miRNAs在垂体腺瘤发生发展、诊治及预后评估中作用的研究进展

何秋果，孙程圆，刘超，曾昭穆，史彦芳，郑克彬

河北大学附属医院神经外科，河北保定071000

微小RNA（miRNAs）在许多生物的生理病理过程中具有重要作用，包括细胞周期、增殖、侵袭、迁移、凋亡及血管生成等。从良性垂体腺瘤向侵袭性垂体腺瘤的发展伴随着分子水平的累积变化，其中就包括了miRNAs 的表达异常［1］。致癌性miRNAs通常被称为“肿瘤抑制基因的抑制基因”，可以通过抑制不同生物过程的肿瘤抑制基因表达来促进肿瘤进展。致癌性miRNAs 与癌基因发挥着相似的作用，如促进肿瘤细胞增殖、抑制凋亡、诱导肿瘤血管生成、增强MYC 等转录因子的致癌作用等［2］。本文对miRNAs 异常表达在垂体腺瘤发病、诊治及预后评估中的作用作一综述，为了解垂体腺瘤的miRNAs相关非侵袭性生物标志物提供依据。

1 miRNAs异常表达在垂体腺瘤发生发展中的作用

miRNAs 异常表达直接或间接导致了人类肿瘤的发生，其异常表达通常伴随着细胞调节机制的紊乱，包括不受控制的细胞增殖、细胞凋亡、肿瘤抑制物回避、肿瘤侵袭和血管生成［3］。一项研究使用垂体腺瘤活检样本进行miRNAs 表达谱分析，结果显示与正常细胞相比，垂体腺瘤细胞中各种miRNAs或多或少均存在着表达差异，这表明不同miRNAs在不同类型垂体腺瘤发病机制中的作用也不尽相同［4］。miRNAs 可同时抑制许多不同的基因靶点和信号通路，但其能够同时发生多种效应并不意味着其毫无“目的性”，miRNAs 同样存在细胞类型特异性，理解其在其他细胞类型中的功能对于确定其特异性和非靶效应至关重要［5］。

1.1 调节细胞增殖 垂体腺瘤细胞周期受某些miRNAs 调节，可直接或间接影响细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶（CDKs）、细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂（CKIs）、细胞周期蛋白（CCNs）和转录因子如E2 因子（E2F）合成，进一步调节细胞周期。miRNAs对于细胞周期的这种调控作用与垂体腺瘤的发生发展密切相关［6］。miR-15a 和 miR-16-1 是最早被发现可能作为肿瘤抗原而发挥作用的基因，这些抗原可潜在靶向调节细胞周期G1/S 的cyclin D1。在细胞周期的第二个调节时间点G2/M 期，肿瘤抑制因子WEE1 受 miR-128a、miR-516-3p 和 miR-155 三个基因调控，可使CDK1 发生磷酸化而失去活性，细胞进入有丝分裂的过程受阻，导致细胞增殖“减速”［7］。最近研究表明，一些miRNAs 参与垂体腺瘤的生长，如miR-1可通过下调葡萄糖-6-磷酸脱氢酶来抑制垂体腺瘤细胞增殖；HMGA 受到 miR-15a、miR-15b 和miR-16 的调控，参与垂体腺瘤细胞的增殖过程；miR-16 通过 VEGFR2/p38/NF-κB 途径调节细胞生长［8］。miR-219a-2-3p 在垂体腺瘤细胞中的表达降低，而当其过表达后，垂体腺瘤细胞的增殖受到明显抑制，细胞凋亡明显增加，表明miR-219a-2-3p 具有抑制垂体腺瘤细胞增殖的作用［9］。因此，开发基于miRNAs 的治疗靶点来阻断垂体肿瘤细胞的增殖可能是改善患者预后的重要途径。

1.2 参与细胞侵袭、迁移 垂体腺瘤作为良性肿瘤，通常以非侵入性方式生长，但也有部分侵犯邻近结构，包括颅骨、蝶骨或硬脑膜等。这些攻击性行为是由遗传和表观遗传调节、激素过量或不足引起的，这表明相关调节基因表达失衡是肿瘤发生的潜在风险。因此，若患者在疾病早期就能得到诊断和治疗，那么其视力缺陷、内分泌紊乱等症状也能得到很大程度的缓解［10］。研究发现，miR-338-3p与激素合成系统和细胞侵袭性有关，miR-338-3p表达上调和下调可导致PTTG1表达改变，而PTTG1是促进生长激素瘤细胞增殖、迁移和侵袭的关键基因［11］。在侵袭性垂体腺瘤中，抑制miR-543 表达可以抑制细胞侵袭和迁移，同时可通过靶向Smad7使Wnt/β-连环蛋白信号通路失活，从而促进垂体腺瘤细胞凋亡，证实miR-543 与垂体腺瘤细胞的侵袭和迁移密切相关［12］。

1.3 参与血管生成 血管内皮生长因子家族可刺激内皮细胞（ECs）的增殖和迁移，是影响血管通透性的一个重要因素，与肿瘤血管生成过程密切相关，广泛表达于各种侵袭性肿瘤细胞中［13］。此外，垂体腺瘤患者的激素水平和血管内皮生长因子过度表达之间存在相关性［14］。一些外泌体含有促血管生成的miRNAs，如 miR-210、miR-23a-3p、miR-424、let-7f、miR-30b、miR-30c、miR-126、miR-21、miR-132、miR-130a-3p、miR-214、miR-378、miR-126、miR-133 和let-7b-5p，这些miRNAs 均参与调节血管生成信号和维持血管内皮完整性，促进新生血管生成［15］。研究发现，miR-126 表达上调有助于血管损伤或缺氧后的血管生成，miR-126 可通过下调血管内皮生长因子途径，即磷酸肌醇-3 激酶调节亚基2（PIK3R2）、与Sprouty 相关的含 EVH1 结构域的蛋白 1（SPRED1）来促进血管生成［16］。因此，miR-126是具有促血管生成作用的潜在生物靶标。侵袭性垂体腺瘤组织中血管内皮生长因子表达上调，证实其相对更具有侵袭性。由此可见，miRNAs作为一种广泛存在于肿瘤组织中的小分子，当其出现明显的上调或下调时，可能伴随着血管内皮生长因子表达变化。以上研究提示miRNAs可能成为垂体腺瘤的相关治疗靶点，通过控制血管生成，降低肿瘤血供，进而延缓肿瘤进展。

1.4 调节细胞耐药性 一些miRNAs 已被证实能够调节许多肿瘤细胞的多药耐药性，包括垂体腺瘤。研究显示，miR-34a 表达升高可削弱垂体腺瘤细胞对奥曲肽的反应，种系AIP 突变导致的生长激素瘤（AIP mut+）患者对第一代生长抑素类似物（SSAs）缺乏反应，也可能是通过诱导miR-34a 表达来介导的；此外，miR-34a高表达与SSAs治疗的耐药性相关，可改善AIP mut+患者预后，并作为个性化治疗的一种选择［17］。此外，miR-93 表达沉默显著增加了MMQ 细胞对多巴胺受体激动剂治疗的敏感性，miRNAs-mRNA 网络分析预测miR-93 可能参与调节p21 表达。VICKERS 等［18］证实，miR-93-5p 可以通过调节β1/Smad3 依赖性纤维化途径来增强泌乳素瘤细胞的耐药性。JIAN 等［19］探讨了 miR-145-5p 表达与溴隐亭体内外敏感性之间的关系，证明在抗溴隐亭的泌乳素瘤患者肿瘤组织中miR-145-5p 表达下调。SSAs 可用于治疗神经内分泌肿瘤，抑制激素分泌或促进肿瘤体积缩小，其疗效会因为肿瘤中SSTRs 的差异表达而不同［20］。miRNAs 在调节垂体腺瘤细胞耐药性中的作用是一个极具吸引力的研究领域，并有望在未来发展基于miRNAs的新疗法。

2 miRNAs在垂体腺瘤诊治中的应用

2.1 miRNAs 用于垂体腺瘤的诊断 液体活组织检查可从生物流体中实时取样生物标志物，包括循环miRNAs。miRNAs 液体活组织检查可用于无创检测分子表征，监测侵袭性垂体腺瘤进展。早期识别具有高侵袭性的垂体腺瘤可显著降低患者病死率，因此miRNAs 液体活组织检查对改善患者预后具有重要的临床意义［21］。尽管循环miRNAs 目前没有应用于临床实践中，但其在肿瘤诊断和预后判断中的有效性已得到证实，并解决了部分现代诊断实践中存在的困难。miRNAs 用于诊断垂体腺瘤的优点：①属于非侵入式检测；②miRNAs 稳定且丰富存在于人类生物标本中，取样简单；③循环miRNAs 在病理学诊断方面具有高度敏感性；④只有当组织损伤的重要部分已经发生时，才能在血液循环中发现蛋白质标记物，但miRNAs 可在疾病进程中的任何一个阶段表现出异常；⑤miRNAs 几乎参与了所有的细胞功能；⑥miRNAs 在肿瘤细胞间的通讯过程中发挥作用［22］。研究显示，库欣病和异位ACTH 综合征患者血浆中部分miRNAs 表达异常，特别是miR-16-5p、miR-145-5p 和 miR-7g-5p 的循环水平，其中miR-16-5p 在血浆中的表达最为丰富，最容易被检测到，具有良好的诊断性能［23］。因此，循环miRNAs有望成为各种肿瘤包括垂体腺瘤诊断的非侵入性生物标志物。

2.2 miRNAs 用于垂体腺瘤的治疗 目前miRNAs在肿瘤包括垂体腺瘤的治疗主要包括两方面作用：①修复癌基因的miRNAs 抑制因子，使miRNAs 表达恢复正常；②抑制过表达的癌基因［24］。肿瘤抑制miRNAs 的修复可以使用miRNAs 模拟物来实现，miRNAs 模拟物是具有与靶miRNAs 相同序列的合成双链RNA 分子，能够整合到RNA 中，并执行抗肿瘤功能。抗miRNAs 治疗的目的是抑制肿瘤中过度表达的癌基因，该过程可以通过反义寡核苷酸（能够抑制与胆固醇结合的“抗体”以促进细胞摄取的寡核苷酸）、miRNAs屏蔽（修饰的2'-O-甲基寡核苷酸，与miRNAs 及mRNA 靶标的结合位点互补）、封闭的核酸（具有经修饰以提高特异性和稳定性的LNA 核糖片段的寡核苷酸）、低分子量miRNAs 抑制剂和miRNAs 海绵来实现。在人类无功能性垂体腺瘤（NFPAs）组织中，HMGA2 过表达抑制了 miR-370-3p 的抗肿瘤作用，miR-370-3p 作为肿瘤抑制基因可靶向HMGA2。若miR-370-3p 模拟物能够顺利整合至RNA 中，理论上能够发挥抗肿瘤作用。与正常垂体组织相比，RPSAP52 基因在促性腺激素瘤和催乳素瘤中的表达明显上调，RPSAP52 可以ceRNA 依赖的方式促进HMGA2 蛋白表达，充当miR-16、miR-15b 和 miR-15a 的海绵，而 miR-16、miR-15b 和 miR-15a 被证实参与靶向 HMGA2［24］。因此，当 miRNAs的这种海绵作用被解除，相关肿瘤的进展可能会被抑制。

3 miRNAs在垂体腺瘤预后评估中的应用

miRNAs 广泛存在于人体的生物流体，在正常垂体腺瘤中它们的作用被认为是将基因表达调整到最佳水平，即负责基因表达的“微调”作用。当肿瘤发生时，生物流体中miRNAs 表达也伴随着“量”的变化，这是其能作为生物标志物诊断疾病的重要原因。垂体腺瘤中miRNAs 表达变化直接关系到手术切除或是其他方式治疗后患者的预后情况及复发风险。在对骨质存在侵袭行为的垂体腺瘤中，miR-181c-5p、miR-454-3p 可调控肿瘤坏死因子 α（TNF-α）表达，进而诱导破骨细胞分化，导致骨质破坏，因此其过表达提示患者预后不良［25］。但是，miRNAs可否用于检测垂体腺瘤复发尚未证实。随着生物流体中miRNAs 表达检测的推广，miRNAs 的更多生物学作用也会被挖掘出来。

综上所述，miRNAs 在垂体腺瘤中调控着各种蛋白质编码基因，影响细胞增殖、凋亡、侵袭、迁移等一系列生物学行为；人工沉默或激活miRNAs 可调节miRNAs 表达，不仅可以影响一个靶基因，还可以影响复杂的生物途径。miRNAs 作为可被识别的潜在诊断生物标志物和药物治疗靶点，已逐步应用于垂体腺瘤的早期诊断和治疗中。