论文部分内容阅读
【关键词】miRNA9；肿瘤；细胞增殖；侵袭
中图分类号：R730.43文献标识码：ADOI：10.3969/j.issn.10031383.2016.04.028
微小RNA（miRNA）是近年发现的一种小分子量、高度保守的非编码RNA，通常包含20～25个核苷酸，能够通过互补结合目的mRNA的3’UTRs参与基因表达的转录后的调控，导致转录抑制或mRNA沉默[1]。miRNA与多种疾病的发生、发展及预后密切相关，miRNA375是作为致病因素参与高血压颈动脉斑块阳性疾病的发生和发展，其过高表达对高血压颈动脉斑块阳性患者可能有促进作用[2]。miRNA作用的机制主要有：①通过与靶向RNA完全或者近似完全配对，发挥与干扰RNA类似的作用，降解靶mRNA，抑制其翻译；②通过与mRNA的3’UTRs不完全互补结合，主要抑制靶RNA翻译时启动和延长阶段而达到基因沉默作用。miRNA与多种细胞的增殖、凋亡、异化、侵袭、迁移和免疫应答等生物进程有关[1]。miRNA可以作为心血管疾病进展的标志，参与心肌凋亡的调控；miRNA也可以通过靶向抑制Th2炎症反应降低激素抵抗型气道高反应疾病的临床症状；miRNA其异常表达也是肿瘤初始与进展阶段的关键。在人类，一些miRNA高表达，其功能类似于致癌基因，一些miRNA低表达，功能类似于肿瘤抑制基因（TSGs）。尽管miRNA可以显示促进或抑制肿瘤发生，但其主要的功能是像TSGs一样通过负性调控编码蛋白质的致癌基因调控细胞增殖和凋亡[3～9]。现就miRAN9对肿瘤的调控机制综述如下。
1miRNA9在肿瘤中的异常表达及机制
miRNA9是miRNA家族成员中的重要一员。在人类，成熟的miRNA9被三个独立的基因编码，分别为miRNA91、miRNA92、miRNA93，其定位于染色体1、5和15[10]。miRNA9通过在不同组织中的异常表达提示肿瘤的发生或进展，有可能成为肿瘤早期诊断的标志物。在原发性脑瘤，miRNA9升高并且为神经致癌作用非常重要的因子[11]；在宫颈癌中，miRNA9过表达，提示在肿瘤发生、发展过程中的促瘤作用[12]。然而，miRNA9在大多人类癌症中表达下调，包括胰腺癌、卵巢癌和直肠癌，并且与乳腺癌和直肠癌恶性进程相关。miRNA9表达异常与其编码基因的启动子异常甲基化有关。DNA甲基化是典型的表观遗传标志，在胚胎发育、染色体失活、调控基因表达等方面发挥重要作用。DNA 甲基化可引起基因组中相应区域染色质结构变化， 使DNA 失去限制性内切酶的切割位点以及DNA酶的敏感位点，使染色质高度螺旋化，凝缩成团，失去转录活性，因此启动子甲基化能沉默基因表达从而使miRNA9表达下调，去甲基化则能使其表达上调。在癌症中，通过甲基化调控最有特征性的miRNA 是miRNA9。Lehmann 等[13]指出：通过CpG岛甲基化介导的hsamiRNA91的失控是乳腺肿瘤发生的早期事件。研究也发现对比正常胃组织，在胃癌组织和细胞系中，miRNA9编码基因两个启动子CpG岛的甲基化显著升高，提示在胃癌中miRNA9表达下调是由于miRNA9编码基因的启动子区域异常甲基化。
2miRNA9对肿瘤生物学行为的调控及机制
2.1miRNA9调控肿瘤增殖凋亡和细胞周期
细胞增殖、凋亡和分化之间的平衡对保持组织器官的形成和发育具有重要意义，其失衡与肿瘤的发生、发展密切相关。细胞的增殖、凋亡受到多种基因及信号通路的调控。miRNA9通过沉默与细胞增殖、凋亡和细胞周期相关的靶基因调控肿瘤的增殖、凋亡和细胞周期的变化。miRNA9通过对影响肿瘤细胞生物学行为的靶基因的调控，从而影响基因的转录和翻译，达到对多种信号传导通路进行调控。Hsu PY等[14]报道miRNA9在乳腺癌细胞系中的表达明显导致P53相关凋亡通路的大量基因表达改变。在胃癌中CyclinD1和Ets1是miRNA9的直接目的基因，miRNA9通过抑制CyclinD1基因的表达，结合CyclinD1在调控细胞周期和细胞增殖中扮演的关键角色，进一步研究发现miRNA9通过目的基因CyclinD1显著抑制体外胃癌细胞周期和细胞增殖作用[15]。而在卵巢癌，通过直接的目的基因NFKB，miRNA9异常表达抑制体内和体外细胞系的增长[16]，黑色素瘤也通过靶基因NFKB，miRNA9抑制细胞的增长和转移[17]。在宫颈癌中，曾康康等[18]的研究发现：miRNA9高表达促进宫颈癌细胞的增殖，可能是通过沉默靶基因FSTL1和CDH1的表达发挥作用。然而，由于调控肿瘤增殖、凋亡的基因众多，信号通路复杂，miRNA9作用的机制还有待更进一步的研究。
2.2miRNA9调控肿瘤的侵袭转移
肿瘤的侵袭转移能力与细胞间的黏附作用有关，细胞的黏附作用降低，彼此失去联系，则细胞运动和迁移能力增加。miRNA9家族基因可以通过其启动子CpG岛的甲基化调控肿瘤细胞的侵袭、转移。miRNA9在伴淋巴结转移的肿瘤患者中相对无淋巴结转移的患者显著异常表达。在结肠癌、肺癌、乳腺癌和黑色素瘤中，相对比无淋巴结转移者，miRNA9基因家族（miRNA91、miRNA92、miRNA93）在伴淋巴结转移的原发肿瘤中异常甲基化，通过对这些肿瘤组织miRNA9表达的检测发现并未检测到miRNA9转录表达[13]，提示淋巴结转移的肿瘤miRNA9启动子甲基化。miRNA9也可以通过调控不同的靶基因的沉默调空肿瘤细胞的侵袭和转移。 miRNA9通过起黏附作用的靶点ECadherin诱导人上皮性细胞到间质性细胞的改变，也可以通过下调ECadherin诱导血管内皮生长因子的结合位点易位于细胞核，引起连环蛋白（βcatenin）的表达，从而肿瘤血管生成增加[19]。既往的研究表明Ets1在肿瘤细胞的侵袭和迁移中发挥重要作用，而Ets1为 miRNA9的直接靶基因，通过研究miRNA9过表达和目的基因Ets1在胃癌SGC7901和AGS细胞系的侵袭和迁移中的作用，结果提示miRNA9通过目的基因Ets1显著减弱体外胃癌细胞迁移和侵袭作用[15]。miRNA9通过协调多个基因控制细胞的运动性而影响肿瘤细胞的转移能力，癌细胞的运动性和侵袭性与一系列复杂的综合事件有关，并且主要通过肌动蛋白细胞骨架调控控制。而NFкB1已经显示与细胞骨架改造有关，是肿瘤细胞侵袭性的标志[20]。在转移的黑色素瘤中，miRNA9肿瘤抑制作用是通过直接绑定NFKB1的3’UTR介导的，从而导致Snail1的抑制和E钙黏蛋白的下调。因此，miRNA9调控肿瘤细胞的侵袭、迁移能力，主要是通过与其靶基因结合，通过靶基因表达的改变从而影响肿瘤细胞间的相互黏附能力，而细胞的黏附能力与肿瘤的侵袭性密切相关。 3小结
肿瘤的发生和进展是一个复杂的病理过程，涉及癌基因的激活和抑癌基因的失活及多种信号传导通路的调控。miRNA是近年发现的重要的调控物质，研究已发现miRNA在神经细胞、心肌细胞、胚胎干细胞以及炎症细胞中的重要作用，因此成为近年研究的热点。miRNA9作为miRNA家族中的重要一员，已发现其在调控肿瘤的生物学行为中起重要作用。miRNA9通过其编码基因调控自身的表达以及通过与其靶基因的结合调控多种信号通路，从而影响肿瘤细胞的生物学行为。但是miRNA9涉及的靶基因众多，调控的信号通路相互交织，因此仍有许多调控机制未清楚，有待进一步的研究。相信随着其作用机制的阐明，miRNA9能在肿瘤的临床诊治中起更大作用。
参考文献
[1]Iorio MV，Croce CM.MicroRNA dysregulation in cancer：diagnostics，monitoring and therapeutics.A comprehensive review[J].EMBO Mol Med，2012，4（3）：143159.
[2]李鸿翔，李近都，梁烨，等. 高血压颈动脉斑块阳性患者miR375表达检测[J].右江医学，2015，43（1）：1619.
[3]Cimmino A，Calin GA，Fabbri M，et al.miR15 and miR16 induce apoptosis by targeting BCL2[J].Proc Natl Acad Sci U S A，2005，102（39）：1394413949.
[4]Tsai KW，Liao YL，Wu CW，et al.Aberrant hypermethylation of miR9 genes in gastric cancer[J].Epigenetics，2011，6（10）：11891197.
[5]Tanaka N，Toyooka S，Soh J，et al.Frequent methylation and oncogenic role of microRNA34b/c in smallcell lung cancer[J].Lung Cancer，2012，76（1）：3238.
[6]Suh SO，Chen Y，Zaman MS，et al.MicroRNA145 is regulated by DNA methylation and p53 gene mutation in prostate cancer[J].Carcinogenesis， 2011，32（5）：772778.
[7]Du Y，Liu Z，Gu L，et al.Characterization of human gastric carcinomarelated methylation of 9 miR CpG islands and repression of their expressions in vitro and in vivo[J].BMC Cancer，2012（12）：249.
[8]Minor J，Wang X，Zhang F，et al.Methylation of microRNA9 is a specific and sensitive biomarker for oral and oropharyngeal squamous cell carcinomas[J].Oral Oncol，2012，48（1）：7378.
[9]Tanaka T，Arai M，Wu S，et al.Epigenetic silencing of microRNA373 plays an important role in regulating cell proliferation in colon cancer[J].Oncol Rep，2011，26（5）：13291335.
[10]Hildebrandt MA，Gu J，Lin J，et al.HsamiR9 methylation status is associated with cancer development and metastatic recurrence in patients with clear cell renal cell carcinoma[J].Oncogene，2010，29（42）：57245728.
[11]Nass D，Rosenwald S，Meiri E，et al.MiR92b and miR9/9* are specifically expressed in brain primary tumors and can be used to differentiate primary from metastatic brain tumors[J].Brain Pathol，2009，19（3）：375383.
[12]Wilting SM，Snijders PJ，Verlaat W，et al.Altered microRNA expression associated with chromosomal changes contributes to cervical carcinogenesis[J].Oncogene，2013，32（1）：106116.
[13]Lehmann U，Hasemeier B，Christgen M，et al.Epigenetic inactivation of microRNA gene hsamir91 in human breast cancer[J].J Pathol，2008，214（1）：1724. [14]Hsu PY，Deatherage DE，Rodriguez BA，et al.Xenoestrogeninduced epigenetic repression of microRNA93 in breast epithelial cells[J].Cancer Res，2009，69（14）：59365945.
[15]Zheng L，Qi T，Yang D，et al.microRNA9 suppresses the proliferation，invasion and metastasis of gastric cancer cells through targeting cyclin D1 and Ets1[J].PLoS One，2013，8（1）：e55719.
[16]Guo LM，Pu Y，Han Z，et al.MicroRNA9 inhibits ovarian cancer cell growth through regulation of NFkappaB1[J].FEBS J，2009，276（19）：55375546.
[17]Liu S，Kumar SM，Lu H，et al.MicroRNA9 upregulates Ecadherin through inhibition of NFκB1Snail1 pathway in melanoma[J].J Pathol，2012，226（1）：6172.
[18]曾康康，张蔚，胡晓霞，等.MiR9对宫颈癌细胞增殖、迁移及其下游基因表达的影响[J].中国妇产科临床杂志，2014，15（1）：1316.
[19]邢荣春，郑军，汤文凡，等.miRNA在不同肿瘤中调控作用的研究进展[J].实用肿瘤杂志，2012，27（5）：551553.
[20]Karst AM，Gao K，Nelson CC，et al.Nuclear factor kappa B subunit p50 promotes melanoma angiogenesis by upregulating interleukin6 expression[J].Int J Cancer，2009，124（2）：494501.
（收稿日期：2016-06-20修回日期：2016-08-21）
（编辑：梁明佩）
中图分类号：R730.43文献标识码：ADOI：10.3969/j.issn.10031383.2016.04.028
微小RNA（miRNA）是近年发现的一种小分子量、高度保守的非编码RNA，通常包含20～25个核苷酸，能够通过互补结合目的mRNA的3’UTRs参与基因表达的转录后的调控，导致转录抑制或mRNA沉默[1]。miRNA与多种疾病的发生、发展及预后密切相关，miRNA375是作为致病因素参与高血压颈动脉斑块阳性疾病的发生和发展，其过高表达对高血压颈动脉斑块阳性患者可能有促进作用[2]。miRNA作用的机制主要有：①通过与靶向RNA完全或者近似完全配对，发挥与干扰RNA类似的作用，降解靶mRNA，抑制其翻译；②通过与mRNA的3’UTRs不完全互补结合，主要抑制靶RNA翻译时启动和延长阶段而达到基因沉默作用。miRNA与多种细胞的增殖、凋亡、异化、侵袭、迁移和免疫应答等生物进程有关[1]。miRNA可以作为心血管疾病进展的标志，参与心肌凋亡的调控；miRNA也可以通过靶向抑制Th2炎症反应降低激素抵抗型气道高反应疾病的临床症状；miRNA其异常表达也是肿瘤初始与进展阶段的关键。在人类，一些miRNA高表达，其功能类似于致癌基因，一些miRNA低表达，功能类似于肿瘤抑制基因（TSGs）。尽管miRNA可以显示促进或抑制肿瘤发生，但其主要的功能是像TSGs一样通过负性调控编码蛋白质的致癌基因调控细胞增殖和凋亡[3～9]。现就miRAN9对肿瘤的调控机制综述如下。
1miRNA9在肿瘤中的异常表达及机制
miRNA9是miRNA家族成员中的重要一员。在人类，成熟的miRNA9被三个独立的基因编码，分别为miRNA91、miRNA92、miRNA93，其定位于染色体1、5和15[10]。miRNA9通过在不同组织中的异常表达提示肿瘤的发生或进展，有可能成为肿瘤早期诊断的标志物。在原发性脑瘤，miRNA9升高并且为神经致癌作用非常重要的因子[11]；在宫颈癌中，miRNA9过表达，提示在肿瘤发生、发展过程中的促瘤作用[12]。然而，miRNA9在大多人类癌症中表达下调，包括胰腺癌、卵巢癌和直肠癌，并且与乳腺癌和直肠癌恶性进程相关。miRNA9表达异常与其编码基因的启动子异常甲基化有关。DNA甲基化是典型的表观遗传标志，在胚胎发育、染色体失活、调控基因表达等方面发挥重要作用。DNA 甲基化可引起基因组中相应区域染色质结构变化， 使DNA 失去限制性内切酶的切割位点以及DNA酶的敏感位点，使染色质高度螺旋化，凝缩成团，失去转录活性，因此启动子甲基化能沉默基因表达从而使miRNA9表达下调，去甲基化则能使其表达上调。在癌症中，通过甲基化调控最有特征性的miRNA 是miRNA9。Lehmann 等[13]指出：通过CpG岛甲基化介导的hsamiRNA91的失控是乳腺肿瘤发生的早期事件。研究也发现对比正常胃组织，在胃癌组织和细胞系中，miRNA9编码基因两个启动子CpG岛的甲基化显著升高，提示在胃癌中miRNA9表达下调是由于miRNA9编码基因的启动子区域异常甲基化。
2miRNA9对肿瘤生物学行为的调控及机制
2.1miRNA9调控肿瘤增殖凋亡和细胞周期
细胞增殖、凋亡和分化之间的平衡对保持组织器官的形成和发育具有重要意义，其失衡与肿瘤的发生、发展密切相关。细胞的增殖、凋亡受到多种基因及信号通路的调控。miRNA9通过沉默与细胞增殖、凋亡和细胞周期相关的靶基因调控肿瘤的增殖、凋亡和细胞周期的变化。miRNA9通过对影响肿瘤细胞生物学行为的靶基因的调控，从而影响基因的转录和翻译，达到对多种信号传导通路进行调控。Hsu PY等[14]报道miRNA9在乳腺癌细胞系中的表达明显导致P53相关凋亡通路的大量基因表达改变。在胃癌中CyclinD1和Ets1是miRNA9的直接目的基因，miRNA9通过抑制CyclinD1基因的表达，结合CyclinD1在调控细胞周期和细胞增殖中扮演的关键角色，进一步研究发现miRNA9通过目的基因CyclinD1显著抑制体外胃癌细胞周期和细胞增殖作用[15]。而在卵巢癌，通过直接的目的基因NFKB，miRNA9异常表达抑制体内和体外细胞系的增长[16]，黑色素瘤也通过靶基因NFKB，miRNA9抑制细胞的增长和转移[17]。在宫颈癌中，曾康康等[18]的研究发现：miRNA9高表达促进宫颈癌细胞的增殖，可能是通过沉默靶基因FSTL1和CDH1的表达发挥作用。然而，由于调控肿瘤增殖、凋亡的基因众多，信号通路复杂，miRNA9作用的机制还有待更进一步的研究。
2.2miRNA9调控肿瘤的侵袭转移
肿瘤的侵袭转移能力与细胞间的黏附作用有关，细胞的黏附作用降低，彼此失去联系，则细胞运动和迁移能力增加。miRNA9家族基因可以通过其启动子CpG岛的甲基化调控肿瘤细胞的侵袭、转移。miRNA9在伴淋巴结转移的肿瘤患者中相对无淋巴结转移的患者显著异常表达。在结肠癌、肺癌、乳腺癌和黑色素瘤中，相对比无淋巴结转移者，miRNA9基因家族（miRNA91、miRNA92、miRNA93）在伴淋巴结转移的原发肿瘤中异常甲基化，通过对这些肿瘤组织miRNA9表达的检测发现并未检测到miRNA9转录表达[13]，提示淋巴结转移的肿瘤miRNA9启动子甲基化。miRNA9也可以通过调控不同的靶基因的沉默调空肿瘤细胞的侵袭和转移。 miRNA9通过起黏附作用的靶点ECadherin诱导人上皮性细胞到间质性细胞的改变，也可以通过下调ECadherin诱导血管内皮生长因子的结合位点易位于细胞核，引起连环蛋白（βcatenin）的表达，从而肿瘤血管生成增加[19]。既往的研究表明Ets1在肿瘤细胞的侵袭和迁移中发挥重要作用，而Ets1为 miRNA9的直接靶基因，通过研究miRNA9过表达和目的基因Ets1在胃癌SGC7901和AGS细胞系的侵袭和迁移中的作用，结果提示miRNA9通过目的基因Ets1显著减弱体外胃癌细胞迁移和侵袭作用[15]。miRNA9通过协调多个基因控制细胞的运动性而影响肿瘤细胞的转移能力，癌细胞的运动性和侵袭性与一系列复杂的综合事件有关，并且主要通过肌动蛋白细胞骨架调控控制。而NFкB1已经显示与细胞骨架改造有关，是肿瘤细胞侵袭性的标志[20]。在转移的黑色素瘤中，miRNA9肿瘤抑制作用是通过直接绑定NFKB1的3’UTR介导的，从而导致Snail1的抑制和E钙黏蛋白的下调。因此，miRNA9调控肿瘤细胞的侵袭、迁移能力，主要是通过与其靶基因结合，通过靶基因表达的改变从而影响肿瘤细胞间的相互黏附能力，而细胞的黏附能力与肿瘤的侵袭性密切相关。 3小结
肿瘤的发生和进展是一个复杂的病理过程，涉及癌基因的激活和抑癌基因的失活及多种信号传导通路的调控。miRNA是近年发现的重要的调控物质，研究已发现miRNA在神经细胞、心肌细胞、胚胎干细胞以及炎症细胞中的重要作用，因此成为近年研究的热点。miRNA9作为miRNA家族中的重要一员，已发现其在调控肿瘤的生物学行为中起重要作用。miRNA9通过其编码基因调控自身的表达以及通过与其靶基因的结合调控多种信号通路，从而影响肿瘤细胞的生物学行为。但是miRNA9涉及的靶基因众多，调控的信号通路相互交织，因此仍有许多调控机制未清楚，有待进一步的研究。相信随着其作用机制的阐明，miRNA9能在肿瘤的临床诊治中起更大作用。
参考文献
[1]Iorio MV，Croce CM.MicroRNA dysregulation in cancer：diagnostics，monitoring and therapeutics.A comprehensive review[J].EMBO Mol Med，2012，4（3）：143159.
[2]李鸿翔，李近都，梁烨，等. 高血压颈动脉斑块阳性患者miR375表达检测[J].右江医学，2015，43（1）：1619.
[3]Cimmino A，Calin GA，Fabbri M，et al.miR15 and miR16 induce apoptosis by targeting BCL2[J].Proc Natl Acad Sci U S A，2005，102（39）：1394413949.
[4]Tsai KW，Liao YL，Wu CW，et al.Aberrant hypermethylation of miR9 genes in gastric cancer[J].Epigenetics，2011，6（10）：11891197.
[5]Tanaka N，Toyooka S，Soh J，et al.Frequent methylation and oncogenic role of microRNA34b/c in smallcell lung cancer[J].Lung Cancer，2012，76（1）：3238.
[6]Suh SO，Chen Y，Zaman MS，et al.MicroRNA145 is regulated by DNA methylation and p53 gene mutation in prostate cancer[J].Carcinogenesis， 2011，32（5）：772778.
[7]Du Y，Liu Z，Gu L，et al.Characterization of human gastric carcinomarelated methylation of 9 miR CpG islands and repression of their expressions in vitro and in vivo[J].BMC Cancer，2012（12）：249.
[8]Minor J，Wang X，Zhang F，et al.Methylation of microRNA9 is a specific and sensitive biomarker for oral and oropharyngeal squamous cell carcinomas[J].Oral Oncol，2012，48（1）：7378.
[9]Tanaka T，Arai M，Wu S，et al.Epigenetic silencing of microRNA373 plays an important role in regulating cell proliferation in colon cancer[J].Oncol Rep，2011，26（5）：13291335.
[10]Hildebrandt MA，Gu J，Lin J，et al.HsamiR9 methylation status is associated with cancer development and metastatic recurrence in patients with clear cell renal cell carcinoma[J].Oncogene，2010，29（42）：57245728.
[11]Nass D，Rosenwald S，Meiri E，et al.MiR92b and miR9/9* are specifically expressed in brain primary tumors and can be used to differentiate primary from metastatic brain tumors[J].Brain Pathol，2009，19（3）：375383.
[12]Wilting SM，Snijders PJ，Verlaat W，et al.Altered microRNA expression associated with chromosomal changes contributes to cervical carcinogenesis[J].Oncogene，2013，32（1）：106116.
[13]Lehmann U，Hasemeier B，Christgen M，et al.Epigenetic inactivation of microRNA gene hsamir91 in human breast cancer[J].J Pathol，2008，214（1）：1724. [14]Hsu PY，Deatherage DE，Rodriguez BA，et al.Xenoestrogeninduced epigenetic repression of microRNA93 in breast epithelial cells[J].Cancer Res，2009，69（14）：59365945.
[15]Zheng L，Qi T，Yang D，et al.microRNA9 suppresses the proliferation，invasion and metastasis of gastric cancer cells through targeting cyclin D1 and Ets1[J].PLoS One，2013，8（1）：e55719.
[16]Guo LM，Pu Y，Han Z，et al.MicroRNA9 inhibits ovarian cancer cell growth through regulation of NFkappaB1[J].FEBS J，2009，276（19）：55375546.
[17]Liu S，Kumar SM，Lu H，et al.MicroRNA9 upregulates Ecadherin through inhibition of NFκB1Snail1 pathway in melanoma[J].J Pathol，2012，226（1）：6172.
[18]曾康康，张蔚，胡晓霞，等.MiR9对宫颈癌细胞增殖、迁移及其下游基因表达的影响[J].中国妇产科临床杂志，2014，15（1）：1316.
[19]邢荣春，郑军，汤文凡，等.miRNA在不同肿瘤中调控作用的研究进展[J].实用肿瘤杂志，2012，27（5）：551553.
[20]Karst AM，Gao K，Nelson CC，et al.Nuclear factor kappa B subunit p50 promotes melanoma angiogenesis by upregulating interleukin6 expression[J].Int J Cancer，2009，124（2）：494501.
（收稿日期：2016-06-20修回日期：2016-08-21）
（编辑：梁明佩）