MicroRNA与食管癌化疗关系的研究进展

[摘要] 食管癌是我国常见的消化系统恶性肿瘤之一。化疗是食管癌治疗的重要手段，但化疗疗效存在个体差异，且化疗过程中常遇到耐药情况。microrna（miRNA）是一类内源性非编码蛋白短链RNA，参与调控细胞增殖、分化、凋亡、耐药和侵袭转移等多种生物学行为。研究表明，miRNA可通过多种不同的机制参与调解食管癌对化疗敏感性。miRNA可成为预测食管癌化疗疗效、判断预后的生物标志物，并有望成为食管癌化学治疗中的新靶点。本文就miRNA在食管癌化疗中的研究进展作一综述。

[关键词] 食管癌；microRNA；化疗

[中图分类号] R735.1 [文献标识码] A [文章编号] 1674-4721（2016）08（b）-0066-04

[Abstract] Esophageal cancer is one of the most common malignant tumors in digestive system in China. Chemotherapy is an important method in the treatment of esophageal cancer， but there are individual differences in the efficacy of chemotherapy. Drug resistance is often encountered in the process of chemotherapy. MicroRNA （miRNA） is a kind of endogenous non-coding protein short chain RNA， which regulates many tumor biological behaviors， such as cell multiplication， differentiation， apoptosis， drug resistance， invasion and metastasis. Studies suggest that miRNA may be involved in regulating the drug sensitivity of esophageal cancer to chemotherapy through different mechanisms. miRNA has the potential to be a biomarker for predicting prognosis of esophageal cancer and efficacy of chemotherapy. MiRNA is expected to be a new target in the treatment of esophageal cancer. This article reviews the research progress of miRNA in the chemotherapy of esophageal cancer.

[Key words] Esophageal cancer； MicroRNA； Chemotherapy

我国食管癌发病率高，居各类恶性肿瘤第五位。在我国食管鳞癌最为常见。食管癌的治疗方式包括外科治疗、放射治疗、化学治疗和综合治疗。其中，化疗在围术期辅助治疗及晚期食管癌姑息治疗中占有重要地位。然而，并不是所有食管癌患者均能从化疗中获益。microRNA（miRNA）是一类具有内源性、功能性的非编码RNA，长17～25个核苷酸序列。miRNA在食管癌的发生、发展、侵袭和转移中发挥重要作用。miRNA还参与调解化疗敏感性，有可能成为食管癌治疗的新靶点，并可用于预测食管癌化疗疗效。

1 miRNA与食管癌

miRNA 在食管癌中的表达存在差异，并且能调节食管癌的增殖、凋亡、侵袭和迁移等生物学特性，表明miRNA 参与了食管癌发生和发展等病理过程。在食管癌组织中上调的miRNA有miR-21、miR-16、miR-25、miR-92c、miR-155、miR-208、miR-214、miR-223、miR-296、miR-200b、miR-let-7c、miR-145等；相反，大量低表达的miRNA在食管癌中可能存在保护作用，如miR-133a、miR-138、miR-143、miR-195、miR-200b、miR-203、miR-429、miR-375和miR-625等[1-4]。深入研究探讨miRNA和食管癌之间的关系，有助于食管癌的诊断、治疗及预后判断，具有实际的临床应用价值。食管癌组织中高表达miR-21、miR-30e、miR-103、miR-200c、miR-107、miR-198和miR-145等或低表达miR-138、miR-375、miR-145和miR-302b等，患者预后往往较差[5-8]。具有治疗潜力的miRNA 可成为食管癌治疗的潜在靶点，为食管癌的治疗提供新思路。

2 miRNA与食管癌细胞化疗敏感性的关系

化疗是治疗食管癌的主要方法之一。目前常用的治疗食管癌的一线化疗药物有：顺铂、氟尿嘧啶、伊立替康、紫杉醇和奥沙利铂等。目前，关于食管癌化疗与miRNA的研究主要为体外食管癌细胞系的研究，miRNA可通过多种不同的作用机制影响化疗药物对食管癌的抗肿瘤作用。

目前研究表明和食管癌化疗敏感性相关的miRNA有miR-31、miR-125a-5p、miR-96、miR-483、mir-193a-3p、mir-let-7g/i、miR-330-5p、miR-634、miR-499、miR-223、miR-483、miR-214、miR-133a/b、mir-505、miR-99b、miR-451、miR-145和miR-200c等[9-15，17-25]。但同一肿瘤细胞，不同的化疗药物耐药差异表达的miRNA不一样；同一化疗药物耐药，食管癌类型不一样，差异表达的miRNA也不一样；同一miRNA，在不同化疗药物耐药中表达差异也不一样。Hummel等[9]比较了顺铂耐药组、顺铂敏感组、氟尿嘧啶耐药组、氟尿嘧啶敏感组的食管腺癌细胞和食管鳞癌细胞间miRNA的表达差异，发现只有2种miRNA（miR-31和miR-125a-5p）在顺铂耐药组和氟尿嘧啶耐药组中均存在差异表达。有趣的是，miR-31-5p在顺铂耐药的食管腺癌细胞中表达下调，在氟尿嘧啶耐药的食管腺癌细胞中miR-125a-5p表达上调，而在顺铂抵抗的食管腺癌细胞和氟尿嘧啶抵抗的食管鳞癌细胞，miR-125a-5p表达均受抑制。因此，这为miRNA与食管癌细胞化疗敏感性关系的研究带了挑战，需要对不同的化疗药物、不同病理类型的食管癌进行细分研究。

3 miRNA参与调节食管癌细胞化疗敏感性的机制

miRNA影响食管癌化疗敏感性的机制尚不明确，可能通过直接作用于靶基因、活化信号通路、激活线粒体凋亡、药物外排增加、药物经代谢或解毒的失活等方式参与调节食管癌细胞对化疗的敏感性。不同的miRNA参与调节食管癌细胞化疗敏感性的机制不同。

3.1 直接作用于靶基因参与调节食管癌细胞对化疗的敏感性

miRNA可以通过直接作用于PSEN1、BCL2、ABCC10、polβ和PARP1等靶基因，通过靶基因影响食管癌细胞对化疗的敏感性。mir-193a-3p过表达增加食管鳞癌细胞化疗耐药性。相反，mir-193a-3p下调降低了食管癌细胞化疗耐药。通过小干扰RNA（siRNA）诱导的PSEN1基因抑制与上调mir-193a-3p作用相似，可抑制食管癌细胞凋亡。表明，mir-193a-3p通过下调PSEN1可引起食管癌的化疗耐药[10]。Wu等[11]研究表明mir-let-7g /i过表达显著抑制食管癌细胞增殖和促进顺铂诱导的细胞凋亡。耐药基因ABCC10是一个mir-let-7g / i直接的有功能的靶基因。荧光素酶报告基因分析证实let-7g和let-7i直接与ABCC10的3'UTR相结合， 抑制ABCC10表达和增强细胞对顺铂药物的敏感性。

Wang等[12]研究表明polβ是miR-499的一个靶基因。Polβ在调节肿瘤细胞对化疗敏感性中起重要作用。polβ可增强顺铂抑制细胞增殖和促进细胞凋亡的功能。Streppel等[13]研究表明增加miR-223表达，可减少PARP1的表达，可增加食管腺癌细胞的化疗敏感性。

3.2 活化信号通路参与调节食管癌细胞对化疗的敏感性

miRNA还通过活化信号通路来调节食管癌细胞对化疗药物的敏感性。Bibby 等[15]研究表明miR-330-5p在新辅助化放疗敏感组和抵抗组中差异表达最显著，在抵抗组中，miR-330-5p显著下调。miR-330部分调节E2F1/pAkt，miR-330低表达可增加E2F1蛋白表达和p-Akt水平。活化E2F1/p-Akt通路通过抑制促凋亡蛋白来提高食管癌细胞存活。另外增加p-Akt表达水平可诱导化疗和放疗反应来提高食管癌细胞存活和逃逸细胞死亡[16]。

Hamano等[17]研究显示， miR-200c的表达在顺铂耐药的食管癌细胞显著增加。转染anti-mir-200c后，增加了对顺铂的化疗敏感性并促进了食管癌细胞凋亡。免疫印迹显示，敲除miR-200c的表达增加了PPP2R1B（蛋白磷酸酶2A的一个亚基）的表达，可减少磷酸化Akt的表达。因此，miR-200c参与食管癌化疗耐药，是通过Akt信号通路介导的。

Sugimura等[18]在体外试验中，转染Let-7c后恢复对顺铂的敏感性，增加细胞凋亡率。Let-7c可直接抑制顺铂激活的白介素-6（IL-6）/STAT3 6 存活通路。表明let-7通过IL-6/STAT3通路调节食管癌细胞对顺铂的敏感性。

3.3 其他机制

miRNA还可能通过激活线粒体凋亡来调节食管癌细胞对化疗的敏感性。Fujiwara等[19]研究表明miR-634过表达可通过直接作用于靶基因和线粒体稳态、抗凋亡、抗氧化和细胞自噬来激活线粒体凋亡路径。在食管鳞癌模型中，miR-634过表达可增强化疗诱导的细胞毒性。因此逆转miR-634介导的细胞保护过程可提高食管癌化疗治疗效果。

Tanaka等[20]研究显示虽然miR-27a/b转染食管癌细胞后，对化疗敏感性的影响并不显著，但miR-27a/b转染正常成纤维细胞上清液中培养的食管癌细胞对顺铂的敏感性降低了。转染miR-27a/b的正常成纤维细胞中α-平滑肌肌动蛋白（α-SMA）表达和转化生长因子（TGF-β）增加。α-SMA是癌症相关成纤维细胞的标志物。通过TGF-β中和抗体，食管癌细胞的化疗敏感性恢复了。研究结果表明，miR-27a/b可能通过诱导正常细胞转变为癌症相关成纤维细胞参与食管癌化疗抵抗。

此外，miRNA还可能通过药物外排增加、药物经代谢或解毒的失活等方式调节调节食管癌细胞对化疗的敏感性。miR-483和miR-214的高表达可能预示着化疗效果不好。miR-483和miR-214的下调可以增加食管癌细胞对P-糖蛋白相关和P-糖蛋白不相关的药物敏感性，并可能诱导阿霉素（ADR）的蓄积和减少ADR的释放[21]。

4 miRNA与食管癌化疗敏感性的临床研究

miRNA参与食管癌的发生和发展，并参与调节食管癌细胞对化疗的敏感性。因此，经鉴定有意义的miRNA可成为预测食管癌化疗疗效、判断预后的生物标志物，并有望成为食管癌化学治疗中的新靶点。

目前关于miRNA与食管癌化疗敏感性的临床研究主要为预测食管癌化疗疗效和判断预后。Skinner等[22]研究显示mir-505、iR-99b、miR-451、miR-145在食管腺癌化疗后病理完全缓解组和非病理完全缓解组中比较，差异有统计学意义。联合应用这四种miRNA建立预测模型，可预测食管腺癌化疗敏感性。Tanaka等[20]研究分析了接受顺铂为基础的化疗方案的68例食管癌患者，在化疗敏感组和抵抗组间有18种miRNA差异表达。其中，化疗抵抗组miR-27a/b高表达。Sugimura 等[18]研究表明在化疗前活检食管癌组织中低表达let-7b和Let-7c与临床及病理组织学上化疗反应差显著相关。let-7c低表达与预后差相关。Hamano等[17]也表明miR-200c的表达与化疗疗效（临床和病理反应）显著相关。

Chen等[23]对100例食管癌患者在初始治疗前检测miR-133a和miR-133b表达。随后，所有患者接受紫杉醇为基础的化疗4个周期，评估短期治疗效果，并进行3年的随访。研究显示miR-133a/b均下调的食管癌患者行紫杉醇为基础的化疗缓解率显著增高。单变量和多变量Cox分析显示，miR-133a/b表达均下调是食管癌患者预后的独立因素。Tanaka等[24]研究表明miR-200c的高表达与化疗反应差显著相关。而化疗敏感性和miR-21，miR-145及let-7c表达水平之间没有显著关系。miR-200c高表达缩短了无进展生存期，多变量分析确定miR-220c表达是接受新辅助化疗的食管癌患者最有价值的预后因素。因此，血清miR-200c可预测化疗反应，也可成为食管癌患者接受新辅助化疗的患者的独立预后因子。

Wu等[25]分析了在378例接受铂类方案治疗的晚期食管鳞癌患者中5种miRNA多态性与化疗反应、毒副作用和总体生存率之间的关系，研究表明miR-146ars2910164与严重的血液学毒性显著相关。mir-196a2rs11614913和miR-125ars12976445 TT基因型与较差的生存率显著相关。综合分析显示，携带两种不利基因型患者死亡风险增加了4.073倍。因此，miRNA基因多态性可预测晚期接受铂类为基础化疗的食管鳞癌患者的预后。

由于目前miRNA与食管癌化疗敏感性的临床研究较少，研究样本量小，研究方法不一，及miRNA多样性等因素，miRNA与食管癌化疗敏感性的临床研究尚处于起步阶段，需要进一步的深入研究。

5 总结

目前miRNA与食管癌化疗关系的研究尚处于起步阶段，缺乏足够的临床研究。筛选出能准确预测化疗疗效的miRNA，建立更完善的预测模型指导个体化治疗，从而使食管癌患者在化疗中获得最大利益。另外，深入熟悉miRNA在食管癌化疗耐药中的机制，也可为食管癌化疗耐药提供治疗新靶点。

[参考文献]

[1] Brücher BL，Li Y，Schnabel P，et al. Genomics，microRNA，epigenetics，and proteomics for future diagnosis， treatment and monitoring response in upper GI cancers [J]. Clin Transl Med，2016，5（1）：13.

[2] Harada K，Baba Y，Ishimoto T，et al. The role of microRNA in esophageal squamous cell carcinoma [J]. J Gastroenterol，2016，51（6）：520-530.

[3] Bobryshev YV，Orekhov AN，Chistiakov DA. MicroRNAs in esophageal adenocarcinoma：functional significance and potential for the development of new molecular disease markers [J]. Curr Pharm Des，2015，21（23）：3402-3416.

[4] Yingying L，Zhiguang L，Li W，et al. Serum miRNAs as new biomarkers for esophageal squamous cell carcinoma [J]. Yi Chuan，2015，37（4）：315-320.

[5] Huang J，Zhang SY，Gao YM，et al. MicroRNAs as oncogenes or tumour suppressors in oesophageal cancer：potential biomarkers and therapeutic targets [J]. Cell Prolif，2014， 47（4）：277-286.

[6] Hong L， Han Y， Zhang H，et al. Prognosis-related microRNAs in esophageal cancer[J]. Expert Opin Biol Ther. 2014，14（4）：483-489.

[7] Kovaíková ， Héová R， Srovnal J， et al. The role of microRNAs in molecular pathology of esophageal cancer and their potential usage in clinical oncology[J]. Klin Onkol. 2014，27（2）：87-96.

[8] Gu J， Wang Y， Wu X. MicroRNA in the pathogenesis and prognosis of esophageal cancer[J]. Curr Pharm Des， 2013， 19（7）：1292-1300.

[9] Hummel R， Sie C， Watson DI， et al. MicroRNA signatures in chemotherapy resistant esophageal cancer cell lines [J].World J Gastroenterol， 2014 ，20（40）：14904-14912.

[10] Meng F， Qian L， Lv L， et al. miR-193a-3p regulation of chemoradiation resistance in oesophageal cancer cells via the PSEN1 gene [J]. Gene，2016，579（2）：139-145.

[11] Wu K， Yang Y， Zhao J，et al. BAG3-mediated miRNA let-7g and let-7i inhibit proliferation and enhance apoptosis of human esophageal carcinoma cells by targeting the drug transporter ABCC10[J]. Cancer Lett， 2016， 371（1）：125-133.

[12] Wang Y， Feng J， Zang W， et al. MiR-499 Enhances the Cisplatin Sensitivity of Esophageal Carcinoma Cell Lines by Targeting DNA Polymerase β [J]. Cell Physiol Biochem， 2015，36（4）：1587-1596.