微小RNA21和腫瘤抑素與膀胱腫瘤的關(guān)系

1、微小RNA21和腫瘤抑素與膀胱腫瘤的關(guān)系    作者：任明 劉祿成      畢業(yè)論文   2011-9-9 8:40:03    【關(guān)鍵詞】  微小RNA21;腫瘤抑素;膀胱腫瘤微小RNA(miRNA) 是一種普遍存在的內(nèi)源性單鏈小分子非編碼蛋白質(zhì)的RNA，長度約為2125個(gè)核苷酸，可特異性識(shí)別靶mRNA的3非翻譯區(qū)(3UTR)并與之結(jié)合，引起靶mRNA的降解或翻譯抑制，從而負(fù)調(diào)控基因表達(dá)1，并調(diào)節(jié)許多重要的細(xì)胞活

2、動(dòng)，與個(gè)體發(fā)育、干細(xì)胞分化和疾病發(fā)生密切相關(guān)。近年研究發(fā)現(xiàn)，miRNA在人類多種腫瘤細(xì)胞中表達(dá)異常，在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展中起癌基因或抑癌基因的作用2。相關(guān)報(bào)道證實(shí)，miRNA與膀胱腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)24，因此，miRNA在包括膀胱腫瘤在內(nèi)的所有惡性腫瘤的發(fā)病機(jī)制、早期診斷以及尋找新的治療策略研究中意義重大。miRNA21已被發(fā)現(xiàn)在血液系統(tǒng)和多種實(shí)體器官的惡性腫瘤中發(fā)揮重要作用5，也是目前發(fā)現(xiàn)的與不同類型腫瘤相關(guān)的miRNA中最多的一個(gè)6。腫瘤抑素具有抗腫瘤新生血管生成和抑制腫瘤細(xì)胞增殖的雙重活性，能特異性地抑制腫瘤血管內(nèi)皮細(xì)胞蛋白的合成。本文就miRNA21和腫瘤抑素與膀胱腫瘤的關(guān)系做一綜

3、述，并對(duì)二者聯(lián)合應(yīng)用治療膀胱腫瘤的前景進(jìn)行展望。1 miRNA21與膀胱腫瘤的關(guān)系miRNA21參與膀胱腫瘤細(xì)胞分化、增殖和凋亡，與膀胱腫瘤發(fā)生密切相關(guān)。Neely等7通過對(duì)膀胱癌組織特異性miRNA表達(dá)譜研究發(fā)現(xiàn)，miRNA21在其中顯著表達(dá);同樣Dyrskjt 等2通過對(duì)膀胱腫瘤樣本miRNA的檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)miRNA21上調(diào)最明顯;二者均提示miRNA21與膀胱腫瘤關(guān)系密切。1.1 miRNA21與膀胱腫瘤細(xì)胞分化和增殖 miRNA21在肺癌、乳腺癌、膠質(zhì)母細(xì)胞瘤、胃癌、胰腺癌、肝癌、膽管癌、結(jié)腸癌、前列腺癌、膀胱癌中均呈過表達(dá)2，7，8。miRNA21表達(dá)并無明顯的組織特異性，推測(cè)其異常表

4、達(dá)抑制了細(xì)胞的正常分化，從而使腫瘤細(xì)胞處于一種不恰當(dāng)?shù)奈捶只A段和增殖過剩階段。miRNA21促進(jìn)腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)化的作用部分是通過抑制抑癌基因程序性細(xì)胞死亡因子4(PDCD4)實(shí)現(xiàn)的6,而Yoshinaga等9報(bào)道膀胱腫瘤中發(fā)現(xiàn)了PDCD4高表達(dá)，表明miRNA21在膀胱腫瘤細(xì)胞分化中起到重要作用。相關(guān)研究表明miRNA21反義寡核苷酸對(duì)體內(nèi)腫瘤和體外腫瘤細(xì)胞生長均有抑制作用10，提示miRNA21有促進(jìn)細(xì)胞增殖的作用。1.2 miRNA21與膀胱腫瘤細(xì)胞凋亡 Frankel等11通過對(duì)miRNA21耗竭的乳腺癌細(xì)胞株(MCF7)細(xì)胞行芯片表達(dá)分析，發(fā)現(xiàn)miRNA21可通過抑制蛋白p53表達(dá)而拮抗

5、p53凋亡通路，而含有p53抑癌基因的17號(hào)染色體的缺失或雜合性丟失與膀胱癌的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)12。Si等13在轉(zhuǎn)染miRNA21反義寡核苷酸的MCF7細(xì)胞中觀察到凋亡抑制蛋白Bcl2表達(dá)下調(diào)，推測(cè)miRNA21是通過Bcl2途徑抑制細(xì)胞凋亡，而Bcl2作為癌基因與膀胱癌密切相關(guān)14，綜上可以推測(cè)miRNA21在膀胱腫瘤中也具有抗凋亡作用。1.3 miRNA21可能的靶基因及其介導(dǎo)的膀胱腫瘤的生長、侵襲和轉(zhuǎn)移 Neely等7通過對(duì)膀胱癌組織特異性miRNA表達(dá)譜研究發(fā)現(xiàn)，侵襲性和非侵襲性膀胱癌細(xì)胞株中343個(gè)miRNAs的表達(dá)結(jié)果顯示miRNA21的顯著性表達(dá)，而其中侵襲性細(xì)胞株中miRNA2

6、1的表達(dá)率至少比非侵襲性細(xì)胞株高10倍，提示miRNA21與膀胱腫瘤的侵襲力有關(guān)。為進(jìn)一步證實(shí)這一發(fā)現(xiàn)，Neely等將premiRNA21導(dǎo)入非侵襲性膀胱癌細(xì)胞株(CUBIII和RT112)，結(jié)果表明該細(xì)胞侵襲能力明顯增強(qiáng)。上述結(jié)果顯示了miRNA21與肝腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移和侵襲力有關(guān)的報(bào)道一致15。miRNA通過與靶mRNA 3,UTR的不完全配對(duì)調(diào)控靶基因表達(dá)，并通過抑制靶基因表達(dá)來參與膀胱腫瘤表型的特征性調(diào)控，如腫瘤的生長、侵襲和轉(zhuǎn)移16。截止目前已發(fā)現(xiàn)的miRNA21靶基因有MSH2，E2F3，PTEN,TIMP3,PDCD4,TPM1。這些都與膀胱腫瘤的發(fā)生發(fā)展有關(guān)17。2 腫瘤抑素與膀

7、胱腫瘤的關(guān)系一種來源于組織的膠原蛋白3鏈非膠原區(qū)的蛋白，不僅可通過特異性地抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞蛋白合成導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞凋亡，使新生血管形成受到抑制，還可以直接抑制腫瘤細(xì)胞增殖和轉(zhuǎn)移，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡，既可直接作用于腫瘤細(xì)胞本身，又具有抗腫瘤血管生成從而間接抑制腫瘤生長的作用，故命名為腫瘤抑素18。腫瘤抑素有2個(gè)抗腫瘤活性區(qū)，以精氨酸甘氨酸天冬氨酸(ArgGlyAsp，RGD)非依賴方式結(jié)合于整合素v3，從而分別發(fā)揮直接和間接抗腫瘤作用18，19。2.1 直接抗腫瘤特性 腫瘤抑素接近C端的185203位氨基酸所對(duì)應(yīng)的19肽，具有抑制腫瘤細(xì)胞生長和促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡的直接抗腫瘤作用20。19肽含有3鏈特有的

8、3聯(lián)體氨基酸序列SNS，這種肽結(jié)合CD47/v3整合素復(fù)合體,促進(jìn)多種腫瘤細(xì)胞黏附、趨化作用和抑制腫瘤細(xì)胞的增殖。腫瘤抑素19肽誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，主要通過線粒體途徑調(diào)節(jié)Bcl2表達(dá)，而 Bcl2作為癌基因與膀胱癌密切相關(guān)14。由此推測(cè)腫瘤抑素19肽在膀胱腫瘤細(xì)胞中也是通過上述途徑誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。2.2 間接抗腫瘤特性 腫瘤抑素接近N端的54132位氨基酸組成的78肽(tum5)，可特異抑制內(nèi)皮細(xì)胞增殖和遷移，導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞凋亡，使腫瘤血管生成受到抑制，進(jìn)而抑制腫瘤細(xì)胞生長、浸潤和轉(zhuǎn)移。但其對(duì)生理過程的血管形成無影響。tum5抗腫瘤血管生成作用要比先前發(fā)現(xiàn)的血管內(nèi)皮抑素(endostatin)強(qiáng)10倍2

9、1。另外基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)與腫瘤血管生成以及腫瘤發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，MMPS家族中的MMP2和MMP9與膀胱癌的侵襲、轉(zhuǎn)移和預(yù)后等有著緊密關(guān)系22。目前已有研究揭示，腫瘤抑素對(duì)這兩種蛋白表達(dá)有下調(diào)作用。3 miRNA21和腫瘤抑素的關(guān)系及展望隨著分子生物學(xué)飛速發(fā)展和研究持續(xù)深入，基因治療研究取得重要進(jìn)展，但仍未在臨床膀胱腫瘤治療中取得突破，主要是因?yàn)榘螂啄[瘤的發(fā)生、發(fā)展機(jī)制尚未完全清楚，這仍然是目前膀胱腫瘤研究的重點(diǎn)。目前，已初步揭示了腫瘤抑素的結(jié)構(gòu)和功能，但對(duì)其作用機(jī)制仍有待于進(jìn)一步研究，比如腫瘤抑素受何調(diào)控以及調(diào)控機(jī)制等。并且miRNA21與腫瘤抑素的關(guān)系，以及miRNA21和腫瘤抑

10、素的表達(dá)之間是否存在一個(gè)環(huán)路，都需要進(jìn)一步深入研究，而對(duì)二者在膀胱腫瘤發(fā)生、發(fā)展中相互作用機(jī)制的研究，將為二者聯(lián)合應(yīng)用于膀胱腫瘤的治療打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。膀胱腫瘤的給藥途徑，目前人們較為一致的觀點(diǎn)是，膀胱腔內(nèi)灌注操作簡單，實(shí)用性強(qiáng)，療效確實(shí)，值得推崇。關(guān)鍵瓶頸是缺乏理想的藥物。根據(jù)現(xiàn)有的研究，如果將miRNA21的反義寡核苷酸和腫瘤抑素同時(shí)或是相繼用于膀胱灌注，那么將對(duì)膀胱腫瘤的治療提供最簡單的平臺(tái)，甚至有望改寫膀胱癌藥物治療的現(xiàn)狀。這是因?yàn)槟[瘤抑素具有抗腫瘤新生血管生成和抑制腫瘤細(xì)胞增殖的雙重活性，并具有特異性強(qiáng)、不易產(chǎn)生耐藥性和抗癌譜廣的特點(diǎn)23。而反義miRNA21在轉(zhuǎn)錄或翻譯水平阻斷某些異

11、?；虻谋磉_(dá)，特別是抑制miRNA21表達(dá)，成為有別于傳統(tǒng)治療方法的基因治療。由于二者抗癌機(jī)制不同，又各有優(yōu)勢(shì)，故有理由推測(cè)，二者聯(lián)用將起到協(xié)同作用。4 結(jié) 語由于膀胱腫瘤的發(fā)生、發(fā)展是一個(gè)多基因、多通道調(diào)控過程，所以采用針對(duì)單一靶點(diǎn)調(diào)控腫瘤細(xì)胞分化和加速凋亡的基因治療，其抗腫瘤效果有限24，多基因聯(lián)合治療是未來發(fā)展的方向。miRNA21基因的異常表達(dá)與腫瘤有著緊密的聯(lián)系。在不同腫瘤中，miRNA可作為致癌基因，亦可表現(xiàn)為抑癌基因，這可能與腫瘤本身基礎(chǔ)性質(zhì)的差異有關(guān)。miRNA21從抑制細(xì)胞凋亡、促進(jìn)細(xì)胞增殖以及促進(jìn)血管新生等多個(gè)方面促進(jìn)腫瘤的發(fā)生發(fā)展，對(duì)以miRNA21為治療靶點(diǎn)的研究有著很

12、多令人興奮的成果。因?yàn)橐恍┏晒呀?jīng)揭示了以miRNA21為治療靶點(diǎn)的潛在臨床意義，但與應(yīng)用到人體仍然有很大距離。至于tumstatin基因，盡管其抗腫瘤的價(jià)值已被證實(shí)并肯定，但這兩種基因的相互作用機(jī)制尚不完全清楚，特別是以miRNA21和tumstatin為靶點(diǎn)聯(lián)合治療膀胱癌的臨床可行性還在進(jìn)一步探索中，需要更深入廣泛的實(shí)驗(yàn)研究和臨床試驗(yàn)?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】1 Oulas A,Reczko M,Poirazi P.MicroRNAs and cancer the search beginsJ!IEEE Trans Inf Technol Biomed,2009;13(1):6777.2 Dyrskj

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