miRNA在结直肠癌组织中的表达与作用
1. miRNA在结直肠癌组织中的表达
目前,大量的研究集中在miRNA在结直肠癌组织中的异常表达,结直肠癌组织是研究微小RNA与结直肠癌关系最常用的材料。通过基因测序、微阵列分析、定量PCR和原位杂交等方法,确定了数百种在结直肠癌中异常表达的miRNA。研究表明,miR-17-92 家族、miR-106a、miR-31、miR-181b、miR-183、miR-135a/b、miR-200a/b/c家族、miR-203、miR-224、miR-376a、miR-592、miR-96、miR-660、miR-452、miR-16、miR-182、miR-21、miR-19a等在结直肠癌组织表达中显著增高,而let7、miR-34、miR-342、miR-345、miR-9、miR-129、miR-137、miR-143、miR-145、miR-29b、miR-195、miR-885-5p、miR-328、miR-766、miR-30a、miR-139-3p、miR-1、miR-490-5p、miR-490-3p、miR-187等在结肠癌组织中表达显著降低。其中,miR-21在至少七篇报道中被证明在结肠癌中高表达。总之,有大量的miRNA已被证明和结直肠癌相关,并且深入研究发现了miRNA 在直肠癌中有广泛的调节作用。
2. miRNA在结直肠癌中的作用
(1)微小RNA与结直肠癌的肿瘤形成相关
结直肠癌可由结直肠腺瘤演化进展而来,研究表明,miRNA在早期的结直肠腺瘤中存在异常表达,提示miRNA有引发肿瘤形成的作用,miRNA的表达差异可以用来区分正常结直肠、结直肠腺瘤和结直肠癌。miR-21在结直肠腺瘤和结直肠癌中均存在高表达,通过原位杂交法证实,从结直肠腺瘤到结直肠癌的转变过程中,miR-21的表达量显著增加,且在裸鼠体内高表达的miR-21可以促进肿瘤形成,更证明了miR-21有促进肿瘤形成的作用。进一步研究表明,miRNA 可以通过影响Wnt/β-catenin信号通路的强度进而影响肿瘤形成,且有超过90%的结直肠癌存在信号通路的变化。Nagel等研究表明,结直肠腺瘤中高表达的miR-135b作用于靶基因APC,并且APC基因也是Wnt信号通路的重要组成部分,在结直肠腺瘤中存在活跃的APC基因突变。APC基因突变检测已成为结直肠癌的重要筛查指标应用于临床。
此外,靶基因mRNA上的miRNA结合位点出现的SNP与肿瘤发病风险相关,也可作为部分肿瘤的遗传易感性标记。
(2)微小RNA与结直肠癌的TNM分期相关
TNM分期是结直肠癌患者选择治疗方式的重要参考因素,研究表明,高表达的miR-31与结直肠肿瘤的TNM分期和原位侵袭密切相关。miR-29a在结直肠癌中高表达,且与较晚的TNM分期相关。对这些miRNA的深入研究有望为结直肠癌治疗方法的选择提供参考。
(3)微小RNA与结直肠癌的增殖、转移和侵袭相关
研究表明,高表达的miR-21通过调节多个靶基因发挥了促进结直肠癌细胞增殖、侵袭和转移的作用。miR-21的众多靶基因中,已经被实验证实的有PDCD4、RHOB、PTEN、Cdc25A、TPM1等。
此外,miR610通过抑制HDGF而抑制结肠癌细胞增殖、转移和侵袭。miR-31通过抑制RhoBTB1而抑制结肠癌细胞系的增殖和转移。Wu等研究表明,miR-34a属于P53相关基因,且通过调节Fra-1抑制结肠癌细胞的增殖和侵袭。
(4)微小RNA与结直肠癌化疗敏感性相关
将化学合成的miR-34a类似物转染到DLD1细胞系后,在观察到明显的细胞增殖能力降低的同时发现DLD1细胞系对化疗药物5氟尿嘧啶敏感性增强。在一项包括中美两国人群的研究中发现,miR-21的表达与5氟尿嘧啶化疗效果直接相关,即高表达的miR-21导致结直肠癌组织对5氟尿嘧啶产生耐药抵抗,进一步研究发现,miR-21诱发结肠癌细胞系对5氟尿嘧啶的抵抗作用是通过下调DNA修复蛋白MSH2而发挥作用。也有研究表明,BER基因3’-UTR上与miRNA结合区域的单核苷酸多态性影响结直肠癌5氟尿嘧啶的化疗效果。种种研究表明,miRNA在结直肠癌化疗中有巨大的潜在应用价值。
(5)微小RNA与结直肠癌患者预后相关
多个研究表明,高表达的miR-21与结直肠癌患者生存期和治疗效果呈负相关,miR-21甚至可以作为一个独立的结肠癌预后标志物。类似研究表明,miR-320、miR-498、miR-185、miR-133b、miR-376a等多种miRNA均与结直肠癌患者治疗效果和生存期相关。
(6)miRNA在不同人种的结直肠癌中作用存在明显差异
值得注意的是,一项对5种miRNA(包括miR-20a、miR-21、miR-106a、miR-181b、miR-203)的研究,标本取自106名非裔美国人患者和239名白人患者,发现这些miRNA对于不同人种和分期的结直肠癌的预后价值有明显差异,结果显示,高表达的miR-203与白人Ⅳ期结直肠癌不良预后相关,而高表达的miR-203则与黑人Ⅰ期和Ⅱ期结直肠癌不良预后相关,高表达miR-181b则仅与黑人Ⅲ期结直肠癌不良预后相关。另一项在非裔美国人和白人患者之间的研究发现,非裔美国人中miR1207-5p表达量相比对照组增高八倍以上,而白人中miR1207-5p表达量仅为对照组的1.2倍左右,这种高表达与非裔美国人中miR1207-5p 的靶基因PVT1的表达增高相关。