神经外科

miRNA let-7家族在胶质瘤发生与发展中作用的进展

作者:佚名 来源:医学论坛网 日期:2021-10-20
导读

         胶质瘤是最常见的颅内原发性肿瘤。WHO中枢神经系统肿瘤分类将胶质瘤分为Ⅰ~Ⅳ级,其中Ⅰ、Ⅱ级为低级别胶质瘤(low gradeglioma,LGG),Ⅲ、Ⅳ级为高级别胶质瘤(high gradeglioma,HGG),胶质瘤级别愈高,恶性程度愈高。 目前,胶质瘤的治疗仍以手术为主,并结合放疗和化疗等综合治疗,但胶质瘤治疗效果欠佳。成人HGG的1、5年生存率分别约为30%、13%,间变性胶质瘤及胶

关键字:  胶质瘤 

        胶质瘤是最常见的颅内原发性肿瘤。WHO中枢神经系统肿瘤分类将胶质瘤分为Ⅰ~Ⅳ级,其中Ⅰ、Ⅱ级为低级别胶质瘤(low gradeglioma,LGG),Ⅲ、Ⅳ级为高级别胶质瘤(high gradeglioma,HGG),胶质瘤级别愈高,恶性程度愈高。

        目前,胶质瘤的治疗仍以手术为主,并结合放疗和化疗等综合治疗,但胶质瘤治疗效果欠佳。成人HGG的1、5年生存率分别约为30%、13%,间变性胶质瘤及胶质母细胞瘤(WHO分级Ⅳ级)的中位生存时间分别为2~3年和1年。

        随着分子生物学研究的发展,治疗恶性胶质瘤的靶点已转向人体干细胞内基因及蛋白因子。微小核糖核酸(microRNA,miRNA)是一类内源性小分子单链非编码小分子RNA,参与细胞增殖、分化和死亡等过程,与肿瘤的发生、发展密切相关。

        研究表明,miRNA定位在与肿瘤相关的基因组脆性位点上,发挥“癌基因”或“抑癌基因”的功能,参与调节肿瘤的发生与发展。let-7 家族是目前研究最为广泛的miRNA,与人类多种肿瘤密切相关。本文就胶质瘤let-7家族的研究进展进行综述。

1.let-7家族简介

        在2000年,Reinhart等在线虫中发现let-7,具有时序调控的作用。人let-7家族共有13位成员,分别为let-7a-1、let-7a-2、let-7a-3、let-7b、let-7c、let-7d、let-7e、let-7f-1、let-7f-2、let-7g、let-7i、miR-98和miR-202。这些成员分别位于9个不同的染色体上,主要特点为组织细胞特异性、时序性、保守性。

2.let-7 家族与肿瘤的关系

        研究表明,在肿瘤的形成过程中,绝大部分let-7家族成员呈现低表达水平的变化。Lin28、Dicer、fas等能通过影响let-7的生成及成熟过程从而影响肿瘤的发生和发展。Viswanathan 等研究发现Lin28主要通过结合let-7前体的发夹结构及主体部分,抑制其转录过程。在lin28抑制let-7的成熟过程中,lin28同时也是let-7的下游靶基因,lin28 与let-7之间是一种双向负反馈调节关系,lin28/let-7在肿瘤形成过程中保持着一种动态的平衡关系。

        Dicer是一个典型的miRNA合成过程中的必需酶,let-7直接靶向作用与miRNA加工酶Dicer的编码序列,形成另一个自动调控let-7负反馈环路。Geng等研究发现let-7和Fas之间存在双向调控关系,Fas表达增加明显抑制let-7的形成,let-7同时也负向调控Fas表达。在肿瘤的发生、发展中,Ras、c-myc等原癌基因被激活或上调其下游信号通路,调控细胞周期、细胞凋亡和细胞间黏附。let-7抑制肿瘤的发生、发展,可能通过抑制这些原癌基因的信号通路发挥作用。

        let-7可与Ras、c-myc等原癌基因的3'-UTR结合,负调控靶向基因的表达,抑制肿瘤的发生、发展。Ras是第一个被发现的人类致癌基因,能够调节细胞增殖、生存、迁移、分化和凋亡。Ras基因3'-UTR有许多let-7结合位点,致癌基因N-ras、H-ras和Kras的表达均受let-7家族成员的负向调控,过表达let-7抑制Ras蛋白表达,从而影响肿瘤的发生、发展。

        let-7家族同样通过负向调控c-myc的表达抑制肿瘤发生、发展,且let-7与c-myc构成双重负反馈环路。研究发现肿瘤的侵袭、转移与上皮间质转换(epithelial-mesenchymal transition,EMT)密切相关。EMT是上皮细胞来源的恶性肿瘤细胞获得迁移和侵袭能力的重要生物学过程。有报道表明let-7家族介导的EMT 过程与高迁移率族蛋白A(highmobility group A,HMGA)相关。

3.let-7 与胶质瘤的关系

        3.1 let-7家族在胶质瘤中的表达

        在胶质瘤的形成过程中,绝大多数let-7家族呈现低表达状态,与胶质瘤分级明显相关,let-7表达水平随胶质瘤恶性级别的增高而降低,表明let-7 很可能是脑胶质瘤发生、发展的重要抑制因素。马瑞敏等研究发现,相对于WHO分级Ⅱ级胶质瘤组织,Ⅲ级胶质瘤组织let-7a、let-7c等表达下调,其中let-7c表达水平降低最明显。

        程子昊等报道let-7家族成员let-7d在人脑胶质瘤中相对于正常的人脑组织呈明显低表达,let-7d表达增加抑制胶质瘤细胞的生长和侵袭,促进胶质瘤细胞凋亡。

        3.2 let-7家族参与胶质瘤发生、发展的机制

        王希瑞等研究发现周期素D2是let-7a的靶基因,let-7a可通过与周期素D2的3'-UTR特异性结合,将细胞阻滞在G1/G0期,进而抑制胶质瘤细胞的增殖。Li等证实let-7家族的let-7a可能通过靶向HMGA2介导TGF-β/Smad3信号通路,从而抑制胶质瘤细胞的增殖和侵袭。Wang等研究发现let-7a可与Myc相互作用并调节葡萄糖代谢途径,进而影响肿瘤细胞存活、增殖和迁移。

        Luan等研究发现let-7a通过let-7a/c- myc/hnRBPA1/PKM2 信号转导通路,调节PKM2表达,从而调节葡萄糖代谢发挥作用。这些发现提示let-7家族参与胶质瘤有氧糖酵解的途径,抑制胶质瘤发生、发展。IKBKE是IκB激酶家族的新成员,属于丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶。

        Tian等采用荧光素酶检测证实let-7家族成员let-7b和let-7i靶向作用于IKBKE,并通过直接下调IKBKE,抑制胶质瘤细胞的侵袭。范阳华等发现胶质瘤let-7家族成员miR-98也能调控IKBKE表达。此外,let-7b还能靶向调节E2F2基因,let-7c靶向调节E2F5基因,均能影响胶质瘤细胞增殖、转移和侵袭。

        Yan等研究发现let-7f在脑胶质瘤组织和胶质瘤细胞中的表达水平下调,上调let-7f的表达可能通过靶向作用于periostin致癌活性,抑制胶质瘤细胞增殖、迁移和侵袭。进一步研究发现let-7f的过度表达抑制periostin的迁移功能,显著降低人血管生成拟态形成,提示let-7f可以通过抑制血管拟态形成,抑制神经胶质瘤血管生成。

        蒋栋毅等研究发现提高胶质瘤干细胞let-7i表达水平,胶质瘤干细胞的重要分子标志物CD133和nestin表达量显著降低,胶质瘤干细胞开始向成熟分化时细胞表面GFAP标志物逐渐增高。这表明胶质瘤干细胞let-7i表达水平升高后,胶质瘤干细胞开始成熟分化,其作用机制可能是let-7i 结合到LIN28的3'-UTR,抑制LIN28表达,促使胶质瘤干细胞向成熟方向分化。

        综上所述,let-7家族与肿瘤的密切关系已得到广泛关注,其在肿瘤的基础研究、临床诊断、治疗、预后及药物开发中等都有着巨大潜在价值。let-7家族作为新的肿瘤抑制因子,靶向作用于多个基因,干扰let-7控制网络,可达到治疗肿瘤的目的。目前,let-7 家族在胶质瘤的研究仍处于初步阶段,有关let-7与胶质瘤相关性研究尚较少,许多复杂的机制尚未完全清楚,值得进一步研究。随着基因治疗研究的深入,let-7家族及其表达产物作为新的胶质瘤治疗的基因靶点,具有非常重要的研究价值。

        来源:艾威,周游. miRNA let-7家族在胶质瘤发生与发展中作用的进展[J]. 中国临床神经外科杂志,2021,07:561-563.

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