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miRNA-125与胰腺癌关系的研究进展

2022-07-11潘路娟郑频梁华益刘东菊潘春风覃月秋

中国医药科学 2022年12期
关键词:标志物胰腺癌靶向

潘路娟 郑频 梁华益 刘东菊 潘春风 覃月秋

[摘要]miRNAs(microRNAs)是一种新型非编码RNA分子,能在转录后水平调节基因表达。miRNA参与调控不同的生物过程,在维持细胞稳态、细胞迁移、细胞增殖及凋亡与疾病的发生发展中发挥重要作用。越来越多的研究证明,胰腺癌中异常表达的miRNA-125通过抑制或者上调靶基因的表达,进而影响胰腺癌的发展、侵襲、迁移、增殖及凋亡,有望成为胰腺癌的生物标志物和治疗新靶点。本文就miRNA-125作为胰腺癌诊断标志物及治疗新靶点做一综述。

[关键词]miRNA-125;胰腺癌;标志物;治疗靶点

[中图分类号]R735.9

[文献标识码]A

[文章编号]2095-0616(2022)12-0024-04

胰腺癌是全球癌症病死率最高的恶性肿瘤之一。2009—2015年的统计数据表明,胰腺癌患者五年生存率较低,约为9%[1]。2010年胰腺癌的发病率为12.1/10万,预计2030年将增至15.1/10万,到2050年很有可能增至18.6/10万,平均年增长率达1.1%。全球研究报告显示,胰腺癌导致的总病死人数将大幅增加[2-3]。胰腺癌早期诊断十分困难,主要治疗手段包括手术与放化疗,传统的生物标志物在胰腺癌诊断及靶标治疗上未能取得较好的效果。因此,寻找新的生物标志物对于胰腺癌的早期诊断及治疗非常重要。虽然目前胰腺癌的发病机制尚未完全明确,但近年来已有多项研究发现miRNA在胰腺癌中异常表达,并参与胰腺癌的生物调控,发挥致癌或抑癌基因的作用,有望成为新的生物标志物。

1miRNAs及miRNA-125家族概述

miRNAs是由22个nt组成的非编码小RNA家族,与靶mRNA的3'非翻译区(3'-UTR)互补,通过翻译抑制或转录切割,对基因转录后的表达起着重要的调节作用[4]。miRNAs于1993年首先在线虫中被发现,并作为线虫体内的内源性介质,通过与靶基因3'-UTR的互补作用来下调其体内蛋白水平,例如Lin-4和Let-7,然后由它们编码的miRNAs控制线虫细胞分化和增殖的时间,这些线虫miRNA基因的突变可以导致细胞周期出现异常。随着研究的深入,UTR序列在维持mRNA稳定性和翻译中的作用,以及由3'-UTR序列介导的转录后调控机制越来越清晰[5];同时UTR序列也参与调节细胞分化、增殖、凋亡和代谢稳态等过程[6-7]。一旦miRNA功能失调,将会引起相关疾病的发生发展。

大多数肿瘤发生的重要机制是抑癌基因的失活或癌基因的激活。现已有大量研究表明,miRNAs可调节癌症相关过程,其异常表达与疾病的发病机制密切相关。miRNAs既可以通过下调致癌靶基因发挥肿瘤抑制作用,也可以通过负调控抑癌基因发挥肿瘤促进作用,这几乎包括了所有类型的人类癌症[8]。现有的研究已经发现了上万种miRNA发挥肿瘤抑制因子或癌基因的作用,与多种癌症相关,曾有报道提示miRNA-125在肿瘤中扮演着抑制子或启动子的角色[9-10]。

miRNA-125家族在哺乳动物、脊椎动物和线虫中高度保守,其由has-miRNA-125a-3p、has-miRNA-125a-5p、has-miRNA-125b-1-3p、has-miRNA-125b-2-3p、has-miRNA-125b-5p五个亚型组成。其中miRNA-125a已被发现位于19q13,而miRNA-125b被证实在染色体11q23(hsa-miRNA-125b-1)和21q21(hsa-miRNA-125b-2)两个位点进行转录[9]。miRNA-125家族含有共同的种子序列UCCCUGAGAC,种子序列区域与mRNA互补,其通过转录后的调控影响靶基因表达,参与细胞分化、增殖、侵袭、迁移及自噬凋亡等进程[11]。

近年研究发现miRNA-125在胃癌[12-13]、肝癌[14]、结直肠癌[15-16]、肾癌[17]、视网膜母细胞瘤[18]、乳腺癌[19]、鼻咽癌[20]、肺癌[21]等肿瘤中异常表达,通过调控血管内皮生长因子A(VEGF-A)、组蛋白3赖氨酸9甲基化转移酶(Suv39H1)、共转录激活因子(TAZ)、信号转导与转录活化因子3(STAT3)、表皮生长因子受体(EGFR)、碱性成纤维细胞生长因子(FGF-2)等靶基因,参与肿瘤细胞的增殖凋亡、侵袭迁移等过程。

2miRNA-125与胰腺癌的诊断

胰腺癌患者预后较差,早期诊断对提高其生存率有极大的帮助。传统的胰腺癌血清标志物糖类抗原19-9(CA19-9)诊断胰腺癌的敏感度接近80%,但对早期胰腺癌的诊断具有一定局限性[22],也有文献指出CA19-9不仅未能敏感检测到早期胰腺癌,对进展性胰腺癌的诊断价值也不高[23]。因此,寻找更精确的胰腺癌分子标志物,是目前迫切需要解决的问题。有研究表明,miRNA-125在胰腺癌中异常表达,提示miRNA-125失调可能在胰腺癌的发生发展中发挥重要作用。Lee等[24]的研究发现约100个miRNA在胰腺癌组织中存在表达差异,miRNA-125b表达明显升高。提示胰腺癌组织中高表达的miRNA-125b或许可以成为新的胰腺癌诊断标志物,检测组织中异常表达的miRNA可作为一种诊断方法。miRNA在哺乳动物中具有稳定性、保守性,因此,将肿瘤患者外周血中异常表达的miRNA作为新的诊断生物标志物显得更为可靠[25-26]。有研究证明[23],miRNA-125a-3p在胰腺癌患者的血清中显著低表达。赵钊等[27]采用测序分析及生物信息技术进行胰腺癌靶基因预测和功能分析,确定了具有差异表达的44个miRNA,表达上调2倍以上的miRNA中就包括miRNA-125a-5p,而表达下调2倍以下的miRNA有miRNA-125b-5p,进一步对其靶基因及相关信号通路进行初步预测和功能分析,将为胰腺癌的诊断提供新的思路。有文献报道,miRNA-125在胰腺癌组织及细胞系中呈高表达[28-29]。miRNA-125在胰腺癌患者外周血、组织及细胞系中呈高表达,提示其可作为胰腺癌诊断的生物标志物。

另外,Jung等[30]的研究发现,在胰腺癌干细胞中也能检测到miRNA-125b的表达差异。肿瘤干细胞是肿瘤发生、异常增殖、侵袭、转移及复发的关键,胰腺癌的发生进展与胰腺癌干细胞(pancreaticcancerstemcells,PCSCs)关系密切,而且PCSCs的分化及更新换代等特性被诸多异常表达的miRNA调控,是胰腺癌发生、侵袭、转移及复发的重要原因[31]。由此可见,miRNA-125家族与胰腺癌发生发展关系匪浅。miRNA-125有作为胰腺癌患者筛查的特异性肿瘤标志物的潜力。由于外周血中的miRNA容易受到机体其他疾病的影响,其指标的高低是否能准确反映肿瘤的变化情况,肿瘤组织中与外周血中的miRNA是否一致升高或降低,这两个问题还需更多的研究进一步证实。

3miRNA-125与胰腺癌的发展

转化生长因子-β(transforminggrowthfactor-β,TGF-β)作为TGF-β超家族中的一员,与调节细胞生长和分化有关,能影响肿瘤细胞的侵袭迁移。在胰腺癌中,miRNA-125b通过调节TGF-β参与EMT、侵袭迁移等过程促进胰腺癌的发展[32]。吴孟闱[33]也提出了丝裂原细胞外激酶2/miRNA-125b-5p/SMAD家族成员4(mitogen-activatedproteinkinase2/SMADfamilymember4,MEK2/SMAD4)轴参与胰腺癌细胞侵袭迁移的调控,发挥miRNA促癌作用。过表达的miRNA-125b对胰腺癌PANC-1细胞的侵袭及迁移能力有显著抑制作用[34],提示miRNA-125b不仅与胰腺癌的生长有关,还能与靶基因结合,参与肿瘤侵袭迁移地调节。抑制核因子κB(nuclearfactor-kappaB,NF-κB)等重要的信号通路是目前肿瘤靶向治疗的热点,张志友等[29]检测发现miRNA-125b在胰腺癌患者组织中表达异常,并进一步在体外研究中证实miRNA-125b可通过靶向调控锌指蛋白A20/NF-κB(TNFAIP3,A20/NF-κB)信号通路促进胰腺癌细胞的增殖。Xue等[35]通过对10对胰腺癌组织和相应的邻近组织以及胰腺癌细胞系和正常胰腺上皮细胞的进一步检测分析,发现miRNA-125b在胰腺癌组织中表达低于癌旁组织,在胰腺癌细胞系中表达低于正常胰腺上皮细胞,同时还发现,胰腺癌细胞中过表达的miRNA-125b对胰腺癌有抗增殖作用,其机制可能是通过磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B(PI3K/AKT)通路靶向神经前体细胞表达发育调控蛋白9(neuralprecursor cell expressed developmentally down-regulated9,NEDD9)。miRNA-125b在胰腺癌的发展中发挥的作用是多样的,影响增殖、侵袭和迁移。总而言之,miRNA-125b在胰腺癌发展中的作用不容小觑,靶向调控miRNA-125b可为胰腺癌患者的治疗开辟新思路。

4miRNA-125与胰腺癌的治疗

miRNA是通过影响靶基因的表达来发挥抑癌或促癌作用。在肿瘤的靶向治疗中,上调或抑制miRNA的表达可解除其对癌基因或抑癌基因表达水平的调控,从而达到治疗肿瘤的目的。孙杰B6在体外研究中利用慢病毒构建miRNA-125b过表达稳转细胞株,起到抑制胰腺癌细胞调亡的作用,同时还降低了胰腺癌细胞对吉西他滨的敏感性,其机制可能是负向调控凋亡基因BAK1的表达。miRNA-125a也可以通过影响肿瘤细胞内线粒体分裂促进其调亡。低氧诱导因子1a(hypoxia-inducible factor-1a,HIF-1a)与miRNA-125a负向调控,使PANC-1细胞增殖减慢,凋亡增加37。

在胰腺癌细胞PANC-1、MIA、PaCa-2等细胞系中,沉默miRNA-125a-5p可抑制胰腺癌细胞的增殖,降低其集落形成能力,促进细胞凋亡28。Bera等38通过Taqman基因表达分析检测发现,miNA-l25b在吉西他滨耐药细胞BxPC3及PANC-1细胞中表达升高,敲除miRNA-125b可以增强吉西他滨的敏感性,并且逆转肿瘤细胞的EMT过程。根据TCGA数据库中胰腺癌組织标本的RNA-seq数据,BBC3、NEU1这两种抑癌基因可能是miRNA-125b的靶基因。由此说明,miRNA-125b可能成为提高化疗敏感性和减少转移扩散的治疗靶点。也有文献报道,miRNA-125a-5p在胰腺癌组织中表达升高,且与胰腺癌TNM分期及生存预后相关39。综上所述,miRNA-125有望成为胰腺癌治疗的新靶点。

5问题与展望

miRNA作为一种新的基因调控分子活跃在肿瘤疾病领域内,随着研究的深入,iRNA为阐明肿瘤发生机制及治疗提供更多的新方向和新技术。目前多项研究表明miRNA-125在胰腺癌患者血清、组织及各种细胞系中表达异常,可以对多种癌基因或抑癌基因进行调控,有望成为新的胰腺癌诊断标志物及治疗靶点。iRNA本身功能复杂,调控的基因种类繁多,现阶段miRNA-125在调控胰腺癌生长、增殖、侵袭及凋亡等方面的分子机制尚不清楚,但其研究价值仍值得肯定。相信随着科学技术不断进步,miRNA在胰腺癌诊断、治疗等方面的研究一定会取得重要突破,为胰腺癌患者的诊断及治疗提供新的方向。

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(收稿日期:2022-01-17)

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