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MicroRNA在结肠癌诊断及中医药防治的研究进展

2021-11-11 117 上传者：管理员

摘要：结肠癌(CRC)是我国常见的消化道恶性肿瘤,其发病率高,预后效果不佳,严重威胁人类健康。MicroRNA(miRNA)是指由20～24个核苷酸组成的内源性非编码RNA;近几年来,不少研究发现其与多种肿瘤的发生发展都有着密不可分的关系并且广泛参与到中药抗肿瘤过程中。因此,本文总结近些年关于miRNA与结肠癌诊断以及中药防治的部分研究与进展,希望能为结肠癌的诊断以及防治提供一些新的方向。

关键词：
microRNA
中药防治
结肠癌
诊断
防治作用
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结肠癌是常见的消化系统恶性肿瘤，是世界范围内威胁人类健康的问题。通常，结肠癌的首选治疗方式是手术切除辅以放疗、化疗，其中放疗、化疗具有严重的不良反应，而中药作为我国的传统医学，在防治大肠癌中具有自己的优势，西医配合中医能够起到减缓不良反应，增强化疗敏感性的作用[1]。但是，即便是近几年来对于结肠癌的疗效已有改善，预后仍不乐观，结肠癌晚期患者手术后可能发生复发或转移。miRNA是最丰富的短链非编码RNA,可降解信使RNA(mRNA)或者调节靶基因的转录和翻译，导致细胞过程的改变，因而对增殖，分化，应激反应和致癌的具有调节作用。越来越多的证据证实miRNA可用于结肠癌的诊断、治疗和预后评估[2]。因此，在miRNA水平探讨其对结肠癌的诊断意义及中药对结肠癌的防治作用机制具有极大的意义。

1、miRNA与结肠癌

1.1 miRNA-203

研究报道miR-203不仅可以在宫颈癌和前列腺癌中发挥抑癌作用，在胰腺癌、基底细胞癌、乳腺癌、鼻咽癌和胶质母细胞瘤中同样具有抑癌作用。研究发现CRCⅢ～Ⅳ期患者的血浆miR-203水平显著高于Ⅰ～Ⅱ期患者的血浆[3]。并且miR-203血清水平的升高促进CRC肝脏，淋巴结，腹膜和远处器官转移恶化[4]。最近的一项研究表明，结直肠癌肝转移切除术后，短期存活者的miR-203水平显著高于长期存活者[5]。Liu等的研究发现miR-203的水平与肿瘤的大小、TNM分期、淋巴结转移和生存期呈正比[6]。因此，miR-203的水平波动对于CRC具有重要意义。

1.2 miRNA-204-3p

已在多种癌症中证实了miR-204-3p在包括透明细胞肾细胞癌、肝细胞癌、乳腺癌以及神经胶质瘤中具有抑癌作用。当前有研究发现，miR-204-3p的过表达降低了Caco-2细胞的活力，增强了细胞凋亡。在miR-204-3p模拟转染的Caco-2细胞中也观察到了受抑制的细胞迁移，侵袭以及MMP-9和波形蛋白的表达。以上证明，miR-204-3p可能是结肠癌致癌作用中的肿瘤抑制因子[7]。高机动性小组AT-hook 2(HMGA2)在现有研究中被公认为是新的致癌基因，已被证实在结肠癌中上调，并且其水平的增加与结肠癌的发生，发展和转移密切相关[8]。根据先前的研究工作，Xi等[7]认为HMGA2可能是miR-204-3p的直接产物。其研究中，双荧光素酶活性实验证实了HMGA2是miR-204-3p的新靶标基因。同时也证明HMGA2在Caco-2细胞中被miR-204-3p抑制。证实HMGA2可能是结肠癌发展中的关键调节剂以及miR-204-3p对其抑制的作用，miR-204-3p可作为结肠癌的新型生物标志物。

1.3 miR-34a

Notch信号通路对于干细胞具有重要的调控作用包括癌症干细胞。当Notch配体[例如Delta-Like 1(DLL1)]与Notch受体(Notch 1-4)结合时，Notch信号被激活，Notch细胞外结构域被切割，随后释放Notch细胞内结构域(NICD)。Meng等[9]进行的研究指出，Notch1和NICD的上调增强结肠癌对诸如5-氟尿嘧啶(5-FU)等化学治疗药物的耐药性。

miR-34a在大肠癌、神经母细胞瘤、前列腺癌和胰腺癌等癌组织中频繁失活，因此被选择作为候选的抑癌miRNA[10]。然而，很少报道miR-34a对于结肠癌细胞SP细胞的作用。

在相关学者的研究中，比较了从人结肠癌细胞系(SW480和LoVo)分离的SP和非SP细胞中miR-552、miR-611、miR-34a和miR-5000-3p的不同表达[11]。发现miR-34a在SP细胞中显著下调，而过表达miR-34a减少了对5-FU的耐药性。荧光素酶报告基因检测表明，miR-34a通过与mRNA的3’-UTR结合而对Notch信号通路的配体DLL1产生负调控。另外，过表达的miR-34a在体外通过DLL1/Notch途径克服了结肠癌对5-FU的抗性，并在体内5-FU处理下抑制了肿瘤的生长。

总之，以上证实miR-34a通过增强SP细胞对5-FU的化学敏感性而充当肿瘤抑制因子，为结肠癌提供了新的诊断标志。

1.4 miR-193b

近年来的研究表明miR-193b是一种典型的多功能基因，与各种生理和病理过程相关，包括炎症，免疫缺陷以及肿瘤的发生发展。miR-193b基因位于人类16p13.12染色体上，在前列腺癌、肝细胞癌和乳腺癌中异常表达。Xu等[12]证明miR-193b表达增加抑制细胞周期蛋白D1(CCND1),阻断细胞周期并抑制肝癌细胞的迁移和侵袭。Chen等[13]也提出miR-193b水平上调能抑制恶性黑色素瘤细胞的增殖和CCND1(CCND1是一种编码蛋白质的致癌基因，是G1增殖阶段的关键因素，已被确定在恶性肿瘤的发展中具有重要作用，因此与肿瘤的发生，转移和预后相关[14])的表达。这些发现表明，miR-193b在结肠癌的诊断和治疗中具有潜在的应用，并且可能在结肠癌的发展中具有重要作用。

为了探索与miR-193b相关的影响和机制，Fang学者合成了成熟的miR-193b序列(模拟物)并将其转染到SW480结肠癌细胞中[15]。RAB22A作为RAS癌基因家族的成员，在特定的肿瘤中扩增或表达，包括肺癌，黑色素瘤和骨肉瘤[16]。Fang等的研究表明[15],miR-193b通过Ras信号通路靶向RAB22A,导致ERK1/ 2的去磷酸化，进一步抑制下游因子以及细胞增殖、迁移，最终阻止肿瘤的进一步发展。

总之，这些发现为miR-193b诊断和治疗结肠癌提供了理论基础。但还是需要进一步研究miR-193b在结肠癌发生和发展中的功能，并进一步阐明其潜在的分子机制。

1.5 miR-101

先前的研究表明，miR-101可能是一种有前途的肿瘤抑制剂，在多种类型的癌症中，miR-101的表达水平降低[17]。然而，就我们所知，miR-101在结肠癌进展中的作用尚不清楚，并且尚未确定miR-101在结肠癌中的潜在靶标。Yang等的研究调查了miR-101在结肠癌中的作用[18]。结果表明miR-101表达水平在三种类型的结直肠癌细胞系中显著降低。此外，miR-101的过表达抑制了HT29细胞中的细胞增殖和迁移。使用荧光素酶报告基因分析，逆转录定量聚合酶链反应分析和蛋白质印迹分析，转录因子cAMP响应元件结合蛋白1(CREB1)被确定为miR-101的直接靶标。miR-101在体内肿瘤异种移植物中的过表达降低了增殖细胞核抗原和CREB1的表达水平，并抑制了肿瘤的生长。目前的结果表明，miR-101可通过直接靶向CREB1在结肠癌中发挥作用。

总体而言，研究表明miR-101可能是结肠癌的诊断和治疗靶标，而对miR-101/CREB1途径的研究可能有助于开发治疗结肠癌的新型治疗策略。

2、miRNA与结肠癌的中医防治

汉黄芩苷是从传统中药黄芩中提取到的一个黄酮类有效成分，具有抗癌、抗菌、抗氧化、抗血栓形成等多方面药理作用。其中以抗癌作用的研究报道较多。陶以理学者的研究发现黄芩苷在体内外具有抗结肠癌的作用，其机制为通过抑制转录因子c-myc的表达，上调抑癌基因miR-204表达，从而诱导结肠癌细胞凋亡[19]。常金荣等[20]研究发现盐酸小檗碱和吴茱萸碱能通过靶向miR-17-92抑制E2F1蛋白的表达，将细胞阻滞在S期，进而抑制大肠癌HT29细胞的增殖。黄连素属于异喹啉生物碱，具有抗肿瘤作用。研究发现：黄连素可能通过促进miRNA-29b-3p表达来抑制结直肠癌HCT-116细胞增殖并诱导其凋亡[21]。常环环等[22]的研究发现联合应用奥沙利铂和白藜芦醇具有协同抑制结直肠癌细胞增殖的作用，其可能机制与白藜芦醇促进结直肠癌细胞抑癌基因miR--34c表达有关。

综上所述，在我国，随着饮食习惯、生活方式及环境因素等的变化，结肠癌发病率呈明显上升趋势[1]。同时由于缺乏精确的诊断指标，结肠癌的死亡率也呈现出逐年增加的趋势。因此，结肠癌诊断指标具有重大意义。

同时，中药作为我国的一种特殊治疗手段，已经成为肿瘤综合治疗中不可缺少的一部分，与化疗药联合应用可能降低化疗药物剂量，提高治疗的有效性。但其机制尚未完全阐述清楚。中药能调节miRNA从而发挥抗癌作用，提示所调控的miRNA可能成为药物作用的靶点，为现代中医药理论发展提供新的突破口。

参考文献：

[19]陶以理.基于microRNA调控研究黄芩苷抗结肠癌的作用机制[D].南京:南京中医药大学,2018.

[20]常金荣,王建华,门枣园,等.从miRNA-17-92途径探讨小擘碱和吴茱萸碱对大肠癌HT29细胞周期调控机制[J].中药药理与临床,2014,30(3):19-22.

[21]李静,李治国,王花花,等.黄连素与miRNA-29b-3p对结直肠癌细胞增殖和凋亡的影响[J].癌症进展,2019,17(5):536-539,544.

[22]常环环,杨妹,李文帅,等.白藜芦醇与奥沙利铂联合应用抑制结直肠癌细胞增殖的机制[J.解剖学杂志,2017,40(2):125-128.

文章来源：彭俊,吕慧婕,丁星星,赵峻,马翅.MicroRNA在结肠癌诊断及中医药防治的研究进展[J].医学理论与实践,2021,34(21):3713-3714+3718.