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[摘要] 越来越多的证据证实miRNA(microRNA)通过上调癌基因或抑制抑癌基因的表达,参与肿瘤的发生、侵袭转移、血管形成和凋亡的过程,从而影响肿瘤患者的预后。肝细胞癌(HCC)是常见且侵袭性较强的恶性肿瘤之一,起病隐匿,发展迅速,恶性程度高,预后极差。究其关键原因是缺乏预测预后的高敏感度及高特异度的分子标志物。而目前研究发现,单个或联合多个miRNA在HCC中的异常表达可预测患者的预后。
[关键词] miRNA;肝细胞癌;预后
[中图分类号] R735.7 [文献标识码] A [文章编号] 2095-0616(2014)03-37-03
miRNA(microRNA)是一类由长度约为18~25个核苷酸组成的单链非编码微小RNA分子,广泛存在于真核生物中,具有高度遗传稳定性,曾作为秀丽小杆线虫发育时序调节因子被首次报道。初始miRNA转录产物由核糖核酸酶Drosha和Dicerl进行剪接后形成成熟的miRNA[1],后者主要通过与目的基因mRNA的3'UTR结合而使mRNA 降解或抑制其翻译,进而发挥基因调节作用。miRNA可以通过多种途径对肿瘤的发生、凋亡和侵袭转移进行调控,从而影响肿瘤患者的预后。肝细胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)是一种病死率高、生存期短的消化系统恶性肿瘤。在全球HCC每年新增病例国家中,中国排在第1位,占全球总发病率的一半。西方国家发病率虽不高但却在逐年递增[2]。众所周知,如何改善HCC患者的预后,延长其生存期,是HCC研究中亟待解决的难题。目前大量研究表明miRNA异常表达跟HCC患者的预后密切相关,其给HCC患者的预后带来了曙光。现将就miRNA及其在HCC患者预后中的研究进展作一综述。
1 miRNA的生物学特性
随着测序技术的发展,越来越多的miRNA被发现,截至2011年miRbase已收录140个物种的15 000条miRNA基因位点和17 000条不同的miRNA序列[3]。据保守估计,约60%~70%的人类蛋白编码基因受到miRNA的调控[4]。miRNA在表达上具有保守性、时空特异性等特点,参与生命的生长发育过程。Robin等[5]研究发现与miRNA匹配的靶基因具有保守性,而这些现象也存在于脊椎动物中,表明这些miRNA的功能在动物进化过程中仍被保留。在生物体内的miRNA也表现为动态调控模式,不同的发育时期和不同的疾病状态下,miRNA表现出时空特异性。从miRNA生物学特性可以看出,每一种细胞在每一个发育阶段表达的miRNA模式也不同,这样可以更细微、更有效地调控RNA 转录体的生成和降解,在组织发育中发挥重要作用。
2 miRNA在HCC预后中的应用
近年来,随着miRNA研究的深入,miRNA可能成为某些肿瘤早期诊断、恶性分级及评价预后的重要指标[6]。目前有研究表明,发现miRNA与HCC临床病理及生存预后相关性也越来越密切,单个或联合几个miRNA表达水平可以预测HCC的预后,血清miRNA与HCC相关性研究也日益增多。HCC中miRNA的高表达可能提示患者生存时间短,预后不良,这可能与miRNA发挥类似癌基因作用,促进HCC发生发展、侵袭转移,降低放、化疗敏感性具有相关性。反之,低表达的miRNA可能起抑癌基因作用,抑制HCC整个病变过程,从而改善预后。
2.1 单个miRNA与HCC的预后
Xie等[7]通过研究分析了hsa-miR-125b与75例HCC根治术后患者生存时间的相关性,单因素分析中显示,高表达的hsa-miR-125b与HCC患者的生存时间延长显著相关,分析hsa-miR-125b可能是影响HCC患者预后的预测因子。Chen等[8]采用K-M分析和多因素生存分析分析miR-203与66例HCC术后患者预后的相关性,发现miR-203在HCC中表达下调,miR-203过表达的HCC患者总生存期(OS)更长,高表达的miR-203是HCC预后良好的独立预测因素,由此表明,miR-203可能是一个新的HCC预后标志物。Wang等[9]发现在HCC患者中,miR-199b高表达组的生存率和无病生存率均高于相对低表达组。Zhang等[10]发现miR-22的靶点为与转移相关的组蛋白脱乙酰酶4(HDAC4),miR-22低表达者出现HDAC4的相对高表达,导致HCC术后较早转移复发,预后较差。Coulouarn等[11]发现在早期肝癌中miR-122表达的明显下调与肝癌后期转移密切相关,并常伴有很差的预后。Ji等[12]发现miR-26表达相对低的患者比高表达者具有更长的生存期,且术后对干扰素治疗有更好的反应。miR-145在HCC细胞及组织中的低表达,可能与HCC发生发展密切相关,并可能作为HCC的诊断及预后的指标[13]。韩中博等[14]报道miR-155在肿瘤复发的HCC中过表达,其表达水平越高,患者无瘤生存期越短,提示其可作为HCC肝移植术预后判断的分子标志物。miRNA可用来预测肝癌术后转移和复发、判断患者生存率、指导术后辅助治疗。
2.2 多个miRNA与HCC的预后
Jiang等[15]在43对HCC的癌和癌旁组织及12例正常肝组织中,应用实时定量PCR对182个miRNA前体进行筛查,显示多个miRNA在HCC中有显著性表达,如miR-199a、-21、-301等。与无肝硬化和肝炎基础的组织相比,合并有肝硬化和乙肝病毒感染的癌旁组织中miRNA有表达增多。结合患者生存率分析发现,大部分低表达miRNA的患者生存率低,而高表达组的生存率较高。
2.3 血清miRNA与HCC的预后
有研究表明血清miRNA可作为肿瘤诊断和预后判断的标志物[16]。Xiong等[17]发现HCC中miR-29b表达与肝癌的增殖、凋亡及预后密切相关,同时郑建建等[18]研究分析血清miR-29b水平是影响HCC患者生存率的独立危险因素之一,这有助于HCC的诊断和预后的评估。Li等[19]采用qRT-PCR技术检测了46例HCC患者及20例健康正常对照组患者的血清miRNA,发现在HCC患者血清样本中4种miRNA(miR-221、-222、-21、-224)不同程度的高表达,通过K-M生存分析表明,miR-221表达上调组的总生存率明显低于表达下调组,结果表明,血清miR-221在预测HCC预后方面具有重要意义。有研究通过实时定量PCR技术检测49例HCC患者的血清miRNA表达,发现miR-222在HCC患者血清中表达上调,应用Cox比例风险模型显示TNM分期和miR-222表达水平是两个主要的独立预后因子[20]。血清miRNA 对于HCC预后判断的研究不多,但由于其具有良好的稳定性、检测的无创性、可重复性等自身特性使其应用于预后预测的价值日益受到重视。 3 miRNA在HCC患者预后中应用的作用机制
HCC组织中高表达的miRNA调控下游靶基因起癌基因的作用,促进HCC的发生发展,致使预后不良,但是否可以通过干预机制调控该靶基因拮抗miRNA的过度表达,进而抑制HCC的发生发展,提高患者的生存率,改善预后。反之,HCC组织中低表达的miRNA作用于下游靶基因可引发HCC的病变,促使其侵袭转移,是否也可以通过干预机制调控靶基因使低表达的miRNA表达上调,从而抑制HCC的病变进程,以此来延长患者的生存时间。异常表达的miRNA是作用于何种靶基因,而靶基因又是通过何种干预机制调控miRNA,目前这些机制还不得而知,但随着miRNA研究的逐步深入,这些调控机制也会逐渐揭晓,进而应用于临床诊断与治疗,为延长HCC患者的生存时间,改善预后带来新的希望。
4 展望
miRNA给HCC患者的预后带来曙光,其异常表达与HCC患者的预后密切相关,是HCC疗效和预后判断的有效预测因子。正确而充分认识HCC发病过程中的关键分子事件,诱导出与HCC发生发展密切相关miRNA的表达情况将会更好地重现HCC进展过程,对研究HCC的发病及转移机制、改善预后,延长生存期等均具有非常重要的意义。
[参考文献]
[1] Lujambio A, Lowe SW. The microcosmos of cancer[J]. Nature,2012, 482(7385): 347-355.
[2] Jemal A,Bray F,Center MM,et al.Global cancer statistics[J].CA Cancer J Clin,2011,61(2):69-90.
[3] Kozomara A,Griffiths-Jones S.miRBase:integrating microRNA annotation and deep-sequencing data[J].Nucleic Acids Res,2011,39:D152-157.
[4] van Rooij E.The art of microRNA research[J].Circ Res,2011,108(2):219-234.
[5] Friedman RC,Farh KK.Most mammalian mRNAs are conserved targets of microRNAs[J].Genome Res,2009,19(1):92-105.
[6] Tavazoie SF,Alarcón C,Oskarsson T,et al.Endogenous human microRNAs that suppress breast cancer metastasis[J].Nature,2008,451(7175):147-152.
[7] Li W,Xie L,He X,et al.Diagnostic and prognostic implications of microRNAs in human hepatocellular carcinoma[J].Int J Cancer,2008,123(7):1616-1622.
[8] Chen HY,Han ZB,Fan JW,et al.miR-203 expression predicts outcome after liver transplantation for hepatocellular carcinoma in cirrhotic liver[J].Med Oncol,2012,29(3):1859-1865.
[9] Wang C,Song B,Song W.Underexpressed microRNA-199b-5p targets hypoxia-inducible factor-1α in hepatocellular carcinoma and predicts prognosis of hepatocellular carcinoma patients[J].J Gastroenteroi Hepatol,2011,26(11):1630-1637.
[10] Zhang J,Yang Y,Yang T,et al.miRNA-22 downregulated in hepatocellular carcinoma and correlated with prognosis,supprsses cell proliferation and tumourigenicity[J].Br J Cancer,2010,103(8):1215-1220.
[11] Coulouarn C,Factor VM,Andersen JB,et al.Loss of miR-122 expression in liver cancer correlates with suppression of the hepatic phenotype and gain of metastatic properties[J].Oncogene,2009,28(40):3526-3536.
[12] Ji JF,Shi F,Budhu A,et al.MicroRNA expression,survival,and response to interferon in liver cancer[J].N Engl J Med,2009,361(15):1437-1447.
[13] 严斌,李艳兵,吕兴,等.miR-145在肝癌细胞及肝癌组织中的表达及其意义[J].中华实验外科杂志,2011,28(5):707-709.
[14] 韩中博,陈洪元,樊军卫,等.微小RNA-155在肝细胞癌中的表达及其对肝癌肝移植术患者预后的影响[J].中华医学杂志,2013,93(12):884-887.
[15] Jiang J,Gusev Y,Aderca I,et al.Association of MicroRNA expression in hepatocellular carcinomaswith hepatitis infection,cirrhosis,and patient survival[J].Clin Can Res,2008,14(2):419-427.
[16] Mitchell PS,Parkin RK.Circulating microRNAs as stable blood-based markers for cancer detection[J].Proc Natl Acad Sci USA,2008,105(30):10513-10518.
[17] Xiong Y,Fang JH.Effects of MicroRNA-29 on Apoptosis,Tumorigenicity and Prognosis of Hepatocellular Carcinoma[J].Hepatology,2010,51:836-845.
[18] 郑建建,俞富军,董培红,等.血清微小RNA-29b在原发性肝癌患者中的表达及意义[J].中华医学杂志,2013,93(12):888-891.
[19] Li J,Wang Y,Yu W,et al.Expression of serum miR-221 in human hepatocellular carcinoma and its prognostic significance[J].Biochem Biophys Res Commun,2011,406(1):70-73.
[20] 占美晓,李勇,胡宝山,等.肝癌患者血清中微小RNA的表达及其临床意义[J].中华医学杂志,2013,93 (23):1830-1832.
(收稿日期:2013-12-03)
[关键词] miRNA;肝细胞癌;预后
[中图分类号] R735.7 [文献标识码] A [文章编号] 2095-0616(2014)03-37-03
miRNA(microRNA)是一类由长度约为18~25个核苷酸组成的单链非编码微小RNA分子,广泛存在于真核生物中,具有高度遗传稳定性,曾作为秀丽小杆线虫发育时序调节因子被首次报道。初始miRNA转录产物由核糖核酸酶Drosha和Dicerl进行剪接后形成成熟的miRNA[1],后者主要通过与目的基因mRNA的3'UTR结合而使mRNA 降解或抑制其翻译,进而发挥基因调节作用。miRNA可以通过多种途径对肿瘤的发生、凋亡和侵袭转移进行调控,从而影响肿瘤患者的预后。肝细胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)是一种病死率高、生存期短的消化系统恶性肿瘤。在全球HCC每年新增病例国家中,中国排在第1位,占全球总发病率的一半。西方国家发病率虽不高但却在逐年递增[2]。众所周知,如何改善HCC患者的预后,延长其生存期,是HCC研究中亟待解决的难题。目前大量研究表明miRNA异常表达跟HCC患者的预后密切相关,其给HCC患者的预后带来了曙光。现将就miRNA及其在HCC患者预后中的研究进展作一综述。
1 miRNA的生物学特性
随着测序技术的发展,越来越多的miRNA被发现,截至2011年miRbase已收录140个物种的15 000条miRNA基因位点和17 000条不同的miRNA序列[3]。据保守估计,约60%~70%的人类蛋白编码基因受到miRNA的调控[4]。miRNA在表达上具有保守性、时空特异性等特点,参与生命的生长发育过程。Robin等[5]研究发现与miRNA匹配的靶基因具有保守性,而这些现象也存在于脊椎动物中,表明这些miRNA的功能在动物进化过程中仍被保留。在生物体内的miRNA也表现为动态调控模式,不同的发育时期和不同的疾病状态下,miRNA表现出时空特异性。从miRNA生物学特性可以看出,每一种细胞在每一个发育阶段表达的miRNA模式也不同,这样可以更细微、更有效地调控RNA 转录体的生成和降解,在组织发育中发挥重要作用。
2 miRNA在HCC预后中的应用
近年来,随着miRNA研究的深入,miRNA可能成为某些肿瘤早期诊断、恶性分级及评价预后的重要指标[6]。目前有研究表明,发现miRNA与HCC临床病理及生存预后相关性也越来越密切,单个或联合几个miRNA表达水平可以预测HCC的预后,血清miRNA与HCC相关性研究也日益增多。HCC中miRNA的高表达可能提示患者生存时间短,预后不良,这可能与miRNA发挥类似癌基因作用,促进HCC发生发展、侵袭转移,降低放、化疗敏感性具有相关性。反之,低表达的miRNA可能起抑癌基因作用,抑制HCC整个病变过程,从而改善预后。
2.1 单个miRNA与HCC的预后
Xie等[7]通过研究分析了hsa-miR-125b与75例HCC根治术后患者生存时间的相关性,单因素分析中显示,高表达的hsa-miR-125b与HCC患者的生存时间延长显著相关,分析hsa-miR-125b可能是影响HCC患者预后的预测因子。Chen等[8]采用K-M分析和多因素生存分析分析miR-203与66例HCC术后患者预后的相关性,发现miR-203在HCC中表达下调,miR-203过表达的HCC患者总生存期(OS)更长,高表达的miR-203是HCC预后良好的独立预测因素,由此表明,miR-203可能是一个新的HCC预后标志物。Wang等[9]发现在HCC患者中,miR-199b高表达组的生存率和无病生存率均高于相对低表达组。Zhang等[10]发现miR-22的靶点为与转移相关的组蛋白脱乙酰酶4(HDAC4),miR-22低表达者出现HDAC4的相对高表达,导致HCC术后较早转移复发,预后较差。Coulouarn等[11]发现在早期肝癌中miR-122表达的明显下调与肝癌后期转移密切相关,并常伴有很差的预后。Ji等[12]发现miR-26表达相对低的患者比高表达者具有更长的生存期,且术后对干扰素治疗有更好的反应。miR-145在HCC细胞及组织中的低表达,可能与HCC发生发展密切相关,并可能作为HCC的诊断及预后的指标[13]。韩中博等[14]报道miR-155在肿瘤复发的HCC中过表达,其表达水平越高,患者无瘤生存期越短,提示其可作为HCC肝移植术预后判断的分子标志物。miRNA可用来预测肝癌术后转移和复发、判断患者生存率、指导术后辅助治疗。
2.2 多个miRNA与HCC的预后
Jiang等[15]在43对HCC的癌和癌旁组织及12例正常肝组织中,应用实时定量PCR对182个miRNA前体进行筛查,显示多个miRNA在HCC中有显著性表达,如miR-199a、-21、-301等。与无肝硬化和肝炎基础的组织相比,合并有肝硬化和乙肝病毒感染的癌旁组织中miRNA有表达增多。结合患者生存率分析发现,大部分低表达miRNA的患者生存率低,而高表达组的生存率较高。
2.3 血清miRNA与HCC的预后
有研究表明血清miRNA可作为肿瘤诊断和预后判断的标志物[16]。Xiong等[17]发现HCC中miR-29b表达与肝癌的增殖、凋亡及预后密切相关,同时郑建建等[18]研究分析血清miR-29b水平是影响HCC患者生存率的独立危险因素之一,这有助于HCC的诊断和预后的评估。Li等[19]采用qRT-PCR技术检测了46例HCC患者及20例健康正常对照组患者的血清miRNA,发现在HCC患者血清样本中4种miRNA(miR-221、-222、-21、-224)不同程度的高表达,通过K-M生存分析表明,miR-221表达上调组的总生存率明显低于表达下调组,结果表明,血清miR-221在预测HCC预后方面具有重要意义。有研究通过实时定量PCR技术检测49例HCC患者的血清miRNA表达,发现miR-222在HCC患者血清中表达上调,应用Cox比例风险模型显示TNM分期和miR-222表达水平是两个主要的独立预后因子[20]。血清miRNA 对于HCC预后判断的研究不多,但由于其具有良好的稳定性、检测的无创性、可重复性等自身特性使其应用于预后预测的价值日益受到重视。 3 miRNA在HCC患者预后中应用的作用机制
HCC组织中高表达的miRNA调控下游靶基因起癌基因的作用,促进HCC的发生发展,致使预后不良,但是否可以通过干预机制调控该靶基因拮抗miRNA的过度表达,进而抑制HCC的发生发展,提高患者的生存率,改善预后。反之,HCC组织中低表达的miRNA作用于下游靶基因可引发HCC的病变,促使其侵袭转移,是否也可以通过干预机制调控靶基因使低表达的miRNA表达上调,从而抑制HCC的病变进程,以此来延长患者的生存时间。异常表达的miRNA是作用于何种靶基因,而靶基因又是通过何种干预机制调控miRNA,目前这些机制还不得而知,但随着miRNA研究的逐步深入,这些调控机制也会逐渐揭晓,进而应用于临床诊断与治疗,为延长HCC患者的生存时间,改善预后带来新的希望。
4 展望
miRNA给HCC患者的预后带来曙光,其异常表达与HCC患者的预后密切相关,是HCC疗效和预后判断的有效预测因子。正确而充分认识HCC发病过程中的关键分子事件,诱导出与HCC发生发展密切相关miRNA的表达情况将会更好地重现HCC进展过程,对研究HCC的发病及转移机制、改善预后,延长生存期等均具有非常重要的意义。
[参考文献]
[1] Lujambio A, Lowe SW. The microcosmos of cancer[J]. Nature,2012, 482(7385): 347-355.
[2] Jemal A,Bray F,Center MM,et al.Global cancer statistics[J].CA Cancer J Clin,2011,61(2):69-90.
[3] Kozomara A,Griffiths-Jones S.miRBase:integrating microRNA annotation and deep-sequencing data[J].Nucleic Acids Res,2011,39:D152-157.
[4] van Rooij E.The art of microRNA research[J].Circ Res,2011,108(2):219-234.
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[6] Tavazoie SF,Alarcón C,Oskarsson T,et al.Endogenous human microRNAs that suppress breast cancer metastasis[J].Nature,2008,451(7175):147-152.
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[8] Chen HY,Han ZB,Fan JW,et al.miR-203 expression predicts outcome after liver transplantation for hepatocellular carcinoma in cirrhotic liver[J].Med Oncol,2012,29(3):1859-1865.
[9] Wang C,Song B,Song W.Underexpressed microRNA-199b-5p targets hypoxia-inducible factor-1α in hepatocellular carcinoma and predicts prognosis of hepatocellular carcinoma patients[J].J Gastroenteroi Hepatol,2011,26(11):1630-1637.
[10] Zhang J,Yang Y,Yang T,et al.miRNA-22 downregulated in hepatocellular carcinoma and correlated with prognosis,supprsses cell proliferation and tumourigenicity[J].Br J Cancer,2010,103(8):1215-1220.
[11] Coulouarn C,Factor VM,Andersen JB,et al.Loss of miR-122 expression in liver cancer correlates with suppression of the hepatic phenotype and gain of metastatic properties[J].Oncogene,2009,28(40):3526-3536.
[12] Ji JF,Shi F,Budhu A,et al.MicroRNA expression,survival,and response to interferon in liver cancer[J].N Engl J Med,2009,361(15):1437-1447.
[13] 严斌,李艳兵,吕兴,等.miR-145在肝癌细胞及肝癌组织中的表达及其意义[J].中华实验外科杂志,2011,28(5):707-709.
[14] 韩中博,陈洪元,樊军卫,等.微小RNA-155在肝细胞癌中的表达及其对肝癌肝移植术患者预后的影响[J].中华医学杂志,2013,93(12):884-887.
[15] Jiang J,Gusev Y,Aderca I,et al.Association of MicroRNA expression in hepatocellular carcinomaswith hepatitis infection,cirrhosis,and patient survival[J].Clin Can Res,2008,14(2):419-427.
[16] Mitchell PS,Parkin RK.Circulating microRNAs as stable blood-based markers for cancer detection[J].Proc Natl Acad Sci USA,2008,105(30):10513-10518.
[17] Xiong Y,Fang JH.Effects of MicroRNA-29 on Apoptosis,Tumorigenicity and Prognosis of Hepatocellular Carcinoma[J].Hepatology,2010,51:836-845.
[18] 郑建建,俞富军,董培红,等.血清微小RNA-29b在原发性肝癌患者中的表达及意义[J].中华医学杂志,2013,93(12):888-891.
[19] Li J,Wang Y,Yu W,et al.Expression of serum miR-221 in human hepatocellular carcinoma and its prognostic significance[J].Biochem Biophys Res Commun,2011,406(1):70-73.
[20] 占美晓,李勇,胡宝山,等.肝癌患者血清中微小RNA的表达及其临床意义[J].中华医学杂志,2013,93 (23):1830-1832.
(收稿日期:2013-12-03)