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miR-150在肿瘤发生发展中作用机制研究进展

来源:易榕旅网
国医药导报2017年l1月第14卷第32期 ・综 述・ miR一1 50在肿瘤发生发展中作用机制研究进展 屈潇 秦环龙 1.安徽医科大学上海临床学院普外科,上海200072;2.同济大学附属第十人民医院普外科,上海200072 【摘要】微小RNA(miRNA)是一类长度为19 25个核苷酸的非编码小分子RNA,可在转录后水平影响细胞增殖、 分化、凋亡等生物学功能,在肿瘤发生发展中起着重要调节作用。近年来,研究发现microRNA一150(miR一150)在 大肠癌、肺癌及胰腺癌等恶性肿瘤中表达异常,并通过多种分子机制促进肿瘤细胞的增殖、侵袭及转移。因此, miR一150有望成为肿瘤精准诊断和治疗的候选分子标志物。本文通过对miR一150在不同肿瘤中生物学作用进行 综述,进而为其临床转化提供理论依据和新思路。 【关键词】miR-150;肿瘤;分子诊断;预后;靶向治疗 【中图分类号】R73 【文献标识码】A 【文章编号】1673-7210(2017)1 1(b)一0019—04 The research of miR-150 in tumordevelopment and progression QuXiao QINHuanlong2 1.Depa ̄ment of General Surgery,Shanghai Clinical College of Anhui Medical University,Shanghai 200072,China; 2.Depa ̄ment of General Surgery Tenth People s Hospital of Ton ̄i University,Shanghai 200072,China [Abstract】MieroRNA(miRNA)is defined as one kind of small endogenous noncoding RNA with a length of 19—25 nucleotides.At the post—transcriptional level,miRNA can influence the biological function of cell proliferation,differ- entiation,apoptosis etc.Also,miRNA plays an important role in regulating the development of tumor and chronic dis- ease.The recent studies have shown that microRNA-150(miR-150)abnormally expressed in all kinds of malignant tu— mors involving colon,lung and pancreas.Through a variety of molecular mechanisms,miR一150 can promote tumor cell proliferation,invasion and metastasis.Therefore,miR一1 50 iS expected to be a candidate marker for accurate diagnosis and treatment of tumors.This article will review the biological role of miR一1 50 in difierent tumors.thus providing the- oretical basis and new opinions to its clinical transformation. 【Key words】Mir-150;Tumor;Diagnosis;Prognosis;Treatment 微小RNA(miRNA)是一类长度为19~25个核苷 作为一种潜在生物标志物。用于多种癌症的分子诊 酸的内源性小分子非编码单链RNA。这些分子通过 断、靶向治疗及预后监测 。其中,miR一150的异常表 与靶基因mRNA的3 非翻译编码区(3 -untranslated re— 达与多种癌症的发生发展、预后以及疗效密切相关.可 gion,3 一uTR)互补配对,降解或者抑制mRNA翻译, 作为一种有价值的生物标志物『l0-1¨]。本文通过总结 从而在转录后水平调控mRNA表达『1-21。最近研究表 miR一150在相关肿瘤中的生物学作用机制和临床意 明,miRNA调节许多细胞功能,包括增殖、分化、凋亡、 义,为其进一步临床转化提供理论基础。 信号转导等_l' 。细胞的增殖和分化受到异常调控将 1 miR一150和癌症 引起癌症I5J。miRNA与癌症关系密切.至少有50% miR一150定位于人类染色体19q13.33上.它最初 miRNA在多种癌症中异常表达。作为转录后调控因 被发现在T淋巴细胞、单核细胞以及巨噬细胞中高表 子,miRNA通过直接与靶基因mRNA结合发挥致癌 达,作为重要的造血细胞特异性miRNA,在许多造血 或抑癌作用。目前已有79种miRNA被证实为多种肿 细胞系的分化中起关键作用,特别是在淋巴细胞发育 瘤血浆或血清生物标志物,如前列腺癌、大肠癌、肺癌、 和功能中意义重大,miR一150具有在各种造血细胞恶 食管癌、乳腺癌、胃癌、卵巢癌等[6-7]。因此,miRNA可 性肿瘤中用作诊断治疗及预后标志的潜力[12-13】。而其 【基金项目】国家自然科学基金项目(81230057、81472262)。 表达失调与多种癌症发生、感染以及自身免疫疾病密 【作者简介】屈潇(1990.1一),女,安徽医科大学上海临床学 切相关。在诸多肿瘤组织中miR一150表达异常,它是 院2016级普外科在读硕士研究生;研究方向:大肠癌与肠 一种在癌症发生发展中发挥重要作用的小分子介质。 道微生态。 与癌症的治疗和预后密切相关。 【通讯作者】秦环龙(1965.11一),男,博士,教授,同济大学附属 1.1 miR一150与大肠癌 第十人民医院院长;研究方向:大肠癌与肠道微生态。 Ma等 钾发现miR一150表达水平在大肠癌中较正 CHINA MEDICAL HERALD Vo1.14 No.32 November 2017 ・综 述・ 中国医药导报2017年11月第14卷第32期 常大肠细胞明显降低。进一步临床大样本分析,从 1.3 mill一150与胰腺癌 239例大肠癌患者肿瘤和癌旁组织中通过qRT—PCR Rachagani等I271通过构建自发性肿瘤小鼠模型发 检测miR一150表达,发现大肠癌组织中miR一150表达 现,miR一150低表达可能与胰腺癌发生发展有关 水平明显低于正常组织,且miR一150低水平表达的大 进一步研究发现,miR一150过表达可有效抑制胰腺 肠癌患者生存期明显缩短,对化疗的反应性差且生存 癌细胞增殖、侵袭以及转移,且确认靶基因为黏蛋白 率低。相反,上调miR一150表达水平可以显著抑制大 抗原4(MUC4)I 。另一项研究发现。过表达miR一150 肠癌LOVO细胞增殖、诱导细胞凋亡并抑制细胞迁移 可下调靶基因c—myb并抑制下游IGF一1R和Bcl一2 和侵袭,miR一150通过抑制下游靶基因c—myb发挥抑 转录,进而诱导胰腺癌细胞凋亡 。胰腺星型细胞被 癌作用ll51。Gattolliat等[ 61也通过miRNA阵列以及RT— 认为与胰腺癌及胰腺慢性炎症发生发展密切相关.研 PCR验证miR一150参与大肠癌进展,在大肠癌样本中 究者通过miR一1 50芯片和生物信息学分析发现miR一 miR一150表达水平显著下调 这些结果表明,miR一15O 150低表达可能通过激活胰腺星型细胞促进胰腺癌 可以被认为是与大肠癌相关的预后及治疗的潜在生 恶性进展[3ol。在临床样本验证中,胰腺癌患者的全血 物标志物。并且。miR一150在大肠癌患者外周血中表 miR一150表达水平明显低于健康对照人群,表明循环 达含量显著降低,这为大肠癌非侵袭性诊断提供新思 miR一150可作为胰腺癌早期非侵袭诊断的重要指 路。并且,miR一150鉴别大肠癌的真阳性率较已知的 标 J。而肿瘤组织中miR一150低表达水平可以用于预 癌胚抗原及CA199高.而且其敏感性也较好_171。因此, 测胰腺癌患者术后临床转归【321。由此可见,在胰腺癌 R一150通过多种途径发挥抑癌作用。对miR一150 miR一150有希望作为大肠癌新型非侵袭诊断标志物 中mi及治疗靶点。 低表达胰腺癌患者靶向补充miR一150可能改善其预 1.2 miR一150与肺癌 后,有研究发现,miR一150纳米制剂合成药物作用于胰 Yanaihara等[ 81通过miRNA芯片检测发现.miR一 腺癌细胞可使miR一150在细胞内有效传递,引起其靶 并影响下游信号传导,抑制胰 150在非小细胞肺癌non—small—cell carcinoma。NSC— 基因MUC4显著下调,Lc)患者的肿瘤细胞中高表达。进一步组织验证, Zhang等[ 91发现miR一150在肿瘤组织中表达异常上 腺癌细胞生长、克隆形成、迁移及侵袭 。这为胰腺癌 的临床治疗提供了新的治疗方法,也为其他肿瘤的治 调,其机制可能通过靶向结合p53的3'-UTR来促进 疗提供了新的思路。 肿瘤细胞增殖 ,这进一步验证了miR一150的表达水 1.4 mil一150与肝癌 与相邻的非癌组织相比,miR一150在原发性肝癌 平与NSCLC的增殖调控密切相关。miR一150、P53蛋 白和其他相关miRNA组成了NSCLC发生发展中的 一(hepatocellular carcinoma,HCC)组织中显著下调 。 个复杂调控网络,共同影响肿瘤细胞周期进程 。肌 Sun等_351通过对84对HCC组织和癌旁正常肝组织进 R一150表达水平与肿瘤大小、静脉侵 肉瘤病毒基因(sarcoma gene,SRC)是一类癌基因,在 行验证。发现mi许多癌症中过度表达或异常激活I2 。研究证实miR一 袭、肿瘤转移显著相关,且低表达患者预后较差。在 R一150可靶向结合GAB1并抑制其表达, 150可以与SRC激酶信号抑制剂1靶向结合,引发 HCC中.mi2的蛋白表达,进而抑制肿瘤 SRC/黏附斑激酶和SRC/RAS/细胞外信号调节激酶通 随后降低磷酸化ERK1/R一150的过表 路激活,最终促进NSCLC中A549细胞系的增殖和迁 细胞发生EMT,最终发挥抑癌效应。mi侵袭和转移。近80%的HCC 移 此外。miR一150与NSCLC的转移、侵袭以及临 达可抑制HCC细胞的增殖、而乙肝病毒相关的HCC患 床分期关系密切。已有文献报道,miR一150靶向结合 患者与乙肝病毒感染有关,R一150水平较健康对照组明显降低 1。而 FOXO4基因的3 一UTR区.进而诱导肿瘤细胞发生 者的血清miR一150可以区分HCC患者与慢性乙型肝炎 EMT.最终促进肿瘤细胞侵袭和转移,提示miR一150 且,血清mi可作为提示临床肺癌患者发生转移的预警标志物l。 。 患者,它产生的ROC曲线下面积为0.881(95%CI:0.837~ 926),其灵敏性及特异性都较高,分别为79.1%和 Yin等[26]通过对167例NSCLC患者进行回顾性研究 0.5%I盯1。由此可见,miR一150有望成为乙型肝炎病毒 发现.miR一150表达水平与淋巴结转移,远处转移和临 76. 床TNM分期显著相关,且miR一150高表达患者5年 相关性肝细胞癌的新型诊断生物标志物。生存率明显低于低表达患者。综上所述,在肺癌发生 发展中miR一150扮演着促癌因子角色,因而精准靶向 靶向治疗新方向。 CHINA MEDICAL HERALD Vo1.1 4 No.32 November 201 7 1.5 miR一150与胃癌 研究发现胃癌患者在染色体19q13上出现了该 该基因座的扩增可能由于miR一150的表 抑制miR一150在肺癌细胞中表达水平有望成为肺癌 位点的扩增,达增加而导致的 1。wu等[391进一步验证,miR一1 50在 中国医药导报2017年11月第14卷第32期 ・综 述・ 21 Iorio MV,Croce CM.Microrna involvement in human can- 胃癌中表达水平较正常人高,miR一150的高表达在体 f内和体外实验中均促进胃癌细胞的增长,并且通过生 cer【J1.Carcinogenesis,2012,33(6):1126—1133. 3]Bartel DP.MicroRNAs:genomics,biogenesis,mechanism, 物信息学分析,进一步确定早期生长反应蛋白2(E 【and function[J].Cell,2004,116(2):281—297. GR2)是miR一150的靶标。Staid等 对54个化疗后患 者进行研究发现。miR一1 50高表达提示更短的无病进 【4】Slack FJ,Weidhaas JB.MicroRNAs as a potential magic 展期以及更低的总体生存率,而且细胞功能学研究表 『5 Jans5]son MD,Lund AH.MicroRNA and cancer[J].Mol 明miR一150高表达可以促进胃癌细胞对顺铂的耐药 性并且增强癌细胞的侵袭能力。在胃癌的发生中,幽 门螺杆菌感染是胃癌的主要致病因素。主要原因是 Oncol,2012,6(6):590—610. 『6 Schwar61zenbach H,Nishida N,Calin GA,et a1.Clinical rel evance of circulating cell-free microRNAs in cancer【J】.Nat Rev Clin Oncol,2014,11(3):145-156. bullet in cancer【J】.Future Oncol,2006,2(1):73-82. 幽门螺杆菌可以诱导DNA损伤并抑制DNA错配修 复『4 。Santos等[44j ̄现,在幽门螺杆菌相关胃癌发生 『7 Pr7】itchard CC,Kroh E,Wood B,et a1.Blood cell origin of 中.miR一150过表达.可靶向调控DNA错配修复基因 circulating microRNAs:a cautionary note for cancer (POLD3)表达,降低其表达含量,这为幽门螺杆菌相 关胃癌提供了新的治疗靶点。因此,在胃癌中,miR一 可以用于预测患者姑息性化疗的效果进而有利于更 精准地制订个体化治疗方案。 2结论和展望 biomarker studies[J1.Cancer Prev Res(Phila),2012,5(3): 492-497. 150作为促癌因素,不仅可以作为潜在的治疗靶点,还 [8 Mohammadi8] A,Mansoori B,Baradaran B.The role of mi— croRNAs in colorectal cancer『JJ.Biomed Pharmacother, 2016,84:705-713. 【9]Slack FJ,Weidhaas JB.MicroRNA in cancer prognosis[J】. 目前,miRNA在肿瘤发生发展过程中的关键作 N Engl J Med,2008,359(25):2720-2722. lO]Jiang X,Huang H,Li Z,et a1.Blockade of miR一150 用已引起越来越多关注。miR一150作为miRNA家族 【maturation by MLL—fusion/MYC/LIN-28 is required for 员在许多肿瘤中的临床意义和生物学特性已得到 一了较为透彻的研究。并且循环miR一150水平可以用于 MLL—associated leukemia[J】.Cancer Cell,2012,22(4): 524-535. 肿瘤诊断或预后评估,但是目前仍存在,诸多问题。首 [11】Watanabe A,Tagawa H,Yamashita J,et a1.The role of 先,miR一150在不同肿瘤中所发挥的促癌或抑癌作用 microRNA・—150 as a tumor suppressor in malignant lyre— 不同,其作用机制需要进一步阐明。其次,不同肿瘤中 miR一150的临床意义有待进一步确认。另外,循环 miR一150和组织中miR一150在肿瘤早期诊断及预后 phoma[J].Leukemia,201 1,25(8):1324-1334. 【12】Allantaz F,Cheng DT,Bergauer T,et a1.Expression pro— ifling of human immune cell subsets identifies miRNA— 评估中的功效需要后续多中心大样本验证。最后。随 着生物材料技术的进步,越来越多的药物载体应用于 mRNA regulatory relationships correlated with cell type speciifc expression[J】.PLoS One,2012,7(1):e29979. 肿瘤靶向治疗的研发。因此,是否能够构建安全稳定 【13]He Y,Jiang X,Chen J,et a1.The role of miR一150 in nor. 的载体来精准靶向补充肿瘤细胞中的miR一150.进而 mal and malignant hematopoiesis【J].Oncogene,2014,33 改善miR一150低表达患者的临床转归仍是未来需要 生物标志物的使用可能面临一些技术挑战,例如,血液 的稀释效应可能限制每单位体积的起始miRNA的含 和敏感性,而且目前还没有统一miR一150作为某种疾 病的标志物,因此,需要进一步深入研究miR一150在 各种相关疾病中的作用机制。总之,随着对miR一150 (30):3887—3893. biomarker associated with prognosis and therapeutic out— 14】Ma Y,Zhang P,Wang F,et a1.miR-150 as a potential 解决的关键问题之一。然而,循环miR一150作为临床 【comein colorectal cancer【JJ.Gut,2012,61(10):1447-1453. 15]Feng J,Yang Y,Wang F,et a1.miR一150 functions as a 量,而细胞碎屑和溶血可能潜在的影响检测的重复性 【tumour suppressor in human colorectal cancer by target ing c-Myb[J].J Cell Mol Med,2014,18(10):2125—2134. 【16】Gattolliat CH,Uguen A,Pesson M,et a1.MicroRNA and targeted mRNA expression profiling analysis in human 研究的不断深入,miR一150具有很大潜力被进一步临 床转化用作肿瘤生物标志物、靶向治疗药物和癌症预 后指标。 【参考文献】 [1]Barrel DE MicroRNAs:target recognition and regulatoryfunc- colorectal adenomas and adenocarcinomas 『J1.Eur J Cancer,2015,51(3):409—420. 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CHINA MEDICAL HERALD VO1.1 4 No.32 November 201 7 综 述・ 中国医药导报2017年11月第14卷第32期 croRNA molecular profiles in lung cancer diagnosis and prediction of pancreatic cancer with seven microRNAs prognosis[J].Cancer Cell,2006,9(3):189—198. 【19]Zhang N,Wei X,Xu L.miR一150 promotes the prolifera— tion of lung cancer cells by targeting P53[J].FEBS Lett, Pancreas,2015,44(5):764—768. 【33】Arora S,Swaminathan SK,Kiratane A.et a1.Synthesis. characterization,and evaluation of poly(D,L—lactide—co— 2013,587(15):2346—2351. 【20】Li YJ,Zhang YX,Wang PY.et a1.Regression of A549 lung cancer tumors by anti—miR-150 vector lJ1.Oncol Rep, 20l2,27(1):129—134. glycolide)一based nanoformulation of miRNA一150:pc- tential implications for pancreatic cancer therapy[J].Int J Nanomedicine,2014,9:2933—2942. 【34】Di Masi A,Viganotti M,Antoccia A,et a1.Characteriza— tion of HuH6,Hep3B,HepG2 and HLE liver cancer cell lines by WNT/beta-catenin pathwaymicroRNA expres ,【21】Wang DT,Ma ZL,Wang YQ,et a1.miR-150.p53 protein and relevant miRNAs consist of a regulatory network in NSCLC tumorigenesis叨.Oncol Rep,2013,30(1):492--498. sion and protein expression profile叨.Cell Mol Biol(Noisy— [22]Johnson FM,Gallick GE.SRC family nonreceptor tyro— le-grand),2010,56 Suppl:1299—1317. sine kinases as molecular targets for cancer therapy[J]. 【35】Sun W,Zhang Z,Wang J,et a1.MicroRNA一150 sup— Anticancer Agents Med Chem,2007,7(6):651—659. presses cell proliferation and metastasis in hepatocellular 【231 Rothschild SI,Gautschi O,Haura EB,et a1.Src inhibitors carcinoma by inhibiting the GAB 1-ERK axis IJI.Oncotar— in lung cancer:current status and future directions .Clin get,2016,7(1O):11 595—11 608. 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