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1、miRNA 在喉癌中作用机制的研究进展 彭永华 杨文飞 卢绍伟 兰贤斌 彭韶平 赣南医学院第一临床学院 赣南医学院第一附属医院耳鼻咽喉头颈外科 关键词： 喉癌; 微小 RNA; 生物行为; 作用机制; 作者简介：彭韶平, E-mail:Mechanism research progress of miRNA in laryngeal carcinomaPENG Yonghua YANG Wenfei LU Shaowei Abstract： MiRNA (miR) is a non-coding small RNA of 18to 24nucleotides in length.By pair
2、ing with 3UTR of its target mRNA molecule, miRNA regulateS the target mRNA molecule in the translation level or directly lead to its degradation.Each miRNA may target several to several hundred mRNAs, of which 30%of the mR-NA is regulated by miRNAs.Some studies have shown that miRNA expression disor
3、ders play an important role in the development and progression of various tumors and may be the ideal target for tumor therapy.It has been shown that abnormal expression of RNA (miRNA) plays an important role in the occurrence and development of laryngeal cancer.Wang Ping found 47kinds of miRNA expr
4、ession abnormalities in laryngeal cancer tissue with microarray chip detection, that of which high expression were 23kinds and low expression were 24kinds.MiRNAs that are abnormally expressed in laryngeal squamous cell carcinoma are expected to be a new marker for early diagnosis of laryngeal cancer
5、.In this review, we summarized the progress in recent three years on the association of miRNA and the biological behaviors of laryngeal cancer.Keyword： laryngeal carcinoma; microRNA; pathogenesis; miRNA (miR) 是一类长 1824 个核苷酸的非编码小 RNA, 通过与其靶 mRNA 分子的 3UTR 互补配对, 使目标 mRNA 分子受到翻译水平调控或直接导致其降解1。每个 miRNA 可能
6、靶向数个到数百个 mRNA, 其中 30%的 mRNA 受到 miRNA 的调控1。有学者研究表明 miRNA 表达失调在各种肿瘤的发生、发展过程中起着重要的作用, 可能成为理想的肿瘤治疗靶点。目前的研究结果显示, 喉癌组织中有多种miRNA 的表达异常, 王苹等2用微阵列芯片技术检测喉癌组织, 发现 47 种miRNA 表达异常其中高表达和低表达分别为 23 种和 24 种。在喉癌组织中异常表达的 miR-NA 有望作为喉癌的早期诊断的新标志物, 而某些 miRNA 更是有望成为治疗喉癌的潜在靶点。1 miR-21 与喉癌有实验结果表明, miR-21 过表达与多种上皮系统来源恶性肿瘤的发生
7、及其恶性生物学表型有相关性, 在乳腺癌、喉癌等许多实体瘤的组织或细胞中高表达3。范钰等3通过下调 miR-21 的表达后培养人肿瘤 Hep-2 细胞, 发现反义寡核苷酸转染组 Hep-2 细胞增殖能力变慢、相关克隆能力降低, miR-21 下调可对喉癌细胞增殖、侵袭能力产生负面影响。细胞培养研究结果显示, miR-2l 的上调增强喉癌细胞增殖能力, 而它的下调会减少喉癌细胞数量4。BTG2 是 miR21 的靶基因之一, BTG2 可调节细胞周期。在喉癌细胞中, 因 miR-21 的上调可抑制BTG2 的表达, 进而增强 RAS 癌蛋白的表达能力。动物实验表明在异种移植瘤体中注射 miR-21
8、 之后能降低 RAS 癌蛋白的表达能力, 抑制喉癌细胞的侵袭, 促进凋亡5。这表明 miR-21 对肿瘤的作用可能与 RAS 蛋白有较大的相互关系。同时抑制 miRNA-21 和 miRNA-221, 喉癌细胞凋亡增加, Akt 磷酸化减弱, PTEN-Akt 信号通路介导的细胞凋亡增强6。miR-21 有望成为喉癌的生物标记, 为喉癌的分期和预后判断提供依据7。龚勇8通过 RT-PCR、Weston blot、MTT 实验、划痕实验等发现 miRNA-21-5p 在喉癌组织中表达上调, 抑制喉癌基因LCRG1 的表达, 并促进喉癌细胞的增殖、转移和侵袭能力。2 miRNA-125a-5p 抑
9、制喉癌增殖的机制张思毅等9采用基因芯片和 qRT-PCR 技术检测出 miRNA-125a-5p 喉癌组织中表达下调, 并在细胞水平上初步研究了 miRNA-125a-5p 影响喉癌 Hep2 细胞的增殖, 转染 miRNA-125a-mimics 可抑制喉癌 Hep2 细胞的增殖能力, 而转染 miR-NA-125a-inhibitior 则可增强喉癌 Hep2 细胞的增殖能力。张帅等10研究表明, miRNA-125a 等 miRNAs 可能通过调控 bcl2、p53 等参与了去甲斑蝥素的相关作用机制, 就是促进慢性髓细胞性白血病 K562 细胞凋亡的过程。Liu 等11在研究中发现喉癌组
10、织和 Hep-2 喉癌干细胞 (Hep-2-CSCs) 中 miRNA-125a 的表达降低, miRNA-125a 可以通过靶向作用于造血细胞特异性相关 X-1 (HXA-1) ) 逆转Hep-2-CSCs 的顺铂抗性。通过 miRNA-125a 抑制 HAX-1 通过线粒体途径显着促进顺铂诱导的 Hep-2-CSCs 细胞凋亡。此外, 在用 miRNA-125a 模拟物转染细胞后, Hep-2-CSCs 对长春新碱, 依托泊苷和多柔比星的多药耐药性大大改善。miRNA125a/HAX-1 轴有可能为喉癌的化疗提供了新方向, 增强喉癌化疗疗效, 极大改善晚期喉癌患者的预后。3 miR-519
11、b-3p 抑制喉癌的增殖机制miR-519b-3p 低表达于喉癌组织中, 它可能作为抑癌因子, 通过翻译后抑制 HuR和 COX-2 的表达而使细胞周期被阻滞在 G2/M 期, 从而抑制细胞生长。沈志森等12检测了转染 miR-519b-3p 后的喉癌 Hep-2 细胞中 HuR 和 COX-2 的表达, 发现 miR-519b-3p 能负性调节 HuR 和 COX-2 蛋白的表达, 而对 HuR 和 COX-2 的mRNA 影响不大。miR-519b-3p 能在翻译水平调控 HuR, 从而抑制喉癌细胞的增殖。当细胞中 miR-519b-3p 水平增高时, CDK2 和 Cyclin A 的蛋
12、白水平明显下降, CDKl 的蛋白水平增高, HuR 和 COX-2 的蛋白水平降低。由于细胞周期阻滞在 G2/M 期, 进入下一个周期的 G1期和 S 期的细胞减少, 抑制了细胞增殖, 转染 miR-519b-3p 后 Hep-2 细胞停滞在 G2/M 期13。DA 等14-15发现 miR-519a能与 HuR 的编码区结合, HuR 是一种相当常见的 RNA 结合蛋白, 相关研究证明HuR 高表达于多种病理分型的肿瘤组织, 研究发现 HuR 也高表达于喉癌的组织中16。4 miRNA-34 抑制喉癌增殖的机制Shen 等17用亚硫酸氢盐测序技术研究了 104 个 LSCC 肿瘤组织及其相
13、应的相邻组织的 miR-34a 启动子中 6 个 CpG 位点的 DNA 甲基化水平。结果表明癌组织中 miR-34a 启动子的甲基化水平比癌旁组织显着升高。吸烟行为的分析分析表明, LSCC 吸烟患者的 miR-34a 甲基化水平比不吸烟患者显着升高。此外, 晚期患者的 miR-34a 启动子甲基化频率显着增加。同时, Kaplan-Meier 存活曲线结果显示, miR-34a 启动子的高甲基化与总生存率差相关 (log-rank 检验, P0.05) 。miR-34a 启动子超甲基化是 LSCC 的一个危险因素, 在疾病进展和转移中起关键作用, 可作为 LSCC 的不良预后因素。有学者相
14、关研究显示 miR-34a-5p 对 Hep-2 细胞的增殖起到明显的抑制作用, 可以明显下调 Survivin 蛋白的表达, 但不影响 Survivin 信使 RNA 的表达水平, miR-34a-5p 使 Hep-2 细胞的细胞周期阻滞在 G0/G1期。miR-34a 在肿瘤组织中低表达, 而 Survivin 高表达。miR-34a 的表达水平与喉鳞状细胞癌患者的与生存率正相关, 而与病理分化, 淋巴结转移, 临床分期负相关18。研究表明 Hep-2 细胞中 miR-34a 和miR-34c 负调节的多肽 N-乙酰半乳糖胺基转移酶 7 (GALNT7) , GALNT7 是 miR-34
15、a 和 miR-34c 的一种新的直接靶基因。miR-34a 和 miR-34c 可能通过下调GALNT7 作为 LSCC 肿瘤抑制因子19。5 miRNA-106b-25 与喉癌miRNA-106b 属于 miR-106b25 基因簇, miR-106b25 能加快细胞周期。段继惠等20研究了 miRNA-106b 表达与喉癌组织的情况, RT-qPCR 检测出 miRNA 高表达喉癌组织中, 比癌旁组织高。Pre-miR-106b 在 Hep-2 细胞瞬时转染成功 36h后, miR-106b 的表达水平明显增高。另外, MTT 的实验结果显示, 转染 Pre-miR-106b 的 Hep
16、-2 细胞培养 24h 后, 与对照组比较, 细胞数量明显增多, 细胞生长速度明显加快, 进一步证实了 miR-106b 对 Hep-2 细胞增殖的能力产生促进作用。Weston blot 检测出喉癌组织中的 CyclinD1 和 pRb 蛋白含量明显高于癌旁组织。miR-106b 可能与 Cyclin D1 和 pRb 蛋白的高表达有关。同时, Cyclin D1 与 CDK 的复合体促进 pRb 蛋白的形成, 在喉癌组织和转染 miR-106b 的 Hep-2细胞中, 均有 pRb 蛋白的高表达。根据研究结果, 推测 miR-106b 异常表达可能通过激活 Cyclin D1 蛋白、pRb 蛋白表达促进喉癌组织异常增殖及细胞癌变。6 其他 miRNA 抑制喉癌的增殖与转移抑制喉癌的增殖及转移的因素受多种 miRNA 的影响。例如, 上调 miRNA-375 对鳞状细胞型喉癌的增殖和侵袭能力产生抑制作用。过表达的 miRNA-375
