1、miRNA 与垂体腺瘤相关性的研究进展康继辉 1,施扬,张秋娟(上海中医药大学附属岳阳中西医结合医院神经内科,上海市虹口区甘河路 110 号,200437)【摘要】 垂体腺瘤是颅内常见的良性肿瘤,虽然其诊断明确,但发病机制尚不清楚。近年来,miRNA 的发现为我们研究垂体腺瘤提供了新的思路和途径。早期垂体腺瘤 miRNA 的获取多来自手术切除的组织,近些年随着血清 miRNA 检测技术的逐步成熟,为垂体腺瘤 miRNA 的相关研究提供了更多途径和方法。【关键词】 垂体腺瘤,组织 miRNA,血清 miRNA【中图分类号】 R739.41 【中图分类名】 颅内肿瘤及脑肿瘤【文献标识码】 A垂体腺
2、瘤是颅内常见的良性肿瘤,是一组从垂体前叶和后叶及颅咽管上皮残余细胞发生的肿瘤,目前具体发病机制尚不明确。miRNA是在真核生物基因组中广泛存在的一类内源性的小分子非编码RNA,自发现以来,miRNA就作为研究肿瘤发病的热门切入点。早期miRNA多从肿瘤组织中提取,新近研究显示,血清miRNA作为肿瘤生物标志物亦可用于指导癌症的诊治,并为有效地监控和预防癌症复发提供了新途径。而对于诊断明确的垂体良性肿瘤,通过对miRNA的研究来探讨其发病机制同样具有重要意义。现笔者分别从垂体腺瘤组织与垂体腺瘤患者血清两方面将近10年miRNA的研究进展综述如下。1、垂体腺瘤组织中miRNA的研究进展。 垂体腺瘤
3、与miRNA的相关研究最早是于2005年由国外Bottoni等 【1】 从垂体瘤组织中提取miRNA开始的。他们首先在10例GH型大腺瘤和10例PRL型大腺瘤中发现,与正常垂体组织相比,miR-15a和miR-16-l的表达明显下调(分别为63%和73%) ,且他们的表达与肿瘤的直径呈负相关。2007年Bottoni等 【2】 利用PCR技术又对30例垂体腺瘤患者及6例正常人的miRNA分析发现,有30个miRNA异常表达(其中7个上调,23个下调) ,而miR-26a的过度表达超过3倍。他们还发现,有29个miRNAs可以作为垂体腺瘤组织学分型的标志,如miR-23家族只在生长激素和泌乳素腺
4、瘤中高表达,miR-30家族则在促性腺激素腺瘤中特异性高表达,1作者简介:康继辉(1988一),女,硕士,研究方向:中西医结合治疗脑垂体瘤通讯作者:张秋娟(1951一),女,教授、研究员,学士,研究方向:中西医结合治疗脑血管病及脑垂体瘤。E-mail:。注:本文为国家自然科学基金资助项目(No 30304117323) 。miR-24-2只在无功能腺瘤中是低表达的。miRNA的表达谱也能鉴别无功能微腺瘤和大腺瘤,如miR-140在垂体巨腺瘤中高表达。而GH型和PRL型垂体腺瘤的miRNA表达谱相似度极高。国内垂体腺瘤miRNA的相关研究报道始于2006年。梁思泉等 【3】 拟通过对垂体腺瘤致病
5、基因的研究对其发病机制进行探讨,他们提取了4例无功能垂体腺瘤、4例促性腺激素垂体腺瘤及1例正常垂体的miRNA,并建立这两种类型垂体腺瘤的miRNA表达谱,初步筛查出miR-124a(上调38.58倍)和miR-31(下调21.5倍)是无功能垂体腺瘤表达最特异的基因, miR-10b(上调48.73倍)和miR-503(下调39.8倍)是促性腺激素垂体腺瘤表达最特异的基因,并经RT-PCR验证后初步确定miR-124a、miR10b作为无功能垂体腺瘤、促性腺激素腺瘤的特异基因。哈尔滨的刘艳武等 【4】 则主要对miRNA家族中的miR-26a进行了研究,以期为垂体瘤的早期诊断及疗效检测提供依据
6、,从而更好的指导临床诊治工作。他们对20例垂体腺瘤组织标本进行PCR技术分析后发现,miR-26a在垂体腺瘤组织中的表达量是正常人组织的2.28倍,说明在患者垂体组织中miR-26a明显上调,证实miR-26a在垂体腺瘤中的表达明显增高。毛志刚等 【5】 为探讨miRNA在垂体瘤发生、发展过程中的作用,对手术采集的6例PRL型垂体瘤和6例正常人的组织标本进行实时PCR检测后发现,PRL型垂体腺瘤和正常垂体间有35个差异表达的miRNA,其中miR-96、miR-151-3p、miR-136、miR-223、miR-151-3p等上调;miR-99b、miR-30b、miR-125b、miR-1
7、45、miR-768-5p等下调。此外,他们的研究还发现了一些较新的miRNA,如miR-551a,miR-637、miR-768-5p、miR-890,但其生物学功能仍需进一步研究。let-7是被最早发现的miRNA之一。Wang等的研究 【6】 提示let-7是一个肿瘤抑制因子,在多种人类肿瘤中均出现let-7表达水平的不同程度下降甚至缺失,而且其下降水平与肿瘤的发展进程有关。2005年Johnson等 【7】 研究发现,肺癌组织内let-7的表达水平明显高于正常肺组织,而let-7低表达的肺癌病人术后生存时间短于高表达患者 【8,9】 。在垂体腺瘤中也发现let-7类似的异常表达,与正常
8、垂体组织相比,39 的垂体腺瘤Let-7表达下调,其表达下调还和垂体腺瘤的级别有关,2007年Bottoni等 【2】 已发现垂体腺瘤患者let-7低表达,而它的表达与肿瘤的大小、侵袭程度、肿瘤级别等相关。2、垂体腺瘤血清中miRNA的研究进展。2008年Chen等 【10】 的研究显示,无论健康人或患者(包括肺癌、直肠癌、糖尿病患者)血清中都存在大量miRNA,之后,Hunter 【11】 、Kosaka 【12】 、Wang【13】 等进一步研究发现,miRNA可以在人体外周血中稳定存在,且肿瘤患者与正常人血清中一些miRNA的表达差异明显,可作为特异的肿瘤标志物。因血清miRNA检测具有
9、稳定性强、特异性高、创伤性小、可重复操作、简便易行等优势,自发现以来受到越来越多重视,不仅用于恶性程度高的癌症疾病的相关研究,其在垂体腺瘤等良性肿瘤的研究中应用也越来越广泛。癌症作为威胁人类生命的最大隐患之一,其早期诊断、早期治疗显得尤为重要,而血清miRNA因其独具的优势被更多地用于癌症的相关研究。2008年Lawrie等 【14】 首次报道了弥漫性大B细胞淋巴瘤患者血清中miRNA的表达情况,发现miR-21的表达水平与患者存活率密切相关。此后,Resnick等 【15】 对28例卵巢上皮癌患者血清中的miRNA的测定结果显示miR-21、miR-92、miR-93、miR-126、miR
10、-29b高表达,而miR-155、miR-127、miR-99b则低表达,并且发现miR-21、miR-92、miR-93在患者CA-125升高以前出现,预示着这3种miRNA也许可以作为卵巢上皮癌早期发现的标志物;Ng等 【16】 用RT-PCR的方法检测直肠癌患者血清miRNA发现,有5种miRNA含量升高,包括miR-92、miR-17-3p,其中miR-92对直肠癌诊断的特异度达70%,灵敏度达89%;Hu等 【17】 研究了非小细胞肺癌血清miRNA的表达量与患者存活期的关系,发现miR-486、miR-30d、miR-1、miR-499可作为疾病的预后指标之一,Lin等 【18】
11、于2012年报道称发现miR-183在非小细胞肺癌患者的血清中明显降低;Heneghan等 【19】 研究表明,miR-195是乳腺癌的特异性指标,且敏感性达88%,近年miR-21和miR-29a也被证实在乳腺癌患者血清中高表达;Wang等 【20】 研究胰腺导管腺癌患者血清miRNA发现,miR-155在肿瘤形成早期就明显升高,miR-196a的水平高低则与患者病程相关,Wei等 【21】发现除了miR-196a,miR-16表达也明显升高,且二者与CA19-9结合检测可提高胰腺癌诊断的特异性和敏感性至92.0%和95.6%;Tsujiura等 【22】 最早开展了胃癌患者血清miRNA表
12、达与疾病关系的研究,他们发现,患者胃癌血清中miR-17-5p、miR-21、miR-106a、miR-106b表达上调,let-7a表达下调,Liu等 【23】 则进一步发现miR-1、miR-20a、miR-27a、miR-34a、miR-423-5p也有明显上调,且敏感性、特异性较CEA、CA19-9更高。鉴于血清miRNA在癌症研究中的可喜成果,研究者亦开始将其用于良性肿瘤、甚至非肿瘤疾病的研究。刘艳武等 【4】 通过对比人脑垂体组织与血清miR-26a的表达水平发现,垂体腺瘤患者与正常人血清miRNA表达未见明显差异,无统计学意义,从而推测miR-26a极有可能不能作为血清学诊断标志
13、物。曲鑫 【24】 等通过培养小鼠AtT20细胞株及小鼠正常垂体细胞,采用RT-PCR技术检测两株细胞miR-16的表达水平后发现miR-16在小鼠垂体瘤细胞系AtT20的表达水平明显下降,他们进一步研究了高表达的miR-16对垂体瘤细胞增殖与凋亡的影响及机制,得出miR-16在垂体瘤细胞中扮演着抑制肿瘤的角色,可作为垂体瘤基因治疗的候选靶点。3、展望垂体良性肿瘤虽然诊断明确,但因其发病机制不明,西医治疗一直局限于手术、放疗、对症的药物治疗,而病因治疗难以实施。血清miRNA检测技术的出现,在以往垂体瘤组织miRNA研究的基础上为我们提供了一种全新的思路。依托上海中医药大学附属岳阳中西医结合医
14、院张秋娟教授“基于miRNA在PRL型垂体瘤中的表达差异探索垂宁方信息植入的作用机制”的国家自然科学基金(批号:H1273732/H2708)项目,笔者有幸参与其中并对PRL型垂体瘤患者血清miRNA的表达进行研究。目前我们通过对20例PRL型垂体瘤患者和20例正常人血清miRNA的对比已经发现,有28个miRNA表达有显著差异,其中上调3个,下调25个,未来我们将扩大样本进行进一步验证,并对垂体瘤的发病机制以及中医中药的作用机制进行进一步研究,期待以miRNA为切入点的垂体腺瘤的研究可以获得新的突破。参考文献【1】Bottoni A,Picoin D,Tagliati F,el a1,miR
15、-15a and miR-16-1 downregulationin pituitary adenomasJJ Cell Physiol,2005,204(1):195280-285【2】Bottoni A,Zatelli MC,Ferraein M,el al,Identification of differentiallyexpressed mieroRNAs by microarray:a possible role for microRNA genes in pituitary adenomasJ.J Cell Physiol,2007,210(2):370-377【3】 梁思泉,只达
16、石,黄慧玲,等.垂体腺瘤中miRNA基因的研究D.中国博士学位论文全文数据库,2006:651【4】刘艳武,王雪峰,薛丽,王来藏,詹奇.MiR-26a在人垂体腺瘤组织及血清中表达的研究J.现代生物医学进展,2013,32(13):6289-6293.【5】毛志刚,何东升,罗斌,范翔,蒋小兵,王海军.垂体泌乳素腺瘤小分子RNA的差异表达.J.中国微侵袭神经外科杂志,2013,01(18):36-39.【6】Wang X,Cao L,Wang Y,et a1.Regulation of let-7 and its target oncogenes.Oncol Lett,2012,3(5):955-
17、960【7】Johnson S M,Grosshan H,Shingara J,a1Ras is regulated by the let-7 microRNA familyJ.Cell,2005,l2O(5):635-647【8】 Beilharz TH,Humphreys DT,Clancy JL,et a1.MicreRNA mediated messenger RNA deadenylation contributes to translational repression in mammalian cels.PLoS One,2009,4:e6783【9】Takamizawa J,K
18、onishi H,YaIlagi$awa K,et a1.Reduced expression of the let-7 microRNAs in human lung cancers in association with shortened postoperative surviva1.Cancer Res,2004,64:3753-3756【10】Chen X,Ba Y,Ma L,et a1.Characterization ofmieroRNAs in senlm:a novel class of biomarkers for diagnosis of cancer and other
19、 diseaseCell Res,2008,18(10):9971006【11】Hunter M P,Ismail N,Zhang X,et a1Detection of microRNA expression in human peripheral blood microvesicles JPLoS One,2008,3(11):e3694【12】Kosaka N,Iguchi H,Ochiya T.Circulating microRNA in body fluid:a new potential biomarker for cancer diagnosis and prognosisJC
20、ancer Sci,2010,101(10):20872092【13】Wang F,Zheng Z,Guo J,et a1Correlation and quantitation of microRNA aberrant expression in tissues and sera from patients with breast tumorJ.Gynecol Oncol,2010,119(3):586-593【14】Lawrie CH,Gal S,Dunlop HM,et a1.Detection of elevated levels of tumour-associated microR
21、NAs in serum of patients wim diffuse large B-cell lymphoma.Br J Haemato1.2008.141;672-5.【15】Resniek KE,Alder H,Hagan JP,et a1.The detection of differentially expressed microRNAs from the serum of ovarian cancer patients using a novel real-time PCR platformJ Gynecol Oncol2009,112(1) :5559【16】Ng EK,Ch
22、ong ww,Jin H,et a1Differential expression of microRNAs in plasma of patients with colorectal cancer:a potential marker for colorectal cancer screeningJGut,2009, 58(10):13751381【17】Hu Z,Chen X,Zhao Y,et a1Serum microRNA signatures identified in a genome-wide serum microRNA expression profiling predic
23、t survival of non-small-cell lung cancerJJ Clin Oncol,2010,28(10) :1721 1726【18】Lin Q,Mao W,Shu Y,et a1.A cluster of specified microRNAs in peripheral blood as biomarkeis for metastaticnon-small-cell lung cancer by stem-loop RT-PCRJ.J Cancer Res Clin Oncol,2012,138(1):85-93【19】Heneghan H M,Miller N,
24、Kelly R,et a1.Systemic miRNA-195 differentiates breast cancer from other malignancies and is a potential biomarker for detecting noninvasive and early stage diseaseJOncologist,2010,15(7):673-682【20】Wang Chen J,Chang Pet a1MicroRNAs in plasma of pancreatic ductal adenocareinoma patients as novel bloo
25、d-based biomarkers of diseaseJCancer Prev Res:Phila Pa,2009,2(9):807-13【21】Wei J,Gao W,Zhu C J,et a1.Identification of plasma microRNA-21 as a biomarker for early detection and chemosensitivity of non-small cell lung cancer J.Chin J Cancer,2O11,3O(9):407-414 【22】Tsujiura M,Ichikawa D,Komatsu S,et a1
26、.Circulating microRNAs in plasma of patients with gastric cancersJ.Br J Cancer,2010,102(7):1174-1179【23】Liu R,Zhang C,Hu Z,et a1.A five-microRNA signature identified from genome-wide serum microRNA expression profiling serves as a fingerprint for gastric cancer diagnosisJ.Eur J Cancer,2011,47(5):784-791.【24】 曲鑫,曲元明,等慢病毒介导的miR-16高表达对小鼠垂体瘤细胞影响的初步研究D万方数据库,2011.