miRNA与肿瘤转移

2011-09-21 00:00 来源:欧易生物 作者:
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MicroRNAs(miRNAs)是一类进化上高度保守的单链RNA,通常长度在22nt左右。它们由基因组DNA编码,在RNA聚合酶II的作用下转录成为pri-pre-microRNA,通过一系列酶切之后形成成熟的microRNA,与RNA诱导的沉默复合体(RNA-induced silencing complex, RICS)结合于靶mRNA的3'-UTR区域,阻遏翻译甚至直接降解mRNA,抑制基因表达。目前,已经有超过1000种人类miRNA被发现。miRNAs影响多种病理、生理过程,例如细胞发育、分化、干细胞功能等。而且,miRNA在肿瘤发生和转移过程当中亦发挥重要作用。

在肿瘤转移过程中,上皮-间质转化(epithelial mesenchymal transition, EMT)是指上皮细胞在特定的生理和病理情况下向间质细胞转化的现象。正常上皮细胞富于细胞间黏附从而形成稳定的细胞间接触。EMT时上皮组织基本结构消失,失去细胞极性和紧密连接,表现为,细胞内骨架成分重排并获得移行能力等间质细胞的特性。(病理特征包括E-cadherin↓波形蛋白(vimentin)↑等)。EMT最初是在细胞培养过程中被发现的,随着人们对人体肿瘤和实验动物模型的观察越来越深入,发现EMT过程与肿瘤发生过程密切相关。尤其是EMT过程对于肿瘤浸润(invasion)、转移(metastatic dissemination)以及药物耐受等都有关系,而与EMT过程相对的间质-上皮转化(epithelial mesenchymal transition, EMT)过程则似乎是在肿瘤细胞播散之后形成转移灶的过程当中发挥作用。EMT-MET转换理论认为:上皮样的原发灶肿瘤细胞经历EMT转换,迁移能力增强,可以穿过基底膜进入循环系统,转移到远端部位。之后再经历一个MET转换,让转移瘤细胞回复到上皮细胞状态,这样可以很好解释转移灶肿瘤细胞形态与原发灶类似的细胞表型。

在肿瘤转移过程中,microRNA扮演着重要角色。也有研究将与肿瘤细胞获得转移能力相关的miRNA称为metastamiRs。在肿瘤转移发生的过程中,原发灶的肿瘤细胞先是逐渐失去彼此粘附的能力(EMT),而后穿过基底膜,进入循环系统,然后随着循环系统进入特定器官,穿出基底膜,形成转移灶。在细胞内的水平伴随着肿瘤转移过程也由比较明显的时空特异性。在这个过程中,首先是原发灶肿瘤细胞中的一些miRNA,例如miR-21抑制PTEN等抑癌基因功能,导致下游转移相关蛋白(如MMP2,MMP9)高表达,降解基底膜,促进细胞发生MET,最终形成转移。随着EMT的进展,一些miRNA表达先后逐渐减少,依次是miR-30,-203,-205,-23b,-29c,--192/215,-429,-611,-200cluster(a,b,c,d),而另一些miRNA表达逐渐增多,例如,miR-10b,-155,-214,-369-5p,-370,-450a,-542-5p等,体现不同miRNA在EMT过程中调控不同的靶基因(例如TGFb,North,Wnt,ER,NF-kB等),促进肿瘤发生和转移(图1)。其它一些miRNA,例如miR27a和b,miR-221,-222等,则可以促进肿瘤血管生成,亦有利于肿瘤转移的发生。而一些抑制肿瘤的TSmiR,例如Let7 family,miR-373等,在肿瘤转移的过程中则被抑制,导致一些增值和转移相关的蛋白表达。

图  microRNA与肿瘤转移

目前,EMT-MET虽然还还存在一定争议,但越来越多的证据表明,EMT和MET转换在肿瘤细胞可塑性(cellular plasticity)调控机制中起到了非常关键的作用。同时,它们在肿瘤发生、转移复发和治疗耐受中也发挥着重要作用。研究显示,EMT转换效应在临床上具有非常重要的意义,因此,抑制EMT转换过程就成为了一个相当有前景的治疗方案。而在EMT过程中, miRNA发挥着重要作用。同时,应用miRNA抑制或补偿治疗也是目前抗肿瘤研究的一个新热点。两者结合,必将为抗肿瘤药物研发、肿瘤治疗带来新的曙光。

编辑: 莉莉

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