miRNA-122在肿瘤发生发展中的研究进展

吕炎，王艳华，苏利佳，苏华华

三峡大学医学院形态学部，湖北 宜昌 443002

微小RNA（microRNA，miRNA）是一类由19～24个核苷酸组成的非编码核糖核酸，可结合靶基因的3'-非翻译区（3'-untranslated region，3'-UTR），转录后抑制特定miRNA翻译并降低其稳定性，达到调控基因表达的目的。研究表明，miRNA可以作为转录后调节剂，在有机物代谢，细胞增殖、凋亡、迁移和分化等过程中均发挥着重要作用。近年来，大量研究发现，miRNA参与肿瘤的发生发展等过程，多种恶性肿瘤中均可检测到miRNA的异常表达。这些恶性肿瘤中存在可促进肿瘤发展的miRNA，也存在抑制肿瘤进展的miRNA，因此，与肿瘤发生发展相关的miRNA不但可以作为临床诊断的标志物，还可能成为肿瘤治疗的有效靶点。

miRNA-122是miRNA的家族成员之一，在早期被认定是一种靶向肝组织的转录因子调节剂，主要调节肝细胞的正常增殖分化，以及脂质和胆固醇代谢。研究发现，miRNA-122的表达与肝细胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）的发生发展密切相关。miRNA-122是一种抑癌小分子RNA，在多种组织来源的恶性肿瘤的发生发展中发挥调节作用。总的来说，肿瘤细胞中存在一些受miRNA-122调控的靶分子，miRNA-122能调节肿瘤细胞中相应靶分子的表达，从而调节肿瘤细胞的分裂、增殖等过程。因此，为更好地理解miRNA-122在肿瘤细胞生物学行为中的作用，以及miRNA-122与多种肿瘤间的内在联系与分子机制，本文就miRNA-122分子在肿瘤发生中的研究进展进行总结，以更好地为肿瘤抑制剂的研发和抗肿瘤治疗靶点的筛选提供一定参考。

1 肿瘤研究现状

肿瘤是影响机体生命健康的公共难题，目前尚缺乏有效的治疗措施。既往研究发现，肿瘤的病死率在1991年之前一直处于上升趋势，在2017年以后持续下降，整体上，肿瘤的病死率下降了29%，随医疗技术的进步和治疗策略的发展，肿瘤患者病死情况得到明显改善。然而，虽然肿瘤患者的总体病死率在持续下降，但其发病率却有所上升，尤其是女性患者，这与生活方式及社会环境的改变存在一定关联。遗憾的是，抗肿瘤治疗的远期疗效并不理想，尤其是肿瘤细胞的耐药性明显降低了肿瘤的防治效果。虽然近年发展起来的生物治疗策略（如基因、细胞因子、免疫检查点治疗）发挥了一定的效果，也开启了具有挑战性和临床应用价值的研究课题，但有效根治肿瘤的治疗手段仍然匮乏，治疗效果仍然达不到预期，肿瘤防治研究也处于初级阶段，在抗肿瘤治疗领域取得突破性进展仍任重道远。

2 miRNA-122与肿瘤的发生发展

2.1 miRNA-122与肝癌

统计数据显示，肝癌的病死率居所有恶性肿瘤的第三位，发病率居第五位，且呈逐年上升趋势。研究者最开始是从肝癌细胞中发现miRNA-122可能对肿瘤发生发展有抑制作用，Li等发现，miRNA-122在肝癌组织中的含量明显低于癌旁组织，而在肝癌细胞系SMMC7721或Hep3B中的含量变化起伏较大，表明过表达的miRNA-122能抑制肝癌细胞的增殖、迁移和侵袭过程，这可能是因为miRNA-122通过抑制层粘连蛋白B2的表达，进而抑制肿瘤细胞生长、增殖。有趣的是，Lou等的研究发现，转染miRNA-122的间充质干细胞能够紧密而高效地将miRNA-122包裹到其分泌的外泌体中，同时，该外泌体能够作为miRNA-122在骨髓间充质干细胞和HCC细胞间的通信信使，以此来调控miRNA-122靶基因在HCC细胞中的表达，提高肿瘤细胞对化疗药物的敏感性。由此推测，间充质干细胞外泌体转运miRNA-122可能成为一种增强HCC治疗敏感性的新途径。

此外，有学者在进一步研究中发现，与慢性充血性心力衰竭患者和对照组患者相比，HCC患者血浆中的miRNA-122水平更低，而miRNA-224水平更高，提示miRNA-122和miRNA-224水平可以预测HCC的发生发展。因此，miRNA-122和miRNA-224可能成为诊断HCC的新型生物标志物，对早期HCC有一定的诊断价值，miRNA-122不仅可以预测HCC的发展进程，还能特异性调节HCC中相关靶基因的表达。如Shyu等的研究发现，miRNA-122与肝脏特异性父系表达基因10（paternally expressed gene 10，PEG10）间有一定联系，其与PEG10转录物的3'-UTR特异性结合后，能抑制PEG10的表达，将miRNA-122敲除小鼠与HCC患者和成对的非肿瘤组织样本结果比较后发现，miRNA-122敲除小鼠与HCC患者中PEG10的表达明显上调。由此可见，miRNA-122可通过与PEG10转录物的3'-UTR直接结合，抑制PEG10的表达而发挥抗肿瘤作用，为肝癌治疗提供新的指导思想。

2.2 miRNA-122与肺癌

近年来，肺癌已成为全球最常见的肿瘤之一，因其具有极高的发病率和病死率而引起了社会各界的广泛关注。同时，肺癌也是中国发病率最高的肿瘤之一。随着人们对miRNA在肿瘤发生过程中作用的不断研究和探索，诸如miRNA-122之类的miRNA逐渐进入人们的视野。如马德宾等研究发现，miRNA-122能够显著提高吉西他滨对体外非小细胞肺癌A549细胞的杀伤能力。根据平板克隆实验和流式细胞仪-膜联蛋白V（Annexin V）/碘化丙啶（propidium iodide，PI）双染等实验结果分析，吉西他滨对非小细胞肺癌A549细胞有很强的体外杀伤作用，而转染miRNA-122后的A549细胞体内miRNA-122的表达水平显著上调，并通过调节miRNA-122靶基因和调控基因的表达水平，进而抑制A549细胞增殖、侵袭等能力。因此，miRNA-122和吉西他滨的混合疗法可能为肺癌的治疗开辟新的道路。Qin等的研究发现，miRNA-122能抑制非小细胞肺癌的上皮-间充质转化过程，这可能是因为miRNA-122可直接作用于胰岛素样生长因子1受体，下调其内源性表达，以此降低磷脂酰肌醇-3-羟激酶（phosphatidylinositol 3-hydroxy kinase，PI3K）/蛋白激酶B（protein kinase B，PKB，又称AKT）的激活程度，从而阻断上皮-间充质转化过程，达到抑制肺癌细胞迁移、转移的目的。同样，Ma等的研究发现，miRNA-122能提高非小细胞肺癌A549细胞对放射线的敏感性。miRNA-122受到电离辐射时，可以增强对肿瘤细胞锚定的能力，进而增强对肺癌细胞增殖和侵袭的抑制作用，在此过程中，miRNA-122还能降低自身与肿瘤细胞的存活或与细胞应激相关的靶基因的表达。由此可见，miRNA-122可用于药物联合治疗，同时与肿瘤的转移过程和细胞敏感性密切相关，可成为治疗非小细胞肺癌的新方向。

2.3 miRNA-122与胰腺癌

胰腺癌是一种极难治愈、恶性程度极高的恶性肿瘤，统计数据显示，全世界每年病死例数超过20万例。胰腺癌的发生发展过程中有多种miRNA参与，miRNA-122的表达水平与胰腺癌细胞的增殖、迁移与侵袭等过程呈负相关。有研究采用实时定量逆转录聚合酶链反应（quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction，qRT-PCR）检测20例胰腺癌组织、胰腺癌细胞株（ASPC1、PANC1、MP和SW1990）和人源正常胰腺导管上皮细胞株中miRNA-122的相对表达量，结果发现，4种胰腺癌细胞和20例胰腺癌组织中miRNA-122的相对表达量均降低，表明miRNA-122在胰腺癌细胞和胰腺癌组织中均呈低表达。同时，将miRNA-122模拟物和阴性对照转染至PANC1细胞后发现，miRNA-122能抑制胰腺癌细胞增殖、迁移和侵袭能力。与人体正常细胞比较发现，循环miRNA-1273g-3p和miRNA-122-5p可以将胰腺癌患者与健康受试者区分开来，在肿瘤诊断和预后生物标志物检测中发挥了重要作用。miRNA-122-5p除作为肿瘤的诊断依据外，还能对肿瘤的发生发展有一定的抑制作用。Dai等对胰腺导管腺癌细胞进行分析后发现，miRNA-122-5p过表达可抑制肿瘤细胞的增殖、迁移和侵袭，并降低体内肿瘤TNM分期、缩小肿瘤直径并抑制淋巴结转移。进一步研究证实，miRNA-122-5p通过直接作用于细胞周期蛋白G1，通过下调其表达来影响正常的细胞周期，逆转上皮-间充质转化过程。由此可见，miRNA-122-5p可能成为抗胰腺导管腺癌治疗的新靶点。

2.4 miRNA-122与卵巢癌

卵巢癌是常见的妇科恶性肿瘤之一，在早期无明显症状，但是随着肿瘤的发生发展，相关症状开始显现，难以彻底治愈，5年生存率低于45%，寻找卵巢癌有效治疗方法迫在眉睫。随着学者发现miRNA与肿瘤发展进程的密切关系，越来越多的学者投身于miRNA的研究中，有学者发现miRNA-122能够靶向作用于切除修复交叉互补酶 1（excision repair cross-complementation group 1，ERCC1），抑制卵巢癌细胞的增殖、迁移和侵袭，诱导细胞凋亡。有研究取卵巢癌组织和癌旁组织，采用RT-PCR法检测miRNA-122-5p相关表达情况后发现，miRNA-122-5p相对表达量升高时，细胞周期蛋白D1的相对表达量降低且肿瘤细胞的增殖活性减弱；进一步研究也证实了miRNA-122-5p的表达与ERCC1蛋白的表达呈负相关，miRNA-122-5p相对表达量升高时，ERCC1蛋白的相对表达量明显减少；此外，miRNA-122-5p过表达时，能够抑制卵巢癌细胞HO8910的迁移和侵袭。除靶向ERCC1蛋白外，miRNA-122-5p还可靶向ADAM10基因，参与卵巢癌细胞增殖等重要过程。徐兴远等发现，miRNA-122-5p能直接作用于ADAM10基因，通过调节该基因的表达，降低卵巢癌SKOV3和A2780细胞的增殖及集落形成能力。更有趣的是，Duan等发现miRNA-122可靶向脯氨酰4-羟化酶亚基α1（prolyl 4-hydroxylase subunit α1，P4HA1），抑制上皮-间充质转化相关蛋白如波形蛋白、E-钙黏蛋白、基质金属蛋白酶14、基质金属蛋白酶2的表达，进而抑制卵巢癌SKOV3和OVCAR3细胞的迁移、侵袭等过程。由此推断，miRNA-122可通过调控卵巢癌细胞中相应的靶分子（如ERCC1蛋白、ADAM10基因、P4HA1蛋白）的表达，调节卵巢癌细胞迁移、侵袭、上皮-间充质转化等进程，有望成为卵巢癌治疗的新突破口。

2.5 miRNA-122与胃癌

胃癌是全球高发的恶性肿瘤之一，严重威胁人类的生命健康，全球每年有超过100万人死于胃癌。胃癌受到多个基因的调控，因此，从基因水平研究胃癌已成为医学领域的热点。近年来，越来越多的研究表明，miRNA-122与胃癌发生发展密切相关，miRNA-122-5p可通过靶向调节胃癌SCG7901细胞中的关键细胞生长调节剂——myc，上调该细胞中细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂p27的表达，使细胞周期长时间停滞于G期，从而诱导细胞凋亡。更有趣的是，在胃癌组织和细胞中，miRNA-122-5p的表达与双特异性磷酸酶4（dual-specificity phosphatase 4，DUSP4）的表达呈负相关。miRNA-122-5p过表达和DUSP4被敲除时，会导致体内DUSP4蛋白水平显著降低，胃癌细胞的迁移和侵袭被明显抑制。表明miRNA-122-5p可通过下调DUSP4蛋白的表达，抑制胃癌细胞的多种生理过程。由此可见，miRNA-122-5p可靶向调节myc、DUSP4蛋白的表达，抑制胃癌细胞的增殖、迁移和侵袭过程，可能成为胃癌治疗的新靶点。

2.6 miRNA-122与乳腺癌

乳腺癌是全球女性中最常见的恶性肿瘤之一，在全球女性常见的恶性肿瘤中，乳腺癌的发病率高居榜首，病死率也位居第二位。既往研究表明，miRNA-122的表达与乳腺癌的发生发展过程密切相关，王瑾等研究发现，人乳腺癌MCF-7细胞转染miRNA-122类似物后，细胞周期中各周期比例发生变化，细胞增殖率、细胞的克隆形成能力和肿瘤侵袭率显著下调。这可能是因为miRNA-122的靶分子是M型丙酮酸激酶（pyruvate kinase M，PKM）和柠檬酸合酶（citrate synthase，CS），人乳腺癌MCF-7细胞转染miRNA-122类似物后，G/G期细胞比例显著增高，而G/M、S期细胞比例下降，整体上细胞增殖率降低。同时，miRNA-122表达也可抑制PKM和CS的翻译过程。在葡萄糖转化成乳酸的关键环节中，miRNA-122细胞中糖酵解关键酶己糖激酶（hexokinase，HK）、PKM和CS的蛋白水平明显降低，由此推断，miRNA-122抑制了细胞的糖酵解过程，降低了乳腺癌细胞的转移和侵袭能力。糖酵解和葡萄糖摄取增加导致重新编程的葡萄糖进行的代谢过程可以作为肿瘤诊断的标志，后续研究发现，乳腺癌细胞分泌携带高水平miRNA-122的囊泡可以抑制前生态位的葡萄糖摄取和糖酵解过程，表明乳腺癌自身衍化的miRNA-122可以重新编程全身的能量代谢，调节肿瘤的进展。一些抗肿瘤药物治疗乳腺癌时，随着时间的推移，乳腺癌细胞容易产生耐药性，而这种耐药性也成为目前药物治疗肿瘤的难题之一。miRNA-122-5p可以使对表柔比星耐药的乳腺癌细胞的细胞周期和细胞凋亡过程被抑制。通过白藜芦醇对miRNA-122-5p进行调控，可使耐药乳腺癌细胞中关键抗凋亡蛋白[B细胞淋巴瘤/白血病-2（B cell lymphoma/leukemia-2，Bcl-2）]和细胞周期蛋白依赖性激酶的表达受到抑制，证实了miRNA-122-5p通过靶向调节Bcl-2和细胞周期蛋白依赖性激酶参与细胞周期停滞的过程。上述研究表明，miRNA-122通过抑制PKM和CS翻译过程，调节Bcl-2和细胞周期蛋白依赖性激酶的表达，通过调节能量代谢等方式来调控乳腺癌的发生发展过程。

2.7 miRNA-122与结直肠癌

结直肠癌是中国常见的消化系统恶性肿瘤之一，中国流行病学研究统计数据显示，结直肠癌发病率和病死率在中国男性和女性中均居前列，且呈现逐年上升趋势。随着miRNA在肿瘤领域的广泛研究，miRNA在结直肠癌中的作用也逐渐被人们所关注。研究表明，miRNA-122的表达与结直肠癌细胞的各种生理活动存在一定的联系，在结直肠癌组织中，miRNA-122相对表达量与结直肠癌患者的肿瘤直径、分化程度、淋巴结转移情况密切相关。目前，奥沙利铂是治疗结直肠癌最有效的化疗药物之一，但长期服用会引起获得性耐药，成为结直肠癌治疗疗效降低的主要原因之一。为了分析导致这种现象的原因，有学者将对奥沙利铂耐药的结直肠癌SW480和HT29细胞和非耐药的SW480和HT29细胞进行对照实验发现，耐药的结直肠癌细胞中X-连锁凋亡抑制蛋白（X-linked inhibitor of apoptosis protein，XIAP）高表达、miRNA-122低表达；进一步研究发现，抑制XIAP的表达可以显著提高结直肠癌SW480和HT29细胞对奥沙利铂介导的凋亡作用的敏感性；此外，XIAP高表达时，miRNA-122低表达，这可能是因为miRNA-122通过靶向调节XIAP的表达来逆转结直肠癌细胞对奥沙利铂的耐药性，从而提高抗肿瘤治疗效果。由此可见，miRNA-122有望成为结直肠癌患者的独立预后指标，调节miRNA-122的表达可以对结直肠癌治疗有一定的促进作用。

2.8 miRNA-122与宫颈癌

宫颈癌是女性最常见的恶性肿瘤之一，每年新发病例约50万例，病死20万例，严重威胁人类健康。近年来，有学者探讨miRNA在宫颈癌的发生发展过程中的作用发现，宫颈癌发生发展过程与白细胞介素-1α密切相关，白细胞介素-1α中3'-UTR的插入/缺失多态性可能会破坏miRNA-122的结合位点，改变其转录过程，进而促进肿瘤细胞凋亡。Ding等的研究发现，宫颈癌细胞中CDC25A基因的表达上调，而miRNA-122-5p的表达下调。Targetscan数据库预测和相关实验研究均证实了CDC25A是miRNA-122-5p的靶分子。CDC25A的表达上调可提高宫颈癌细胞的抗辐射能力，而miRNA-122-5p过表达或CDC25A被敲除时，细胞内CDC25A基因的表达下调，辐射杀伤效果更显著，可明显抑制宫颈癌细胞的生存能力并促进细胞凋亡。由此可见，miRNA-122在宫颈癌的治疗方面具有良好的发展前景。

2.9 miRNA-122与膀胱癌

膀胱癌是一种常见的恶性肿瘤，中国膀胱癌的发病率和病死率均居泌尿系统肿瘤首位，其复发率高、预后效果差。膀胱癌的发生发展受到多种miRNA调控，miRNA-122在膀胱癌细胞中的相对表达量明显低于癌旁正常细胞，miRNA-122过表达时，能明显抑制膀胱癌细胞的增殖、侵袭等过程，在该过程中，miRNA-122通过直接与其3'-UTR结合，抑制血管内皮生长因子的转录后开始表达。miRNA-122可直接作用于血管内皮生长因子中重要的AKT和雷帕霉素靶蛋白（mechanistic target of rapamycin kinase，MTOR），miRNA-122过表达时，上述两种物质的含量也随之降低，在体外可减少膀胱癌细胞的迁移、侵袭、集落形成，在体内则会减缓膀胱癌生长和血管生成速度。此外，Guo等研究发现，miRNA-122可直接靶向环磷酸腺苷反应元件结合蛋白，miRNA-122过表达能降低环磷酸腺苷反应元件结合蛋白的表达，抑制膀胱癌细胞的增殖和侵袭。表明miRNA-122可以靶向调节AKT、MTOR和环磷酸腺苷反应元件结合蛋白的表达，抑制膀胱癌细胞的增殖和侵袭等过程，在膀胱癌治疗方面具有较大的研究价值。

3 小结与展望

miRNA-122与肿瘤的发生发展关系密切，通过与相应靶分子作用，调节肿瘤细胞的各项生理活动。目前，人们对已知的miRNA-122在各种肿瘤中的作用及其机制的认识程度逐步加深，但还有很多未知的相关机制尚需大量临床样本和实验数据支持。此外，临床对miRNA-122与相应的靶分子结合后，通过激活哪些信号通路或活性分子而发挥生物效应等的认识还知之甚少。因此，探讨miRNA-122在肿瘤发生发展中的调控机制，增强抑癌miRNA-122的表达，下调促癌基因的表达，可能在控制肿瘤的复发及转移方面发挥重要作用。相信随着未来研究的深入，miRNA-122分子及其抑制剂的开发及应用将会为肿瘤患者的治疗带来一线希望。