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微小RNAs(microRNAs,miRNAs)是一类全长为19~25个核糖核苷酸的非编码调控单链小分子RNA,由一段具有发卡环结构的单链RNA前体剪切后生成,通过与目标mRNA 分子的3-端非编码区域(3-UTR)互补配对使目标mRNA分子的翻译受到抑制,从而在转录后对靶基因的表达水平进行调控。根据miRBase数据库现已发现的miRNAs达9500多个,研究证实很多miRNAs与肿瘤的发生发展有关。最近一些研究发现, miRNAs不仅可以在血清中稳定存在,并且许多肿瘤患者血清中的一些miRNAs的表达明显与正常人不同,可以作为一种特异的肿瘤标志物进行测定。
1 血清中miRNAs的稳定性
1.1 血清中存在着大量的miRNAs
随着越来越多的miRNAs功能的发现,许多学者开始关注miRNA在血清中的表达情况。Tsang[1]提出血清中的miRNAs可能与机体某些组织器官的功能减退、缺失有关。但有些人怀疑血清中的miRNAs是否来至其他的小RNA或仅仅是rRNA、mRNA等的裂解片段?Chen等[2]选取21例健康人,其中11例男性,10例女性,同时还入选了:肺癌、直肠癌、糖尿病患者,用Solexa技术对其血清中所有的小于30nt的RNAs进行测序,结果显示不论健康人或患者血清中都存在大量的miRNA,部分mRNA、rRNA及少量未知RNA,证明了血清中确实含有大量的miRNAs,而不是来自其他的转变;并且该试验还发现大鼠、小鼠、牛及其胎儿、马等的血清中也存在大量的miRNAs,这为我们对血清中的miRNAs进行临床疾病研究提供了依据。Gilad等[3]发现利用qRT-PCR技术可以对人体的尿液、唾液、羊水及胸水中的miRNAs进行定量,为我们研究miRNAs开辟了新的途径,这些体液中的miRNAs表达异常可能预示着机体功能的改变,有待进一步研究。
1.2 miRNAs对酶的耐受性
虽然血清中确实含有大量的miRNAs,但是否它们仅仅是一过性的表达,因为血清中含大量的各种消化酶,其中主要是核糖核酸酶。也许不久那些miRNA就会被消化掉,Mitchell等[4]用新杆状线虫miR-39、miR-54、miR-238(在人类中无表达)与人体内生的miR-15b、miR-16、miR-24作对照,结果发现前者加入新鲜的血清中,在不到2min的时间内就很快消失,而后者无明显改变。Chen等[2]通过肺癌患者细胞中的18srRNA、28srRNA、GAPDH、U6等基因、患者细胞中的总RNA、血清中的miRNAs对比,分别给予3h、过夜核糖核酸酶的消化,结果GAPDH、U6等很快消失;肺癌细胞中的RNA约有一半减少,而血清中的miRNAs则无明显改变,可见血清中内生的miRNAs可以逃脱核糖核酸酶的消化。但对于miRNAs逃脱酶消化的机制众说不一,并不清楚。Caby等[5]发现血清中含有大量的膜结合酶微粒;van Niel等[6]提出--血清中的miRNAs先被一种50~90 nm大小的外来体包装,在条件成熟后才被释放出来;Valad等[7]报道膜结合酶中含有miRNAs。可认为血清中的miRNAs是受到一种膜结合酶的保护才免于被消化,但关于他们是怎样结合及哪些因素引起释放,这些过程中miRNAs的功能是否发生变化等问题,还没有合理的解释。
1.3外界条件对miRNAs的影响
虽然血清中的miRNAs可以避免酶的消化,但是如果作为一种有价值的肿瘤标志物、或其他疾病的特异性指标,首先要排除一些外来干扰因素,这些直接关系到它应用于临床的可行性。紧接着有许多研究者对血清中的miRNAs做了进一步的观察,并设计了各种可能影响miRNAs变化的因素,包括:放置时间长短,温度变化、PH值的高低等,结果显示这些均对血清中miRNAs无明显影响,放置时间3、6、24 h,pH=1、pH=13,温度
2 肿瘤患者血清中miRNAs的异常表达
既然已经证明血清中miRNAs的非常稳定,很多试验及临床分析也表明miRNAs能够调节癌基因和抑癌基因,从而发挥促癌或抑癌作用。最近许多研究表明miRNAs与肿瘤的分期、转移、药物疗效及预后均有密切的联系。并且很多与肿瘤有关的miRNAs已被证实,如Volinia等[8]报道miR-128b、miR-152、miR-205、miR-222、miR-24、miR-150等在肺癌患者组织中高表达;miR
Chen等[2]的研究中发现非小细胞肺癌、直肠癌患者血清中的miRNAs与健康人明显不同,非小细胞肺癌患者与健康人相比:28个miRNAs是缺失的,63个miRNAs是肺癌患者所特有的,(r=0.2 429);69种miRNAs在直肠癌患者血清中高表达,而在正常人中则不表达(r=0.1 588)。而且还发现非小细胞肺癌与直肠癌患者之间含有部分相同的miRNAs,如miR-134、miR
Mitchell等[4]发现miRNA-141在25例前列腺癌患者血清中均高表达,可以达到60%的敏感性、100%的特异性,并且与前列腺特异性抗原(PSA)的表达水平有一定的关系。近来Resnick等[16]对卵巢上皮癌患者血清中的miRNAs也进行了测定:28例患者的血清均在治疗前收集,正常未婚者作对照,结果显示:miR-21、miR-92、miR-93、miR-126、miR-29b在患者中明显高表达,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
3 结语
综上所述, 血清中miRNAs比较稳定,对肿瘤患者诊断具有较好的敏感性及特异性,加上取材的相对无创性,显示出了其作为肿瘤标志物的优势,但距临床应用还有一定距离。寻找和验证各种肿瘤的特异性miRNAs是我们首先需要解决的问题,建立适合临床应用的标准化检测体系,包括质控和诊断阀值的确定等都有待继续努力。再者还有许多miRNAs 的功能有待去探索,包括miRNAs是如何进入到血清中及稳定存在的机制还不清楚。虽然有关血清中的miRNAs研究刚刚开始,但为肿瘤标志物的研究开辟了新的途径,随着研究深入,血清中的miRNAs在肿瘤诊疗中的应用将会取得更多有益于人类健康的新硕果。
【参考文献】
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