MicroRNA在宫颈癌中的研究进展

　　MicroRNA在宫颈癌中的研究进展

　　董立新，李新，杨森，毛羽，曹丽艳秦皇岛市第一医院肿瘤放疗科，河北秦皇岛066000

　　关键词：miRNA;宫颈癌;放化疗敏感性;作用机制

　　中国图书分类号：R737. 33文献标识码：A文章编号：10014411(2018)11-2626-04;doi:10. 7620/zgybj.j.issn.1001-44】1.2018. 11. 75

　　宫颈癌是常见的妇科恶性肿瘤之一，2012年全球共有新发病例约528 000例，其中约266 000例死亡。，病死率约50%，且其中近90%发生在发展中国家，并呈年轻化趋势，这严重威胁广大妇女的健康和生活质量。因此早期预防、及时诊断和治疗宫颈癌仍是提高广大妇女健康水平的重要工作。宫颈癌的发生、发展是一个极其复杂的多节段、多基因调控异常的过程。随着对官颈癌研究的深入，研究发现越来越多的miRNA在宫颈癌细胞中表达存在异常[3-4]。这说明miRNA可能参与调控宫颈癌发生发展等过程。因此探索miRNA在癌组织中的表达差异及其与宫颈癌的关系，对于提高宫颈癌的诊断和治疗及改善预后有重要意义。miRNA是一类大小约22nt的内源性单链非编码小分子RNA，首先在RNA聚合酶Ⅱ的作用下生成具有茎环结构的初级转录产物( pri- miRNA)，随后经Drosha/DGCR8剪接成前体RNA(pre -iniRNA)，此时所有过程仍在细胞核内，再由exportin 5运到胞浆[5]。在Dicer酶的作用下胞浆中的pre - miRNA被切割成双链，后经过Argo-naute2蛋白的调节解离成两条单链，其中一条通过RNA诱导的沉默复合体(RISC)来调控基因的表达，为有功能的成熟miRNA，而另一条无功能单链则被降解。miRNA本身不具有开放阅读框架，不编码任何蛋白质的能力，而是通过碱基配对的方式结合到靶基因mRNA的3 7非编码区(UTR)影响蛋白质的表达，从而参与肿瘤的发生发展。大量研究表明，miRNA在多个肿瘤中存在异常表达。例如miRNA -195于宫颈癌等”.miRNA-138于肝癌等，均明显低表达，而miRNA-182[9]于乳腺癌等则高表达。一些研究。1()j显示miRNA在肿瘤放化疗敏感性中也有一定的调控作用。如过表达miRNA-150能增强淋巴瘤患者的放疗敏感性，而在化疗方面，Liu等[11]认为，过表达miRNA-15可提高结肠癌细胞对5-氟尿嘧啶和奥沙利铂的化学敏感性。随着对miRNA研究的深入，其在调控肿瘤发病机制、放化疗敏感性及预后方面的意义日益凸显。

　　1 miRNA在宫颈癌发病机制方面的研究

　　宫颈癌的发生发展是一个多节段、多基因调控异常的过程。在这个过程中，伴随着许多miRNA的异常表达。一类miRNA在宫颈癌中低表达，如Zou等[12]发现相对正常官颈组织，miRNA-lOb在官颈癌组织中低表达，通过过表达miRNA -10b可明显抑制宫颈癌细胞的增殖、转移和侵袭等恶性生物学行为。

　　Zhao等[13]通过对比正常官颈组织、宫颈上皮内瘤变( CIN)组织和宫颈癌组织，发现miRNA -143在上述组织中含量依次递减，且也通过过表达miR-NA-143发现可明显抑制宫颈癌细胞的增殖并促进其凋亡，而降表达miRNA-143则可明显促进上述一系列恶性生物学行为。Zhang等[14]利用qPCR技术证实miRNA-137在宫颈癌中低表达后，通过过表达miR-NA-137发现可明显抑制宫颈癌细胞的增殖和迁移，进一步通过双荧光素酶实验证实，EZH2是miRNA-137的直接靶基因，即miRNA-137通过靶向抑制EZH2进而抑制官颈癌的发生发展，这或许是miRNA-137抑制宫颈癌细胞增殖和迁移的机制。

　　在Wang等[15]一项研究中，首先利用qRT-PCR技术证实了miRNA-124-3p在宫颈癌组织和细胞中明显低表达，后经过过表达miRNA-124-3p后发现可明显抑制宫颈癌细胞的增殖、迁移和侵袭，后通过双荧光素酶实验证实IGF2BP1是miRNA - 124 - 3p的直接靶基因，且发现过表达miRNA - 124 - 3p后IGF2BP1表达明显降低，而降表达miRNA-124-3p后IGF2BP1表达则明显升高，其机制可能是miRNA-124-3p直接靶向作用IGF2BP1从而抑制宫颈癌细胞的恶性生物学行为。类似的还有miRNA-200c等[16]，这些miRNA都被证实在宫颈癌中低表达，过表达这些miRNA则可明显抑制宫颈癌细胞的恶性生物学行为，而降表达则可促进这些作用。提示这些miRNA可能在宫颈癌的进展中发挥着抑癌作用。

　　还有一类miRNA则在官颈癌中高表达，如Zhang等[18]发现相比相邻的非肿瘤组织，iRNA - 21、miRNA-150在宫颈癌组织中高表达，通过过表达上述miRNA对官颈癌细胞的增殖、侵袭和转移起到一定促进作用，而降表达则可起到抑制作用，进一步通过双荧光素酶实验发现，TIMP3和PDCD4分别是miRNA-21和miRNA150的直接靶基因，这可能是miRNA-21和miRNA150促进宫颈癌细胞增殖和侵袭的作用机制。Su等[19]也发现相比相邻的非肿瘤组织，miRNA- 92a在官颈癌组织中明显高表达，且miRNA-92a的高表达与宫颈癌的淋巴结转移和临床阶段晚期有显著相关性，通过降表达miRNA -92a发现可显著降低官颈癌细胞的增殖并诱导细胞周期停滞，进一步研究发现过表达p21后可明显抑制miR-NA-92a表达，而降表达p21则可促进miRNA -92a表达。提示可能是miRNA-92a与p21之间的这种相互作用影响着宫颈癌细胞的恶性生物学行为。Li等[20]在宫颈癌细胞系中利用qRT-PCR技术证实miRNA -106a表达显著上调，通过过表达miRNA - 106a可明显促进官颈癌细胞的迁移和侵袭，而降表达miRNA -106a则可显著抑制这种作用。通过过表达TIMP2发现miRNA-106a表达降低。进一步经过荧光素酶实验证实，TIMP2为miRNA-106a直接靶基因，这可能是miRNA-106a通过靶向作用于TIMP2促进宫颈癌细胞迁移和侵袭的机制。类似的还有miRNA-543和miR-NA-20b等[2J-22]，这些miRNA都被证实在宫颈癌组织中高表达，过表达这些miRNA则可明显促进官颈癌细胞的恶性生物学行为，而降表达则可显著抑制这些作用。提示这些miRNA可能在宫颈癌的进展中发挥着促癌作用。

　　除了上述大量细胞水平上的实验，近年来也有不少科学家在移植人宫颈癌细胞的动物模型进一步阐述miRNA与宫颈癌之间的关系。如Wei等[23]证实了miR-21在宫颈癌中高表达，且过表达促进了宫颈癌细胞的增殖、迁移和侵袭后利用裸鼠成功建立了人类宫颈癌的异种移植模型，并在裸鼠模型中过表达miR-21后发现裸鼠肿瘤的大小和淋巴结转移的概率较降表达miR-21的模型中显著增加，这是在动物个体水平上进一步证明了miRNA与宫颈癌发生发展的关系，更加科学客观的说明了miRNA对宫颈癌发生发展的调控作用。Zhou等发现，iRNA-138在官颈癌组织和细胞中显著低表达，通过过表达miRNA -138可显著抑制宫颈癌细胞的增殖、迁移等恶性生物学行为，并诱导癌细胞的凋亡，且miRNA-138与肿瘤分期和淋巴结转移呈负相关，进一步通过双荧光素酶实验证实，hTERT是miRNA -138的直接靶基因，后通过在构建的裸鼠模型上过表达miRNA -138发现可明显抑制肿瘤的生长。与之相似的还有关于miRNA-132等[25]在动物水平上的实验。越来越多的miRNA被证明参与了宫颈癌的发病，这为官颈癌的预防和诊疗提供了一种新的思路。

　　2 miRNA在宫颈癌放化疗敏感性方面的研究

　　在宫颈癌的治疗方面，放疗和化疗是目前除手术治疗外主要的两种治疗手段，与其他肿瘤的治疗类似，在治疗的中晚期，宫颈癌的放化疗均不可避免地出现一定程度的耐受性，严重影响宫颈癌的治疗效果。随着对miRNA在官颈癌治疗方面研究的深入，人们发现其在官颈癌的放化疗敏感性上也起着重要调控作用。

　　Dong等[26]的一项研究中，他们利用qRT - PCR技术发现miRNA-218在官颈癌组织和细胞中显著低表达，且过表达miRNA-218能够明显抑制宫颈癌细胞的增殖和侵袭，降表达miRNA -218则能够促进宫颈癌细胞的上述恶性生物学行为。随后他们通过异种移植宫颈癌细胞的裸鼠模型研究miRNA -218和卡铂对肿瘤生长的作用，结果发现在卡铂剂量相同的情况下过表达miRNA-218的裸鼠模型中肿瘤生长明显受到抑制，即对卡铂更敏感，而降表达miRNA-218的裸鼠模型中表现为肿瘤的增大，即对卡铂不敏感。且相比阴性对照组，过表达miRNA-218的裸鼠模型中肿瘤生长抑制更明显，即对卡铂更敏感，这说明miRNA-218水平的高低直接反应了宫颈癌细胞对卡铂的敏感性的高低，且过表达miRNA-218可明显促进宫颈癌细胞对卡铂的敏感性。这或许使miR -218成为预测和增强宫颈癌患者对卡铂敏感性的新型标记物。

　　类似的还有miRNA_497[27l和miRNA_96[28]等，结果发现这些miRNA对宫颈癌细胞的化疗敏感性均一定的调控作用，如能人为的对这些miRNA的表达进行调控，或许能提高官颈癌细胞对化疗药物的敏感性，这对解决宫颈癌化疗药物耐药提供了一种新的解决方案。在宫颈癌放疗敏感性上Wang等[29]研究发现，miRNA- 218在宫颈癌组织和细胞中低表达，过表达miRNA-218可显著抑制宫颈癌细胞的增殖，促进凋亡。进一步研究发现，在相同剂量的照射下，过表达miRNA - 218的宫颈癌细胞相较于降表达miRNA-218细胞凋亡更明显，即miRNA-218可提高宫颈癌放疗敏感性和疗效，且在实验中发现miRNA -218水平越高，提示宫颈癌细胞对放疗越敏感。Ye等[30]利用qRT-PCR技术发现，miRNA -145在官颈癌组织和细胞中显著低表达，且miRNA-145低表达与肿瘤分期晚、体积大及分化程度低密切相关，在相同剂量的照射下，通过集落形成实验发现相比降表达miRNA-145的宫颈癌细胞，过表达miRNA-145促进了细胞凋亡。提示过表达miRNA-145促进宫颈癌细胞的放疗敏感性和疗效。

　　在Yang等[31]的一项研究中发现，miRNA - 320在宫颈癌细胞中明显低表达，且过表达miRNA - 320能够显著提高宫颈癌细胞的放疗敏感性，进一步通过荧光素酶实验和Westren blot实验证实，beta -catenin是miRNA-320的直接靶基因，即miRNA-320通过靶向作用于beta - catenin，进而影响官颈癌细胞的放疗敏感性。类似的还有miRNA_18a[32]和miRNA_136[33]等也被证实可增强宫颈癌细胞的放疗敏感性。在动物模型上，Liu等[25]首先利用qRT-PCR技术证实，相较于瘤旁组织miRNA-132在宫颈癌组织中低表达，过表达miRNA-132能够显著抑制宫颈癌细胞的一系列恶性生物学行为，且通过进一步实验发现过表达miRNA-132可显著增加官颈癌细胞的放疗敏感性，又利用双荧光素酶实验证实了Bmi-l是miRNA-132的直接靶基因，即miRNA-132通过靶向作用于Bmi-l增加官颈癌细胞的放疗敏感性。后该实验团队利用裸鼠模型证实放疗联合外源性miRNA -132抑制裸鼠肿瘤的生长，发现比单纯放疗更有效，这是在动物模型上进一步证明过表达miRNA -132通过靶向作用Bmi-l增强了官颈癌细胞的放射敏感性。上述研究提示miRNA可能对宫颈癌的放疗敏感性具有一定的调控作用，这使miRNA对预测和提高宫颈癌的放疗敏感性提供了一种可能。

　　3 miRNA在宫颈癌预后方面的研究

　　宫颈癌预后与临床期别、病理类型等密切相关，而现在一些研究发现某些miRNA对宫颈癌的预后也有一定的调控作用。如Shen等34通过126例宫颈癌组织利用qRT-PCR技术证实，相较于瘤旁组织miR-NA-224在宫颈癌组织中显著高表达，且miRNA-224的高表达与肿瘤分期晚和淋巴结转移密切相关。Kap-lan-Meier分析表明，miRNA-224高表达的宫颈癌患者预后较miRNA - 224低表达者差，总体生存率低。这提示miRNA-224或许可作为官颈癌患者预后的判断指标。

　　在Ma与其团队的一项研究中[35]发现，miRNA-505在宫颈癌组织和细胞中显著低表达，过表达miR-NA-505可明显抑制宫颈癌细胞的增殖和转移。反之，降表达miRNA-505则可促进上述恶性生物学行为，且他们发现miRNA-505的低表达与宫颈癌患者肿瘤期别晚和生存率低密切相关。同样利用双荧光素酶实验验证了miRNA -505的靶基因FZD4，即miR-NA-505通过靶向作用FZD4来发挥其在宫颈癌中的调控作用，后发现miRNA -505高表达的官颈癌患者预后总体较miRNA-505低表达者好。提示其作为官颈癌的一个抑制基因外，或许可成为宫颈癌患者新的预后因子。

　　Li等[36]同样利用qRT-PCR技术证实，相较于正常宫颈组织miRNA-142-3p在宫颈癌组织中低表达，且在实验中发现miRNA -142 -3p的低表达与肿瘤分期晚、淋巴结转移和肿瘤侵润深度密切相关。Kaplan - Meier生存分析显示miRNA-142-3p低表达的官颈癌患者总体生存率和无进展生存率较miRNA -142-3p高表达者低。这提示miRNA-142-3p或许可成为预测宫颈癌的新型标记物。与Li的实验相似，Wang等也是利用qRT-PCR技术证实，相较于瘤旁组织miRNA-145在宫颈癌组织中显著低表达，且miRNA-145的低表达与肿瘤分期晚、淋巴结转移、分化程度低、人乳头状瘤病毒( HPV)感染和疾病进展密切相关。

　　Kaplan - Meier生存分析显示miRNA-145低表达的官颈癌患者总生存时间短于miRNA - 145高表达者，应用多变量Cox回归分析，提示miR-145是宫颈癌的一个独立预后因子。Fang等[38]利用qRT-PCR技术证实，miRNA-155在宫颈癌组织中显著高表达，miRNA-155的高表达与肿瘤临床分期晚、淋巴结远处转移和HPV感染等密切相关。且研究还发现miR-NA-155高表达的宫颈癌患者总体生存率较miRNA-155低表达者低，通过应用多变量Cox回归分析，提示miR -155是宫颈癌的独立预后因子。类似的还有miRNA一21117l和miRNA-13等，都被证实参与调控宫颈癌患者的预后。随着越来越多的miRNA被证实与宫颈癌的预后密切相关，这可能使miRNA作为一种新型生物标志物来预测宫颈癌患者的预后。

　　目前，国内外宫颈癌的发病率和死亡率仍居高不下，发展中国家尤为严重，究其原因多数与宫颈癌诊断较晚和治疗失败有关。宫颈癌发生发展的整个过程几乎都存在miRNA的异常表达，特别是在官颈癌的发病机制、放化疗敏感性及预后方面起着重要的作用，且miRNA作为一种新的生物学标记物，具有获取方便和重复性好的优点，随着这方面研究的深入，miRNA在宫颈癌中的表达图谱将不断完善，预测与宫颈癌相关的miRNA及其靶基因，明确miRNA和靶基因mRNA、蛋白之间的调节关系，将会在官颈癌的诊断、治疗和预后中发挥重要的临床价值。