谷牧青 杨 春 王利娟 Pierre Hardy 贾婵维* 阮祥燕*

(1.首都医科大学附属北京妇产医院生殖医学科，北京 100026；2.蒙特利尔大学CHU-saint-Justine医院药理学系研究中心，蒙特利尔 H3T 1C8，加拿大；3. 首都医科大学附属北京妇产医院妇科内分泌科，北京 100026)



miR-181a与乳腺癌关系的研究进展

谷牧青1杨 春2王利娟3Pierre Hardy2贾婵维1*阮祥燕3*

(1.首都医科大学附属北京妇产医院生殖医学科，北京 100026；2.蒙特利尔大学CHU-saint-Justine医院药理学系研究中心，蒙特利尔 H3T 1C8，加拿大；3. 首都医科大学附属北京妇产医院妇科内分泌科，北京 100026)

微小RNA(microRNAs， miRNAs)是一类高度保守的非编码单链RNA，通过与靶基因mRNA的3′非编码区特异性结合，在转录后水平沉默靶基因表达，从而发挥着功能。一些研究表明miR-181a的表达与肿瘤密切相关，对肿瘤的形成、侵袭及转移起着很重要的作用。miR-181a在乳腺癌中的作用，目前还有诸多争议，一些研究表明miR-181a具有抑癌基因的作用，而另一些研究发现其具有促进肿瘤生成、转移的作用。本文就其在乳腺癌细胞中发挥作用的潜在作用机制，以及其未来临床应用可能，如作为肿瘤标志物用于早期乳腺癌诊断，评估病人化学药物治疗(以下简称化疗)敏感性，作为辅助化疗药物增强化疗敏感性药物等方面进行综述。

乳腺癌；miR-181a；肿瘤标志物；诊断；化疗

1 概述

微小RNA(microRNAs，miRNAs)是近年来发现的一类内源性非编码调控的单链RNA，长度约为22个碱基，广泛存在于动物和植物中。miRNAs通过与靶基因mRNA的3′非编码区特异性结合降解mRNA，或抑制mRNA翻译，在转录后水平沉默靶基因表达，从而发挥着调控细胞增生、分化、凋亡等功能。一些研究[1]表明miRNA的表达与肿瘤密切相关，对肿瘤的形成、侵袭及转移起着很重要的作用。

miR-181家族包含4个成员：miR-181a、miR-181b、miR-181c和miR-181d，它们含有共同 的5′ 端“种子”序列-ACAUUCA，基因组结构在进化上非常保守。人类miR-181a和miR-181b，位于1号染色体和9号染色体，而miR-181c和miR-181d位于19号染色体正链[2]。

miR-181a的茎环结构可于miRNA序列数据库(miRBase)查得，其序列为5-AACAUUCAACGCUGUCGGUGAGU-3′。miR-181a可通过调控功能蛋白表达和信号通路，具有调节细胞多项重要功能的作用。miR-181a可通过与靶基因mRNA的3′非编码区特异性结合，调节促癌、抑癌基因表达，从而调控致癌与抑癌信号传导通路，在肿瘤的发生发展中起到重要的作用。研究[3-4]表明miR-181a在不同的情况下表达存在差异，如非小细胞肺癌、恶性神经胶质瘤等肿瘤中显著下调。相反其过度表达与肿瘤淋巴结转移、血管侵犯及较低生存率有关[5]。乳腺癌是全球范围内女性最常见的恶性肿瘤，全球每天有数千女性被诊断为乳腺癌。目前研究6]表明miR-181a与乳腺癌相关，miR-181a的表达与乳腺癌的发生、发展及预后密切相关。

2 miR-181a在乳腺癌中发挥双向调控作用

2.1 miR-181a在乳腺癌中的抑癌作用

基质金属蛋白酶14(matrix metalloproteinase-14， MMP-14)在侵袭性乳腺癌高表达，在转移与侵袭中起重要作用，可通过降解细胞基底膜和细胞外基质，使肿瘤细胞向周围浸润。Li等[7]的研究显示，miR-181a可以通过与MMP-14的3′非编码区特异性结合，降调MDA-MB-231 细胞系的MMP-14的表达，从而显著降低肿瘤转移、侵袭性及血管生成。提示miR-181a可通过下调MMP-14的表达而抑制乳腺癌。

尿激酶型纤溶酶原激活剂(urokinase-type plasminogen activator，uPA)是一种丝氨酸蛋白酶，它可以通过蛋白水解作用降解肿瘤周围的基底膜成分及上皮膜蛋白降解，使得肿瘤细胞易浸润组织[8]。研究[9]表明uPA在MDA-MB-231和MDA-MB-436高表达，对乳腺癌细胞转移起重要作用。miR-181a可通过与uPA mRNA结合显著下调乳腺癌MDA-MB-231和MDA-MB-436细胞系中uPA表达，预防乳腺癌转移[10]。失巢凋亡是一种特殊的程序化细胞死亡形式，可以起到抑制肿瘤细胞转移的作用，恶性肿瘤通过脱落细胞的失巢凋亡抵抗而存活发生转移。Wei等[11]发现miR-181a在乳腺癌MCF10A细胞系发生失巢凋亡时表达上调，miR-181a过表达通过可结合ATG5 mRNA抑制自噬促进细胞癌细胞失巢凋亡，发挥抑癌作用。

2.2 miR-181a的致癌作用

相反，一些研究[12-16]表明miR-181a在乳腺癌细胞中发挥着致癌作用。如Taylor等[12]的研究显示miR-181a 在三阴性乳腺癌(triple negative breast cancer，TNBC)细胞系中可以结合Bim促进细胞失巢凋亡抵抗与TGF-β调控的肿瘤细胞转移、浸润及远处转移。 Wang等[13]和Bisso等[14]发现miR-181a可以靶向结合毛细血管扩张性共济失调症突变蛋白(ataxia telangiectasia mutated，ATM)，下调其表达，减低对DNA损伤的反应(DNA damage response，DDR)，促进乳腺癌细胞球形成。在过表达miR-181a的乳腺癌细胞系BT474、MDA361和 MCF7，ATM的表达受到抑制。ATM被认为是一个肿瘤抑制基因， 可通过磷酸化一系列下游产物，多条信号传导通路来修复损伤的DNA[15]。 PI3-Akt是最常见的恶性肿瘤细胞相关信号传导通路之一，最新研究[16]显示miR-181a通过在转录后水平抑制PHLPP2/INPP2B的基因表达，促进Akt磷酸化，从而在乳腺癌细胞中发挥促癌作用。

3 miR-181a在乳腺癌诊断和治疗中的临床应用价值

3.1 miR-181a与乳腺癌诊断

虽然乳腺钼靶X线摄片是目前乳腺癌最有效的筛查手段，但对40岁以下年轻致密乳组织穿透力差，且明确诊断还需要有创的乳腺活检[17]。所以发展乳腺癌新的可靠的肿瘤标志物可以给临床提供一种非侵入性的诊断选择。检测病人血清中的分子变化对于早期乳腺癌的筛查和预后非常重要，而传统的肿瘤标志物如CA153、癌胚抗原(carcino-embryonic antigen，CEA)灵敏度不足。最近研究[18]表明miRNAs在血清和血浆的水平变化可作为肿瘤的诊断与预后的标志物。Guo等[19]收集了152例乳腺癌病人血清，通过qPCR技术检测乳腺癌病人血清中miR-181a水平，发现与健康对照组相比显著降低，且miR-181a作为乳腺癌早期标志物的灵敏度及特异度均优于传统肿瘤标志物CA153与CEA。Ferracin 等[20]的研究得到了一致的结论，来自两组独立队列(意大利和美国)的研究显示，通过dPCR技术检测乳腺癌病人组miR-181a血清水平明显低于健康对照组。McDermott等[21]应用RQ-PCR技术检测全血中miR-181a水平，luminal A型乳腺癌病人与健康对照组对比明显减低。这些结果表明血清miR-181a有可以作为早期乳腺癌的一种新的生物标志物的潜在可能，从而用于早期诊断。

尽管上述研究[19-21]结果令人振奋，但发现miRNAs作为肿瘤标志物仍要面对诸多挑战，目前研究样本量相对较小，进入临床应用前需要更大样本的分析，以及miR-181a在不同病理分型分期的乳腺癌的血清变化尚不清楚。其次，miR-181a在乳腺癌中的靶基因及其信号通路目前并不明确，还需更多的体内、体外研究。最后，在技术上需要对检测技术及数据分析进行标准化，并确认miR-181a的正常参考范围。

3.2 miR-181a与乳腺癌化疗

化疗是治疗乳腺癌的重要手段之一，多药耐药是影响治疗效果的主要障碍，所以寻找有效的具有临床价值的药物来增强化疗敏感性，是提高肿瘤化疗效果的关键。Zhu等[22]的研究显示miR-181a可通过结合Bcl-2的3′UTR，增强阿霉素导致的乳腺癌细胞系MCF-7的凋亡的效果。Bcl-2是miR-181a的靶基因之一，在MCF-7细胞系中可抑制阿霉素导致的凋亡与线粒体代谢[23]。他们发现在MCF-7细胞系与多药耐药MCF-7细胞系miR-181a和Bcl-2呈负相关。这些结果提示未来miR-181a在临床应用的可能，如根据miR-181a水平评估病人对阿霉素的化疗敏感度，对于那些对阿霉素敏感性低的病人，miR-181a可能成为辅助化疗药物。Jiao等[24]的研究显示miR-181a可通过靶向结合乳腺癌耐药蛋白(BCRP/ABCG2)，增加米托蒽醌耐药的乳腺癌细胞化疗敏感性。研究[25]表明乳腺癌耐药蛋白(breast cancer drug resistance protein， BCRP)在乳腺癌多药耐药中起到重要的作用。而BCRP是miR-181a的潜在靶基因，miR-181a与之结合抑制其表达，体内、体外实验均得到一致的结果。他们发现过表达miR-181a可显著减低米托蒽醌(mitoxantone，MX)的半抑制浓度(half maximal inhibitory concentration， IC50)，这提示miR-181a可增加米托蒽醌耐药的乳腺癌细胞的敏感性。在临床乳腺癌的治疗过程中，多药耐药是对化疗药物疗效及病人康复的一大障碍，乳腺癌耐药蛋白BCRP，是产生获得性耐药的重要原因，而这个研究显示miR-181a有在乳腺癌中发挥逆转BCRP介导的化疗抵抗的可能，有可能在未来发展为米托蒽醌药物化疗的辅助药物，减轻耐药的发生，增强化疗疗效。

然而 Niu等[26]发现miR-181a可促进三阴性乳腺癌的化疗抵抗和转移。TNBC预后差，化疗是目前的主要手段[27]。而TNBC的特点是侵袭性转移与快速出现化疗抵抗[28-30]。体内体外实验均提示，抑制miR-181a可使TNBC细胞对多柔比星治疗更敏感，减少TNBC细胞转移。这些结果的差异可能是由于miR-181a在不同乳腺癌细胞系发挥着不同作用所导致的。

4 展望

尽管miR-181a在乳腺癌中发挥的作用尚有许多争议，miR-181a在乳腺癌细胞中作为抑癌基因存在还是促进乳腺癌细胞增生、转移，尚无定论，需要更进一步研究，由于miR-181a的表达在乳腺癌病人血清中存在变化， miR-181a可望发展成为一个新的乳腺癌标志物，辅助乳腺癌的早期诊断。此外，研究表明miR-181a在乳腺癌细胞中可通过调节靶基因表达，调节对化疗的耐药性，因此miR-181a或许在未来可作为化疗药物辅助从而增强乳腺癌细胞化疗的敏感性，甚至有发展成为乳腺癌靶向治疗的可能。

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编辑 陈瑞芳

Current research studies of the relationship between miR-181a and breast cancers

Gu Muqing1， Yang Chun2， Wang Lijuan3， Pierre Hardy2， Jia Chanwei1*， Ruan Xiangyan3*

(1.DepartmentofReproduction，BeijingObstetricsandGynecologyHospital，CapitalMedicalUniversity，Beijing100026，China；2.DepartmentofPharmacology，ResearchCenterofCHU-saint-JustineHospital，UniversityofMontrealH3T1C8，Montreal，Canada.; 3.DepartmentofGynecologicalEndocrinology，BeijingObstetricsandGynecologyHospital，CapitalMedicalUniversity，Beijing100026，China)

MicroRNAs (miRNAs) are highly conserved non-coding single stranded RNAs. miRNAs participate in fundamental biological processes and pathophysiological processes by silencing their target mRNAs expression through binding to their 3’ untranslated regions (3’-UTRs). Emerging studies have shown that alterations of miR-181a levels are involved in the initiation， progression and metastasis of human cancers. Some studies have indicated that miR-181a serves as tumor suppressors， and others have revealed the oncogenic roles of miR-181a. A growing number of evidence has linked the pathological role of miR-181a to breast cancer. Here， we specifically summarize the various published data of the links between miR-181a and breast cancers， and to explain the potential clinical application of miR-181a. miR-181a may be used as a clinically diagnostic biomarkers of breast cancer for early stage diagnosis， for evaluation of the chemotherapy sensitivity， and for directing the clinical treatment in patients.

breast cancer; miR-181a; biomarkers; diagnosis; chemotherapy

国家自然科学基金(81671411)，北京市自然科学基金(7162062)，国家外国专家局2017年度北京市引进国外技术、管理人才项目(20171100004)， 北京市科技新星计划交叉学科合作项目(Z161100004916045)，北京市卫生系统高层次卫生技术人才(学科带头人)(2014-2-016)。This study was supported by National Natural Science Foundation of China(81671411)， Natural Science Foundation of Beijing (7162062)；Foreign Technical and Administrative Talent Introduction Project in 2017；State Administration of Foreign Experts Affairs， the P. R. of china(20171100004)； Beijing Nova Program Interdisciplinary Studies Cooperative Projects (Z161100004916045)； Clinical Technique Innovation Project of Beijing Municipal Administration of Hospitalist (2014-2-016).

时间：2017-07-16 17∶16 网络出版地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.3662.r.20170716.1716.016.html

10.3969/j.issn.1006-7795.2017.04.008]

R737.9

2017-06-05)

*Corresponding authors， E-mail：jiachanwei@163.com， ruanxiangyan@163.com