马维娜(综述)，王世明，原永芳(审校)

(上海交通大学医学院附属第三人民医院药剂科，上海201900)

miRNA是一类广泛存在于生物体内、长度在19～25 bp之间、高度保守的非编码小RNA，通过碱基配对与相应的靶mRNA的3'非编码区结合，导致靶mRNA降解或转录后翻译抑制。目前，人类基因组中确认的miRNA约500个，至少有200多种与癌症的发生有关，许多miRNA可能扮演着癌基因和抑癌基因的角色［1］。肿瘤细胞对化疗药物产生抗药性，是导致化学治疗失败的主要原因之一，肿瘤细胞的耐药性包括原发性耐药和获得性耐药。近年来，许多实验室证实miRNA的表达水平与肿瘤细胞耐药性的产生有着密切的关系，现就miRNA与肿瘤的发生、发展及与肿瘤耐药的关系予以综述。

1 miRNA与肿瘤

miRNA在生物学中起着重要的作用，包括细胞增殖、分化、凋亡、应激耐受及生理新陈代谢。实验及临床研究表明，miRNA与肿瘤的发生和发展进程密切相关，miRNA的异常表达与肿瘤的分期、进展及代谢有关［2］。一些 miRNA 在肿瘤细胞中表达降低，提示它们可能作为抑癌基因，这些miRNA 包 括 let-7、miR-15、miR-16、miR-17-5p、miR-29、miR-34、miR-124a、miR-127、miR-143、miR-145、miR-181等。在这些基因中，let-7家族研究较多，let-7发生突变的细胞不能进入正常的细胞周期，不能在正确的时间进行分化，肺癌组织中let-7表达水平降低，且低表达let-7的患者生存期缩短，这提示let-7可能是一个肿瘤抑制基因，并且可以作为肿瘤监测和肿瘤预后的生物学标志物［3］。miR-15和 miR-16定位于人染色体13q14的LEU2区域内，在人类慢性淋巴细胞白血病中充当着抑癌基因的角色，是最早得到证实的与肿瘤有相关性的miRNA。后来有研究结果显示，抗凋亡蛋白Bcl-2是miR-15a和miR-16-1的靶基因之一，miR-15a和miR-16-l可以从转录后水平负性调控Bcl-2表达。此研究结果提示，miR-15a和miR-16-1可以被用来治疗过度表达Bcl-2的肿瘤。miR-34是另一种具有肿瘤抑制作用的重要miRNA，定位于人类染色体1p36，是一个在人类肿瘤(如神经母细胞瘤)中常发生缺失的区带［4］。miR-34家族成员(miR-34a和miR-34b/c)是抑癌基因p53的直接靶分子;而p53是人类最常见癌症的突变基因之一，可以激活一系列的转录产物，诱导细胞周期阻滞、凋亡及衰老。在多种癌细胞培养体系的体外研究中(如乳腺癌、非小细胞肺癌等)，无论是外源性还是生理性的应激均可通过p53途径引起miR-34的高表达。

其他的一些miRNA在肿瘤细胞中表达增加，提示它们具有致癌活性。已知的致癌活性miRNA包括miR-21、miR-155、miR-221、miR-222 和 miR-17-92 等。miR-21被认为是经典的癌基因miRNA，位于染色体17q23．2上的空泡膜蛋白基因的3'非编码区，该区域经常在神经细胞瘤、乳腺癌、结肠癌和肺癌中表达增强。包括 miR-17、miR-18a、miR-19a、miR-20a、miR-19b-1和miR-92-1在内的miR-17-92基因簇在多种肿瘤细胞中也显示了致癌活性［5，6］。动物实验表明，加强miR-17-92基因簇和原癌基因的表达可以加快鼠B细胞淋巴瘤模型中肿瘤的生长［7］。miR-155在多种肿瘤细胞中高水平表达，其在胰腺癌中的高表达与患者的低生存率密切相关。肿瘤组织中miR-155高表达患者比miR-155低表达患者的肿瘤相关性死亡风险高 6．2 倍［6，8］。miR-372 和 miR-373 可能是睾丸生殖细胞癌的癌基因，现已证明miR-372和miR-373通过抑制p53介导的细胞周期蛋白依赖性激酶抑制途径或者直接抑制抑癌基因LATS2的表达，促进增殖，从而促使睾丸胚胎细胞肿瘤的形成［9］。

2 miRNA在肿瘤耐药中的作用

化疗是肿瘤治疗的一个重要措施，但是，由于抗肿瘤药物存在耐药性，因此化疗不能完全消除肿瘤细胞，这也是肿瘤再生的一个重要原因。近几年研究表明，miRNA通过调控靶基因表达，影响细胞凋亡、增殖和分化，不仅与肿瘤转移有关，而且与肿瘤耐药关系密切。miRNA的突变、异常表达和异常加工均会影响miRNA的正常功能，导致靶基因的蛋白表达水平异常。研究耐药肿瘤细胞中miRNA的差异表达以及与耐药相关基因之间的调控关系，对阐明耐药机制具有重要意义。

2．1 miR-221和miR-222在抗雌性激素及肿瘤坏死因子相关诱导配体中的耐药性 miR-221和miR-222是致癌的miRNA且容易使肿瘤细胞产生耐药性。比较对抗雌激素药物氟维司群耐药的MCF-7-FR细胞和对该药物敏感的MCF-7亲代细胞中miRNA、mRNA的表达，发现两种miRNA(miR-221和miR-222)表达上调，14 种 miRNA(包括 let-7i、miR-181a、miR-638、miR-204、miR-191、miR-346、miR-212、miR-328、miR-211、miR-424)下调，说明了 miR-221和 miR-222对抗雌激素的药物耐药［10］。研究表明，在对他莫昔芬耐药的MCF-7细胞中，miR-221、miR-222和miR-181表达上调而miR-21、miR-342和miR-489表达下调，并发现miR-221、miR-222能直接负调控细胞周期抑制蛋白p27和ERa的表达，增强乳腺癌细胞对他莫西芬及其他化疗药物的耐药性。miR-221或miR-222的异常表达可通过抑制靶点p27Kip1使MCF-7亲本细胞对他莫西芬耐药，而在耐药细胞中这种靶点可减少50%。此外，肿瘤坏死因子相关诱导配体参与肿瘤坏死因子诱导的细胞凋亡，研究筛选出对肿瘤坏死因子相关诱导配体敏感性不同的4个非小细胞肺癌细胞系，通过比较它们在miRNA表达谱上的区别，最终证实高表达的miR-221和miR-222通过下调P27kip1抑制了肿瘤坏死因子相关诱导配体介导的细胞凋亡信号通路［11］。

2．2 miRNA let-7家族及耐药性 以往研究证实，miRNA中的“明星分子”let-7家族属于抑癌基因，可直接下调原癌基因Ras及HMGA2的表达，并抑制细胞增殖，在肿瘤细胞中存在低表达现象。但Tsang等［12］的研究表明，let-7a通过下调细胞凋亡中的启动酶CASP3抑制了细胞凋亡，在A431和HepG2细胞中过表达，let-7a可增强它们对阿霉素、紫杉醇及干扰素γ的耐药性，抑制let-7a则增加化疗药物引发的细胞凋亡。Yu等［13］通过对卵巢癌标准化疗方案耐药患者的miRNA芯片研究发现，let-7i在耐药患者中表达明显减少，并在细胞水平进一步证实了let-7i下调与顺铂耐药有关，提示调控Let-7i的表达有可能克服卵巢癌的耐药性。

2．3 miR-200c与肿瘤耐药 miR-200c属于miR-200家族，有研究显示，miR-200c及其调控通路中的一些因子与肿瘤耐药有关，能通过调控不同的靶点增加细胞对紫杉醇和表皮生长因子抑制剂的药物敏感度。miR-200c在低分化的子宫内膜、乳腺巢癌细胞中呈低表达，若恢复miR-200c在卵巢癌细胞中的表达能够明显增强其对紫杉醇等靶向作用于细胞微管化疗药物介导的凋亡，并发现miR-200c是通过抑制耐药因子TUBB3的表达起调控作用［14］。最新研究通过实时荧光定量(RFQ-PCR)分析发现，对顺铂耐药的胃癌SGC7901/DDP细胞株中miR-200c的表达比对顺铂敏感的SGC7901细胞株显著降低。为进一步观察miR-200c在肿瘤细胞中对顺铂耐药的可能作用，将miR-200c前体片段转染胃癌SGC7901/DDP细胞，通过RFQ-PCR分析发现，转染后细胞中miR-200c的表达显著增加，其对顺铂敏感度也出现了显著的改变，miR-200c能够增加SGC7901/DDP细胞对顺铂的敏感度，因此可以认为miR-200c在逆转胃癌细胞对顺铂耐药过程中发挥着一定的作用［15］。

2．4 miR-27与肿瘤耐药 另有报道miR-27a在多药耐药基因高表达的肿瘤细胞中表达异常，与耐药关系密切［16］。最近研究采用实时PCR技术检测卵巢癌A2780细胞及其紫杉醇耐药细胞A2780/Taxol中miR-27a的表达水平。利用脂质体lipofectamine 2000将成熟miR-27a的模拟物、阻遏物及阴性对照转染A2780和A2780/Taxol细胞，实时PCR技术检测转染细胞中MDRl基因mRNA的表达;蛋白印迹法检测转染细胞中P-gp和同源结构域相关的蛋白激酶2蛋白的表达。结果显示，miR-27a在卵巢癌A2780/Taxol细胞中高表达;转染miR-27a阻遏物后A2780/Taxol细胞中MDRl基因和P-gp蛋白的表达均下降，对紫杉醇的敏感性增加，提示可以通过下调P-gp的表达和功能，增加A2780/Taxol细胞对紫杉醇的敏感性，部分逆转耐药;将miR-27a模拟物转染A2780细胞后，MDRI mRNA表达水平明显升高。表明miR-27a可能通过直接作用于某些下游靶基因，而间接调控MDR1及P-gp的表达和功能［17］。

3 以miRNA为靶点增加药物敏感性

最近的研究表明，大豆异黄酮、3，3'-二吲哚甲烷、吲哚-3-甲醇、姜黄素、儿茶素酸酯等天然提取物可以改变特定miRNA的表达［18-22］。考虑到这些天然提取物的相对无毒性特征，以miRNA为靶点，应用这些天然提取物并结合传统的化疗方法，可能是一种新的安全并且疗效更好的治疗方案。Sun等［21］报道了防治肿瘤的天然提取物——姜黄素，能够改变胰腺肿瘤细胞中的miRNA表达谱，他们发现可以用姜黄素上调miR-22的表达或者用pre-miR-22s转染来抑制其靶基因SP1的转录因子和雌激素受体1的表达。另一种天然提取物:吲哚-3-甲醇，能够上调miR-21 的靶基因 PTEN、PDCD4 和 RECK［20］，因此通过吲哚-3-甲醇上调miR-21靶基因的表达可能是提高药物敏感性的一种新策略。Tsang等［22］最近报道了儿茶素酸酯在人肿瘤细胞miRNA表达中的作用，发现儿茶素酸酯能够上调miR-16且下调Bcl-2的表达。因为miR-16具有增加肿瘤细胞对抗肿瘤药物的敏感性这一作用，儿茶素酸酯可能是通过上调miR-16的表达增加了药物的敏感性。Li等［19］研究了大豆异黄酮和3，3'-二吲哚甲烷对胰腺癌细胞中miRNA的作用，这些细胞对吉西他滨耐药，发现通过pre-miR-200转染使得miR-200再表达，或者应用异黄酮或3，3'-二吲哚甲烷治疗对吉西他滨耐药的肿瘤，能引起miR-200的上调以及 ZEB1、slug、波形蛋白的下调，同样，异黄酮和3，3-二吲哚基甲烷也能诱发let-7的表达，用吉西他滨治疗miR-200b转染的肿瘤耐药细胞可使肿瘤生长抑制率达到20．8%～38．2%。肿瘤耐药细胞经3，3'-二吲哚甲烷预处理后生长抑制率提高14．8%～17．4%，通过异黄酮预处理后生长抑制率提高 15．4%～17．1%［19］。因此，传统的化疗方案结合异黄酮或3，3'-二吲哚甲烷治疗是治疗胰腺癌一个新的较好的方案。

4 小结与展望

miRNA在肿瘤的发生、发展及肿瘤的耐药和预后中发挥着重要作用。但对miRNA的了解还非常有限，开发基于miRNA的诊疗手段还需要更多、更详尽的研究。近年来的研究证实了miRNA在抗肿瘤药物的敏感性和耐药性中起了重要的作用，miRNA的异常表达能降低抗肿瘤药物，如吉西他滨、多西他赛、甲氨蝶呤、氟尿嘧啶、他莫昔芬等对肿瘤细胞的反应。因此，以特定的miRNA为治疗靶点，通过比较miRNA表达谱，与肿瘤细胞耐药性密切相关的特定miRNA将被识别，这可能为新的靶向治疗方案开辟途径，从而改善治疗效果。某些天然产物，如异黄酮、3，3'-二吲哚甲烷、吲哚-3-甲醇、姜黄素、儿茶素酸酯或其他尚未开发的天然提取物等也许会成为以miRNA为靶点的新的治疗药物。值得注意的是，除了能改变药物敏感性的特定miRNA，一些研究表明其他的非编码RNA、穹隆体RNA，也能调节抗肿瘤药物的耐药性［23］。人穹隆体RNA产生的一些小RNA(svRNA)与miRNA相似，也能调节基因表达。已经发现svRNAb能下调CYP3A4的表达，CYP3A4是药物代谢中的关键酶，能改变肿瘤细胞的耐药性［23］，这提示这种新发现的小分子与miRNA相似，或许与部分的体内耐药有关联。因此认为，尚有许多抗癌药物耐药的调控机制有待发现，以这些小RNA为靶点开发新的治疗方案正被提上日程，相信会有很好的发展前景。

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