微小RNA在妇科肿瘤中的研究进展

·49·

·综述·微小RNA在妇科肿瘤中的研究进展

毛晓丹综述

【摘

要】

孙蓬明△审校

微小RNA（microRNA，miRNA）是一类在动植物中广泛存在的内源性21~25个核苷酸的短序

列、高度保守的小分子非编码RNA。这类分子调节基因的表达，参与细胞分化、增殖和凋亡，肿瘤的发生、DNA甲基化及染色质改变等一系列的重要进程。综述miRNA的生物合成、作用机制及在妇科肿瘤中的一些研究进展。

【关键词】

微RNAs；卵巢肿瘤；宫颈肿瘤；子宫内膜肿瘤；基因表达调控；DNA甲基化

TheResearchProgressofMicroRNAonGynecologicalCancerMAOXiao-dan,SUNPeng-ming.InstituteofGynecologicOncology,FujianMaternalandChildHealthHospital,Fuzhou350001,ChinaCorrespondingauthor:SUNPeng-ming,E-mail:dr.sunfengming@gmail.com

【Abstract】MicroRNA（miRNA）,whicharesmallnoncodingRNAsof21-25nucleotidesinlengthexistedin

animalsandplants,ischaracteristicofhighconservationandendogenous.Theyregulatetheexpressionofgenesandtakepartincelldifferentiation,proliferation,apoptosis,andtumorigenesis,DNAhypomethylation,chromphilchangeandsoon.ThearticleelaboraresmiRNAwhosebiosynthesis,mechanismofactionandimprovementsofsomestudiesingynecologicalneoplasms.

【Keywords】

MicroRNAs;Ovarianneoplasms;Uterinecervicalneoplasms;Endometrialneoplasms;Gene

（JIntObstetGynecol，2011,38：49-52）

expressionregulation;DNAmethylation

微小RNA（microRNA，miRNA）是一类在动植物中广泛存在、高度保守的小分子非编码RNA，其是一类长度为21~25nt的单链RNA分子片段，一般通过与特定的mRNA的3′端非翻译区（3′untranslated

苷酸，被称为初始miRNA（primary-micro-RNA，pri-miRNA）。pri-miRNA在细胞核内经一种称为“Drosha”

的RNA内切酶Ⅲ进行处理。Drosha在细胞核中不对称地对pri-miRNA的茎环结构附近的碱基进行切割，能产生60~70个核苷酸的前体miRNA（precur-

region，3′UTR）特异结合，抑制靶mRNA翻译或促使

靶mRNA降解，调节基因的表达，其中以抑制靶

mRNA的翻译为主［1］。成熟的18~25个核苷酸长度

的miRNA通过催化其断裂点区［2］及抑制mRNA翻译［3］来调控基因的表达，参与生命过程中一系列的重要进程，如细胞增殖及代谢、发育时间、细胞凋亡、造血作用、神经发育、肿瘤的发生、DNA甲基化和染色质改变。

sor-micro-RNA，pre-miRNA），其5′端带有磷酸基团，

3′端带有突出的2个核苷酸。pre-miRNA经Exportin-5（Exp-5Rantransportreceptor）蛋白分解GTP能量的方式运输到细胞质中；一旦pre-miRNA被运送到细胞质中，第二种RNA内切酶Ⅲ，称为Dicer，对其进一步切割，产生一个类似小干扰RNA（smallinter-feringRNA，siRNA）的miRNA：miRNA*双链体

（miRNA*是miRNA的互补序列），随后，该双体解螺旋为成熟的miRNA和miRNA*，成熟的miRNA以一种ATP-依赖的方式结合到RNA-依赖的沉默复合物（RNA-inducedsilencingcomplex，RISC）中，形成非对称RISC复合物，该复合物会结合到靶

miRNA的生物合成及作用机制

一、miRNA的生物合成

Lee等于1993年在研究线虫发育缺陷时发现

了首个miRNA基因Lin-4。此后，科学家将此类长度大约22个核苷酸，表达具有时间和组织特异性的

RNA统称为miRNA。miRNA首先被RNA聚合酶Ⅱ

转录为较长的初始转录本，该转录本含有数千个核

作者单位：350001福州，福建省妇幼保健院，福建省妇儿医院

△

miRNA的3′UTR，阻断靶基因的翻译，Argonaute蛋白是RISC的核心组分；而另一条链则可能类似于siRNA被Argonaute2蛋白处理掉。

二、miRNA的作用机制

哺乳动物细胞中大多数已知miRNA的靶点序

通信作者：孙蓬明，E-mail：dr.sunfengming@gmail.com

·50·

国际妇产科学杂志2011年2月第38卷第1期JIntObstetGynecol，February2011，Vol.38，No.1

列在mRNA的3′UTR中。这一现象和目前所知的真核基因的翻译调控主要是在3′UTR一致，Xie等［4］在人、小鼠、大鼠和狗的基因组比对分析中指出，在

治疗和随访提供参考依据。Zhang等［9］发现，在EOC患者中miRNA表达下调，根据miRNA不同的表达谱可区分恶性与非恶性EOC。此外研究者还发现，在肿瘤恶变或者进展时miRNA表达明显下调。借此，可根据miRNA表达下调情况鉴别诊断卵巢上皮肿瘤的良恶性、了解疾病进展和预测预后。在这些研究中，miRNA在卵巢癌组织中均呈异常表达，或是表达上调或下调。特别值得注意的是有4类miRNA明显上调：同一家族的miR-200a，miR-141及位于染色体1p36.33并与miR-200a同一区域的miR-200b，位于染色体12p13.31并与miR-141同一区域的miR-3′UTR中存在大量的调节结构域，而近一半的这些调节结构域与miRNA有关。其中miRNA的5′端2～8个核苷酸的“种子区”，对于miRNA与3′UTR的配对非常重要。miRNA种子区能很好地与靶序列配

对：几乎完全互补配对时miRNA对靶序列进行切割，反之则表现为miRNA对靶序列翻译表达的抑制；miRNA与mRNA结合的位点越多，其对靶序列翻译抑制程度也就越大，从而导致疾病的发生、发展。

miRNA与妇科肿瘤

近年越来越多的研究发现，在不同的癌症中，

200c。这与Zhang等［9］研究得出的基因组水平结果一致。但在卵巢癌中miR-140表达消失，其存在于染色体6q22，但该区域是一个非常脆弱的区域，在卵巢

癌发生时常会消失［7］，这为卵巢癌的研究提供了新靶点。

最近，Shen等［10］提出，miRNA能够调节某些抑癌基因，如TSGs及癌基因的表达，那么miRNA的基因遗传变异也将影响抑癌基因和癌基因的表达，从而增加了罹患癌症的风险。在83例家族性卵巢癌患者中选择30个miRNA的基因作为筛选指标，而这些基因均是文献中预测的调节卵巢癌的关键基因，并且均是文献中报道的卵巢癌组织中的错义基因。选择的83例患者均非任何已知BRCA1/2携带者，或者错配修复基因突变者。结果发现，在4个pri-miRNA有着不同的调控，如乳腺癌、肺癌、慢性淋巴细胞白血病，前列腺癌和宫颈癌。早在miRNA发现

之初就证实其对生物发育有着极其重要的调控作用。He等［5］证实，表达miR-34家族的基因为P53蛋白的直接靶标，与P53水平呈正相关，异位表达

miR-34可使细胞周期停滞在G1期。并进一步证实，miR-34在肿瘤形成方面很可能代表着一种P53依赖性（P21非依赖性）肿瘤抑制途径。Zhang等［6］曾经报道在227例人卵巢癌、乳腺癌及黑色素瘤标本中，

染色体改变包括miRNA的基因改变频率是很高的。由此可见，miRNA的改变与肿瘤的发生、发展密切相关。

一、miRNA与卵巢癌

miRNA或pre-miRNA基因中发现7个新的遗传突

变点，其中miR-191前体或者初始前体就占了3个罕见突变点。可见，miR-191与家族性卵巢癌的关系密切，miRNA功能变异可能改变成熟miRNA的表达。

二、miRNA与宫颈癌

Iorio等［7］对89例卵巢癌组织标本进行对比后

发现，在卵巢上皮癌（EOC）中miR-200a，miR-141，

miR-200c和miR-200b明显过度表达，而miR-199a，miR-140，miR-145和miR-125b1则是下调最明显的。还发现miRNA的表达与卵巢癌特定的生物病理学

特点相关，如组织分型，淋巴管及器官浸润，包括卵巢表面。这说明miRNA表达改变能很好地反映肿瘤的组织特异性及分化程度等生物学信息。同时在体外实验中发现，在5-氮杂2′-脱氧胞嘧啶去甲基化处理后OVCAR3细胞miR-21，miR-203和miR-205明显升高，这提示DNA低度甲基化作用可能是造成上述miRNA过度表达的原因之一。Dahiya等［8］利用

Lui等［11］发现，在宫颈癌样本中miR-143表达减

少而miR-21表达增加。这也预示着这些miRNAs作为宫颈癌肿瘤标志物的潜在作用。Wang等［12］通过基因芯片技术对比了年龄相匹配患者的宫颈癌组织和正常宫颈组织，并结合RNA印迹（Northernblot）证实miR-126，miR-143和miR-145表达明显下调，而

miR-15b，miR-16，miR-146a和miR-155明显上调。miR-143及miR-145能抑制细胞生长，而miR-146a

能促进细胞增殖。由此可见，除人乳头瘤病毒（HPV）致宫颈癌作用机制外，miR-143及miR-145下调和

miRNA微阵列技术，发现一些miRNA在人卵巢癌组织异常表达，尤其是miR-221在卵巢癌中表达明显增加，而miR-21及let-7家族的一些成员表达下调。可见，miRNA的变化与妇科肿瘤密切相关，miRNA具有作为新型卵巢肿瘤标志物的潜力，可为

miR-146a上调在宫颈癌的发病机制中也有重要作

用。Wang等［13］提出，在宫颈癌组织及宫颈癌源性的细胞系中致癌性HPV能减少抑癌miR-34a的表达。由于含有HPV的原代人上皮角质细胞的器官型组

国际妇产科学杂志2011年2月第38卷第1期JIntObstetGynecol，February2011，Vol.38，No.1

·51·

织内miR-34a的表达减少与早期增殖阶段有关，并且导致病毒蛋白E6的表达，而病毒蛋白E6是已知的miRNA的反式作用子，可使抑癌基因失稳。此研究进一步证实了高危型HPV在宫颈癌进展中的作用机制，间接说明miR-34a调节E6蛋白表达及与其他抑癌基因和癌基因间的相互作用。Martinez等［14］基于基因芯片和（或）反转录-聚合酶链反应（RT-PCR）及RNA印迹技术分析得出结论：miR-218在HPV阳性的细胞系（CaSki，SiHa和Hela）、感染HPV16的宫颈病变区及宫颈癌病变区中特异性表达下调。高危型HPV16的E6癌基因的表达使miR-218减少，相反的，HPV16阳性的细胞系中E6/E7癌基因的RNA干扰却使miR-218增加。同时提出上皮细胞特异性标记LAMB3是miR-218的一个靶点，当HPV16E6蛋白出现，层黏连蛋白β3（LAMB3）表达增加。这些很好地解释了宫颈癌形成的分子机制。Lee等［15］利用

孕激素诱导的Wnt抑制因子（dickkopfhomolog1，DKK1）和叉头转录因子O1（forkheadboxO1，FOXO1）可抑制人子宫内膜的Wnt信号通路。最近，Lessey［19］述评了miRNA在子宫内膜健康与疾病中的影响，雌激素诱导DKK1产生，DKK1抑制可灭活3β-糖原合酶激酶（glycogensynthasekinase3beta，GSK3B）的WNT7A受体，而GSK3B通常抑制β-catenin积累和细胞增殖，从而导致细胞增殖和β-catenin大量积累。另一方面，孕激素诱导转录因子调节关键性预凋亡和细胞周期通路中FOXO1和Mig-6样表皮生长因子拮抗剂（epidermalgrowthfactorantagonistslikeMig-6，

ERRFI1），Coup-TFⅡ（NR2F2）等生物信号，通过旁分泌机制阻断增殖效应。Kuokkanen等［20］发现，在内膜分泌中期的样本中有12个miRNA（miR-29B，-29C，-30B，-30D，-31，-193A-3P，-203，-204，-200C，-210，-582-5P，-345）表达明显上调，这与miRNA抑制靶mRNA表达一致，细胞周期蛋白（cyclin）、细胞周期蛋白依赖性激酶（cyclin-dependentkinases）和E2F3

（已知的miR-210的靶蛋白）减少。研究结果表明，

TaqManRT-PCR技术对比10例早期浸润型鳞状细胞癌（invasivesquamouscellcarcinomas，ISCC）和10例正常宫颈上皮标本。结果发现，miR-127表达增加

与ISCC淋巴结转移密切相关，抗miR-199a寡聚核苷酸转染至宫颈癌细胞，在体外抑制了宫颈癌细胞的生长，同时增强了顺铂抗癌疗效。说明miRNA下调在宫颈鳞状细胞恶性变中发挥重要作用。

miRNA可下调分泌期内膜上皮某些细胞周期基因，

从而抑制细胞增殖。有研究指出，与正常内膜组织比较，子宫内膜癌患者中肿瘤抑制因子FOXO1表达下调，但其具体的作用机制尚未阐明。Myatt等［21］阐述了某些miRNA与FOXO1转录本上的3′UTR相结合，利用实时荧光定量PCR及RNA印迹技术分析正常内膜与内膜癌miRNA表达谱。发现内膜癌FOXO1表达缺失可能由miRNA介导。分别选取了高表达

Wilting等［16］发现，在宫颈癌细胞株（SiHa，CaSki，Hela）及HPV16、18的永生性角化细胞中has-miR-124

甲基化水平增高。证实在宫颈癌组织和感染高危型HPV的角化细胞中has-miR-124-1和（或）has-miR-124-2甲基化水平增高与has-miR-124表达减少相关。而正是这种以DNA甲基化为基础的has-miR-124沉默机制为宫颈癌提供了有价值的生物标记，

以便于临床医生监测宫颈癌及高度癌前病变的发生、发展。同样，在临床实践中，宫颈癌临床治疗效果差异较大，且很难预测疗效，因此，Hu等［17］利用以

FOXO1和低表达FOXO1的内膜癌细胞HEC-1B和Ishikawa细胞，HEC-1B细胞中miR-9，-27，-96，-153，-182，-183或miR-186表达明显减少了FOXO1含量。相反，在Ishikawa细胞中抑制miR-9，-27，-96，-153，-183和-186，有效恢复了FOXO1表达。Valeri等［22］指出，约有10%~40%的子宫内膜癌发生与错配修复失

活（inactivationofmismatchrepair，MMR）有关。发现

PCR为基础的已建立的miRNA检测分析102例宫

颈癌样本。发现miR-200a能够抑制宫颈癌细胞由上皮层向肌层侵袭，miR-200a过表达明显减少了宫颈癌细胞扩散转移，这无疑为宫颈癌患者预后提供了良好的监测指标，为评价宫颈癌患者治疗效果提供可参考的指标，使临床医生能更准确地预测临床疗效。

三、miRNA与子宫内膜癌

已公认雌、孕激素在调节子宫内膜生理功能上的重要作用。Wang等［18］提出在月经周期、内膜增生及内膜癌变过程中，Wnt信号通路具有维持雌激素诱导细胞增殖和孕激素诱导细胞分化间的平衡作用。

miRNA在癌症发生的一些关键性细胞途径中有重

要作用。研究结果指出，miR-155过表达明显下调一些核心MMR蛋白，如hMSH2，hMSH6和hMLH1，这正为研究子宫内膜癌发生机制提供了很好的切入点。这些研究提示，miRNA与子宫内膜之间关系密切，通过调节雌、孕激素调节内膜的生理及病理改变，在内膜癌发生、发展中的作用亦不可忽视。

miRNA与癌症的治疗

miRNA在人类癌症中失调。大量研究表明，其

·52·

国际妇产科学杂志2011年2月第38卷第1期JIntObstetGynecol，February2011，Vol.38，No.1

在人体中扮演着癌基因和抑癌基因的角色，miRNA不仅可作为癌症治疗的靶点，也可作为肿瘤新型标志物，为治疗和监测癌症提供帮助。Meng等［23］在体外利用抗miR-21AMO（anti-miRNAoligonucleotides，

ationsderegulatemicroRNAexpressioninhumanepithelialovariancancer［J］.ProcNatlAcadSciUSA,2008,105（19）:7004-7009.

［10］ShenJ,DiCioccioR,OdunsiK,etal.Novelgeneticvariantsin

miR-191geneandfamilialovariancancer［J］.BMCCancer,2010,10:47.

［11］LuiWO,PourmandN,PattersonBK,etal.Patternsofknownand

novelsmallrnasinhumancervicalcancer［J］.CancerRes,2007,67（13）:6031-6043.

［12］WangX,TangS,LeSY,etal.Aberrantexpressionofoncogenicand

tumorsuppressivemicrornasincervicalcancerisrequiredforcancercellgrowth［J］.PLoSOne,2008,3（7）:e2557.

［13］WangX,WangHK,McCoyJP,etal.OncogenicHPVinfection

interruptstheexpressionoftumor-suppressivemiR-34athroughviraloncoproteinE6［J］.RNA,2009,15（4）:637-647.

［14］MartinezI,GardinerAS,BoardKF,etal.Humanpapillomavirus

type16reducestheexpressionofmicroRNA-218incervicalcarcinomacells［J］.Oncogene,2008,27（18）:2575-2582.

［15］LeeJW,ChoiCH,ChoiJJ,etal.Alteredmicrornaexpressionin

cervicalcarcinomas［J］.ClinCancerRes,2008,14（9）:2535-2542.

［16］WiltingSM,vanBoerdonkRA,HenkenFE,etal.Methylation-mediatedsilencingandtumoursuppressivefunctionofhsa-miR-124incervicalcancer［J］.MolCancer,2010,9:167.

［17］HuX,SchwarzJK,LewisJSJr,etal.AmicroRNAexpressionsignature

forcervicalcancerprognosis［J］.CancerRes,2010,70（4）:1441-1448.

［18］WangY,Hanifi-MoghaddamP,HanekampEE,etal.Progesterone

inhibitionofWnt/beta-cateninsignalinginnormalendometriumandendometrialcancer［J］.ClinCancerRes,2009,15（18）:5784-5793.

［19］LesseyBA.Finetuningofendometrialfunctionbyestrogenandpro-gesteronethroughmicroRNAs［J］.BiolReprod,2010,82（4）:653-655.

［20］KuokkanenS,ChenB,OjalvoL,etal.Genomicprofilingofmi-croRNAsandmessengerRNAsrevealshormonalregulationinmi-croRNAexpressioninhumanendometrium［J］.BiolReprod,2010,82（4）:791-801.

［21］MyattSS,WangJ,MonteiroLJ,etal.DefinitionofmicroRNAsthat

repressexpressionofthetumorsuppressorgeneFOXO1inendometrialcancer［J］.CancerRes,2010,70（1）:367-377.

［22］ValeriN,GaspariniP,FabbriM,etal.Modulationofmismatch

repairandgenomicstabilitybymiR-155［J］.ProcNatlAcadSciUSA,2010,107（15）:6982-6987.

［23］MengF,HensonR,LangM,etal.Involvementofhumanmicro-RNAingrowthandresponsetochemotherapyinhumancholangio-carcinomacelllines［J］.Gastroenterology,2006,130（7）:2113-2129.

［24］KrützfeldtJ,RajewskyN,BraichR,etal.SilencingofmicroRNAs

invivowith′antagomirs′［J］.Nature,2005,438（7068）:685-689.

（收稿日期：2010-04-20）［本文编辑

秦

娟］

AMOs）可增加周边胆管癌细胞对氟胞苷的敏感性，

证明以miRNA为基础的治疗能与化疗有效结合。目前尚少见利用AMOs在人体内进行抗癌治疗的报道，但已有大量动物实验证实了AMOs的潜在抗癌价值。Krützfeldt等［24］在小鼠血管内注射胆固醇共轭

AMOs，可明显抑制miR-16，-122，-192，-194在小鼠某些器官中的活性。此外，由于抗miR-122AMO可影

响胆固醇的生物合成，因此可利用小鼠血浆胆固醇浓度的变化来监测治疗效果。随着基因芯片、RT-PCR和RNA印迹等方法的应用，建立miRNA敲除

小鼠靶基因，将最终揭示miRNA在哺乳动物生长发育中的作用。在基因水平上对肿瘤进行治疗，应先找到与肿瘤发生密切相关的基因即肿瘤分子标志物，然后通过化疗、RNA干扰、反义RNA导入等基因治疗方法，使失常的基因表达或蛋白恢复到正常水平。虽然miRNA的作用机制仍有许多尚未解决的问题，但已有足够理由认为，miRNA是调控细胞分化和增殖途径中有重要调节作用的分子。其应用于肿瘤诊断将有广阔前景。随着研究深入，这类小分子将成为认识和攻克人类肿瘤的重要突破口。

参考文献

［1］AmbrosV.MicroRNApathwaysinfliesandworms:growth,death,

fat,stress,andtiming［J］.Cell,2003,113（6）:673-676.

［2］HutvagnerG,ZamorePD.AmicroRNAinamultiple-turnover

RNAienzymecomplex［J］.Science,2002,297（5589）:2056-2060.［3］DoenchJG,PetersenCP,SharpPA.siRNAscanfunctionasmiR-NAs［J］.GenesDev,2003,17（4）:438-442.

［4］XieX,LuJ,KulbokasEJ,etal.Systematicdiscoveryofregulatory

motifsinhumanpromotersand3'UTRsbycomparisonofseveralmammals［J］.Nature,2005,434（7031）:338-345.

［5］HeL,HeX,LimLP,etal.AmicroRNAcomponentoftheP53tumor

suppressornetwork［J］.Nature,2007,447（7148）:1130-1134.［6］ZhangL,HuangJ,YangN,etal.microRNAsexhibithighfrequency

genomicalterationsinhumancancer［J］.ProcNatlAcadSciUSA,2006,103（24）:9136-9141.

［7］IorioMV,VisoneR,DiLevaG,etal.MicroRNAsignaturesinhuman

ovariancancer［J］.CancerRes,2007,67（18）:8699-8707.［8］DahiyaN,Sherman-BaustCA,WangTL,etal.MicroRNAexpression

andidentificationofputativemirnatargetsinovariancancer［J］.PLoSOne,2008,3（6）:e2436.

［9］ZhangL,VoliniaS,BonomeT,etal.Genomicandepigeneticalter-