肿瘤分子诊断病理学
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第五节 MicroRNAs

当2002年Calin等确定miR-15和miR-16为肿瘤抑制者,在慢性淋巴细胞白血病中位于13q14时,miRNA成为蠕虫向癌症发展的转换典范。已证实染色体杂合子或纯合子13q14缺失多发生在50%的B细胞慢性淋巴细胞白血病、套细胞淋巴瘤与前列腺癌,而在多发性骨髓瘤仅略有降低,然而,在该区域的传统基因的详细遗传分析取得了不确定的证据。miRNA的发现促使Calin等重新检索该区域内的编码信息。他们发现两个miRNA的遗传基因编码,miR-15和miR-16,确实是位于这个区域,推测染色体13q14的缺失造成miR-15a和miR-16表达的损失。当分析显示68%的B细胞慢性淋巴细胞白血病患者RNA样品不表达这两个miRNA时,这个推测被确认。不久后,Michael等的研究显示在大肠癌中成熟的miR-143和miR-145的表达同样减少。Metzler等的研究显示Burkitt淋巴瘤中miR-155的积累,其他类型的B细胞淋巴瘤,包括弥漫性大B细胞淋巴瘤也有类似的趋势。在2004年,Takamizawa等的研究显示,在肺癌中let-7经常缺失并且与术后生存率直接相关。他们还发现外源let-7在肺癌细胞系中的过表达导致生长抑制作用。后来,Johnson等公布的数据表明let-7的确是通过靶向作用癌基因RAS而成为肿瘤抑制基因,补充了Takamizawa的发现。这些具有里程碑意义的研究建立了miRNA在癌症的重要性,导致miRNA肿瘤研究的指数增长。许多研究报道癌症标本miRNA表达谱,其意图是确定个体miRNA的功能意义,同时推测miRNA表达谱可能对肿瘤分类具有临床实用性。

一、乳腺癌亚型miRNA表达谱系

早期和近期的miRNA表达谱显示与包括乳腺癌在内的实体瘤相比,在正常组织中miRNAs子集差异表达。此外,一些miRNA相关于乳腺癌的生物病理学特征如ER +/-、PR +/-、癌症分期、淋巴结状态、血管侵袭、增殖指数和p53状态。对不同分子亚型乳腺癌进行miRNA表达谱检测以便确定其基因表达特点。此外,miRNA表达谱被用于确定不同类型乳腺细胞的miRNA表达特点。

Blenkiron等的研究显示,133个差异表达于人乳腺组织及不同分子亚型的乳腺癌的miRNAs。他们首先通过基因表达谱分类93例原发性乳腺肿瘤为管腔面型A、管腔面型B型、基底细胞样型、HER2阳性型、正常样型和ER +/-型。使用一个基于磁珠的流式细胞仪的miRNA表达谱检测方法,他们在不同分子亚型中确定差异表达的miRNA。这些miRNA包括病理重要的miRNA:let-7、miR-200和miR-10的家族成员;miR-17-92和miR-214族;个体miRNA如miR-155 和 miR-21。 此 外,他 们 发 现 miR-100、miR-99a、miR-130a、miR-126、miR-136、miR-146b、miR-15b、miR-107和 miR-103可以区分 Luminal A 和 Luminal B亚型,另外提供一个谱系来鉴别ER +/-与肿瘤的分级。

Sempere等用锁核酸阵列研究乳腺癌细胞系的基因特征。然后,他们应用原位杂交法测定甲醛溶液固定石蜡包埋组织标本中的特定的细胞类型中miRNAs的定位。感兴趣的miRNA应异常表达在恶性细胞而不是基质、浸润淋巴细胞和(或)血管。他们发现miR-145和miR-205表达于在正常乳腺上皮结构的肌上皮细胞,而在对应的肿瘤标本中它们的表达明显减少或消除。Let-7a、miR-21、miR-141和miR-214表达于正常组织管腔上皮细胞内。在恶性细胞Let-7a常降低而miR-21增多。虽然作者没有推断这一发现,其热谱显示在ER-的肿瘤中miR-221、miR-222、miR-214和miR-21的表达水平升高。

二、MicroRNA-155

一个miRNA在乳腺癌增加并突出表达的是microRNA-155(miR-155)。它被鉴定为差异表达于miRNA的表达谱系。Kong等在正常小鼠乳腺上皮细胞(normal mouse mammary gland epithelial cells,NMuMG)使用 TGF-β诱导上皮细胞间质转化过程中发现miR-155可能会影响侵袭性和浸润性乳腺癌。NMuMG是用于研究乳腺癌转移机制的体外细胞系模型。表达miR-155的NMuMG具有更大的侵袭和迁移能力,而不表达miR-155的NMuMG有相反的效应。miR-155的表达也诱导细胞的可塑性,其可被RhoA重建恢复。在另一研究中,Kong等的研究显示,miR-155通过靶向作用FOXO3a而诱导乳腺癌细胞的增殖和耐药。此外,Blenkiron等的研究显示,miR-155表达在基底细胞样和高级别乳腺癌中升高。

Chang等最近公布的数据显示,肿瘤抑制基因BRCA1表观遗传学的控制miR-155的表达。他们证明R1699Q中度危险变异,表现在BRCT结构域的点突变,失去抑制miR-155的能力,解释BRCA1缺陷细胞如何表达高水平的miR-155。异位表达miR-155的BRCA1+MDA-MB-468细胞移植于裸鼠表现促进肿瘤的生长。分析BRCA1突变的乳腺肿瘤显示BRCA1和miR-155的表达反向相关。Kong等离体的互补性试验,结合Blenkiron等的临床乳腺癌谱系工作,表明miR-155在侵袭性乳腺癌中具有重要临床意义。Chang等的资料固化在关键的BRCA1突变的乳腺癌中miR-155的生理重要性。这表明除了是侵袭性乳腺癌特定类型的治疗靶点,miR-155可能是一种潜在生物标志物。