田 玲 王 冲

MicroRNA（miRNA、微小RNA）是在多种真核细胞和病毒中发现的一类内源性非编码单链RNA[1]。MicroRNA基因约占整个基因组的1%[2]，多以基因簇形式存在，即以多顺反子方式转录。据推测，人类基因组中约有三分之一的基因受到microRNA调控[3]。MicroRNA调控功能的发现是对中心法则中RNA中介角色的重要补充，它将促使生物学家重新思考细胞遗传调控及其发育等方面的重要问题。MicroRNA对细胞进程的调控功能，尤其是对肿瘤等疾病进程的调控功能研究已发展为生物医学最热门的研究领域之一。本文运用文献计量学的方法对microRNA与肿瘤的文献进行分析，总结归纳microRNA与肿瘤的研究热点和前沿。

1 资料来源与方法

以ISI Web of Knowledge中Web of Science数据库为检索对象。根据microRNA命名原则和发展历史，结合所要检索数据库的特点，制定如下检索策略：

TS=（microRNA* OR microRNA* OR mir$1*OR mir$2* OR mir$3* OR mir$4* OR mir$5* OR mir$6* OR mir$7* OR mir$8* OR mir$9* OR mir?n367 OR mir?bhrf* OR mir?us33 OR mir?k12* OR mir?m1* OR mir?rl1* OR lin?4 OR let?7*）；Document Type选择Article。鉴于首次发现第一种microRNA-lin4的功能是在1993年[4]，因此检索时间范围设定为 1993～2011年。

2012年2月16日对检索结果进行检索下载，经过数据清理后，剩余10654篇。使用箱式图法异常值公式（Q3+3IQR），截取到335篇高被引论文。按照标题、作者等相关信息，检索这些高被引论文在PubMed数据库中的相应数据，建立PubMed格式的高被引论文数据集。采取文献计量学分析与内容分析相结合的方法对高被引论文进行分析。文献计量学分析过程中运用的具体方法包括引文分析方法（主要采用引文数量分析）、词频分析方法、共词分析方法和可视化方法。研究运用的具体技术手段包括文本挖掘软件Thomson Data Analyzer，可视化软件UCINET、统计分析软件Excel等。

2 结果与分析

MicroRNA高被引论文涉及的肿瘤种类约有40种，包括消化、呼吸、血液循环、神经和内分泌等多个系统。研究数量最多的肿瘤依次是乳腺癌、肺肿瘤、肝癌、前列腺癌和白血病，论文数量分别为24、23、11、11和11篇，详细情况见表1。这5种肿瘤相关高被引论文的发表时间分布情况如图1所示。

表1 MicroRNA高被引论文中前10位肿瘤种类分布表Table 1 Distribution of the top10 tumors in high cited articles of microRNA

2.1 乳腺癌

MiR-21是乳腺癌中最常见的研究种类，是乳腺癌诊断、治疗和预后的重要生物学标志物。Iorio等[5]在2005年最先发现miR-21等在人乳腺肿瘤中的表达水平都存在明显下调。随后，不断有研究人员对miR-21在乳腺癌中的相关靶标进行研究，结果发现Bcl-2 基因[6]、TPM1 基因[7]、PDCD4 基因[8]等都是miR-21在乳腺癌中的靶向基因。2008年，Zhu等[9]通过实验对该推测进行了证实，研究发现抑制转移性乳腺癌MDA-MB-231细胞中的miR-21能够显著降低该癌症的侵入和转移。2011年，Asaga等[10]开发一种反转录定量RT-qPCR筛选方法，探测血清中循环microRNA，确定了循环中的miR-21是乳腺癌诊断和预后标志物。除miR-21外，miR-155、miR-9、let-7等也可以通过其靶向基因在乳腺癌进行表达调控。乳腺癌相关microRNA种类及其靶向基因/蛋白分布情况如图2所示。

MiR-200在乳腺癌和乳腺癌干细胞调控通路方面的研究已逐步呈现调控网络研究态势。Gregory[11]、Shimono[12]、Böhlig[13]等研究证实，miR-200 在乳腺癌中参与的调控网络是：miR-103/107可抑制Dicer表达，Dicer表达降低后又可引起miR-200合成减少，miR-200进而通过靶向ZEB1和SIP1调控上皮-间质转化（EMT），进而引发乳腺癌；miR-200c在乳腺癌干细胞中参与的调控网络是p53激活miR-200c后，miR-200c调控干细胞自我更新的调节因子Bmi1，调控EMT和干细胞特性，进而促进乳腺癌的疾病进程[11]。

调控通路及调控网络的研究已成为microRNA在乳腺癌研究中的主导方向。乳腺相关的通路研究主要涉及miR-10b、miR-9和miR-200。这些通路通过不同的microRNA同样调控乳腺癌的表达，说明癌症的疾病进程并不一定是单种microRNA作用的结果，而是受到多种microRNA的调控。

MicroRNA在乳腺癌和EMT、炎症、乳腺癌干细胞的转化过程中起介导作用。miR-200家族和miR-205通过靶向ZEB1和SIP1进而调控EMT进程[11]；miR-103/107可抑制Dicer的表达，Dicer表达降低又引起miR-200合成减少，引起EMT进程[14]。Jiang等[15]证明microRNA-155通过扩大炎症效应促进乳腺癌的发生。发现37种[16]microRNA在人类乳腺癌干细胞和非致癌细胞之间有不同的表达，并在体外实验证明，miR-200c可抑制乳腺肿瘤细胞的克隆扩张，进而抑制胚胎癌性细胞生长，在体内实验证明，miR-200c可以强烈抑制正常乳腺干细胞形成输乳管和形成肿瘤细胞；Iliopoulos等[17]使用microRNA表达图谱发现乳腺癌干细胞的诱导信息及其通过分泌IL6达到与非干性肿瘤细胞的动态平衡。

2.2 肺肿瘤

血清microRNA作为肺癌诊断的特异性标志物包括 miR-486、miR-30d、miR-1和 miR-499四种。2008年，我国研究人员首先发现，血清microRNA可作为肺癌诊断的生物标志物[18]。2010年Hu等[19]研究证实，四种来自血清的microRNA标记物可作为非小细胞肺癌整体生存率的一种非侵入性预测物。2011年，Foss等[20]研究发现血清中miR-1254和miR-574-5p可作为早期非小细胞肺癌诊断的生物标志物。通过对比CT扫描和血清microRNA对肺癌的诊断效果发现，血清microRNA诊断肺癌可比CT扫描发现肺癌早28个月[21]。除血清microRNA外，let-7、miR-21、miR-155、miR-10b、miR-9 等[22]在肺肿瘤中均存在差异表达，参与肺肿瘤的疾病调控进程。

MiR-29s、let-7、miR-210、miR-21 等在非小细胞肺癌中存在差异表达，可作为非小细胞肺癌诊断预后等生物学标志物，用于预测非小细胞肺癌的级别及其存活率，甚至治疗癌症。MiR-29s通过直接靶向DNMT3a和DNMT3b，在非小细胞肺癌表型正常化的过程中发挥作用[23]。2010年，Trang等[24]发现给予非小细胞肺癌外源性let-7能够显著减缓肿瘤进程，结果证明let-7对非小细胞肺癌的治疗潜力。

MicroRNA在肺肿瘤与其它疾病间的相关介导作用研究较少。只有在2011年，Tellez等[25]发现EMT的生成最初是通过H3K27me3导致染色体改变，然后通过DNA甲基化沉默相关抑癌microRNA（miR-200b、 miR-200c和 miR-205）。

近两年microRNA在肺肿瘤治疗方面的研究开始有重要进展。2010年，Wiggins等[26]利用化学合成的miR-34和脂质体运载工具的方法，在非小细胞肺癌的动物模型上过表达该种microRNA后成功抑制肿瘤的生长。2011年，Trang等[27]研究证实microRNA mimics能够被系统传递到哺乳动物肺部，有利于microRNA对肺癌的靶向治疗。同年，Gao等[28]在人类初级鳞状细胞肺癌中发现miR-21过度表达同患者的疾病进程恶化有关。

2.3 肝癌

多种microRNA在肝癌中均存在差异表达，调控肝癌的生成、转移、预后等。MiR-21[29]、miR-26、miR-221[30]、miR-223[31]、miR-124/miR-203、let-7g[32]、miR-139[33]等通过靶向特定基因或蛋白质，发挥调控功能，详见图3。MiR-203和miR-124形成一种星形图，这两种microRNA[34]是肝癌表观沉默新的抑制microRNA，在肝癌形成过程中作用于CDK6、VIM、SMYD3、IQGAP1、ABCE1，进而介导细胞周期停滞等。MiR-199a/b-3p同时靶向丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶4（PAK4），证实miR-199a/b-3p是肝癌的治疗靶标，通过抑制PAK4/Raf/MEK/ERK路径中肿瘤生长因子PAK4的表达抑制肝癌的进展[35]。此外，2011年高被引论文中还指出肝炎和肝癌具有共同的生物学标志物miR-21、miR-122和miR-223[31]，进一步表明microRNA可能在肝炎转化为癌症过程中发挥重要调控作用。

MicroRNA可影响肝癌的治疗效果和患者生存率，针对其输送体系的肝癌治疗研究已逐渐开展。发现microRNA在男性肝癌组织和女性肝癌组织中的表达模式存在差异[36]，在干扰素α作用下，这些患者的miR-26表达水平可影响生存率和辅助疗法的反应，miR-26的低表达同肝癌预后不良有关。MicroRNA能够干扰细胞内与其部分互补的mRNA，因此可用于设计针对肿瘤多态性和病毒突变的新疗法。Kota等[37]在肝癌模型中对此疗法进行了初步探索，结果发现microRNA通过腺伴随病毒应用于肝癌小鼠的全身后，能够抑制癌细胞增生，诱导肿瘤特异性凋亡，防止癌症的进展。

2.4 前列腺癌、白血病

2.4.1 前列腺癌

多种microRNA在前列腺中存在差异表达，调控前列腺癌细胞的转化、浸润和转移。MiR-141、miR-373[38]、miR-520c[38]、miR-16[39]、miR-106b[40]、microRNA-375[41]、 microRNA-141[41]、miR-145[42]、miR-21、miR-34a[43]等通过靶向特定基因/蛋白发挥调控功能，详见图4。MiR-34a、miR-373和miR-520c共同靶向CD44蛋白，相关研究证实这三种microRNA能够抑制CD44的表达。

血清microRNA具有异常稳定的形态，能够使其免受内源性RNase影响，可作为监测前列腺癌的稳定标志物。Mitchell等[44]发现血清中miR-141水平能够较好监测前列腺癌患者状况，并且研究人员已建立一种相应的microRNA测量方法，可用于发现癌症患者。此外，研究人员还发现microRNA可评估癌症药物治疗效果， Zhang等[45]证实血清中miR-21可用于评估转移性激素难治性前列腺癌和预测基于多西紫杉醇的化疗疗效。

2.4.2 白血病

急性骨髓性白血病（ALL）和慢性淋巴细胞性白血病（CLL）的研究主要集中于相关microRNA及其靶标的识别。ALL的生成与miR-19相关，miR-19能够促进Notch诱导的T细胞型ALL的生成，miR-19在ALL中有多个靶基因，如Bim（BCl2L11）、PRKAA1和PPP2R5E[43]。CLL的相关研究发现：由13种基因组成的一种microRNA标志物同CLL的预后因素和疾病进程相关[44]；miR-15和miR-16通过标靶BCL2诱导凋亡[46]；microRNA/TP53反馈通路同B细胞慢性淋巴性白血病的发病机理和预后结果相关[47]。

MicroRNA可作为急性骨髓性白血病疾病的药物疗效预测指标。2009年相关研究发现在急性髓系白血病中miR-29b通过直接靶向DNMT3a/DNMT3b，非直接靶向DNMT1诱导整体DNA低甲基化和肿瘤抑制基因的重新表达[48]。2010年Blum等[49]证实，在老年急性髓系白血病患者中，miR-29b可作为预示疗效的阳性分子指标，有效预测地西他滨疗效的分子。

3 展望

MicroRNA几乎参与了肿瘤发生发展的各个进程，肿瘤组织中存在不同于正常机体的特征性miRNA表达谱，通过测定这些miRNA的表达变化可能成为恶性肿瘤早期诊断、靶向治疗及预后的重要手段。

面对microRNA发展进程和广阔市场前景，已经有生物技术或制药公司在考虑进行microRNA疗法的投入。一些生物学家已经独立地或者和生物技术公司联合成立了公司，进行这一方面的研究与开发。以不同类型的RNA分子，尤其是以RNAi技术或其它反义技术为基础的公司，现在都纷纷扩展至miRNA的领域。全球各大生物技术公司正纷纷推出利用miRNA治疗人类疾病的研究项目，其中包括在癌症患者体内直接导入特定miRNA，阻断癌症细胞发育，从而达到彻底根治肿瘤的目的。

但是目前miRNA应用过程中还有很多问题亟需解决，如详细的药代动力学和药效学仍需深入研究、如何将药物准确送入特定组织、miRNA在体内的稳定性问题等。由于目前microRNA与临床相关的研究领域起步仅数年，尚缺乏大样本、多中心的研究数据等因素制约了相关研究的开展，相关研究工作的顺利开展还需要有关政策的扶持和引导。

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