MicroRNA-7在结直肠癌中的研究进展*

时间：2024-07-28

张晓红南琼

昆明医科大学第一附属医院消化内科(650032)

随着生活水平不断提高以及生活方式的多元化，结直肠癌(colorectal cancer, CRC)发病率呈不断上升的趋势，2018年欧洲最新癌症统计数据显示CRC是男性癌症死亡的第二大原因，女性癌症死亡的第三大原因[1]。据推测，2030年预计全球将有超过220万新发CRC病例和110万例死亡患者[2]。我国肿瘤数据表明，CRC是癌症的第五大死亡原因[3]。MicroRNA(miRNA)是一类全长约22个核苷酸的内源性非编码RNA，主要通过碱基互补配对的方式负向调控基因的表达。多数miRNA通过与靶miRNA的3’-UTR特定位点识别并结合，抑制其翻译过程，进而调控基因表达。现有研究发现部分miRNA可识别miRNA的5’-UTR并激活miRNA翻译[4]。大量研究表明miRNA参与了不同癌症的发生、发展，且可作为抗癌治疗的潜在靶点[5]。MiRNA-7(miR-7)为一种抑癌miRNA，参与肿瘤细胞增殖、分化、凋亡等过程，与肿瘤的生长、侵袭、转移相关[6]。本文就miR-7在CRC中的研究现状作一综述。

一、MiR-7的产生和调控机制

MiR-7由Lagos-Quintana等[7]首次发现，其序列在进化过程中高度保守。MiR-7在果蝇中由一个基因编码，在人类和小鼠中由三个不同的基因位点编码[8-9]。虽然人类和小鼠中miR-7由不同的基因位点编码，但转录加工后的成熟序列具有相同的生物学活性[8]。MiR-7初级转录产物在细胞核内经核酸内切酶Ⅲ Drosha剪切，成为前体miR-7，随后通过Exportin 5转运至细胞质内，由核糖核酸内切酶Ⅲ Dicer剪切为成熟miRNA，并进一步形成RNA诱导沉默复合体，该复合体靶向特定mRNA来调节基因的表达[10]。MiR-7是多种肿瘤的抑癌基因，可作用于多种靶基因，如表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor, EGFR)、p21激活激酶1、胰岛素受体底物1等[11]。

MiR-7表达亦受到多种因子在转录和转录后水平的调控，如小脑变性相关蛋白1反义转录物(CDR1as)[12]、HuR和MSI2[10]、EGFR[13]、HoxD10[14]等。CDR1as含有63个与miR-7特异性结合的位点，两者结合后，miR-7暂时失去生物学作用，而CDR1as可被miR-671通过AGO2蛋白以依赖性方式进行核酸内切降解，使miR-7被解离，从而重新发挥生物学作用[12]。HuR、MSI2通过形成HuR/MSI2/pri-miR-7-1复合物，使pri-miR-7-1茎环结构变僵硬，抑制Drosha的剪切，从而抑制miR-7的成熟[10]。EGFR可通过Ras/ERK/Myc信号通路，使核蛋白C-myc与miR-7增强子盒子区域结合，促进miR-7表达[13]。HoxD10与miR-7上游启动子区的-958～-968、-1019～-1028两个位点结合，调节miR-7表达[14]。上述调控因子使miR-7表达维持在相对恒定的水平，调节失衡将导致细胞的生长和增殖失控。

二、MiR-7在CRC中的表达

目前主要通过微阵列法、qPCR和qRT-PCR技术检测miR-7在CRC患者组织和细胞株中的表达[15]。Li等[16]发现miR-7在CRC患者组织中表达下调，人结直肠癌细胞株Caco-2和SW480中过表达miR-7可抑制肿瘤细胞增殖、侵袭、转移和细胞周期进程。Xu等[17]发现miR-7在CRC患者组织和SW620、SW480、LoVo、LS174T四种细胞株中的表达下调，过表达miR-7可抑制SW480细胞增殖，并诱导细胞凋亡。Zhang等[5]发现miR-7在CRC患者组织和细胞株中低表达;HCT116和LoVo细胞株中过表达miR-7可抑制细胞生长，诱导细胞周期阻滞于G1期，并诱导肿瘤细胞凋亡；裸鼠成瘤实验亦发现过表达miR-7可抑制肿瘤细胞形成。但Nakagawa等[18]发现，随着正常上皮-腺瘤-癌-肿瘤转移的病情进展，miR-7表达逐渐上调；抑制人结肠癌细胞株DLD-1中miR-7表达后，肿瘤细胞增殖受到抑制。Ahmed等[19]发现miR-7在结肠癌患者粪便中的表达上调。Nagano等[11]发现CRC组织中miR-7表达显著高于正常组织，且与CRC恶性行为和预后不良呈正相关。上述研究结果差异的原因可能为：①CRC的肿瘤异质性：CRC是一种异质性疾病，在其发生、发展过程中，会出现不同的临床进程，表现出不同的病理类型和分子亚型，即使在同一患者中，疾病的不同时期和不同的病灶间均会出现明显异质性；②实验平台和患者数量的差异：各实验室技术水平和生物信息学数据分析能力的差异以及所纳入研究的患者数量不同，均会影响实验结果。虽然miR-7在CRC中所扮演的角色可能尚存争议，但上述研究均说明miR-7可作为诊断、治疗CRC的新指标。

三、MiR-7在CRC中的分子作用机制

CRC的发生、发展是一个多阶段、多基因参与的过程，不同miRNA在CRC的发病过程中的作用不尽相同，单个miRNA亦可通过调控不同的靶基因参与不同的信号通路来发挥不同的作用。

1. MiR-7调控配对盒基因6(PAX6)信号通路：PAX6位于人第11号染色体长臂13位点，基因序列高度保守[20]。据报道，多数CRC细胞中PAX6基因第5外显子CpG岛高甲基化，表明PAX6表观遗传修饰可能与CRC发生有关[21]。Li等[16]通过生物信息学软件预测miR-7能与PAX6的3’-UTR互补结合，并通过双荧光素酶报告基因实验进一步验证了miR-7与PAX6的靶向关系。在Caco-2和SW480细胞株中过表达miR-7，可抑制PAX6表达，且两者呈剂量依赖关系，PAX6高表达是CRC的致癌基因，可激活ERK和PI3K信号通路，并调节基质金属酶2(MMP2)和MMP9表达，促进肿瘤细胞增殖、侵袭、转移。

2. MiR-7调控XRCC2信号通路：XRCC2主要分布于细胞核内，定位于人染色体7q36.1，其表达产物参与了同源重组修复过程[22]。有研究[23]发现沉默XRCC2基因可导致结直肠癌细胞株T84的DNA损伤修复能力下降，进而导致基因组稳定性下降，导致CRC的发生。Xu等[17]通过双荧光酶报告基因实验证实了miR-7可与XRCC2的3’-UTR结合；在体外实验中，过表达miR-7可通过减少细胞周期蛋白D1表达以及增加p21、caspase-3、Bax表达直接靶向XRCC2，从而抑制肿瘤细胞增殖，诱导细胞凋亡。

3. MiR-7调控Yin Yang 1(YY1)信号通路：核转录因子YY1属GLI-Krüppel家族，在多数人类肿瘤中异常表达[24]。Zhang等[5]发现敲除YY1可抑制HCT116、DLD-1和LoVo细胞增殖，诱导细胞凋亡，表明YY1为CRC的致癌基因。随后在裸鼠成瘤实验中进一步证实了YY1的致癌作用。YY1是通过抑制p53及其下游效应因子p15、caspase级联、c-Jun以及激活Wnt信号通路中β-连环蛋白、抗凋亡survivin蛋白、成纤维生长因子4的方式发挥致癌作用的。过表达miR-7可通过YY1-p53-Wnt信号通路，抑制结肠癌细胞增殖，诱导细胞凋亡。

4. MiR-7调控EGFR信号通路：EGFR是致癌基因ErbB受体家族成员，由表皮生长因子(EGF)或转化生长因子α(TGF-α)配体激活后，启动下游信号转导，可加速细胞周期，促进肿瘤细胞转移和浸润[25]。RAF-1是EGFR下游信号通路RAS/RAF/MEK/ERK中的节点蛋白。在肺癌细胞中miR-7不仅可靶向EGFR，还可靶向RAS下游基因RAF-1[26]。Suto等[27]通过生物信息学软件预测EGFR、RAF-1的3’-UTR含有与miR-7的互补位点，并采用双荧光素酶报告基因实验进行了验证。在EGFR蛋白表达阳性的CRC患者中miR-7表达显著低于EGFR蛋白表达阴性者；HCT116、SW480、HT29细胞过表达miR-7后，EGFR、RAF-1表达均下调，故miR-7可通过制EGFR信号转导来抑制CRC细胞增殖、转移、侵袭。

四、MiR-7在CRC治疗中的作用

多数研究证实miR-7在CRC中起有抑癌基因的作用，其可负向调控EGFR表达，调节肿瘤细胞对分子靶向治疗的敏感性，故miR-7有望成为CRC治疗的新靶点。Suto等[27]使用西妥昔单抗治疗携带KRAS突变(HCT116、SW480)和BRAF突变(HT29)的细胞，发现这些细胞对西妥昔单抗均不敏感；而过表达miR-7后，携带KRAS突变的细胞对西妥昔单抗的敏感性增加，BRAF突变细胞对西妥昔单抗的敏感性无变化，提示单独miR-7分子疗法或与西妥昔单抗联合有望成为CRC的新疗法。