m RNA表达变化
MicroRNAs(miRNAs)是一类进化上高度保守的单链 RNA,通常长度在 22nt 左右。它们由基因组 DNA 编码,在 RNA 聚合酶 II 的作用下转录成为 pri-pre-microRNA,通过一系列酶切之后形成成熟的 microRNA,与 RNA 诱导的沉默复合体(RNA-induced silencing complex, RICS)结合于靶 mRNA 的 3-UTR 区域,阻遏翻译甚至直接降解 mRNA,抑制基因表达。目前,已经有超过 1000 种人类 miRNA 被发现。miRNAs 影响多种病理、生理过程,例如细胞发育、分化、干细胞功能等。而且,miRNA 在肿瘤发生过程当中亦发挥重要作用。不同的肿瘤 miRNA 表达谱并不相同,在特定肿瘤细胞中,特定的 miRNA 上调或下调,进而破坏正常的细胞生命周期。miRNA 参与癌细胞免疫逃逸、免于凋亡而无限增殖,肿瘤血管生成、转移等过程。肿瘤相关 miRNA 的变化可能应用于肿瘤分型、诊断、预后判断、指导用药,疗效监测甚至辅助。
导致肿瘤细胞中 miRNA 表达谱改变的原因多种多样,首先是染体的变化。多数肿瘤相关 miRNA 编码基因定位于染体上癌症相关基因区域(cancer-associated genomic regions, CAGRs), 这些区域容易发生基因重排、删除、扩增、LHO 等。例如,将近 50% 的慢性 B 细
胞白血病患者位于 13q14 区的 miRNA-15a 和 -16a 基因缺失。另外,基因突变和单核苷酸多态性也可能导致 miRNA 表达的变化。虽然 SNP 很少出现在 miRNA 编码基因中,但一些 SNP 可能影响 pri-pre-miRNA 的转录。另外,研究显示, mRNA 3ˊ-UTR 的 SNP 可能产生新的 mRNA-miRNA 结合位点,影响基因表达。
表观遗传学的改变也会影响 miRNA 表达,例如在淋巴瘤细胞中 miR-34a 启动子区甲基化高达 75%,这一改变导致 TS-miR miR-34a 表达水平显著降低。相反,一些 oncomiRs 的靶 mRNA 为 DNA 甲基转移酶、组蛋白去乙酰化酶等,可能直接导致多种基因调控区的表观改变,影响基因表达。
另一个可能导致肿瘤细胞中 miRNA 表达变化的因素是缺氧。缺氧是肿瘤微环境中的一个重要特征,而缺氧会影响多种 miRNA 的表达,例如 miR-210,miR-373,miR-24a、miR-26b 等。研究显示,miR-210 启动子区存在缺氧反应元件,可以结合缺氧诱导因子,促进基因转录。
基因多态性miRNA 表达受到转录因子调控。当肿瘤细胞中相应转录因子发生变化。例如过表达、突变或缺失,则会影响下游 miRNA 的表达。典型的例子当属两个重要的肿瘤相关基因 TP53 和 My
c,它们分别为重要的抑癌基因和癌基因,调控凋亡等重要的信号通路。而其中一部分作用就是控制促进凋亡的 miRNA(例如 miR34a,最近报道该 miRNA 亦靶向调控肿瘤干细胞 biomarker CD44 表达)或抑制凋亡的 miRNA(例如 miR-21,该 miRNA 在多种肿瘤细胞中高表达),后者通过调控相应的靶 mRNA,最终促进或抑制细胞凋亡。因此,在肿瘤细胞免于凋亡,无限增值的过程中,miRNA 同样作为角之一,与肿瘤相关的转录因子共同参与其中。
另外,肿瘤细胞中 miRNA 的变化还可能是一些激素(例如一些妇科肿瘤中的雌激素、男科肿瘤的雄激素等)变化的结果。此外,也有报道显示 miRNA 表达亦存在转录后调节过程。从 pri-pre-miRNA 到成熟的 miRNA 的加工过程中,如果一些抑制因子影响 Drosha 或 Dicer 的活性,也会间接影响多种 miRNA 的表达。
肿瘤发生是一个多基因、多步骤的过程,越来越多的证据显示 miRNA 在其中的重要角。肿瘤细胞中特征性 miRNA profile 对肿瘤细胞的分型、诊断、预后判断甚至等意义重大。

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