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微小RNA-182在胶质瘤中的研究进展

2020-01-09李世星邵艳春

中国实验诊断学 2020年5期
关键词:母细胞胶质胶质瘤

董 阳,李世星,邵艳春

(1.吉化集团公司总医院 a神经内科;b放化疗科,吉林 吉林132021;2.吉林大学中日联谊医院 普外科)

胶质瘤(glioma)是起源于脑部或脊髓的神经系统肿瘤,根据组织细胞形态学特征可分为不同的亚型。胶质瘤组织病理学分类仍存在较大异质性,同一病理类型患者其分子学改变、病程演进、治疗反应等仍不尽相同[1]。因而,深入研究胶质瘤的分子病理机制是近年的研究热点之一。微小RNA(micro RNAs,miRNAs)为长度19-22个核苷酸组成的非编码RNA,通过与靶基因信使RNA结合,进而调控基因的转录后表达。miRNAs与胶质瘤的研究受到越来越多学者的关注[2,3]。miR-182属于miR-182/183/96家族一员。有研究报道miR-182在多种肿瘤的发生、发展、诊断及治疗等方面均发挥十分重要的作用[4-6]。近年来miR-182在胶质瘤领域的研究也取得一定的进展,本文就此做一综述。

1 胶质瘤概述

胶质瘤是颅内最常见的原发性肿瘤,约占所有中枢神经系统肿瘤的三分之一[7]。由于胶质瘤细胞与正常胶质细胞的组织形态上存在一定相似性,也据此对其进行命名。然而,胶质瘤的确切起源目前仍不清楚[1]。2007年WHO胶质瘤分类包括星形细胞肿瘤、少突胶质细胞肿瘤、少突星形细胞肿瘤等[8]。WHO分级系统将胶质瘤分为低级别(WHO Ⅰ -Ⅱ级)与高级别胶质瘤(WHO III - IV级)[8]。尽管根治性手术加放化疗仍是治疗胶质瘤的基本手段,但由于其呈浸润性生长、对周围正常脑组织的放射性损伤、对替莫唑胺等化疗药物的耐药等,都给胶质瘤的治疗带来的极大的挑战[9]。髓母细胞瘤(medulloblastoma,MB)多发于后颅窝,是儿童常见的胶质瘤之一,也是恶性度最高的颅内胶质瘤。MB患者诊断时30%的患者已发生转移[10]。胶质母细胞瘤(glioblastoma)是成人常见的胶质瘤类型,也是一种不可治愈的恶性肿瘤,诊断后患者存活期仅有14 - 16个月[11]。多形性胶质母细胞瘤(glioblastoma multiforme,GBM)是一种致死性、对治疗抵抗的脑部恶性肿瘤,由多种克隆的肿瘤细胞亚群组成,其中包含具有干细胞特性的胶质瘤起始细胞,这些细胞与治疗耐药及治疗后复发密切相关[12]。因此,深入研究胶质瘤的病理机制,开发新的治疗靶点,具有重要的理论与临床意义。

2 miR-182与胶质瘤

2.1 miR-182在胶质瘤中的表达

多项研究结果表明,在髓母细胞瘤[10,13]、胶质母细胞瘤[11]、星形胶质细胞瘤[14]等肿瘤细胞中均存在miR-182的表达上调。有研究采用60例福尔马林或多聚甲醛固定的胶质母细胞瘤标本,通过PCR检测多种miRNAs的表达水平,结果发现与正常非肿瘤组织及Ⅰ-Ⅲ级其他类型肿瘤相比,miR-182的表达水平无明显差别[15]。因此,目前有关miR-182在胶质瘤中的表达尚存在一定争议,可能与胶质瘤种类、样本类型、检测方法等有一定关系,有待进一步研究证实。

2.2 miR-182在胶质瘤病理分子机制中的作用

STAT3异常激活在胶质瘤发病中发挥重要作用。激活STAT3可促进miR-182表达,反之抑制miR-182表达。生物信息学分析显示肿瘤抑制因子原钙粘蛋白-8(protocadherin-8,PCDH8)是miR-182的靶基因之一,miR-182可负性调控PCDH8表达。PCDH8敲除可促进胶质瘤细胞的增殖与浸润。沉默PCDH8或采用miR-182 mimics可逆转STAT3抑制剂对胶质瘤增殖的抑制活性[16]。临床样本显示PCDH8表达水平与磷酸化的STAT3及miR-182表达水平呈负相关。上述结果提示STAT3/miR-182/PCDH8在胶质瘤发病中具有十分重要的作用[16]。

在很多恶性胶质瘤亚型中都存在NF-κB的持续活化,但机制未完全阐明。有研究证实在胶质瘤中转化生长因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)可促进miR-182表达,而miR-182可下调圆柱瘤(cylindromatosis,CYLD)基因的表达,后者为NF-κB活化的抑制因子。CYLD表达下调可导致NF-κB信号通路各组分的广泛泛素化,进而使NF-κB持续活化[17]。

Neuritin属于神经营养家族成员之一,通过调节细胞凋亡与增殖进而参与恶性肿瘤的发生发展。研究发现Neuritin的编码基因(NRM1)为miR-182的靶基因。过表达miR-182可显著抑制NRM1基因的转录与翻译。此外,体外研究显示过表达miR-182可影响细胞周期的调节及细胞的迁移能力,同时可促进肿瘤细胞凋亡。因此,miR-182可能通过调控NRM1基因的表达进而参与星形细胞胶质瘤的病理过程[14]。

富含亮氨酸重复序列4基因(4LRRC4)失活在胶质瘤中很常见。研究显示LRRC4基因为miR-182的靶基因之一。沉默miR-182可抑制胶质瘤细胞体内及体外生长,同时伴LRRC4表达上调。因此,miR-182可能通过调控LRRC4基因表达进而参与胶质瘤的病理过程[18]。

长链非编码RNA尿路上皮癌相关1基因(urothelial carcinoma associated 1,UCA1)与多种肿瘤的发生有关。在胶质瘤临床样本中,UCA1表达升高与患者预后不良相关。体外实验证实,上调UCA1可促进胶质瘤细胞增殖与迁移,其机制与miR-182有关。进一步分析发现该调控作用依赖于p53凋亡刺激蛋白[19]。该团队后续研究证实UCA1/miR-182信号轴与胶质瘤基质细胞介导的肿瘤细胞浸润有关。临床样本分析显示在胶质瘤基质细胞中,CXCL14表达上调,并与患者预后不良相关。研究发现CXCL14可上调UCA1与miR-182表达,进而通过果糖-2,6-双磷酸酶调控基质细胞的糖酵解及肿瘤细胞的浸润[20]。

2.3 miR-182在胶质瘤细胞侵袭、转移中的作用

Bai等采用miRNAs表达谱分析发现,miR-182在MB转移灶的表达水平明显高于原发灶。过表达miR-182可促进胶质瘤细胞迁移,反之可抑制肿瘤细胞迁移。异种胶质瘤动物模型发现,过表达miR-182可促进胶质瘤细胞向邻近正常脑组织与软脑膜转移[10]。在MB许多亚型,包括具有MYC基因扩增的亚型中,都存在miR-182家族成员的表达上调。当miR-182家族成员高表达时,MB细胞迁移、转移及上皮间质转变相关基因表达上调,PI3K/AKT/mTOR信号通路异常活化;而敲除miR-182家族成员,可导致胶质瘤细胞凋亡与PI3K/AKT/mTOR信号通路功能异常。因此,miR-182家族成员通过调控PI3K/AKT/mTOR信号通路进而调节胶质瘤细胞存活、增殖与迁移[13]。

2.4 miR-182与胶质瘤的诊断

外泌体为纳米大小的囊泡,由肿瘤细胞、免疫细胞等多种细胞分泌。外泌体内包含多种分子,如DNA、miRNA等,在一定程度上可反应其母体细胞的生物学特性。胶质母细胞瘤来源的外泌体可通过血脑屏障进入外周血循环中。有研究对比了胶质母细胞瘤患者与正常对照外周血外泌体来源miRNAs的差别[21]。结果发现:与对照组相比,胶质母细胞瘤患者外泌体中存在26种表达显著差异miRNAs。进一步分析发现,包括miR-182在内的7种miRNAs可以很好地鉴别胶质母细胞瘤患者与正常对照,且有较高的准确性[21]。因此,外泌体来源miR-182联合其他miRNAs可能用于胶质母细胞瘤的诊断。

2.5 miR-182与胶质瘤的治疗

Kouri等通过对TCGA数据分析发现miR-182是唯一一个与胶质母细胞瘤患者预后及神经系统发育相关,且与患者对替莫唑胺治疗的敏感性有关的miRNA。上调miR-182可使胶质瘤对替莫唑胺敏感性增强、促进胶质瘤起始细胞分化及抑制肿瘤细胞增殖。其具体机制为抑制Bcl2样12因子(Bcl2L12)、c-Met与低氧诱导因子2α(HIF-2α)[11]。该团队后续研究还发现:miR-182是GBM肿瘤细胞凋亡、生长及分化的调节因子之一。通过胶质瘤异种移植模型证实,体内注射miR-182纳米颗粒可穿透血脑屏障、抑制胶质瘤生长、延长受体小鼠的生存期[12]。因此,miR-182可能作为胶质瘤的潜在治疗靶点。

2.6 miR-182与胶质瘤的预后

有研究报道胶质瘤组织miR-182表达水平与WHO胶质瘤分期呈正相关。miR-182低表达患者5年生存率为51.54%,而高表达者仅为7.23%。多因素分析显示miR-182是胶质瘤患者独立不良预后因素之一[22]。采用RT-PCR检测44例冰冻组织与59例福尔马林固定的髓母细胞瘤患者miRNAs表达情况。结果发现9个具有差异表达的miRNAs,并且这些miRNAs在髓母细胞瘤不同亚群中表达不尽相同。在非WNT、非SHH型胶质瘤患者中,低表达miR592、高表达miR-182提示预后不良。miR-182联合其他miRNAs可能作为髓母细胞瘤的预后不良分子标志[23]。因此,胶质瘤组织中miR-182表达水平为患者不良预后标志之一。

胶质瘤患者外周血miR-182表达水平的预后意义目前尚存争议。Xiao等报道胶质瘤患者外周血miR-182水平与患者KPS评分及WHO胶质瘤分级密切相关。miR-182高水平组患者5年的OS与DFS明显低于低表达者。Cox多因素分析结果显示循环miR-182为胶质瘤患者OS与DFS的独立不良预后因素之一[24]。Zhao等对106例原发胶质母细胞瘤血清miRNA表达谱分析发现miR-182、miR-106a、miR145表达水平与患者无病生存率及总生存率均有关系。miR-182高表达患者2年DFS(风险比为0.60,95%可信区间为0.29-0.92,P=0.037)与OS(风险比为0.69,95%可信区间为0.30-0.96,P=0.043)明显高于低表达者。miR-182为独立的预后良好因素之一[25]。需要指出:第一项研究纳入星形胶质细胞瘤、胶质母细胞瘤等不同类型胶质瘤,第二项研究仅为胶质母细胞瘤。因此,外周血miR-182的预后意义在不同胶质瘤中可能不尽相同,有待研究证实。

3 总结与展望

综上,miR-182在胶质瘤病理机制中发挥十分重要的作用。miR-182不仅可作为胶质瘤术前诊断的分子标志之一,而且可作为胶质瘤治疗的潜在靶点。通过检测miR-182表达水平预测胶质瘤预后目前尚存在一定争议,有待更多研究探索。然而,检测循环miR-182水平作为一种快速、简单及廉价的检测手段,作为预测疾病预后有其优势所在。随着新的测序技术的进步及更多研究的开展,miR-182在胶质瘤中的作用将会被进一步揭示。此外,整合基因表达谱、代谢组学及生物信息学等新的研究手段,能够更加全面、客观、综合性的定位miR-182在胶质瘤发病、诊断、治疗等方面的角色,可能有助于深入揭示胶质瘤的分子病理机制及改善患者长期预后。

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