miRNA-21对PI3K...其对非小细胞肺癌预后的影响_许征国.pdf

甘肃医药 2023 年 42 卷第 4 期Gansu Medical Journal，2023，Vol.42，No.4在 1993 年，Victor Ambros 等首次在线虫体内发现了微小 RNA（miRNA），这种类似 siRNA 的分子，可以对线虫的生长发育起到短暂调控作用。进一步研究提示，miRNA 与肺恶性肿瘤的发生、进展、耐药等有相关性。通过对人肺腺癌吉非替尼耐药细胞株中 miRNA 的表达情况的研究1，发现 36 个 miRNA（包括 miR-214、miR-99a、miR-210、miR-21 和 miR-7 等）表达水平上升，其中 miRNA-21 在绝大多数的恶性肿瘤中存在高表达，说明其在肿瘤的生成中扮演相对重要的角色，其机制与调控 PTEN、程序性细胞死亡蛋白 4（programmedcell death protein 4，PDCD4）基因等相关作用靶点的表达有关2-5。李明涛等6通过细胞实验也证实了 miRNA与人肺腺癌耐吉非替尼细胞株 PC9/GR 的耐药有相关性。而 miRNA-21 通过调控 PI3K/Akt 信号传导通路的方式，可影响肿瘤细胞的增殖及凋亡进程7。以此通路为基础，miRNA 可能进一步影响非小细胞肺癌（NSCLC）患者的预后，因此 miRNA-21 也成为治疗 NSCLC 新的潜在靶点。1miRNA-21 靶基因调控 PI3K/Akt 信号通路1.1PTEN抑癌基因 PTEN 是全长约 200kb 具备磷酸酶活性的物质。双特异性磷酸酶 PTEN 蛋白是其表达产物，该产物能使 PIP3 脱磷酸化，从而导致 PIP3失去信号功能，对 PI3K/Akt 信号通路起到抑制作用。PTEN 对 PI3K 信号的调节作用，在 PTEN 缺失的条件下可以使 Akt 过度活化，从而使细胞增殖逃脱抑制，阻碍细胞正常凋亡并且促进肿瘤血管的生成。通过对NSCLC 和肺癌周围组织的分析发现8，转染 miRNA-21的抑制剂后，显著上调了 PTEN 的表达，从而进一步证明了 miRNA-21 是通过与 PTEN 的直接结合而抑制其表达。通过 PCR 技术证实在视网膜母细胞瘤中miRNA-21 的表达水平高于正常视网膜组织，在抑制miRNA-21表达后，PTEN、PI3K和p-AKT的表达随之明显上调9。说明抑制 miRNA-21 的表达或许可以成为视网膜母细胞瘤的新治疗手段。应用实时荧光定量PCR 和 Western blot 法发现，miRNA-21 在前列腺癌中高表达是下调抑癌基因 PTEN 表达水平的重要原因，PTEN 表达缺陷又引起癌症的进一步发展10。通过观察吉西他滨治疗乳腺癌的过程中，发现乳腺癌对吉西他滨治疗产生耐药时，PTEN 表达水平在癌细胞中的显著降低，通过改善 PTEN 表达水平后，其抑制PI3K/Akt 信号通路以阻断上皮细胞转化为间叶细胞并改善对吉西他滨的耐药11。1.2PDCD4PDCD4 是一种抑癌基因，目前已被证实为 miRNA-21 的靶基因之一。miRNA-21 与 PDCD4 的连结可以起到阻断 PDCD4 转录过程的作用。Akt 参与调控 PDCD4 蛋白中丝氨酸残基磷酸化的过程，最终被蛋白酶体降解。PDCD4 表达的缺失与癌症的发展和预后呈正相关。通过研究 50 例肝癌及慢性肝病患者血中miRNA-21 及 PDCD4 基因的表达水平，发现 miRNA-21 表达与 PDCD4 基因表达呈负相关，且 miRNA-21的高表达与肝硬化的存在呈正相关，通过抑制miRNA-21的表达以上调 PDCD4 表达水平或许是未来治疗肝癌的新思路12。在结肠肿瘤标本中 miRNA-21 高表达，ITG4、PDCD4 低表达，且 3 个基因与结直肠癌的转移有关13。Jiang L P 等14研究表明 miR-21 能够抑制并降低PDCD4 表达水平和mTOR/PI3K/AKT 信号传递miRNA-21 对 PI3K/Akt 信号通路的调控及其对非小细胞肺癌预后的影响许征国于小伟仝欣靳永杰方美花上海市嘉定区中医医院，上海 201800【摘要】miRNA-21 是 miRNA 家族中十分重要的一个基因，在多种恶性肿瘤中高表达。研究表明，miRNA-21 对 PI3K/Akt 信号通路的调控可影响相关靶点的表达情况，因此，miRNA-21 可能为非小细胞肺癌临床诊断和疾病治疗提供新靶标。本文对 miRNA-21对 PI3K/Akt 信号通路的调控及其对非小细胞肺癌预后的影响作一综述。【关键词】miRNA-21；PI3K/Akt 信号通路；非小细胞肺癌；预后中图分类号：R734.2文献标志码：A文章编号：1004-2725（2023）04-0301-03基金项目：嘉定区中医重点学科（专科）（编号：2020-JDZYYZDZK-01）第一作者：许征国，男，住院医师，从事中西医结合防治恶性肿瘤相关工作。E-mail：301DOI:10.15975/ki.gsyy.2023.04.024甘肃医药 2023 年 42 卷第 4 期Gansu Medical Journal，2023，Vol.42，No.4通路的活化，从而对 NSCLC 细胞接受放疗时的敏感性产生不利影响。PDCD4 通过 PI3K/Akt 信号通路抑制肺癌细胞增殖15，PDCD4 基因可通过调控 PI3K/AKT 信号通路使 NSCLC 细胞株对吉非替尼的耐药产生调节作用，这可能作为治疗 NSCLC 耐药的潜在新靶点16。1.3潜在靶点miRNA-21 的直接靶基因并不多，对其靶基因的筛选和验证仍有待进一步探索。在功能学和形态学方面，miRNA-21 的过表达对高氧性急性肺损伤（HALI）大鼠肺组织具有重要的保护作用，抑制肺泡型上皮细胞（AEC）凋亡可减轻 HALI。进一步研究发现 HALI 的过表达导致 Bax、Caspase-3 表达明显降低以及 Bcl-2 表达明显增加17，AEC 凋亡的抑制可能是 miRNA-21 通过干预 Bax、Caspase-3 和 Bcl-2的表达实现18。通过对 Human Protein Atlas 数据库的查询，新发现 23 种基因表达的蛋白通过激活 PI3K/Akt信号通路在多种肿瘤中发挥作用，其中的六种蛋白在肿瘤细胞中高表达，分别是 CCND1、MERTK、PI3KCA、RPS6KB1、RHEB、TSC1、TP53，剩余的 16 种蛋白在肿瘤细胞中低表达或不表达，这些潜在靶点将为从分子水平治疗相关疾病提供新思路19。2miRNA-21 对 NSCLC 患者预后的影响研究发现高表达的 miRNA-21 与 NSCLC 患者的低存活率呈正相关，进一步提示 miRNA-21 高表达在临床 NSCLC 患者预后中的意义20。在 NSCLC 肿瘤组织中miRNA-21 的表达水平比癌旁组织显著增加，且晚期NSCLC 肿瘤组织中的 miRNA-21 表达水平高于早期患者的水平21。多因素回归分析提示 miRNA-21高表达是 NSCLC 患者生存率降低的一个新的独立因素。在组织学方面证实肺腺癌患者 miRNA-21 的表达水平高于癌旁组织及正常肺组织，且中晚期患者表达高于早期患者22。miRNA-21 表达升高抑制组织 TPEN的表达丰度，说明两者存在相关性。近年来关于血清 miRNA-21 中表达水平与肺癌患者预后的关系也成为研究的一项热点。血清中的miRNA-21 水平与肿瘤组织中 miRNA-21 水平，在预测 NSCLC 患者预后方面具有高度一致性23。研究发现血清 miRNA-21 对 NSCLC 化疗后效果评估方面具有较好的指导意义，且表达水平较低的患者其化疗效果更优，两者呈相关性24。miRNA-21 在正常肺组织、良性肺结节、恶性肿瘤病例中的表达均有差异性，且在恶性肿瘤组患者中表达最低，相较于癌胚抗原（CEA）、细胞角质蛋白 19 片段抗原 21-1（CYFRA21-1）两项指标在敏感性方面更有优势。将血清 miRNA-21 联合其他肿瘤指标评估肺恶性肿瘤病例的预后具有更高的准确性25。血清 miRNA-21 在高肿瘤分期患者及低分化肿瘤患者中表达明显高于低肿瘤分期患者及肿瘤高分化患者的表达水平26。说明 miRNA-21 对肺癌患者肿瘤分期及肿瘤分化水平有一定关联性，在肿瘤诊断、预后方面具有较高的检测意义。肺癌脑转移患者生存期普遍较短，而预测脑转移发生风险对患者的治疗方案选择具有一定意义。分析发现肺癌脑转移组患者血清miRNA-21 表达明显高于无肺癌脑转移组患者，提示在评估患者脑转移风险时，miRNA-21 表达状态是有意义的独立因素27。王文栋等28研究发现不同肺癌类型中miRNA-21 的表达水平有所区别。腺癌类型表达高于鳞癌组，提示 miRNA-21 可作为肺腺癌鉴别诊断病理类型的参考因素。鉴于获取患者血清的便利性，这些研究结果提示后续通过检测肺癌患者血清中的 miRNA-21 表达水平，结合临床相关资料可以辅助判断 NSCLC患者预后，并且在临床领域有较大的应用前景。3中药对 miRNA-21 表达的影响中药目前已被广泛应用于各类恶性肿瘤的综合治疗过程中，且中医药“简、便、廉、验”的优势在肺癌综合治疗方面具有重大意义，多项临床研究支持中医药参与治疗肺恶性肿瘤提高患者生活质量、延长生存时间，联合西医放化疗改善治疗毒副反应及严重不良事件29-31。从分子层面探究发现，中药米仁中抗肿瘤活性提取物康莱特注射液降低了肺癌患者经治疗后 miRNA-21 在血清中的丰度，康莱特注射液抗肿瘤机制或许与其能够降低 miRNA-21 表达有关联性32。黄芪的活性物质具有明确抑制肿瘤细胞增扩、繁殖，阻断蛋白激酶通路抑制肿瘤细胞侵袭及迁移33-34。毛蕊异黄酮作为黄芪当中重要的抗肿瘤物质，能够在不同滴度状态下减少miRNA-21 表达量，且呈现一定的浓度正依赖性，以此揭示了黄芪抗肿瘤提取物抑制肺癌的机制原理35。4小结综上所述，miRNA-21 通过作用于不同的靶基因，对 PI3K/AKT 信号通路进行调控，在细胞凋亡、肿瘤发生与发展等过程起着调节作用。由此可见，miRNA-21可作为新的靶点来调节细胞增殖和凋亡。miRNA-21在调控 PI3K/AKT 信号通路中所发挥的作用，可为临床诊断和疾病治疗提供新的突破口。中医药作为肺癌治疗手段之一，其作用机制与 miRNA-21 干预多种信号传导通路的关系还需要更多循证医学证据的支持。已有的研究显示，miRNA-21 与 NSCLC 的预后、复发、302甘肃医药 2023 年 42 卷第 4 期Gansu Medical Journal，2023，Vol.42，No.4转移等都有密切相关性，然而，还有许多问题值得进一步探讨，如 miRNA-21 是否与 NSCLC 耐药有关？通过干预 miRNA-21 的生物治疗进一步提高 NSCLC 患者生存期是否具有可行性？对这些问题的研究探索，不仅有利于 NSCLC 发生机制的阐明，且对于相关临床诊断、治疗新靶标和新策略的提出都具有特别的意义。参考文献 1王永生，张颉，陈墨，等.人肺腺癌吉非替尼耐药细胞株中微小 RNA的表达谱 J.肿瘤，2012，31（1）：16-20.2Wang L J，He L L，Sui X，et al.MiR-21 promotes intrahepatic cholangiocarcinoma proliferation and growth in vitro and vivo by targeting PTPN14and PTEN J.Oncotarget，2015，6（8）：5932-5946.3张丽丽，鲍永霞，苏冬菊，等.小核糖核酸 21 与肺癌的研究进展 J.中华老年多器官疾病杂志，2018，17（11）：874-876.4Lan F，Pan Q，Yu H，et al.Sulforaphane enhances temozolmide-inducedapopto