miRNA—499及相关单核苷酸多态性在肿瘤中的研究进展

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  【中圖分类号】R730. 5【文献标识码】A【文章编号】1550-1868(2014)11
  【摘要】摘要: MicroRNAs(miRNAs)与肿瘤的关系是近几年的研究热点。大量的实验研究表明,MicroRNAs及其相关单核苷酸多态性在基因中的调控,可能在肿瘤形成、发展、转移中发挥着主导作用。目前随着多种新技术的出现并对MicroRNAs研究的进一步深入,关于miR-499及单核苷酸多态性(rs3746444)与肿瘤的关联性和用于治疗肿瘤的研究有了深入进展。本文拟就miR-499及单核苷酸多态性在肿瘤中的相关研究进展作一综述。
  【关键词】Micorna-499;miRNA-499相关单核苷酸多态性(rs3746444);肿瘤(乳腺癌)
  微小RNA(microRNA,miRNA)是一类高度保守、长度约23个核苷酸的内源性非编码单链RNA,通过与其靶基因结合而进一步发挥其调控作用。miRNA相关单核苷酸多态性是基因水平上因为单个核苷酸的变异引起DNA序列的多态性。现阶段,随着基因水平研究的进一步深入,发现肿瘤的发生、发展与多数miRNA及相关单核苷酸关系密切,而且,人类在部分肿瘤正在尝试用miRNA去诊治。
  1.miR-499的生成、作用及相关单核苷酸多态性
  miRNA-499(miR-499)是2005年由Bentwich等[1]利用计算机模拟分析和miR芯片技术新发现的一种微小RNA。多种种属的大部分都已被确定位于Myh7b编码基因的内含子中。编码miRNA的基因在细胞核内RNA聚合酶Ⅱ催化下转录生成初级miRNA(pri-miRNA),而后pri-miRNA被加工成pre-miRNA即miRNA前体,经载体输送至胞质;miRNA前体被剪切成20-25个核苷酸长度的双链成熟体miRNA,在RNA解旋酶作用下,双链成熟miRNA分解为成熟的单链miRNA和对应的互补链,后者被水解,而成熟的单链miRNA结合到RNA诱导的基因沉默复合物(RISC)中,形成RISC复合物。其与目标靶基因的特异性结合位点3′非翻译区(UTR)结合,继而来完成诱导靶向基因mRNA的降解和/或抑制靶向mRNA的翻译,进而调控下游基因的表达,从而实现转录后的调控,影响细胞生长、分化、迁移和凋亡。miR-499与大多数miRNA一样也是这样生成,也对基因的调控起重要作用。miRNA与mRNA靶点并不是一一对应的关系,生物便是通过这种特殊的调节模式使基因的表达水平处于相对平衡的状态,一旦这种平衡被打破即出现基因的无序性表达,在机体表现出来便是发生肿瘤。
  MiRNA基因附近区域的单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphisms,SNPs)是可以导致miRNA基因调控功能缺失或紊乱的一类功能型SNP的总称。主要是指在基因组水平上由于单个核苷酸的代替、插入或缺失等变异而引起DNA序列呈多态性。它是人类可遗传变异中常见的一种,在人群中出现的频率大于1%。在人类基因组中广泛存在,且分布具有高密度性和保守性。SNP在肿瘤发生、发展中的作用随着研究的进一步深入,已成为分子基因水平的研究焦点。miRNA-499其相关单核苷酸多态性rs-3746444与肿瘤的发生发展密切关联。
  2.miR-499及其单核苷酸多态性(rs-3746444)与肿瘤(乳腺癌)的研究现状
  miRNA在正常组织和肿瘤组织中的表达显著不同,在肿瘤发生过程中起到癌基因或抑癌基因的作用,参与了肿瘤的发生、发展。另有研究发现miRNA还能通过改变、作用于某些基因表达影响肿瘤细胞之间的连接方式,从而影响肿瘤细胞的转移及浸润。
  2.1新近技术RT-PCR、微阵列等的发展使人们能够准确定量检测外周血中miRNAs的表达水平。miR-499在血中的表达水平可以用来从绝经后的健康个体中区别乳腺癌患者,这也可能可以作为一种新的生物标记物而应用于临床[2]。新近有研究[3]表明,Ⅲ、Ⅳ期非小细胞肺癌血浆mir-499水平明显较Ⅰ、Ⅱ期低,血清miR-499很可能作为早期诊断和判断非小细胞肺癌预后的新的生物学标记物。另外,低血浆mir-499水平可能示在Ⅰ、Ⅱ期非小细胞肺癌较低的无病生存率。
  2.2 MiR-SNPs大多位于人类基因组基因间区和内含子区,与肿瘤密切关联。MDR1(C3435T)与乳腺癌的临床、病理特征,治疗反应及在化疗基础上的血液毒性密切相关[4];而其另外SNP(C1236T)可以作为一个新的独立预测因子用于替莫唑胺治疗恶性胶质细胞瘤患者的疗效[5]。hsa-miR-146a(rs 2910164)会增加伊朗人群中罹患儿童急性淋巴细胞白血病(ALL)的风险,而相反,hsa-miR-499(rs 3746444)不会增加罹患ALL的风险,至少在本次研究[6]中显示。Hu[7]等对乳腺癌患者和正常对照人群的检测中,发现与AA基因型相比,has-mir-499 rs3746444:A>G和has-miR-196a2 rs11614913:T>C与乳腺癌的发生密切相关,具有这些基因型的人可能更具有易感性。在通过在以伊朗人群为基础的病例对照试验发现hsa-miR-499 rs3746444会增加罹患乳腺癌的风险[8]。但Catucci等[9]对德国、意大利乳腺癌患者的研究得出了不同于Hu的研究(对象为中国女性患者)的结论,他们发现SNP:has-mir-499 rs3746444:A>G与乳腺癌易感性无明显关系。Liu等[10]则发现在携带has-mir-499 rs3746444(A>G)基因型的人群中,其头颈部鳞状细胞癌的发病率明显降低。有元分析[11]说明,miR-499 rs3746444多态性在亚洲人群肿瘤的发生过程中是一个低风险因素。此前已有多篇文献指出,pre-miRNA-499 rs3746444与部分肿瘤密切相关,其中就包括乳腺癌[7]、肝细胞肝癌[12]、肺癌[13]等。   3.miRNA(miR-499)或將用于治疗部分肿瘤
  基于miNRA在肿瘤发生、发展中的作用,现阶段多数研究者已将研究重点转移至使miRNA作为治疗肿瘤的方法之一。但微小RNA治疗肿瘤仍尚处于起步阶段,miRNA治疗方法一般分为两个类型,①.当目标miRNA过表达时行miRNA抑制治疗;②.当miRNA被抑制时行miRNA替代治疗。miRNAs可以参与治疗肿瘤一般基于以下两个条件:⑴.肿瘤已证实存在miRNA的异常表达;⑵.肿瘤的变现型受其靶位miRNA表达的控制。与其他治疗策略相比,基于miRNA的治疗方法有一些优点,比如利用miRNAs在机体内可以作用于多个靶位基因,并可以在不同时段作用各个基因。单一的miRNA可以通过调节众多目的基因来发挥其一点对多点的作用。
  鉴于miRNA在体循环中生存周期短,并且难以透过细胞膜进入细胞内;可以使它与高密度蛋白结合达到在血清中移动、在活体组织中转运的要求。当在HepG2细胞中过表达miR-1和miR-499会诱导est1表达下降,mRNA和翻译蛋白降低。此外,会抑制HepG2细胞的侵袭和转移;可以推测它们通过调节est1间接发挥在HCC的病理发生发展中有重要的作用[14]。在CL1-0肺腺癌细胞中过表达miR-499a能有效地增加其DNA辐射诱导损伤和凋亡,改变细胞周期的分布而最终改变CL1-0肺腺癌细胞的辐射敏感性[15]。另带有let-7的慢病毒转运体已经成功的用于治疗小鼠动物模型的肺癌[16]。腺相关病毒(AAV)也可用于运载miR-26a而作用于细胞周期D2期、E2期,达到抑制肝癌细胞增殖而诱导的肿瘤特异性细胞凋亡[17]。已有多项研究表明,某些miNRAs是可以通过静脉注射至小鼠的肿瘤内,抑制其生长而达到治疗肿瘤的作用。吴等[18]用小鼠动物模型移种移植物(带有miR-29b的混合脂质体),通过静脉内给药在剂量为1.5mg/kg给予7次注射后能明显抑制肺癌细胞的生长。 通过合成miR-499载体(APRPG-miR-499),可以静脉注射自荷瘤小鼠体内,观察得到肿瘤血管形成明显减少,肿瘤细胞生长受到明显抑制;静脉内给药以增加其表达水平,现阶段可能在综合抗肿瘤治疗方法中有巨大的潜力[19]。
  4.展望
  目前对与miRNA在肿瘤中的研究还只是刚刚起步,对其具体的功能、靶基因及作用机制的认识还有待进一步的研究。但我们有理由相信各种miRNA及其单核苷酸多样性在肿瘤的诊断、治疗、预防和判断预后等方面都具有广阔的应用前景。本文仅主要是对miR-499及相关单核苷酸多态性在肿瘤中发展现状做一介绍。对肿瘤组织中细胞/血清/血浆miRNA499水平变化情况及has-mir-499 rs3746444与肿瘤侵袭转移关系的研究,由于对miRNA499释入血中的具体机制尚不清楚,以及样本量等问题,仍有很长的路要走。随着研究的进一步深入和其他检测先进技术的优化,相信其在多数肿瘤中的作用会更加明了;进一步探索miRNA-499的作用机制,将为临床上肿瘤的诊断、治疗、判断预后、预防等带来新思路。
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