microRNA与肿瘤细胞耐药的研究进展

【摘要】 化疗是恶性肿瘤综合治疗的一个重要方面，但在化疗的同时，肿瘤细胞对某一种或多种化疗药物产生耐药性，是化疗失败的主要原因之一。耐药机制在细胞学上十分广泛，包括各种途径。这些途径中的关键基因在遗传学水平的变异可以导致肿瘤细胞耐药现象的发生，其中，microRNA是这些关键基因之一。本文简要综述了miRNA与肿瘤细胞耐药性的相关研究进展。

【关键词】 肿瘤； miRNA； 耐药机制

doi：10.3969/j.issn.1674—4985.2012.29.103

MicroRNA（miRNA）是一类长度为18～25个核糖核苷酸的非编码内源性单链小分子RNA，由基因组DNA编码，通过与靶mRNA特异性的碱基配对引起靶mRNA的降解或者抑制其翻译，从而对基因进行转录后表达的调控[1]。microRNA在多种生理和病理过程中发挥作用。大约50%的microRNA位于肿瘤相关的基因组区[2]。据研究肿瘤细胞对抗肿瘤药物产生耐药，是导致肿瘤化学治疗失败的常见因素，肿瘤细胞耐药性机制相当复杂，近来有研究发现microRNA通过调节一些相关的基因可以导致肿瘤细胞耐药现象的发生。

1 microRNA的功能

miRNA可参与生命过程中的一系列重要进程，包括早期胚胎发育、细胞周期、细胞凋亡、细胞分化调控、伤口愈合和免疫系统等。miRNA序列结构和表达方式的多样性，在基因表达调控领域中起着非常重要的作用。

近年研究不断发现具有致癌或抑癌作用的miRNA的表达谱在不同类型的肿瘤中存在显著差异。Let—7 miRNA家族是是目前研究最为详细的miRNA之一，Johnson等[3]发现，肺癌中Let—7的表达水平降低，而其靶点癌基因Ras表达增加，从而导致肿瘤细胞增值，患者预后差；Lawrie等[4]研究发现，弥漫性B细胞淋巴瘤患者血清中的miR21的表达水平升高并且与无病生存期相关；Iorio和Michael等[5—6]发现，miR—143、miR—145在结、直肠癌中表达下调，miR—141在前列腺癌患者血浆中表达水平很高；Ciafre和Chan等[7—8]研究发现，具有致癌活性的miR—21在恶性胶质瘤和乳腺癌中的表达上调，而miR—145在乳腺癌中表达下调；He等[9]研究发现，miR—221/222/146在状甲状腺癌中显著上调。

2 miRNA与肿瘤细胞的耐药

miRNA发挥重要的基因表达功能，其表达水平的异常可能引起细胞增殖、分化、凋亡等生物学过程的紊乱，促进肿瘤的发生和发展。肿瘤产生耐药性也会涉及这些生物学行为的改变，miRNA参与肿瘤细胞耐药的机制十分复杂。目前比较明确的主要有以下几种。

2.1 参与细胞凋亡的miRNA与肿瘤耐药 大多数化疗药物的抗肿瘤效应最终是通过引起细胞凋亡来实现的，因此，miRNA通过与凋亡抑制因子作用或其他途径参与肿瘤细胞内凋亡通路的异常，影响药物作用的发挥，导致耐药的产生。

Bcl—2（B cell lymphoma/lewkmia—2）是调节肿瘤生长发育的重要因子及抗凋亡蛋白，在Bcl—2过度表达的细胞，药物虽然仍可以进入细胞内诱导细胞损伤，但这种损伤却不能非常有效地转换成细胞凋亡的信号，以致在化疗期间那些表达Bcl2的肿瘤细胞又能以较快的速率重新迅速生长，降低细胞对放化疗的敏感性，导致耐药现象的产生。因此，抑制Bc12的过表达很有可能会克服肿瘤细胞的耐药性，提高疗效。靶向凋亡抑制Bcl—2基因的miR—15和miR—16在CLL患者中经常被清除，转染miR—15和miR—16表达载体后导致Bcl—2蛋白水平的降低从而使肿瘤细胞凋亡率增高，导致肿瘤的发生和耐药性出现。Xia等[10]发现胃癌耐药株SGC7901/VCR与亲本株SGC7901相比，miR—15b和miR—16显著下调，与此同时Bcl—2水平却明显上调，这就增加了SGC7901/VCR细胞株对长春新碱、阿霉素、依托泊苷和顺铂的耐药性。miR—21的靶基因也是BCL—2，Si等[11]的研究表明，经典的癌基因miR—21过表达不仅增高乳腺癌细胞的增殖和成瘤能力，而且可以增强MCF7细胞对拓扑替康的耐药性，因此，通过反义核酸技术下调miR—21造成其靶基因Bcl2蛋白的低表达，从而抑制细胞增值，促进细胞凋亡。

Caspase（天冬氨酸特异性的半胱氨酸蛋白水解酶）在凋亡过程中起着必不可少的作用。Chan等[8]的研究表明，在胶质瘤细胞组织中miR—21过度表达，敲除掉miR—21基因可引起caspases的活化，致使细胞的凋亡。这就提示miR—21的异常表达可抑制细胞的凋亡，甚至可能引起耐药的发生。Casp3是细胞凋亡过程中的的启动酶，Tsang等[12]发现Let—7a表达上调负向调控抑制肿瘤细胞分化凋亡从而增强肿瘤对阿霉素、紫杉醇的耐药性。

肿瘤坏死因子相关诱导凋亡配体（tumor necrosis factor—related apoptosis—indlucing ligand，TRAIL）参与肿瘤坏死因子诱导的细胞凋亡。有研究表明，miRNA也影响TRAIL的敏感性。Garofalo等[13]发现，miR—221和miR—222在TRAIL耐药的非小细胞肺癌中过表达抑制了TRAIL介导的细胞凋亡信号通路。

2.2 参与细胞增殖的miRNA与肿瘤耐药 P13K/Akt信号通路是一条重要的信号转导通路，参与调控诸多重要的生物学过程，与肿瘤的发生转移，耐药机制密切相关。研究发现，如果PI3K/Akt信号通路过度激活，就会造成细胞的无限增殖，促进肿瘤进展，进而使肿瘤细胞对抗肿瘤药物敏感性降低[14]。PTEN（phosphatase tension homolog deleted on chromosome ten）是近年来新确定的继p53基因之后最重要的抑癌基因。PTEN同时具有磷酸酯酶活性强和蛋白磷酸酶活性，在PI3K/Akt信号途径中起重要的抑制作用，即对PI3K/Akt途径有负调节作用，其突变或者缺失可导致P13K/Akt信号通路活化，促进与细胞的恶性转化和肿瘤的耐药[15—16]。因此，众多的研究表明PI3K/Akt通路的过度激活是肿瘤细胞对顺铂、紫杉醇、多柔比星等抗肿瘤药物耐药的关键因素之一[15—17]，PTEN基因是PI3K/Akt通路的拮抗剂，增强肿瘤细胞对化疗药物的敏感性，诱导恶性细胞凋亡，发挥抗肿瘤作用[18—20]。