miRNA对VEGF介导肿瘤血管生成的调控作用研究进展_王嫱

·综述与讲座·miRNA对VEGF介导肿瘤血管生成的调控作用研究进展王嫱(华中科技大学同济医学院第二临床学院，武汉430030)关键词：微小RNA；血管内皮生长因子；血管生成；肿瘤中图分类号：Q522；R730．23文献标志码：A文章编号：1002-266X（2012）34-0091-04微小RNA（miRNA）是一类影响mRNA稳定性和翻译效率的小型调节RNAs，由20 24个核苷酸组成，通过对功能RNA蛋白翻译的抑制或mRNA 的降解来调节基因表达。

miRNA参与了血管生成、肿瘤的生长和转移等过程。

血管内皮生长因子（VEGF）是血管内皮细胞特异性的肝素结合生长因子，与内皮细胞上特异的VEGF受体结合，可促进血管内皮细胞增殖，提高血管通透性，促使肿瘤血管增生，进而促进肿瘤增殖。

研究已表明，miRNA可通过调节VEGF的表达，调控肿瘤血管的生成，进而影响肿瘤的生长。

现将miRNA对VEGF介导肿瘤血管生成的调控作用的研究进展综述如下。

1miRNA促进VEGF介导的肿瘤血管生成1．1miR-126有研究［1 3］表明，miR-126的部分促血管生成作用，是通过促进VEGF诱导的下游分子有丝分裂原激活蛋白（MAPK）激酶和胞内磷脂酰肌醇激酶（PI3K）信号实现的，另外也可通过负向调节Spred-1和磷酸肌醇3激酶调控亚单位（PIK3R2）信号通路起到上调VEGF表达的作用。

Nicoli等［4］对斑马鱼血流刺激血管生成机制的研究表明，在血流刺激下，miR-126经机械敏感锌指蛋白（KLF-2α）调节后，激活了血管内皮VEGF信号。

miR-126通过抑制Spred-1和PI3K的一个亚型（PIK3R2/p85-b）达到增强VEGF信号通路的作用。

Spred-1和PIK3R2/p85-b可抑制MAPK和PI3K信号通路，进而抑制受体细胞外调节蛋白激酶（ERK）和蛋白激酶B（AKT）诱导的信号作用。

而VEGF对肿瘤血管调节的信号作用，是通过VEGF-PI3K/ MAPK-AKT/ERK信号通路实现的，那么Spred-1和PIK3R2/p85-b间接抑制了VEGF信号通路的作用［1 4］。

因此，miR-126可通过抑制Spred-1和PIK3R2/p85-b表达，降低这两种物质对VEGF的抑制作用，进而增强VEGF信号通路的作用，促进肿瘤血管的增生。

1．2miR-17-92miR-17-92基因簇包含许多miRNA，如miR-17-5p、miR-17-3p、miR-18a、miR-19a、miR-20b、miR-19b-1、miR-92-1，均具有致癌性。

Dews等［5］研究表明，人类腺癌中通常存在k-ras、myc促癌基因及p53抑癌基因的突变，这些基因可促进VEGF的表达，成为主要的致癌因素。

研究发现，miR-17-92基因簇在k-ras、c-myc共表达的直肠癌细胞中表达上调，且miR-17-92基因簇可抑制细胞中抗血管生成血小板-1（TSP-1）和结缔组织生长因子（CTGF）的表达。

而TSP-1和CTGF表达下调，可增强VEGF促进血管新生的作用。

因此，被k-ras、c-myc信号通路激活的miR-17-92基因簇，可通过抑制TSP-1、CTGF表达，增强VEGF的促血管生成作用［5］。

1．2．1miR-92-1Ghosh等［6］研究表明，在氧含量正常、VHL基因未发生改变时，VHL在慢性淋巴细胞白血病（CLL）B细胞中的表达明显下降，而缺氧诱导因子1α（HIF-1α）的表达水平反而上升。

HIF-1α是重要的VEGF转录因子，可增加VEGF的表达水平。

研究显示，miR-92-1在CLL B细胞中过度表达，可通过抑制VHL的转录，从而减弱VHL对HIF-1α的抑制作用。

稳定的HIF-1α可以与转录激活因子p300及磷酸化的STAT3结合形成具有活性的复合物，促进VEGF表达，并且修复RNA聚合酶Ⅱ，从而促进肿瘤生长。

1．2．2miR-20b Cascio等［7］研究表明，miR-20b 在精确调节肿瘤细胞适应氧浓度方面起重要作用。

在乳腺癌MCF-7细胞中，miR-20b通过作用于HIF-1α和STAT3，从而调节VEGF的表达。

在正常氧浓度细胞中，miR-20b的作用受到抑制，使HIF-1α、19VEGF蛋白的表达降低；然而，在缺氧条件下，miR-20b可直接作用HIF-1α和VEGFA的3'-非翻译区（3'-UTR），诱导HIF-1和STAT3表达，进而促进VEGF的转录及表达。

1．3miR-210研究［8，9］表明，miR-210是一种由缺氧诱导表达的miRNA，是缺氧状态下血管生成和内皮细胞生存的关键调节因素。

在含氧正常的内皮细胞中miR-210过表达，可刺激血管生成和VEGF诱导的细胞迁移。

缺氧状态和细胞迁移，经VEGF反应过程可刺激血管形成；若通过转染抗miRNA封锁miR-210，则可抑制此类血管的形成。

研究［8，9］还发现，无论在常氧和缺氧状态下，miR-210敲除均可抑制细胞生长并诱导细胞凋亡，而Ephrin-A3是miR-210调节缺氧反应的直接靶点。

因此，在缺氧状态下，miR-210可通过调节Ephrin-A3刺激VEGF的表达，从而促进肿瘤血管生成。

1．4miR-9Ma等［10］实验表明，乳腺癌细胞中miR-9表达上调。

miR-9可直接作用于CDH1（编码E-cadherin的信使RNA）的3'-UTR，导致CDH1被降解，引起E-cadherin下调，进而活化β-catenin信号（可被E-cadherin抑制）；β-catenin与TCF结合形成复合结构，使VEGF表达上调，从而增强细胞活动性，并促使肿瘤血管增生。

1．5miR-21Liu等［11］研究表明，在人类前列腺肿瘤细胞系中，过度表达的miR-21可上调HIF-1α和VEGF的表达水平。

其可能的机制是miR-21通过抑制PTEN，激活AKT和ERK1/2信号通路，从而增加HIF-1α和VEGF的表达水平，促进肿瘤血管形成。

1．6miR-378Fus抑制因子（Sufu）可负向调节Shh信号，Shh可诱导VEGF、Ang-1、Ang-2过度表达，形成管腔较大的血管。

有研究表明，MiR-378既可作用于VEGF的3'-UTR促进VEGF表达，还可通过抑制Sufu、Fus-1上调VEGF的表达。

因此，miR-378抑制Sufu、Fus-1，便削弱了Sufu对VEGF的抑制作用，促进了VEGF表达，从而促进肿瘤血管形成［12 14］。

1．7miR-296人谷氨酰胺合成酶（HGS）是miR-296调节血管生成的作用靶点之一，同时可抑制VEGF和PDGF受体的正常表达。

在人脑胶质瘤肿瘤内皮细胞中，高表达的miR-296可使HGS表达下降，削弱了HGS对VEGF和PDGF受体的抑制作用，使VEGFR2的和血小板衍生生长因子受体-β（PDGFR-β）表达上调，从而增强了VEGF促进肿瘤血管生成的作用［15］。

1．8miR-125a、195、143、145、16、190有学者［16］研究表明，雌激素（E2）可维持VEGF mRNA的稳定性，同时促进VEGF表达。

有研究表明，E2与雌激素受体α（ERα）结合，作用于Drosha复合体，抑制了原始miRNAs（miR-125a、195、143、145、16、190）转变成miRNAs前体的过程，从而抑制了miRNAs对VEGF mRNA的降解作用，增强了mRNA的稳定性，上调了VEGF的表达水平。

Gregory等［17］研究发现，Drosha复合体由Drosha（即RnaseⅢ酶之一）、DGCR8、DEAD box解旋酶（p68和p72）及一些hnRNP蛋白构成。

Drosha复合体可促使多种原始miRNAs转变为miRNAs前体，从而促使这些miR-NAs表达上调，增强miRNAs对VEGF mRNA的降解作用，使VEGF表达下调。

而E2与ERα结合后作用于DEAD box解旋酶p68和p72，抑制了该复合体对VEGF的降调作用，从而促进VEGF表达及肿瘤的生长。

2miRNA抑制VEGF介导的肿瘤血管生成2．1miR-27a有研究［18］表明，特异性蛋白（SP）如SP1、SP3、SP4均在ER阳性和ER阴性的乳腺癌细胞系中过表达，并促进SP依赖性的血管生成基因（如survivin、VEGF、VEGFR1）表达增加，有助于加强肿瘤细胞的增殖能力，同时促进血管生成。

miR-27a参与了锌指蛋白ZBTB10的调节，ZBTB10是一种SP抑制因子的基因。

将miR-27a转染至ER阴性的乳腺癌细胞MDA-MB-231后，发现ZBTB10 mRNA表达增加，而SP1、SP3、SP4mRNA及其蛋白表达水平下降，同时survivin、VEGF、VEGFR1表达也下降，从而抑制了肿瘤的生长。

2．2miR-200有研究［19］发现，在一个k-ras/p53突变的肺癌老鼠模型中，因miR-200可直接作用于VEGF、FLT-1、KDR的3'-UTR，转染miR-200b后的肺癌细胞中VEGF、FLT-1、KDR蛋白水平被下调，明显抑制了内皮细胞在基底膜上形成血管的能力及VEGF诱导的ERK1/2磷酸化，从而抑制了肿瘤的生长。

同时有研究［20］表明，miR-200通过作用于E 盒结合锌指蛋白（ZEB）和运动神经元存活蛋白结合蛋白1（SIP1）、E-cadherin，抑制了VEGF mRNAs的转录翻译，从而影响肿瘤生长。

2．3miR-145、128核糖体蛋白p70S6激酶1（p70S6K1）被雷帕霉素靶蛋白（mTOR）激活后，加强了具有5'-TOP结构mRNAs的翻译。

该mRNA可编码能促进翻译的核糖体蛋白，如翻译延长因子1a1（eEF1a1）、真核细胞延伸因子2（eEF2）和聚A 结合蛋白。

HIF-1和VEGF是p70S6K1的下游分29子，在直肠癌细胞中，miR-145过度表达可使二者下降。

其机制可能是MiR-145作用于p70S6K1基因的3'-UTR抑制其的后转录表达，从而下调HIF-1和VEGF水平，达到抑制肿瘤血管生成和肿瘤生长的作用［21］。

Shi等［22］研究表明，在神经胶质瘤细胞中，miR-128也可通过抑制p70S6K1及其下游信号分子（HIF-1和VEGF）的表达，从而抑制肿瘤细胞增殖、生长和血管形成。

2．4miR-107研究［23］表明，在直肠癌细胞中，过度表达的miR-107可通过抑制HIF-1β的表达，削弱缺氧信号通路的作用；同时还发现，组织缺氧或缺氧模拟去铁胺（DFX），可增强肿瘤细胞中VEGF蛋白表达，miR-107过度表达可减少DFX诱导VEGF表达的作用。