青海省人民医院肿瘤内科一病区，青海 西宁

收稿日期：2023年9月9日；录用日期：2023年10月3日；发布日期：2023年10月10日

摘要

消化道肿瘤早期症状不明显，且大多症状都缺乏特异性。如胃癌早期仅有上腹部饱胀不适，结直肠癌早期仅有排便习惯改变等不易引起重视的症状，缺乏特异性，待患者出现明显症状就诊时，已发生深部浸润或远处转移。因此，尽管近几年诊疗水平在不断提高，但消化道肿瘤早期检出率仍偏低，在我国就诊时已处于晚期的肿瘤患者比例仍偏高。因此目前迫切需要高敏感性的筛查手段。微小RNA (miRNA)是小分子内源性非编码RNA，大量研究表明miRNA参与消化系统肿瘤、发生发展的多种信号通路的表达并且与肿瘤耐药密切相关，因此深入研究miRNA在消化系统肿瘤中的作用，可以进一步发现其在肿瘤的诊断、治疗和预后中的作用，为提高早期消化道肿瘤筛查率、降低消化道肿瘤的发病率和病死率提供新的思路。本文就miR-106a与消化道肿瘤的诊断、转移、耐药方面进行综述。

关键词

miRNA，消化道肿瘤，液体活检

Research Progress of miR-106a in Digestive Tract Malignant Tumors

Hui Wang

Ward 1, Department of Medical Oncology, Qinghai Provincial People’s Hospital, Xining Qinghai

Received: Sep. 9^th, 2023; accepted: Oct. 3^rd, 2023; published: Oct. 10^th, 2023

ABSTRACT

The early symptoms of digestive tract tumors are not obvious, and most of the symptoms are lack of specificity. For example, in the early stage of gastric cancer, only the upper abdomen is full and uncomfortable, and in the early stage of colorectal cancer, only the symptoms such as the change of defecation habits are not easy to pay attention to, and there is no specificity. When the patient has obvious symptoms, deep infiltration or distant metastasis has occurred. Therefore, despite the continuous improvement in the level of diagnosis and treatment in recent years, the early detection rate of digestive tract tumors is still low, and the proportion of patients with advanced tumors in China is still on the high side. Therefore, there is an urgent need for highly sensitive screening methods. Micro-RNA (miRNA) is a small endogenous non-coding RNA. A large number of studies have shown that miRNA is involved in the expression of multiple signal pathways in the occurrence and development of digestive system tumors and is closely related to tumor drug resistance. Therefore, in-depth study of the role of miRNA in digestive system tumors can further find its role in the diagnosis, treatment and prognosis of tumors. It provides a new idea to improve the screening rate of early digestive tract tumors and reduce the incidence and mortality of digestive tract tumors. This article reviews the role of miR-106a in the diagnosis, metastasis and drug resistance of digestive tract tumors.

Keywords:miRNA, Digestive Tract Neoplasms, Fluid Biopsy

Copyright © 2023 by author(s) and Hans Publishers Inc.

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1. 引言

消化系统肿瘤是最常见的一类疾病，发生在食管、胃、肝脏、胆管系统、胰腺、肠道等器官 [1] 。据IARC最新研究报道，2020年约有110万的胃癌新发病例，并且有将近77万人死于胃癌。男性的发病率平均是女性的两倍(分别为15.8/10万和7.0/10万)，不同国家的情况有所不同，东亚男性和女性的发病率最高(分别为32.5和13.2)；居住在日本(48.1)、蒙古(47.2)和韩国(39.7)的男性发病率最高。非洲的发病率最低，发病率低于5/10万。东亚的男性死亡率(21.1%)和女性死亡率(8.8%)最高 [2] 。与发展中国家相比，发达国家的死亡比例较低。据预测，到2040年，每年的胃癌负担将增加180万新发病例和130万死亡病例 [3] 。因此目前迫切需要新的诊疗手段来提高消化道肿瘤的诊疗水平。近几年，miRNA在肿瘤中的表达水平和机制逐渐被人们所重视 [4] 。

2. miRNA的发现、定义及作用机制

MiRNA (microRNA, miRNA)的发现可以追溯到二十世纪初，虽然miRNA对哺乳动物的生长发育，调节代谢起着至关重要的作用，但第一个发现的miRNA并不是在人类或其他哺乳动物找到的，而是在无脊椎生物体中被发现的 [5] 。第一个miRNA是由来自于不同实验室的两个分子遗传学家Victor Ambros和Gary Ruvkun同时在秀丽新小杆线虫上进行突变体遗传分析实验时意外发现了一类小分子RNA，这是第一个被发现的miRNA，被命名为Lin-4 [6] 。他们发现这个小RNA分子可与Lin-4基因的3-UTR区域配对从而抑制Lin-4的翻译，却不影响该基因的转录过程。到了2000年，科学家又在线虫当中发现了另一个具有类似调控作用的小分子RNA，并将其命名为Let-7，另外，他们发现这类小分子RNA可以调控线虫的正常生长过程，其参与调控从幼虫到成虫的转变的过程。此后越来越多的类似的小分子RNA被发现，科学家们把这一类长度约为19~23个核苷酸，不编码蛋白质的内源性的小分子RNA统称为miRNA，对于miRNA的研究也越来越深入 [7] 。miRNA经加工修饰后3’端为羟基，5’端为磷酸，在RNA聚合酶II的作用下生成具有较长茎环结构的转录体前体miRNA，在生物体内转录体前体miRNA被核糖核酸酶(Drosha酶)切割，产生约70碱基大小、具有发夹状结构的pro-RNA；在细胞质中，pro-RNA经过核糖核酸内切酶(Dicer酶)加工生成约22nt双螺旋结构的双链RNA，随后其指导链与靶基因对应的特定蛋白质结合组装成miRNA诱导的静默复合体，从而抑制蛋白质的翻译表达过程，即发挥转录后水平基因调控的作用 [8] [9] 。近年来，越来越多的研究发现，miRNA在多种器官及生物学过程中发挥着重要的调控作用，如其参与细胞的生长发育、增殖、自噬和凋亡等。同时，一些研究表明miRNA还与生长信号失调、细胞能量失调、免疫逃避、血管生成、肿瘤发生发展、侵袭及转移等有关 [10] 。因此，miRNA的表达失调可能与肿瘤的发生发展密切相关。研究数据显示，miRNA在多种恶性肿瘤中的表达发生了改变，包括胃癌、结直肠癌、乳腺癌、肝细胞癌和肺癌等。miRNA不仅可以调控肿瘤细胞的生物学行为，miRNA还调节多种肿瘤相关基质细胞的生物学作用，包括癌症相关的成纤维细胞、肿瘤内皮细胞、炎症和免疫细胞等 [11] 。不同的miRNA可能参与消化道肿瘤进展的不同病理过程，许多miRNA通过调节特定靶基因的表达参与消化道肿瘤的形成和进展。miR-106a属于miR-17家族，是miR-106a-363基因簇中最重要的致癌成分 [12] 。miR-106a-363基因簇还包括另外5个成员：miR-18b、miR-20b、miR-19b-2、miR-92-2和miR-363。人的miR-106a位于Xq26.2，由23个核苷酸组成。黑猩猩、小鼠和大鼠的miR-106a也是位于X染色体上，并且与人的miR-106a序列高度保守。miR-106a是一种致瘤性miRNA [13] 。目前，许多研究表明miR-106a在多种肿瘤中高表达，故其表达紊乱与肿瘤的发生、发展密切相关，miR-106a作为一种促瘤非编码小分子RNA，在消化道肿瘤中表达水平上调，通过多种机制参与消化道肿瘤的发展及侵袭过程。

3. miR-106a对消化道肿瘤的诊断价值

近几年，miRNA对肿瘤的诊断价值逐渐被人们所重视，研究发现，血浆中突变的DNA模板来自濒临死亡的癌细胞，因此血浆中的miRNA可以作为肿瘤形成的微妙的特异性标记。外泌体在20世纪80年代最初由Trams等首次发现 [14] 。外泌体是由细胞分泌的外囊泡，内含微小RNA (miRNA)、mRNA、小分子蛋白等多种生物活性物质，在肿瘤进展、诊断等方面发挥重要作用 [15] 。外泌体包裹的miRNA具有很好的生物稳定性并且可以从尿液、血液、唾液、乳汁及脑脊液等多种体液中分离得到，容易获取，因此，可以通过动态监测血浆外泌体表达的miR-106a水平来评估病情 [16] 。研究发现，消化道恶性肿瘤的患者血浆外泌体miR-106a水平明显高于消化道良性息肉及其他良性病变的人群 [17] 。并且，在消化道恶性肿瘤人群中，基线期血浆外泌体表达的miR-106a水平高的患者人群比表达水平低的人群有更短的PFS和OS及更高的复发风险。另外，miR-106a的表达水平与结直肠癌肿瘤的病理类型密切相关，研究发现，腺癌组织的miR-106a表达水平要高于粘液样癌组织 [18] 。Wang等发现miR-106a在大肠癌患者血浆中表达明显上调，并且miR-106a出现上调的时间比影像学表现出现更早，另外血浆miRNA水平还可作为评估是否存在假性进展的工具；假性进展是指尽管机体对化疗、放疗、免疫治疗等有临床反应，但影像学上肿瘤大小的较初始增加；故临床评价疗效时易误评为PD，假性进展的发生可能与免疫炎症有关，这使得肿瘤在影像学上表现出较前进展，肿瘤体积更大，而实际上它正在消退 [19] 。区分进展与假性进展的其他工具对于临床决策制定很重要。超进展是一种免疫检查点阻断导致肿瘤生长速度加快的现象 [20] 。正在经历超进展的患者的早期预测标志物将有助于在等待成像结果之前将患者转变为更有效的治疗。因此，miR-106a与其他多个miRNA联合或可提高消化道肿瘤的早期诊治率 [21] 。另外，Tsujiura等 [22] 对10例胃癌患者进行胃癌根治术治疗前后的血浆miRNA水平进行对比分析后发现，有5种miRNA (miR-106a、miR-106b、miR-21、miR-17-5p和let-7a)的表达水平在胃癌患者中显著升高；进一步选取69例胃癌患者和30例健康人进行验证，发现胃癌患者血浆中miR-17-5p、miR-21、miR-106a、miR-106b和let-7a的表达水平明显高于正常人这5种miRNA的表达水平，并且差异具有统计学差异。另外，Komatsu [23] 等对69例胃癌患者血浆miRNA表达水平与患者的预后进行研究分析，发现血浆miR-21和miR-106a高表达的患者术后生存率及预后较低表达者差，进一步验证了动态分析miR-106a表达水平对患者的诊疗具有一定意义。Kang [24] 等从细胞和组织层面进一步验证miR-106a的诊断价值，他们进行细胞学研究发现与正常胃黏膜上皮细胞GES-1比较，miR-106a-5p在不同分化程度的胃癌细胞AGS、SGC-7901、MKN-45、MGC-803、BGC-823及HGC-27中的表达量明显上调(P < 0.001)，而在MKN-28细胞中未见上调(P > 0.050)；并对癌旁组织和癌组织的miR-106a-5p水平进行分析发现：与相应的癌旁组织比较，miR-106a-5p在胃癌组织中的表达量在36例中表达上调(即高表达)，在18例中表达下调(即低表达)，4例变化不明显。miR-106a-5p在胃癌组织中表达与淋巴结转移(P = 0.003)和侵犯深度(P = 0.034)有关。因此miRNA作为消化道肿瘤早期诊治的方法是可行的。miRNA可作为消化道恶性肿瘤的早期诊断标志物，并且对肠道恶性肿瘤的类型有一定的指导意义。

4. miR-106a与消化道肿瘤转移的关系

Wei [25] 等发现miR-106a促进消化道恶性肿瘤的转移的原因之一可能与其靶向作用于TIMP2有关，circ_0045943对胃癌转移的产生影响也有可能是通过靶向作用于miR-106a进而影响下游TIMP2等靶位点，从而使得细胞外基质完整性破坏调节重塑。Zhang [26] 等发现，miR-106a与TIMP2特异性结合后启动胃癌侵袭–转移反应。TIMP家族是基质金属蛋白酶(MMPs)的天然抑制剂，MMPs能够特异性参与介导降解破坏细胞外基质和基底膜的主要成分——IV型胶原，并参与I型胶原的降解，MMP2、MMP9共同作用降解其他细胞外基质成分从而促进肿瘤的侵袭和转移 [27] 。而TIMP2作为一种分布广泛的内源性的MMP的天然抑制剂，具有抑制其蛋白水解的作用 [28] 。因此，TIMP的降解是肿瘤侵袭和转移的先决条件。为明确miR-106a异常表达对ECM的作用，进行蛋白检测发现除TIMP2在miR-106a抑制后表达增高外，MMP2、MMP9的表达均下降；同时伴随着上皮性标记物E-cadherin表达升高，间质性标记物N-cadherin表达降低，说明miR-106a的异常表达可以导致胃癌细胞获得间质样表型，有EMT转化的趋势；MMP2/9与TIMP2比例失调，基底膜有可能在miR-106a的作用下得以降解。因此，miR-106a的上调可能会发挥致癌作用，通过靶向作用于TIMP2增加肿瘤细胞的活力和侵袭力，促进肿瘤细胞的转移。相反，敲低TIMP2可以抑制miR-106a所诱导的肿瘤增殖和转移。这些发现证实，miR-106a可以促进消化道肿瘤的发生、发展。在许多胃癌类型中，miR-106a普遍存在升高，位于上游直接对抗抗转移基因(如TIMP2)，miR-106a可以抑制TIMP2在转录后水平的表达；调控的靶基因随后促进消化道肿瘤细胞的转移。miR-106a和TIMP2的负相关最终有助于增强胃癌的进展。胃癌中特异性表达的miR-106a富集于外泌体中，外泌体和其他因素可以对周围肿瘤细胞重新编程，改变周围肿瘤细胞的生存和转移能力。外泌体起源于细胞膜的向内出芽，在机体的调控下选择性的包裹一些细胞质成分(蛋白质、脂质和核酸等)，形成多个管腔内囊泡(multivesicular body, MVB)后被释放到细胞外 [29] 。肿瘤来源外泌体作为一种重要的细胞与细胞间物质交换和信息传递的途径，在肿瘤进展中发挥着重要作用。例如，外泌体可以通过靶向作用于VEGF、HIF等与血管生成的关键分子促进新生血管生成，为肿瘤的生长提供氧气和营养从而促进肿瘤的生长和侵袭。胃癌细胞源性外泌体包裹的miR-106a可能与癌的腹膜转移相关，而间皮细胞MMT转化(Macrophage-Myofibroblast Transition，巨噬细胞–肌成纤维细胞转化，MMT)可能与外泌体介导的miR-106a靶向Smad7激活TGF-β信号通路相关 [30] 。肌成纤维细胞(Cancer Associated Fibroblasts, CAFs)为细胞是一类形态较大的梭形细胞，同时兼具平滑肌细胞和成纤维细胞的特征。多项体外培养实验结果表明肿瘤间质肌成纤维细胞在促进永生化上皮的恶性转化方面可能起着重要作用。Orimo [31] 等将从乳腺癌组织中分离的CAFs与乳腺癌细胞一起共移植培养，结果发现与对照组正常成纤维细胞相比，CAFs具有一定的促进肿瘤生长和增强肿瘤血管形成的能力；将前列腺永生化上皮细胞和从肿瘤间质中提取的CAFs一起共培养后会形成恶性肿瘤，而正常组织成纤维细胞不具有该特性，这些结果都表明，CAFs具有促进肿瘤发生、发展的能力。其促进肿瘤增殖的机制可能为肌成纤维细胞可分泌多种生长因子，如分泌表皮生长因子家族、胰岛素样生长因子家族及转化生长因子家族等，这些因子作用于肿瘤的上皮细胞，进而促进肿瘤细胞的增殖。另外，研究发现肿瘤间质肌成纤维细胞的数量与肿瘤间质淋巴细胞的浸润数量之间存在反相关，表明肌成纤维细胞能抑制抗肿瘤免疫反应，并且肌成纤维细胞与间质微血管密度呈正相关，这为肿瘤的生长增殖提供了良好的肿瘤微环境 [32] 。这些研究提示该细胞在限制宿主的抗肿瘤免疫反应和促进肿瘤血管形成方面可能有着一定的影响。另外，有研究发现miR-106a也能靶向作用于S1PR1 (鞘氨醇-1-磷酸受体)发挥促血管生成和增强血管通透性的作用，鞘氨醇-1-磷酸受体(S1PRs)是受鞘氨醇-1-磷酸(S1P)激活的一类膜受体家族，共有S1PR1-5。其中最重要也是研究最多的是鞘氨醇-1-磷酸受体-1 (S1PR1)。S1PR1也被称为内皮细胞分化基因(endothelialdifferentiationgene1, EDG1)，是一类G蛋白偶联受体，研究发现其在内皮细胞中表达量较高。肿瘤组织中内皮细胞S1PR1受体表达升高时可以使肿瘤生长延缓同时增加新生血管稳定性，而S1PR1受体表达水平受到miR-106a的调控 [33] 。结直肠癌细胞通过外泌体与内皮细胞交流，升高内皮细胞中miR-106a的表达量从而抑制内皮细胞S1PR1的表达，miR-106a抑制S1PR1的表达，进而抑制VE-cadherin蛋白的细胞膜定位，促进血管新生且使新生血管通透性提高，并增加肿瘤细胞的增殖和侵袭能力，最终促进结直肠癌转移。除此之外，miR-106a还可招募髓源抑制细胞(MDSCs)从而促进恶性肿瘤的侵袭和转移。MDSCs是一类起免疫抑制作用的细胞，其广泛存在于肿瘤微环境中，并且是介导肿瘤免疫逃逸的主要效应细胞群 [34] 。大量研究结果证实肿瘤微环境中的MDSCs可以通过抑制CD8⁺T细胞、NK细胞的免疫功能，发挥其促肿瘤效应 [35] [36] 。比如，在肝母细胞瘤中，miR-106a可通过PTEN-AKT信号通路上调VEGF的表达，募集MDSCs进入肿瘤微环境，从而抑制CD8⁺T细胞、NK细胞对肿瘤细胞的杀伤作用，进而促进肿瘤的进展过程 [37] 。另外，外泌体中的miR-106a可以通过下调PTEN靶基因，活化AKT信号通路，促进VEGF的分泌，进而促进新生血管的形成，为肿瘤侵袭提供良好的环境来增强肿瘤细胞的增殖与转移能力。

5. miR-106a与消化道肿瘤耐药

miR-106a是一种致瘤性的miRNA，在多种肿瘤中表达水平发生变化并与促进肿瘤耐药性密切相关。而多药耐药是消化道肿瘤化疗失败最常见的原因之一。最近，一些研究已经确定大量miRNA参与了胃癌细胞的多药耐药发生过程。目前已有数据也证明了miR-106a是miR-106a-303群中最重要的促癌成分之一，可以通过靶向作用于RUNX3来调节人类胃癌细胞的多药耐药 [38] 。Guo [39] 等的研究报告中指出，RUNX3通过抑制Bcl-2蛋白、多药耐药基因-1 (MDR-1)及多药耐药相关蛋白-1 (MRP-1)的表达来实现抑癌和化疗药物对消化道肿瘤细胞的致敏，而miR-106a高表达可抑制RUNX3的表达水平，从而降低消化道肿瘤对化疗药物的敏感性，最终导致耐药。Horiguchi等 [40] 也发现RUNX3的下调也通过诱导MRP-1的表达导致胰腺肿瘤对吉西他滨的耐药。目前，人类多药耐药细胞系SGC-7901/ADR和SGC-7901/VCR被广泛用作胃癌细胞多药耐药研究的体外模型，它们是从人类胃腺癌细胞株SGC-7901中逐步筛选而来的。miRNA和蛋白表达谱已经在SGC-7901/VCR及其亲本细胞系之间得到了证实。通过研究发现，与SGC-7901细胞相比，SGC-7901/ADR和SGC-7901/VCR细胞中的miR-106a表达增加，这些研究发现充分证明了miR-106a高表达与肿瘤耐药相关 [38] 。此外，受miR-106a变种DNA或抑制剂调节的miR-106a可以改变胃癌细胞对化疗药物，如ADR、CDDP和5-FU的敏感性。miR-106a还可通过调节P-gp的水平来诱导耐药，P-gp是ATP结合盒(ABC)转运体之一，由MDR-1基因编码，在胃癌细胞系和肿瘤中表达增加，并且通过增加毒性药物的外排对胃癌细胞的多药耐药的形成和发展起到了至关重要的作用，抑制P-gp的表达可逆转多药耐药。Zhang等 [38] 研究结果揭示了miR-106a的转染能显著提高P-gp的表达水平。此外，补充P-gp抑制剂维拉帕米逆转了miR-106a诱导的ADR释放指数的增加，表明P-gp的上调可能是miR-106a导致药物外排的原因之一。多药耐药也参加了胃癌细胞逃避凋亡的过程。细胞凋亡的改变可能会影响化疗药物的效率。多项研究证实了miR-106a高表达抑制了药物诱导的胃癌细胞凋亡，其机制可能是在增加抗凋亡分子BCL-2表达的同时抑制促凋亡分子BAX的表达。这些结果表明了miR-106a可能通过降低癌细胞对凋亡分子的敏感性来促进胃癌细胞的多药耐药。而miR-106a-5p对于肿瘤增殖及侵袭作用和耐药性方面与miR-106a的作用相反。miR-106a-5p是miR-106a的剪切成熟体，其能够通过调节细胞表面Fas相关丝苏氨酸激酶的活性，从而影响下游ERK1/2的表达水平及活性，进而调控肿瘤细胞的增殖能力及凋亡 [41] 。细胞外信号调节激酶2 (ERK2)属于MAP激酶家族成员，可参与细胞增殖、分化及转录调控等多种细胞代谢过程 [42] 。ERK2在乳腺癌、肺癌等多种肿瘤中异常表达，并可促进肿瘤细胞的增殖及转移，与患者不良预后密切相关 [43] 。有学者研究发现，卵巢癌及甲状腺癌细胞中抑制miR-106a-5p 表达后，ERK2表达显著上调，肿瘤细胞增殖及迁移能力增强且对化疗药物顺铂(DDP)的耐药性提高 [44] 。在此研究基础上，为了进一步验证miR-106a-5p对逆转DDP耐药的机制，Liu等 [45] 进行了细胞实验，研究发现miR-106a-5p通过靶向抑制ERK2表达降低胃癌细胞对DDP的耐药性，该机制可能与逆转上皮间质转化过程、改变增殖凋亡相关蛋白表达、降低耐药基因MDR1水平有关。因此，miR-106a可以通过靶向作用于RUNX3来诱导人类胃癌细胞的多药耐药，而它的剪切成熟体miR-106a-5p与其作用相反，miR-106a-5p表达可能通过直接下调ERK2表达降低肿瘤细胞增殖、侵袭能力，并逆转肿瘤细胞对DDP的耐药性，该机制可能与改变增殖凋亡相关蛋白CyclinD1和Caspase3的表达水平、逆转上皮间质转化过程、降低耐药基因MDR1表达水平有关。

6. 总结

miR-106a作为一种促肿瘤调控因子，与消化道肿瘤的发生、发展密切相关。首先，miR-106a水平上调可通过靶向作用于TIMP2促进细胞增殖，并且促进肿瘤细胞的侵袭转移。此外，外泌体介导的miR-106a转运靶向作用于Smad7激活TGF-β信号通路从而促进巨噬细胞–肌成纤维细胞(CAFs)转化，CAFs具有更强的促进肿瘤生长和增强肿瘤血管形成的能力，也有研究发现miR-106a靶向作用于S1PR1 (鞘氨醇-1-磷酸受体)发挥促血管生成和增强血管通透性的作用，通过以上通路与途径，miR-106a促进消化道肿瘤发生、发展。另外，由于在消化道肿瘤中，患者血浆外泌体及癌组织中miR-106a上调，可与其他miRNA联合对早期消化道肿瘤进行筛查，从而提高对消化道肿瘤的早期诊断率。并且外泌体中的miR-106a较为稳定，且易于获取，可从血液中获得，可作为动态监测消化道肿瘤复发风险及评价预后的工具，与组织活检相比，更易于获取以便于动态观察病情变化。另外，miR-106a高表达可抑制RUNX3的表达，从而降低消化道肿瘤对化疗药物的敏感性，最后导致对化疗药物耐药。因此，miR-106a的表达水平在消化道肿瘤中有着重要的临床研究意义。

文章引用

王 慧. miR-106a在消化道恶性肿瘤的研究进展
Research Progress of miR-106a in Digestive Tract Malignant Tumors[J]. 临床医学进展, 2023, 13(10): 15772-15779. https://doi.org/10.12677/ACM.2023.13102205

参考文献