微小RNA调控胃癌发生发展的可能机制
1. 微小RNA参与胃癌细胞周期的调控
近年来,多项研究表明有10余种微小RNA能够直接或间接调控细胞周期限速点上基因的转录,抑制其蛋白的合成,从而调控细胞周期,进而影响细胞增殖速度。
从G1进入S期,检查点的主要调控者是cyclinE: CDK2,cyclinD: CDK4/6复合物,这些复合物使Rb蛋白、p107和p130相关家族的蛋白磷酸化,随后pRb 蛋白与转录因子E2F结合,对G1/S期起到抑制作用。CKI 根据其结构和功能,可分为P16家族(p15、p16、p18 和p19)和P21家族(p21、p27、p28 和p57)。Kim等发现胃癌组织中miR-222-221和miR-106b-25表达上调,并对p21家族中的p57Kip2、p21Cip1、p27Kip1具有明显的抑制作用,而miR-93也与E2F1结合,抑制p21。并且miR-222-221、miR-106b-25 和miR-93 均能够增加CDK2 的活性,使G1/S 的过渡加快,从而促进胃癌细胞增殖。另有研究证实了miR-107抑制CDK6基因的转录和表达,阻遏细胞于G1期,从而抑制细胞的增殖,而胃癌中miR-107表达下调,则抑制作用减弱,CDK6的表达上调,肿瘤细胞增殖速度加快。
在其他阶段中,cyclinB: CDK2复合物的形成促进S/G2期的转变,研究显示miR-663下调可间接导致cyclinB的上调,加快S/G2的过渡,致使细胞增生异常,从而诱导胃癌的发生。另有研究表明胃癌中miR-372呈高表达,并通过下调抑癌基因LATS2的表达增加CDK2的活性,遏制细胞于G2/M,因而促进细胞增殖。miR-126是抑癌基因性的微小RNA,SGC-7901胃癌细胞株的G0/G1的比值增大,从而抑制细胞的增殖,而在胃癌组织中miR-126表达下调,肿瘤细胞进入G1期的增多,从而细胞增殖加快,抑癌作用减弱。总之,微小RNA能够间接或直接调控肿瘤细胞周期的进程,影响肿瘤细胞的增生、增殖,与肿瘤发生、发展关系密切。
2. 微小RNA参与胃癌细胞的凋亡
肿瘤的发生除了与细胞过度增殖有关外,还因为细胞凋亡的减少。目前已研究发现30 多种具有调控细胞凋亡作用的微小RNA。
微小RNA对凋亡途径的调控作用分为促凋亡作用和抗凋亡作用。近期的研究中促凋亡作用的有miR-218和miR-375,抗凋亡作用的有miR-130b。ECOP可与表皮生长因子受体配对,从而促进NF-κB的活性,而NF-κB的激活明显减低胃癌细胞对TNF-α诱导凋亡的敏感性,从而起到抗凋亡作用。Gao等研究发现感染Hp 的胃黏膜中miR-218的表达明显下调,ECOP受miR-218负调控后转录上调,使NF-κB活性增加,从而抑制了胃癌细胞的凋亡。miR-375也在胃癌中下调,其通过作用于磷酸化激酶(PDK1)和14-3-3zeta,从而影响细胞色素C介导的线粒体通路,也起到抗凋亡的作用。
miR-130b作用于抑癌基因RUNX3,RUNX3作为TGF-β信号通路下游的一个转录因子,可诱发促凋亡蛋白Bim的活性,从而诱发线粒体途径凋亡的发生。而胃癌中miR-130b表达明显高于正常组织,抑制了RUNX3的表达,从而起到抑制细胞凋亡的作用。
3. 微小RNA参与胃癌细胞的侵袭和转移
侵袭和转移是恶性肿瘤细胞标志性的生物学特性。目前认为肿瘤细胞从原位肿瘤组织中脱离、降解基底膜是侵袭转移的早期信号。并且在肿瘤侵袭、转移过程中,具有调节细胞黏附性功能的E-钙黏素和降解基底膜及细胞外膜的基质金属蛋白酶发挥着重要作用。因此,对E-钙黏素和MMP起调节作用的微小RNA可能成为判断疾病进展转移的潜在标志物。
抑癌基因RECK可通过下调MMPs(MMP9、MMP2和MMP14)的表达,抑制肿瘤细胞浸润和转移。Zhang等证明miR-21的直接靶点是RECK,而感染HP后胃黏膜及胃癌组织中miR-21的表达上调,抑制RECK 的表达,促进胃癌细胞的浸润和转移,而沉默miR-21后,胃癌细胞侵袭力和转移力明显减低。实验证实了miR-196b的表达受到癌基因ETS2的负调节,胃癌细胞中ETS2受抑制,miR-196b表达增高,增加MMP2和MMP9,减少E-钙黏素的表达,进而诱导上皮间质转化的发生,从而对癌细胞的转移起到促进作用。
微小RNA 在肿瘤的转移中不仅有促进作用,还有抑制作用。E-钙黏素是维持上皮细胞黏附的重要分子,其表达水平下降或功能异常直接导致细胞黏附力的降低。miR-200家族主要通过结合ZEB1和ZEB2的mRNA的3’-UTR来抑制ZEB1和ZEB2的表达,进而提高E-钙黏素水平,从而逆转EMT过程,降低瘤细胞的侵袭和迁移能力。另有研究证实EVB相关胃癌的癌组织中miR-200的表达明显下调,使得ZEB1、ZEB2表达上调,E-钙黏素表达水平下降,引起EMT发生。