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【摘要】miRNA即microRNA,长约18～26个核苷酸(nt),通过碱基配对的方式作用于相应靶mRNA,导致靶mRNA降解或转录后翻译受抑。目前,人类已发现326个miRNA基因,计算机预测可能会超过1000个,约30%的蛋白编码基因受miRNA调控。miRNA的主要功能是调节生物体生长、发育和疾病发生过程中有关基因的表达。大量研究表明,miRNA在肿瘤细胞中表达水平的异常,是肿瘤发生、发展的重要影响因素。本文将对miRNA在乳腺癌发生发展过程中的作用作一综述。
【关键词】miRNA;乳腺癌
【中图分类号】R737.9 【文献标识码】A 【文章编号】1006-1959(2009)09-0269-02
1 miRNA简介
1.1 miRNA的发现:miRNA是一种非编码的RNA分子,长度约为22个氨基酸。Lee首先于1993年在秀丽新小杆线虫(C.elegans)发现miRNA这一家族的第一个成员lin-4[1]。随后,大量的类似RNA被科学家在不同的生物体内发现。miRNA序列与靶标基因mRNA的3’UTR促使靶标基因的mRNA发生降解,或影响靶基因mRNA的翻译[2,3,4]。在各类小分子RNA中,miRNA具有最广泛的基因调节功能[10],它能对基因活动(生长、分化、凋亡及应激反应等)的各个层面进行调节。
1.2 miRNA的发生过程:miRNA最初在细胞核内进行转录,然后经历了一个加工过程后成为成熟miRNA,该过程包括:①DNA转录成初级miRNA,即pri-miRNA。[5,6]其中短的茎环结构则称为前体miRNA,即pre-miRNA。②pre-miRNA被Exportin运送到核膜外。③在胞质内,pre-miRNA进一步被加工形成成熟的miRNA。④与argonaute蛋白催化剂一起结合到RNA-诱导沉默复合体(RISC)上[7,8,9]。
1.3 miRNA与乳腺癌:乳腺癌是女性最常患的一种肿瘤,男性由于缺乏对乳腺癌的免疫能力,故同样很容易罹患此病。科研人员近期发现了一批能作为抑癌基因和原癌基因的乳腺癌特异性miRNA。Iorio等[10] 用基因芯片研究了10个正常、76个乳腺癌患者的数百个miRNA的表达谱,结果发现miR-125b、miR-145、miR-21和miR-155在乳癌组织中明显减少,这些miRNA的表达和特异的乳腺癌生物病理学特征有关,如分期、增殖指数、雌激素和孕激素受体表达水平和血管浸润。研究表明,乳腺癌细胞中miRNA的下调与特异miRNA基因的甲基化[11]以及拷贝数的减少有关[12]。
2 miRNA在乳腺癌发生发展过程中的作用
miRNA在乳腺癌发生发展过程中,部分可作为原癌基因,也有部分可作为抑癌基因起作用,目前的研究已鉴别出一部分模型。(表1)以下将分别从这两方面进行叙述。
2.1 原癌基因作用的miRNA
2.1.1 miR-21:位于染色体的脆性区域17q23.2。miR-21在乳腺癌、肝癌等多种恶性肿瘤中表达显著上调,并与乳腺癌等肿瘤的恶性分级呈正相关[10,13,14,15]。在乳腺癌细胞中,肿瘤抑制基因原肌球蛋白1(tropomyosin 1,TPM1)的3′-UTR含有miR-21结合位点,miR-21在翻译水平影响TPM1表达。除了抑癌基因TPM1,还有多个参与细胞增殖、凋亡和转移的基因被证实是miR-21的调控靶标,如miR-21通过负调控抑癌基因PTEN的表达,促进肝癌细胞的增殖和侵袭能力[13]。
2.1.2 miR-10b:位于HOXD基因家族簇中的miR-10b,被认为是潜在的癌基因,其表达水平在乳腺癌中明显上调[10],尤其是在转移能力较强的MDA-MB-231细胞株的表达水平是其在转移能力较弱细胞株MCF-7的5O倍[16]。miR-10b只在转移的癌细胞中高表达。研究表明,转录因子Twist可直接诱导miR-10b的表达,miR-10b则通过调控HOXD1O继而提高转移相关基因RHOC表达水平。
2.1.3 miR-155:miR-155定位于人染色体21q21,位于BIC基因241-262位之间。miR-155与BIC的表达水平在乳腺癌中发生上调。据推测PU.1 mRNA和ICOSL可能是miR-155的靶基因,并认为miRNA-155可能通过抑制MAD1、MX11、ROX/MNT等基因表达,促进MYC基因活性,从而促进细胞增殖,相当于癌基因作用。
2.2 抑癌基因作用的miRNA
2.2.1 Let-7家族:Let-7家族的表达水平在乳腺癌中显著下调,而且let-7a的表达水平与患者的生存时间呈正相关。癌基因MYC,HMGA2的3′UTRs端有多个let-7结合的位点,所以let-7家族可以直接负相调节癌基因的表达。癌变时,癌基因可易位删除3′UTRs,失去let-7的调控。[17]
2.2.2 miR-17-5p:研究发现在乳腺癌扩增因子1(AIB1)所编码的mRNA中有大量与miR-17-5p互补的区域,并且miR-17-5p通过转录抑制下调AIB1的表达,而在乳腺癌细胞中miR-17-5p是低表达的,从而导致AIB1的大量表达。
2.2.3 miR-206:miR-206的抑癌作用是首先由Iorio对正常和癌变的乳腺组织进行对比时发现的[10]。在绝大多数乳腺癌中,有ERa的过表达。进一步研究证实,在雌激素受体alpha(Era)的3′-UTR存在着miR-206的结合区,miR-206在乳腺癌中下调ERa mRNA或蛋白质的表达,扮演了抑癌基因的角色[18]。
2.2.4 miR-125:miR-125在乳腺癌中表达下调。HER2和HER3的3′UTR存在miR-125结合的位点。结合后,miR-125可以抑制HER2与HER3的转录合蛋白表达。在乳腺癌中,HER2通常过表达,因此,miR-125发挥了抑癌基因的作用。
3 问题与展望
近年来大量的miRNA被发现,使得人们对RNA的功能有了一个全新认识。miRNA的基本特性还未完全阐明,有关其是否存在组织特异性功能和靶点;利用miRNA表达谱为临床提供更准确的诊断和预后预测;特异有效地将miRNA或其抑制剂转入肿瘤细胞内等问题还有待研究。但在这些方面已经有了进展,如通过对miRNA表达谱的分析,发现已知的乳腺癌分子的亚类型也可通过miRNA进行鉴定,而且那些涉及miRNA合成的酶和蛋白在更为恶性的肿瘤亚类型中是下调的。目前已有临床实验来对那些根据mRNA的表达进行分类的不同乳腺癌分子的亚类型的治疗过程进行检测。随着研究深入,miRNA在乳腺癌诊疗中的应用将取得更多有益于人类健康的新硕果。
参考文献
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作者单位:200433 第二军医大学
