引用本文: 王加琪, 张一帆, 张研, 王振宇, 陈颖, 姜义. microRNA-200 家族在三阴性乳腺癌中的研究进展. 中国普外基础与临床杂志, 2019, 26(8): 1002-1006. doi: 10.7507/1007-9424.201904076 复制
乳腺癌是全球女性中发病率及死亡率最高的恶性肿瘤[1],其中三阴性乳腺癌(triple-negative breast cancer,TNBC)占所有乳腺癌的 15%~20%,其特点是雌激素受体(ER)、孕激素受体(PR)和人表皮生长因子受体-2(HER-2)的缺失[2]。TNBC 常发生于年轻女性,在黑人种族中更为常见,且复发转移率较高[3]。其生物学特性包括高增殖活性、免疫渗透增加、基底样和间充质表型、同源重组缺乏等[4]。TNBC 作为一种异质性疾病,由于具有较高的侵袭性及缺乏有效的靶向治疗方案,往往提示不良的预后[5]。对于 TNBC 的分子分析和靶向治疗一直其治疗中的研究热点。microRNAs(miRs)是一类由 20~22 个核苷酸组成的非编码单链小分子 RNA,其初始转录产物初级 miRNA(primary miRNA,pri-miRNA)由 RNA 聚合酶合成,经过核糖核酸酶Ⅲ(RNase Ⅲ)家族酶 Drosha 的进一步酶切,将 pri-miRNA 的 3′ 和 5′ 区的过量核苷酸切除合成前体 miRNA(miRNA precursor,pre-miRNA)并释放入细胞质。该中间产物随后经 Dicer 酶加工形成不完全成熟的 miR,miR 双链体的一条链通过碱基互补配对,与 mRNA 的 3′ 非翻译区(3′UTR)结合,掺入 RNA 诱导的沉默复合体(RISC),触发后续的靶基因 mRNA 沉默,从而调控转录后基因表达水平[6]。肿瘤发生发展过程中有多重 miRs 表达发生改变,靶向下游基因表达,从而在细胞增殖、凋亡、细胞周期和分化过程中发挥重要作用;在不同类型的肿瘤中,miRs 扮演着促癌基因和抑癌基因 2 种角色[7-8]。近年来,miR-200 家族在 TNBC 中的研究广泛,参与了肿瘤的增殖、侵袭、转移、耐药等多个方面。笔者现就 miR-200 家族在 TNBC 中的研究进展作一综述。
1 miR-200 家族概述
已知的 miR-200 家族由 5 个成员组成,分别为 miR-200a、miR-200b、miR-200c、miR-141 和 miR-429。基于其在染色体的位置可以分为两簇:miR-200a、miR-200b 和 miR-429 位于染色体 1,miR-200c 和miR-141 位于染色体 12。这两簇作为两个单独的多顺反子 pri-miRNA 转录物,可以差异调节细胞活力、细胞分裂、细胞周期进展、分化、细胞凋亡、自我更新、逆转肿瘤发展和进展过程中的化学抗性,以及上皮-间质转换(epithelial mesenchymal transition,EMT)[9]。在大多数研究中,miR-200 家族成员发挥着抑癌基因的作用,参与包括肺癌、卵巢癌、结直肠癌、肝癌、乳腺癌等多种恶性肿瘤的发生与发展[10-14]。除此之外,miR-200 还可作为糖尿病及糖尿病肾病、退行性肌肉骨骼系统疾病、二叶式主动脉畸形患者主动脉疾病、纤维化克罗恩病等的潜在治疗靶点[15-19]。
2 miR-200 与 TNBC 的增殖
血管生成的定义为新生的血管形成,为肿瘤的生长提供氧气和营养,是肿瘤发展的主要机制。血管生成抑制在 TNBC 中受到了特别的关注[20]。D’Ippolito 等[21]研究了 miR-200 在血小板衍生生长因子受体 β(Platelet-derived growth factor receptors,PDGFR-β)介导的血管生成中的作用,结果表明,miR-200c 的过表达与肿瘤血管腔隙数目呈负相关。miR-200 的异位表达通过靶向 E 盒结合锌指蛋白 1(zinc finger E-box-binding protein,ZEB1)间接降低了 PDGFR-β 蛋白的水平,抑制了 TNBC 中的血管形成。刘棣等[22]定量检测了 TNBC 细胞株中 miR-200a/b/c 的表达情况,并通过 miR-200b 抑制剂及拟似物分别抑制、促进 miR-200b 的表达,以进一步探究其在 TNBC 中的调控作用。结果显示,miR-200家族在 TNBC 细胞株中呈低表达;相较于阴性对照组,miR-200b 的表达下调导致细胞增殖速率增高,而上调 miR-200b 的表达后细胞增殖速率则降低,提示 miR-200b 在 TNBC 的细胞增殖中发挥负性调控作用[22]。Zhang 等[23]发现,高浓度的环磷酸腺苷(cAMP)在细胞中诱导细胞周期停滞和细胞凋亡,TNBC 细胞中 cAMP 的浓度较低。miR-200c 通过靶向磷酸二酯酶 7B(PDE7B)提高 TNBC 细胞中的 cAMP 浓度后,能够有效抑制 TNBC 细胞的生长和肿瘤的发展。Li 等[24]探索了 miR-200 家族的两个成员—miR-200b-3p 和 miR-429-5p 在 TNBC 细胞增殖和迁移中的作用,并对其潜在的靶基因和信号通路进行了验证,结果发现,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过表达后能通过 LIMK1/丝切蛋白 1(coffin1,CFL1)途径显著抑制 TNBC 细胞的增殖、迁移和侵袭,提示 LIMK1/CFL1 途径有可能是 TNBC 治疗的潜在靶点。
3 miR-200 与 TNBC 的侵袭转移
侵袭和转移是肿瘤进展的关键步骤,也是影响患者生存的主要因素,是目前研究的热点及难点。其中 EMT 是导致恶性肿瘤侵袭和转移的主要机制之一[25]。EMT 诱发正常乳腺上皮细胞的一系列生物学改变,使正常乳腺上皮细胞逐渐失去细胞间的黏附能力,最终使细胞获得间充质细胞的运动和迁移特性。它通过抑制凋亡和促进细胞外基质产生,从而增强肿瘤细胞的侵袭转移能力[26]。许多转录因子,如 Snail、Slug、ZEB 等通过抑制 E-钙黏蛋白的表达,参与 EMT 诱导过程[27]。miR-200 家族通过靶向 E-钙黏蛋白转录抑制因子 ZEB1 以及 ZEB2,在 EMT 的调控中发挥至关重要的作用[28]。同时,miR-200 与 ZEB 蛋白家族之间存在着双向负反馈环,ZEB1 抑制 miR-200 家族中 miR 的表达,miR-200 家族也反过来抑制 ZEB1 的表达,从而实现互相调控[29]。此外,有研究[30]表明,基因甲基化是 miR-200c/ZEB1 轴调节的重要元素,低水平的 miR-200c 表达和高水平的 miR-200c/miR-141 位点甲基化均与淋巴结转移相关。不同于上述经典的调控机制,Rogers 等[31]的研究发现,miR-200c 通过直接靶向色氨酸分解代谢中的限速酶色氨酸-2, 3-双加氧酶(tryptophan-2, 3-dioxygenase,TDO2)来减少色氨酸的分解代谢,从而逆转 TNBC 的 EMT 过程。Pang 等[32]的研究表明,原癌基因 MYC 和 DNA 甲基转移酶 3A(DNMT3A)介导的 DNA 甲基化在表观遗传水平调控 TNBC 中 miR‐200b 的表达。miR-200b 的过表达协同抑制包括 ZEB1、性别决定区 Y 框蛋白 2(sex determining region Y-box 2,SOX2)和 CD133 在内的靶基因,调控 TNBC 的 EMT 和微球体细胞形成,从而抑制 TNBC 的侵袭和转移。Tsouko 等[33]发现,致癌基因 EPH 受体 A2(EPHA2)的表达与 TNBC 的生存较差有关,且其 3´UTR 与 miR-200a 相互作用可以抑制其表达。miR-200a 通过直接调节 EPHA2 来抑制 TNBC 的迁移能力。Humphries 等[34]的研究结果显示,在小鼠原位异种移植模型中,miR-200b 的体外表达可以显著降低 TNBC 的细胞迁移速率,并抑制肿瘤的转移;miR-200b 表达的丧失在 TNBC 的侵袭过程中起着关键作用,其通过对蛋白激酶 Cα(PKCα)的靶向发挥作用。King 等[35]发现了一条新的信号通路:TTK 蛋白激酶的药理学抑制和基因组沉默上调了 miR-200 家族成员的表达,并抑制了转化生长因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)的信号传导,阻碍了 TGF-β 和 Kruppel 样因子 5(Kruppel like factor 5,KLF5)信号通路调节的 TNBC 细胞的 EMT 过程。Erturk 等[36]的一项回顾性研究评估了在 TNBC 进展中发挥作用的 miR 的表达谱以及 BRCA 突变在其调节中的作用,他们利用实时定量 PCR 技术,在 7 例 BRCA 突变阳性、6 例 BRCA 突变阴性的 TNBC 病例,以及 20 个非肿瘤组织中分析了 13 种与乳腺癌相关的 miRNA 的表达水平;结果表明,在携带 BRCA 突变的 TNBC 肿瘤中,miR-200c 的表达水平下调了 5.75 倍,这提示我们,miR-200c 可能参与了 BRCA 突变的 TNBC 的侵袭和转移过程。
当前,miR-200 家族成员在乳腺癌的迁移和侵袭中的作用是有争议的,这提示了 miR-200 作用机制的复杂性与双向性。Choi 等[37]研究发现,尽管 miR-200a/200b/429 和 miR-141/200c 簇的过表达抑制 TNBC 细胞系 MDA-MB-231 的细胞增殖,但是通过黏着斑激酶(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)介导的信号通路,可以增加血管内皮生长因子 A(VEGFA)的分泌,促进肿瘤细胞的迁移和侵袭能力。Jin 等[38]的研究通过分析原发性乳腺癌组织和癌症基因组图谱(TCGA)数据库的数据后发现,miR-200c/141 簇的过表达上调了 TNBC 细胞系中的纤溶酶原激活物抑制剂-2(SerpinB2)的表达,并促进肺转移和淋巴结转移,与乳腺癌患者的转移可能性增加和不良结局相关。
4 miR-200 与 TNBC 的治疗及治疗抵抗性
miR 应用于肿瘤治疗的途径包括直接或间接下调原癌 miR 的表达和上调抑癌 miR 的表达。组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylases,HDACs)在维持染色质结构和调控包括抑癌基因在内的基因表达方面发挥重要的作用,是肿瘤治疗的有效靶点。在肿瘤细胞中,miR-200 与 HDAC 分子之间存在反馈机制,提示 miR-200 可作为组蛋白乙酰化酶抑制剂,改变肿瘤相关基因的表达状态,从而有效治疗 TNBC[9]。此外,miR-200 在肿瘤增殖及侵袭转移中参与的多种信号通路也是 TNBC 潜在的治疗靶点。在治疗过程中,为提高 miR 的生物稳定性及治疗靶向性,还可以借助包括 miR-纳米颗粒结合物、miR 海绵、细胞外囊泡、miR 掩饰技术等在内的各种 miR 运载工具[9]。
当前,TNBC 的传统治疗方案仍局限于手术、放疗及化疗,常见的化疗手段包括术前新辅助化疗、术后辅助化疗及复发转移解救性化疗。蒽环类和紫杉类药物是 TNBC 的标准化疗方案,对于 BRCA 基因突变患者,铂类药物在化疗中具有显著疗效。抑制化疗耐药或抵抗,以及在不提高放疗剂量的前提下提高化疗敏感性,是当前 TNBC 的治疗中亟待解决的问题[39]。干细胞程序的重新激活与癌症的持续进展以及根除性治疗失败密切相关。通过生成自我更新的癌症干细胞(CSCs),使得 TNBC 对化疗和放疗更具抵抗力[40]。Notch 信号通路是调节 TNBC CSCs 存活的关键途径[41]。近期一项研究[42]显示,Notch 配体 Jagged2 在紫杉醇耐药的 TNBC 细胞和组织中呈高表达。通过敲除 Jagged2 上调 miR-200 表达,可以抑制 TNBC 细胞的 CSC 特性和紫杉醇抗性。miR-200c 是增强 TNBC 放疗敏感性的一个潜在靶点[43]。Sun 等[44]提出,miR-200c 在 TNBC 细胞系 MDA-MB-231 中的异位表达抑制了放射诱导的自噬小体生成,并使乳腺癌细胞对放疗敏感,提示其介导的 miR-200c/泛醌蛋白 1(UBQLN1)途径是可行的治疗策略。詹军芳等[45]的研究表明,miR-200c 的过表达可能抑制了 ZEB1 的表达水平,逆转了细胞的 EMT 状态且导致共济失调毛细血管扩张突变基因蛋白(ATM)分子的表达下调,从而抑制了细胞的 DNA 修复能力,提高了肿瘤细胞对放疗的敏感性。
5 miR-200 与 TNBC 的诊断及预后
早期的诊断、对治疗进展和预后的监测是影响 TNBC 患者结局的重要环节。相较于组织标志物,循环系统标志物更容易获得,适用于肿瘤筛查和定期随访。多项研究[46-51]表明,miR 在细胞外稳定存在,是构成血清中循环核酸的主要部分,循环 miR 可以作为乳腺癌预后和预测性的生物标志物。Madhavan 等[52]通过 TaqMan 低密度阵列分析了 40 例转移性乳腺癌(metastatic breast cancer,MBC)患者的血浆 miR,鉴定了具有预后能力的 miR,并分别在 2 个队列(237 例和 335 例 MBC 患者)中验证了该结果,最终得到了包括 miR-200 家族在内的 16 种与总生存期(overall survival,OS)和无进展生存期(progression-free survival,PFS)密切相关的 miRs,构成了 miR 预后模板(prognostic miRNA panel template,PROMPT)。Niedźwiecki 等[48]的研究比较了 TNBC 患者和 ER/PR 阳性乳腺癌患者血清中的 miR-200c 水平,发现循环 miR-200c 在 TNBC 患者中的表达水平较低。由于 miR-200c 的表达调控 TNBC 的侵袭转移,因而循环 miR-200c 可以用作乳腺癌转移患者治疗决策前的检测。
当前,关于外泌体的研究越来越多,基于外泌体 miR 的液体组织活检可以用作改善乳腺癌诊断和预后的补充临床工具[53]。miR-200 作为循环生物标志物,在临床的应用中尚有几个需要克服的问题:在动物模型中缺乏 miR-200 表达系统、缺乏充分表征的患者组织或血清作为配对样品和昂贵且耗时的 miR 检测方法[54]。
6 小结及展望
TNBC 作为乳腺癌的特殊亚型,具有较高的侵袭转移及复发风险,相较于其他亚型往往提示不良结局。传统的治疗方案由于缺乏治疗靶点,往往疗效不佳。当前关于 TNBC 治疗的研究热点是基于其生物学特性和分子分型的靶向治疗、免疫抑制治疗及多种方案的联合治疗。miR-200 家族在 TNBC 的增殖、侵袭转移及治疗抵抗性中发挥重要的作用。同时,它也是潜在的治疗靶点和生物预测因子。尽管 miR 的治疗前景得到了肯定,然而尚未在临床得到常规应用。这可能与现有的 miR-200 在 TNBC 中的研究结果存在不一致性,不同的信号通路及细胞环境可能导致不同的靶向作用,潜在的靶外效应和副作用等问题有关。因而在运用 miR 进行靶向治疗的时候,必须综合评估其治疗益处和不良反应,从而实现疗效获益。miR-200 在 TNBC 发生发展中的双向作用提示我们 miR-200 调控机制的复杂性,其不仅仅发挥单一的抑癌基因的作用。在未来的研究中,我们不能满足于表面的结果呈递,还需带着批判的眼光进一步深入探究 miR-200 在 TNBC 中的作用机制及其应用价值。
重要声明
利益冲突声明:本文全体作者阅读并理解了《中国普外基础与临床杂志》的政策声明,我们没有相互竞争的利益。
作者贡献声明:王加琪查阅文献及撰写论文,张一帆和张研指导论文写作,王振宇和陈颖提出修改意见,姜义确定文章的方向和题目。
乳腺癌是全球女性中发病率及死亡率最高的恶性肿瘤[1],其中三阴性乳腺癌(triple-negative breast cancer,TNBC)占所有乳腺癌的 15%~20%,其特点是雌激素受体(ER)、孕激素受体(PR)和人表皮生长因子受体-2(HER-2)的缺失[2]。TNBC 常发生于年轻女性,在黑人种族中更为常见,且复发转移率较高[3]。其生物学特性包括高增殖活性、免疫渗透增加、基底样和间充质表型、同源重组缺乏等[4]。TNBC 作为一种异质性疾病,由于具有较高的侵袭性及缺乏有效的靶向治疗方案,往往提示不良的预后[5]。对于 TNBC 的分子分析和靶向治疗一直其治疗中的研究热点。microRNAs(miRs)是一类由 20~22 个核苷酸组成的非编码单链小分子 RNA,其初始转录产物初级 miRNA(primary miRNA,pri-miRNA)由 RNA 聚合酶合成,经过核糖核酸酶Ⅲ(RNase Ⅲ)家族酶 Drosha 的进一步酶切,将 pri-miRNA 的 3′ 和 5′ 区的过量核苷酸切除合成前体 miRNA(miRNA precursor,pre-miRNA)并释放入细胞质。该中间产物随后经 Dicer 酶加工形成不完全成熟的 miR,miR 双链体的一条链通过碱基互补配对,与 mRNA 的 3′ 非翻译区(3′UTR)结合,掺入 RNA 诱导的沉默复合体(RISC),触发后续的靶基因 mRNA 沉默,从而调控转录后基因表达水平[6]。肿瘤发生发展过程中有多重 miRs 表达发生改变,靶向下游基因表达,从而在细胞增殖、凋亡、细胞周期和分化过程中发挥重要作用;在不同类型的肿瘤中,miRs 扮演着促癌基因和抑癌基因 2 种角色[7-8]。近年来,miR-200 家族在 TNBC 中的研究广泛,参与了肿瘤的增殖、侵袭、转移、耐药等多个方面。笔者现就 miR-200 家族在 TNBC 中的研究进展作一综述。
1 miR-200 家族概述
已知的 miR-200 家族由 5 个成员组成,分别为 miR-200a、miR-200b、miR-200c、miR-141 和 miR-429。基于其在染色体的位置可以分为两簇:miR-200a、miR-200b 和 miR-429 位于染色体 1,miR-200c 和miR-141 位于染色体 12。这两簇作为两个单独的多顺反子 pri-miRNA 转录物,可以差异调节细胞活力、细胞分裂、细胞周期进展、分化、细胞凋亡、自我更新、逆转肿瘤发展和进展过程中的化学抗性,以及上皮-间质转换(epithelial mesenchymal transition,EMT)[9]。在大多数研究中,miR-200 家族成员发挥着抑癌基因的作用,参与包括肺癌、卵巢癌、结直肠癌、肝癌、乳腺癌等多种恶性肿瘤的发生与发展[10-14]。除此之外,miR-200 还可作为糖尿病及糖尿病肾病、退行性肌肉骨骼系统疾病、二叶式主动脉畸形患者主动脉疾病、纤维化克罗恩病等的潜在治疗靶点[15-19]。
2 miR-200 与 TNBC 的增殖
血管生成的定义为新生的血管形成,为肿瘤的生长提供氧气和营养,是肿瘤发展的主要机制。血管生成抑制在 TNBC 中受到了特别的关注[20]。D’Ippolito 等[21]研究了 miR-200 在血小板衍生生长因子受体 β(Platelet-derived growth factor receptors,PDGFR-β)介导的血管生成中的作用,结果表明,miR-200c 的过表达与肿瘤血管腔隙数目呈负相关。miR-200 的异位表达通过靶向 E 盒结合锌指蛋白 1(zinc finger E-box-binding protein,ZEB1)间接降低了 PDGFR-β 蛋白的水平,抑制了 TNBC 中的血管形成。刘棣等[22]定量检测了 TNBC 细胞株中 miR-200a/b/c 的表达情况,并通过 miR-200b 抑制剂及拟似物分别抑制、促进 miR-200b 的表达,以进一步探究其在 TNBC 中的调控作用。结果显示,miR-200家族在 TNBC 细胞株中呈低表达;相较于阴性对照组,miR-200b 的表达下调导致细胞增殖速率增高,而上调 miR-200b 的表达后细胞增殖速率则降低,提示 miR-200b 在 TNBC 的细胞增殖中发挥负性调控作用[22]。Zhang 等[23]发现,高浓度的环磷酸腺苷(cAMP)在细胞中诱导细胞周期停滞和细胞凋亡,TNBC 细胞中 cAMP 的浓度较低。miR-200c 通过靶向磷酸二酯酶 7B(PDE7B)提高 TNBC 细胞中的 cAMP 浓度后,能够有效抑制 TNBC 细胞的生长和肿瘤的发展。Li 等[24]探索了 miR-200 家族的两个成员—miR-200b-3p 和 miR-429-5p 在 TNBC 细胞增殖和迁移中的作用,并对其潜在的靶基因和信号通路进行了验证,结果发现,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过表达后能通过 LIMK1/丝切蛋白 1(coffin1,CFL1)途径显著抑制 TNBC 细胞的增殖、迁移和侵袭,提示 LIMK1/CFL1 途径有可能是 TNBC 治疗的潜在靶点。
3 miR-200 与 TNBC 的侵袭转移
侵袭和转移是肿瘤进展的关键步骤,也是影响患者生存的主要因素,是目前研究的热点及难点。其中 EMT 是导致恶性肿瘤侵袭和转移的主要机制之一[25]。EMT 诱发正常乳腺上皮细胞的一系列生物学改变,使正常乳腺上皮细胞逐渐失去细胞间的黏附能力,最终使细胞获得间充质细胞的运动和迁移特性。它通过抑制凋亡和促进细胞外基质产生,从而增强肿瘤细胞的侵袭转移能力[26]。许多转录因子,如 Snail、Slug、ZEB 等通过抑制 E-钙黏蛋白的表达,参与 EMT 诱导过程[27]。miR-200 家族通过靶向 E-钙黏蛋白转录抑制因子 ZEB1 以及 ZEB2,在 EMT 的调控中发挥至关重要的作用[28]。同时,miR-200 与 ZEB 蛋白家族之间存在着双向负反馈环,ZEB1 抑制 miR-200 家族中 miR 的表达,miR-200 家族也反过来抑制 ZEB1 的表达,从而实现互相调控[29]。此外,有研究[30]表明,基因甲基化是 miR-200c/ZEB1 轴调节的重要元素,低水平的 miR-200c 表达和高水平的 miR-200c/miR-141 位点甲基化均与淋巴结转移相关。不同于上述经典的调控机制,Rogers 等[31]的研究发现,miR-200c 通过直接靶向色氨酸分解代谢中的限速酶色氨酸-2, 3-双加氧酶(tryptophan-2, 3-dioxygenase,TDO2)来减少色氨酸的分解代谢,从而逆转 TNBC 的 EMT 过程。Pang 等[32]的研究表明,原癌基因 MYC 和 DNA 甲基转移酶 3A(DNMT3A)介导的 DNA 甲基化在表观遗传水平调控 TNBC 中 miR‐200b 的表达。miR-200b 的过表达协同抑制包括 ZEB1、性别决定区 Y 框蛋白 2(sex determining region Y-box 2,SOX2)和 CD133 在内的靶基因,调控 TNBC 的 EMT 和微球体细胞形成,从而抑制 TNBC 的侵袭和转移。Tsouko 等[33]发现,致癌基因 EPH 受体 A2(EPHA2)的表达与 TNBC 的生存较差有关,且其 3´UTR 与 miR-200a 相互作用可以抑制其表达。miR-200a 通过直接调节 EPHA2 来抑制 TNBC 的迁移能力。Humphries 等[34]的研究结果显示,在小鼠原位异种移植模型中,miR-200b 的体外表达可以显著降低 TNBC 的细胞迁移速率,并抑制肿瘤的转移;miR-200b 表达的丧失在 TNBC 的侵袭过程中起着关键作用,其通过对蛋白激酶 Cα(PKCα)的靶向发挥作用。King 等[35]发现了一条新的信号通路:TTK 蛋白激酶的药理学抑制和基因组沉默上调了 miR-200 家族成员的表达,并抑制了转化生长因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)的信号传导,阻碍了 TGF-β 和 Kruppel 样因子 5(Kruppel like factor 5,KLF5)信号通路调节的 TNBC 细胞的 EMT 过程。Erturk 等[36]的一项回顾性研究评估了在 TNBC 进展中发挥作用的 miR 的表达谱以及 BRCA 突变在其调节中的作用,他们利用实时定量 PCR 技术,在 7 例 BRCA 突变阳性、6 例 BRCA 突变阴性的 TNBC 病例,以及 20 个非肿瘤组织中分析了 13 种与乳腺癌相关的 miRNA 的表达水平;结果表明,在携带 BRCA 突变的 TNBC 肿瘤中,miR-200c 的表达水平下调了 5.75 倍,这提示我们,miR-200c 可能参与了 BRCA 突变的 TNBC 的侵袭和转移过程。
当前,miR-200 家族成员在乳腺癌的迁移和侵袭中的作用是有争议的,这提示了 miR-200 作用机制的复杂性与双向性。Choi 等[37]研究发现,尽管 miR-200a/200b/429 和 miR-141/200c 簇的过表达抑制 TNBC 细胞系 MDA-MB-231 的细胞增殖,但是通过黏着斑激酶(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)介导的信号通路,可以增加血管内皮生长因子 A(VEGFA)的分泌,促进肿瘤细胞的迁移和侵袭能力。Jin 等[38]的研究通过分析原发性乳腺癌组织和癌症基因组图谱(TCGA)数据库的数据后发现,miR-200c/141 簇的过表达上调了 TNBC 细胞系中的纤溶酶原激活物抑制剂-2(SerpinB2)的表达,并促进肺转移和淋巴结转移,与乳腺癌患者的转移可能性增加和不良结局相关。
4 miR-200 与 TNBC 的治疗及治疗抵抗性
miR 应用于肿瘤治疗的途径包括直接或间接下调原癌 miR 的表达和上调抑癌 miR 的表达。组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylases,HDACs)在维持染色质结构和调控包括抑癌基因在内的基因表达方面发挥重要的作用,是肿瘤治疗的有效靶点。在肿瘤细胞中,miR-200 与 HDAC 分子之间存在反馈机制,提示 miR-200 可作为组蛋白乙酰化酶抑制剂,改变肿瘤相关基因的表达状态,从而有效治疗 TNBC[9]。此外,miR-200 在肿瘤增殖及侵袭转移中参与的多种信号通路也是 TNBC 潜在的治疗靶点。在治疗过程中,为提高 miR 的生物稳定性及治疗靶向性,还可以借助包括 miR-纳米颗粒结合物、miR 海绵、细胞外囊泡、miR 掩饰技术等在内的各种 miR 运载工具[9]。
当前,TNBC 的传统治疗方案仍局限于手术、放疗及化疗,常见的化疗手段包括术前新辅助化疗、术后辅助化疗及复发转移解救性化疗。蒽环类和紫杉类药物是 TNBC 的标准化疗方案,对于 BRCA 基因突变患者,铂类药物在化疗中具有显著疗效。抑制化疗耐药或抵抗,以及在不提高放疗剂量的前提下提高化疗敏感性,是当前 TNBC 的治疗中亟待解决的问题[39]。干细胞程序的重新激活与癌症的持续进展以及根除性治疗失败密切相关。通过生成自我更新的癌症干细胞(CSCs),使得 TNBC 对化疗和放疗更具抵抗力[40]。Notch 信号通路是调节 TNBC CSCs 存活的关键途径[41]。近期一项研究[42]显示,Notch 配体 Jagged2 在紫杉醇耐药的 TNBC 细胞和组织中呈高表达。通过敲除 Jagged2 上调 miR-200 表达,可以抑制 TNBC 细胞的 CSC 特性和紫杉醇抗性。miR-200c 是增强 TNBC 放疗敏感性的一个潜在靶点[43]。Sun 等[44]提出,miR-200c 在 TNBC 细胞系 MDA-MB-231 中的异位表达抑制了放射诱导的自噬小体生成,并使乳腺癌细胞对放疗敏感,提示其介导的 miR-200c/泛醌蛋白 1(UBQLN1)途径是可行的治疗策略。詹军芳等[45]的研究表明,miR-200c 的过表达可能抑制了 ZEB1 的表达水平,逆转了细胞的 EMT 状态且导致共济失调毛细血管扩张突变基因蛋白(ATM)分子的表达下调,从而抑制了细胞的 DNA 修复能力,提高了肿瘤细胞对放疗的敏感性。
5 miR-200 与 TNBC 的诊断及预后
早期的诊断、对治疗进展和预后的监测是影响 TNBC 患者结局的重要环节。相较于组织标志物,循环系统标志物更容易获得,适用于肿瘤筛查和定期随访。多项研究[46-51]表明,miR 在细胞外稳定存在,是构成血清中循环核酸的主要部分,循环 miR 可以作为乳腺癌预后和预测性的生物标志物。Madhavan 等[52]通过 TaqMan 低密度阵列分析了 40 例转移性乳腺癌(metastatic breast cancer,MBC)患者的血浆 miR,鉴定了具有预后能力的 miR,并分别在 2 个队列(237 例和 335 例 MBC 患者)中验证了该结果,最终得到了包括 miR-200 家族在内的 16 种与总生存期(overall survival,OS)和无进展生存期(progression-free survival,PFS)密切相关的 miRs,构成了 miR 预后模板(prognostic miRNA panel template,PROMPT)。Niedźwiecki 等[48]的研究比较了 TNBC 患者和 ER/PR 阳性乳腺癌患者血清中的 miR-200c 水平,发现循环 miR-200c 在 TNBC 患者中的表达水平较低。由于 miR-200c 的表达调控 TNBC 的侵袭转移,因而循环 miR-200c 可以用作乳腺癌转移患者治疗决策前的检测。
当前,关于外泌体的研究越来越多,基于外泌体 miR 的液体组织活检可以用作改善乳腺癌诊断和预后的补充临床工具[53]。miR-200 作为循环生物标志物,在临床的应用中尚有几个需要克服的问题:在动物模型中缺乏 miR-200 表达系统、缺乏充分表征的患者组织或血清作为配对样品和昂贵且耗时的 miR 检测方法[54]。
6 小结及展望
TNBC 作为乳腺癌的特殊亚型,具有较高的侵袭转移及复发风险,相较于其他亚型往往提示不良结局。传统的治疗方案由于缺乏治疗靶点,往往疗效不佳。当前关于 TNBC 治疗的研究热点是基于其生物学特性和分子分型的靶向治疗、免疫抑制治疗及多种方案的联合治疗。miR-200 家族在 TNBC 的增殖、侵袭转移及治疗抵抗性中发挥重要的作用。同时,它也是潜在的治疗靶点和生物预测因子。尽管 miR 的治疗前景得到了肯定,然而尚未在临床得到常规应用。这可能与现有的 miR-200 在 TNBC 中的研究结果存在不一致性,不同的信号通路及细胞环境可能导致不同的靶向作用,潜在的靶外效应和副作用等问题有关。因而在运用 miR 进行靶向治疗的时候,必须综合评估其治疗益处和不良反应,从而实现疗效获益。miR-200 在 TNBC 发生发展中的双向作用提示我们 miR-200 调控机制的复杂性,其不仅仅发挥单一的抑癌基因的作用。在未来的研究中,我们不能满足于表面的结果呈递,还需带着批判的眼光进一步深入探究 miR-200 在 TNBC 中的作用机制及其应用价值。
重要声明
利益冲突声明:本文全体作者阅读并理解了《中国普外基础与临床杂志》的政策声明,我们没有相互竞争的利益。
作者贡献声明:王加琪查阅文献及撰写论文,张一帆和张研指导论文写作,王振宇和陈颖提出修改意见,姜义确定文章的方向和题目。