微小RNA-200家族在三阴性乳腺癌发生发展中的作用

2020-01-14 05:29倪苗苗周宪春
中国老年学杂志 2020年2期
关键词:癌细胞靶点靶向

倪苗苗 周宪春

(延边大学附属医院,吉林 延吉 133000)

乳腺癌(BC)是女性人群在临床上最常诊断的癌症疾病,其特征主要体现在高发病率及高死亡率,并时刻威胁着我国女性的健康〔1,2〕。据统计,在欠发达国家BC的发病率较高,相比较发达国家则相对较低〔3〕。

三阴性乳腺癌(TNBC)常不表达孕激素受体(PR)、雌激素受体(ER)或人类表皮生长因子受体(Her)-2,在BC分型中是备受瞩目的亚型〔4,5〕。TNBC占全部BC患者总数的15%~20%,是所有亚型中最具有攻击性的,且比ER/PR阳性或Her-2高表达的BC预后相对差,目前仍缺乏较好的靶向分子疗法〔6~9〕。

miRNA最初是在九十年代早期通过秀丽隐杆线虫被人类发现的〔10〕,是一些非编码的小分子RNA,主要由18~25个核苷酸序列组成的〔11〕。其合成过程很复杂,通过一系列的化学反应,成熟的miRNA可以提高与miRNA结合特异性的敏感性,引起靶mRNA的负性调控〔12,13〕。通过与靶点miRNA不同的结合,可以调节控制转录后相关基因的表达,进而调控癌细胞生长与分化、组织器官及胚胎的形成、信号传导通路及癌症发展的相关过程〔14〕。 miRNA在瘤形成和转移中的功能性作用变得越来越明显,miR-200家族因潜在调节肿瘤进展而备受关注〔15〕。

1 miR-200家族与TNBC的关系

miR-200家族是最新发现的miRNA,由两个独立的集群构成,分别位于1号染色体上的miR-200b/-200a/-429组和12号染色体上的miR-200c/-141组〔16,17〕。miR-200家族在大多数肿瘤的组织中常显示异常表达,参与调控癌细胞的迁移及上皮-间质转化(EMT),并与多种恶性肿瘤的进展和预后相关〔15,18~20〕。本文将从miR-200家族在TNBC的细胞增殖与凋亡、侵袭转移方面及治疗靶点方面进行讨论。

1.1miR-200家族在TNBC细胞增殖和凋亡中的作用 miR-200家族可以通过影响TNBC相关信号通路及其他途径来影响癌细胞增殖及凋亡。有研究〔21〕将磷酸二酯酶(PDE)7B鉴定为miR-200c靶标,通过强制PDE7B转基因表达来阻止miR-200c对细胞生长和肿瘤发展的抑制作用,而PDE7B的敲低能抑制癌细胞生长,证明miR-200c通过靶向PDE7B mRNA来调控肿瘤细胞生长。此外,miR-200c可以在体外抑制小鼠claudin肿瘤细胞的增殖和集落形成,并可能通过抑制血管生成来损害体内肿瘤生长〔22〕。Uhlmann等〔23〕研究显示miR-200bc/429族和miR-200a/141族可以通过抑制细胞周期相关基因将细胞周期的G2/M或G1停滞,可以充当肿瘤抑制因子而抑制肿瘤细胞的生长。除此之外,相关文献报道〔24〕,miR-200家族通过抑制癌基因CDH1形成、Suzl2蛋白水平及肿瘤干细胞形成,在BC发生发展中呈现出抑癌基因作用。

细胞凋亡是哺乳动物细胞中固有的细胞死亡机制,但在肿瘤细胞中存有缺点。凋亡抑制剂蛋白(IAP)中的X连锁凋亡抑制蛋白(XIAP)具有抑制含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶(caspase)-9、caspase-3及-7的活性从而阻碍诱导癌细胞产生凋亡。因此,它有效地起到防止细胞死亡激活和维持癌细胞存活的作用。所谓“失巢凋亡”(anoikis) 是细胞从天然细胞外基质分离后引发的细胞程序性死亡。由于癌细胞转移时需要从基底膜脱离后才能生存,因此抵抗失巢凋亡的能力有助于乳腺肿瘤的转移潜能〔25〕。恶性表型癌细胞通过抵抗失巢凋亡,促进肿瘤进展和癌细胞扩散。miR-200家族的表达与BC细胞的失巢凋亡抵制相关〔25,26〕,其中miR-200c是上皮细胞向间充质细胞转变的有效抑制因子,在腔内BC中表达,但在更具侵袭性的基底样或TNBC中丢失。有研究证明〔25〕miR-200c通过影响酪氨酸激酶受体B/神经营养因子3(TrKB/NTF3)信号通路,破坏TrKB与NTF3配体结合活化TrkB的失诱导巢凋亡抗性,从而提高TNBC对失巢凋亡作用更加敏感,结果显现通过对miR-200c的表达上调,抑制肿瘤细胞的发展。

1.2miR-200家族在TNBC侵袭和转移的作用

1.2.1通过影响肿瘤血管生成影响侵袭转移 当癌细胞发生增殖、侵袭及迁移时,肿瘤新生的血管给予其充分的营养成分。血管内皮生长因子(VEGF) 可发挥着刺激肿瘤血管生长的作用。研究发现〔27〕,与miR-200b/200a/429族相比,miR-141/200c族的稳定过表达是经黏着斑激酶(FAK)和磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B(PI3K/AKT)信号通路,使VEGF-A分泌增多,进而调控TNBC细胞的侵袭和迁移能力。其中血小板衍生生长因子受体(PDGF-R)介导的信号通路与血管生成、EMT和细胞迁移相关,并作为攻破BC的希望之一〔28〕。D'Ippolito等〔29〕探索了在TNBC中,miR-200在PDBC-Rβ中作用,证实了miR-200的异位表达经阻抑E盒结合锌指蛋白(ZEB)1使PDGF-Rβ的蛋白水平降低,抑制癌细胞的血管形成。

1.2.2通过影响EMT发生的进展过程来影响侵袭迁移 癌症细胞侵袭转移的发生,常常是癌症病人致死的常见病因。癌症发生远处转移是一个涉及多个步骤的过程,EMT在癌细胞发生迁移中有极大的促进作用,且miR-200 家族又是 EMT 的潜在调控因子〔26,30,31〕。

1.2.2.1通过作用于ZEB而影响EMT侵袭及转移的进展 miR-200家族在EMT过程中能靶向于转录抑制因子ZEB1和ZEB2起到阻抑作用〔32〕。研究证实〔33〕,当发生EMT时,miR-200家族呈现出低表达,黏附蛋白E(E-cadherin)基因中的E-box能够与ZEB1/2相互结合,使癌细胞发生转移及侵袭能力的提高〔34〕。随着对EMT认识的深入,miR-200家族和ZEB蛋白家族共同构造了一双负反馈环路,当调节ZEB1/2上游中的miRNA时,可增加E-cadherin的合成,而ZEB1/2下游蛋白的合成增加,反过来抑制miR-200家族的表达,从而实现相互调控〔35,36〕。另一种miR-200家族成员miR-200a能够通过减少泛素相关和含有SH3结构域的(UBASH3)B mRNA和蛋白质表达及ZEB1 和ZEB2来抑制TNBC的侵袭和转移〔37〕。

1.2.2.2通过影响其他相关的基因表达来影响侵袭转移 miR-200家族除了调节控制ZEB1/2外,还可通过其他基因途径影响肿瘤的侵袭和转移。有研究表明〔38〕miR-200b过表达协同抑制靶基因,包括ZEB1、性别决定区Y-box(SOX)2和CD133,从而抑制TNBC细胞的迁移,侵袭和球囊形成。Tsouko等〔39〕研究发现,致癌基因EPH受体(EPH)A2表达与基底样BC特异性生存率差相关,通过miR-200a与EPHA2的3'UTR相互作用而抑制其表达。结果证明miR-200a直接调节EPHA2并调节TNBC的侵袭和迁移。此外Rhodes等〔40〕探索了miR-200家族两个成员miR-200b-3p/200b-5p在TNBC细胞增殖和迁移中的作用,并通过靶向TNOGB表型中RHOGDI信号通路抑制TNBC EMT。

1.2.2.3通过作用于相关的信号通路影响侵袭转移 当EMT发生时,miR-200c通过调控β-连环蛋白(β-catenin)和波形蛋白(Vimentin)的表达水平,使癌细胞生长及发生转移的能力减弱,使EMT的发生得到抑制〔41〕。 Li等〔42〕研究发现miR-200b-3p和miR-429-5p参与TNBC细胞增殖和转移,并阐明其靶基因和途径。结果证明了LIM结构域激酶(LIMK)1是miR-429-5p和miR-200b-3p的直接靶基因。miR-429-5p和miR-200b-3p的高表达通过LIMK1/丝切蛋白(CFL1)途径抑制TNBC肿瘤细胞的生长,侵袭及转移。

1.2.2.4通过调控其他相关的途径来影响侵袭转移 当癌细胞获得侵袭和转移的能力时,它们会从原癌肿部位迁移并开始转移过程〔42〕。因此,抑制癌细胞迁移对于减少癌症转移至关重要。细胞迁移是一个动态过程,涉及由肌动蛋白细胞骨架相关蛋白及其调节剂介导的肌动蛋白细胞骨架重组〔43〕。早期研究表明的miR-200可以通过作用于特有的肌动蛋白细胞骨架上的相关蛋白质,抑制TNBC发生转移能力〔44〕。基于肌动蛋白的结构的丧失由miR-200c引起,miR-200c以ZEB1/2非依赖性方式直接靶向肌动蛋白调节蛋白FHOD1和PPM1F,并导致细胞迁移和侵袭的抑制〔45〕。Soung等〔46〕发现miR-200b在介导蛋白结构域(ARRDC)3(一种转移抑制因子)依赖性逆转EMT表型和对TNBC细胞中DNA损伤剂的化学抗性起着重要作用,在体外和体内可以抑制TNBC的侵袭和转移。

尽管miR-200在抑制EMT方面具有良好的作用,但miR-200对癌症转移的报道作用仍存在争议〔47,48〕。Choi等〔27〕研究发现,在TNBC中上调miR-200b/200a/429或miR-141/200c都会抑制细胞增殖,促进肿瘤细胞的转移,但miR-141/200c在TNBC中分泌VEGF-A激活FAK/PI3K/AKT信号通路,从而抑制癌细胞的侵袭转移。有文献显示〔48〕,当miR-200家族高表达时,BC远处转移发生的概率升高,特别是脑转移。此外,相关研究发现〔49〕,在BC中上调miR-200c/141族的表达,显示与肿瘤发生远处转移及淋巴结转移有关。

2 miR-200与TNBC的治疗

TNBC是一组高度异质性的疾病,其临床特点为高度恶性、较高的复发风险、病情发展快〔5〕,临床上病人的预后往往很差〔7〕。目前的治疗TNBC的方式仅限于手术,放射和全身化疗,现治疗上主要以化疗为主,其中紫杉醇和蒽环类药物是首选的化疗药物〔50〕。miR-200家族能成为靶向共同基因的共同亚群,有希望作为癌症治疗的分子靶点。刘棣等〔51〕通过定量 PCR检测人BC细胞株中miRNA-200a/b/c 的表达,通过miR-200b抑制剂及拟似物分别抑制、促进miR-200b 的表达后,观察肿瘤细胞在TNBC的变化。结果提示,当下调miR-200b表达时,可促进TNBC肿瘤细胞增殖和侵袭转移的能力,且可作为诊断肿瘤生物学标记物和潜在的分子治疗靶点。此外,Ren等〔52〕研究发现,miR-200c通过XIAP的低表达,使caspase-3相关的凋亡机制激活,TNBC细胞的生长受到抑制并诱导肿瘤细胞出现凋亡。因此可以作为TNBC新治疗策略开发中的潜在治疗靶点。有研究证明〔25〕通过上调miR-200c可以增加TNBC的治疗,抑制肿瘤细胞的发展。也有文献报道〔53〕,miR-200b表达的丧失在TNBC侵袭性中起关键作用,其通过蛋白激酶(PK)Ca这个靶点,进而阻止TNBC细胞发生迁移及侵袭。结果提示,miR-200b和PKCa可作为转移性TNBC的有希望的治疗靶点。

综上,TNBC通常是高度侵入性和转移性BC,因其对内分泌及分子靶向治疗均不敏感,根本无法从其中获益,因此化学药物治疗仍是首选的TNBC治疗方案。随着研究深入,可以利用miR-200家族对TNBC相关的信号通路的干预及肿瘤生物学行为相关的基因的调控,有效阻止及干预肿瘤细胞的发生,将会成为TNBC治疗的趋势。特定的miR-200家族可能作为TNBC的潜在治疗靶点,从而为TNBC的个体化治疗方案提供新的思路。相信未来,随着相关研究人员的不懈努力及生物科技的不断发展,miR-200家族在TNBC的靶向治疗方面将会有更加广阔的应用前景。

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