发展。上皮间质转化与恶性肿瘤的发生和进展密切相关,其可以增加肿瘤细胞的转移能力和侵袭性,表现为上皮细胞极性消失、细胞黏附性减弱,同时钙黏蛋白 E(E-cadherin)表达持续下调是其发生的重要标志之一[24]。van Kempen 等[25]研究结果表明,肿瘤厚度的增加与 miR-203 的表达缺失存在显著的正相关(P<0.01,FDR<0.002),同时 miR-203 的表达缺失亦预示着较低的无远处转移生存率(logrankP=0.006),同时亦显示了 miR-203 的表达缺失降低了 E-cadherin 的表达,据此推测,miR-203 是作为抑癌因子参与黑色素瘤的进展。
4.4 miR-20 与肺癌
目前的基本倾向认为 miR-203 是作为抑癌因子参与肺癌的进展。Jin 等[26]采用定量实时 PCR 法检测了体外培养的肺癌细胞 A549、HCC827、NCI-H1299、95-D 以及正常人支气管上皮细胞中 miR-203 的表达,证实 miR-203 的表达在肺癌细胞中较其在正常支气管上皮细胞中明显降低(P<0.01);在行人工转染 miR-203 后,95-D 细胞系中 survivin 蛋白的含量显著降低(P<0.01),并伴随肿瘤细胞活力的降低(P<0.05)、细胞增殖指数降低(P<0.05)、凋亡细胞数增加(P<0.01)以及肿瘤侵袭性的降低(P<0.01),由此得出,miR-203作为抑癌因子参与肺癌的发生及进展。以上结论亦得到了 Wang 等[27]的数据支持,该团队通过免疫组织化学及免疫印迹技术检测了正常肺组织及肺癌组织中 SRC 蛋白(sarcoma protein)表达,结果显示,肺癌组织中 SRC 蛋白含量明显高于正常肺组织,而相应 SRC mRNA 基因则呈随机表达;进一步检测上述正常肺组织及肺癌组织中 miR-203 含量,则结果显示肺癌组织中 miR-203 含量呈明显低表达,而在通过转导 pre-miR-203 诱导出 miR-203 高表达的 A549 人肺腺癌细胞系后,又成功检测到 SRC 蛋白含量的明显降低。据此,该团队认为,miR-203 通过诱导 SRC 低表达从而在肺癌的发生及进展中扮演了抑癌因子的角色。
4.5 miR-203 与胃癌
miRNAs 可作为癌基因或抑癌基因在胃癌的发生和发展中发挥作用,已知在胃癌组织中呈高表达的 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]。目前研究较多的 miR-200 家族,主要通过结合锌指增强子结合蛋白1(zinc-finger E-box binding homeobox1,ZEB1)和 ZEB2 的 mRNA 的 3′-UTR 来抑制 ZEB1 和 ZEB2 的表达,进而提高 E-cadherin 水平,从而逆转上皮间质转化过程,降低瘤细胞的侵袭和迁移能力[36]。有关 miR-203 与胃癌关系的研究目前较少。有一项研究[37]认为,miR-203 的表达水平与胃癌大小(P=0.023)、类型(P=0.045)和分期(P=0.013)有关。
4.6 miR-203 与结直肠癌
结直肠癌是消化系统常见的恶性肿瘤,其发病率近年来逐渐上升,严重威胁人类生命。miRNAs 家族与结直肠癌的相关基因和通路有着广泛的联系,其在肿瘤局部浸润、侵入血管、血行转移以及在新的部位定居并增殖等一系列过程中发挥了至关重要的作用[38]。目前已报道的文献中,关于结直肠癌组织中 miR-203 表达水平的变化还存在诸多争议,其究竟是作为抑癌因子或者促癌因子参与结直肠癌的发生及进展目前尚未达成一致意见。有研究[39-40]指出,结直肠癌组织中 miR-203 表达水平低于肿瘤旁组织;亦有研究[41]认为,miR-203 在癌组织和癌旁组织中的表达差异不明显。尽管相关研究意见尚未统一,但可以肯定的是,在结直肠癌患者的肿瘤组织中存在 miR-203 的表达异常,对于结直肠癌的临床治疗和科学研究有着巨大的潜在意义。
4.7 miR-203 与食管癌
现有研究表明 miR-203 在食管癌组织中呈低表达。Feber 等[42]发现,miR-203 在食管鳞状细胞癌和腺癌组织中的表达量仅为正常组织中的 10%~50%,提示 miR-203 在食管癌中可能具有抑癌基因的功能。以上结论亦得到梁佳等[43]的证实,该团队在 50 例食管鳞状细胞癌组织及其癌旁组织中检测了 miR-203 的表达水平,结果显示,miR-203 在食管鳞状细胞癌组织中的表达量显著低于其对应的癌旁组织(P<0.01),且Ⅲ期和Ⅳ期患者癌组织中 miR-203 的表达亦显著低于Ⅰ期和Ⅱ期患者(P<0.05),低分化组患者癌组织中 miR-203 的表达显著低于中高分化组(P<0.05)。来自 Yuan 等[11]的结果则进一步证实,miR-203 在食管癌 TE1、EC109 细胞系中的表达量显著降低,而转染 miR-203 后则肿瘤细胞倍增时间明显延长,同时细胞凋亡比例显著升高,并伴随细胞侵袭性的下降,同样提示 miR-203 可能发挥着抑癌基因的作用。
4.8 miR-203 与宫颈癌
有关 miR-203 与宫颈癌相关性的研究目前主要集中于miR-203 的靶基因及信号转导通路。 Zhao等[44]分析检测了 miR-203 在宫颈癌与正常宫颈组织中的表达水平,结果提示,宫颈癌组织中 miR-203 呈显著低表达(P<0.001),经人工转染诱导人宫颈癌 SiHa 细胞系中 miR-203 过表达后,该细胞系细胞增殖力有显著降低。另一组来自该小组的研究[45]支持上述结论,同时低表达的 miR-203 水平常预示着更高的淋巴结转移率(P=0.001,OR=0.849)。Zhu 等[46]通过定量实时 PCR 法技术检测了 34 对宫颈癌及相应正常宫颈组织中 miR-203 水平,结果显示,宫颈癌组织及细胞系中 miR-203 表达降低均非常显著(P<0.01)。而后,该小组使用 TargetScan、PicTar、miRanda 三种算法来推定 miR-203 的靶基因,发现血管内皮生长因子 α(vascular endothelial growth factor alpha,VEGFA)的 3′-UTR 区包含一段与 miR-203 的互补序列,鉴于 VEGFA 在促进肿瘤生长及血管生成方面的重要作用[47],故该小组克隆了一段含有 VEGFA 3′-UTR 末端的野生型基因序列,连接于 pGL3 载体,并转染至上述人宫颈癌细胞系,其后在诱导出 miR-203 高表达的 SiHa 和 CaSki 细胞系中检测出了该野生基因序列的显著降低(P<0.01);在诱导 miR-203 基因突变或者转染 anti-miR-203 之后,该野生型基因序列亦随之上升。综上,该小组认为 miR-203 通过抑制靶基因 VEGFA 达到抑制肿瘤生长和血管再生的作用。
4.9 miRNA-203 与鼻咽癌
富含半胱氨酸的酸性分泌蛋白(secreted protein acidic and rich in cysteine,SPARC)是一种多功能钙结合糖蛋白,广泛参与机体的生理和病理过程。有研究[48]利用芯片杂交技术检测原代培养的鼻咽癌细胞系中 miR-203 的表达水平,结果发现,miR-203 的表达水平比正常鼻咽癌上皮细胞中低 2 倍以上,而相对正常培养的鼻咽部黏膜上皮细胞,SPARC 在原代培养的鼻咽癌细胞中则呈高表达,进一步运用靶基因预测软件结合全基因组表达谱芯片分析,提示SPARC 可能是 miR-203 的靶基因之一,miR-203 可通过调节 SPARC 的表达参与鼻咽癌的发生和进展,发挥着促癌因子的作用。
4.10 miR-203 与肝细胞癌
肝细胞癌是世界上最常见的恶性肿瘤之一,近年来发病率有逐年上升趋势,其中我国每年新发肝细胞癌患者占全球的 50% 以上[49]。由于药物治疗的效果一直不能令人满意,人们一直在试图寻找新的治疗方法。
miR-203 在其他恶性肿瘤中的作用给了人们新的启示,相关研究也相继开展。Murakami 等[50]首先报道了有关肝细胞癌中 miRNAs 的异常表达谱,其通过对乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒、肝硬化及肝细胞癌中 miRNAs 表达谱进行系统的对比分析,证实了 miRNAs 的异常表达与肝细胞癌的发生和发展存在显著的相关性,而且推测其在慢性乙肝、肝硬化及肝癌的所谓“肝癌三部曲”早期即参与整个疾病的发展。
基因中 CpG 岛的甲基化被认为是导致很多抑癌基因失活的原因之一[51]。2010年, Furuta 等[52]检测了肝细胞癌细胞株和非癌肝组织中的包含 CpG 岛的 43 个基因位点的甲基化状态,这 43 个基因位点位于 39 个成熟的 miRNAs 周围,结果发现,在肝细胞癌细胞株中有 11 个 miRNA 基因周围的 CpG 岛频繁地出现甲基化,而非癌肝组织中则无此现象;通过比较这 11 个 miRNA 甲基化情况、基因表达情况和经 5-杂氮胞苷治疗后表达的恢复情况,发现其中的 3 个(miR-124、miR-203 和 miR-375)通过 CpG 岛的甲基化诱导基因沉默;而通过对原发性肝癌组织及其相应非癌组织进行比较,发现只有 miR-124 和 miR-203 出现了肿瘤特异性的甲基化,其表达水平与 CpG 岛甲基化状态呈反相关;高表达 miR-124 或 miR-203 的肝细胞癌细胞系会出现细胞生长抑制,这表明 miR-203 作为抑癌基因参与肝细胞癌的发生和发展,而基因周围 CpG 岛的甲基化是导致 miR-203 沉默进而导致肝癌发生的机制之一。Chen 等[53]研究了肝细胞癌患者术前肿瘤组织中 miR-203 含量与移植术后肿瘤复发率及生存期的关系,结果提示,16 例术后复发患者的肿瘤组织中 miR-203 水平要明显低于 50 例未复发患者(P=0.003);并且,术前高表达的 miR-203 预示着更好的 5 年生存率(P=0.014)和更低的复发率(P=0.003)。
通过大量研究,人们对 miR-203 的基本特征及生物学功能等有了初步了解,认识到 miR-203 参与了肝癌演进的各个阶段,并且同时调控着多个生物学程序,在肝癌演进过程中扮演了关键作用。但目前关于 miR-203 与肝癌关系的研究主要集中在对 miR-203 与靶基因关系的揭示,而对信号通路关系的探讨相对缺乏,对 miR-203 在肝癌演进各阶段的时空特异性,miR-203 与膜转运蛋白介导肝癌多药耐药关系等问题的研究更是鲜见报道,因此距完全阐明 miR-203 与肝癌间相互作用机制还需要人们的更进一步的研究。作为目前肝癌研究的热点,通过对 miR-203 参与肝癌演进的分子机制的深入研究,将为今后肝癌的临床治疗提供依据,为人类攻克肝癌开辟新的视野。
5 展望
尽管目前有关 miR-203 在恶性肿瘤中的作用的研究结果令人振奋,但只有 miR-203 的少部分生物学功能得到鉴定,与之相对应的下游靶基因的调控机制尚未阐明,其在许多基因表达调控方面的作用机制仍需进一步的研究来证实。随着相关研究的不断深入,将来 miR-203 有可能在肿瘤的分级、分类、诊断、治疗及预后方面起更加积极作用。