【佳學(xué)基因檢測】乳腺癌miRNA基因檢測
乳腺癌miRNA基因檢測導(dǎo)讀2018 年的癌癥統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，全球女性癌癥發(fā)病率為 860 萬，癌癥死亡人數(shù)為 420 萬。此外，乳腺癌是女性賊常見的惡性腫瘤，其中 20% 會發(fā)生轉(zhuǎn)移。這為成功治療提供了很小的機會，因此迫切需要識別用于診斷和預(yù)后預(yù)測轉(zhuǎn)移性疾病的新分子標(biāo)記物以及開發(fā)創(chuàng)新的治療分子。癌癥中差異表達(dá)的 microRNA (miRNA) 導(dǎo)致腫瘤發(fā)生促進(jìn)基因的表達(dá)發(fā)生多種變化，這些基因主要在乳腺癌中進(jìn)行了研究。在此，乳腺癌miRNA基因檢測行動小組總結(jié)了有關(guān)乳腺癌特異性 miRNA 表達(dá)譜及其參與調(diào)節(jié)侵襲過程的賊新數(shù)據(jù)，與細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)、細(xì)胞-細(xì)胞粘附連接、癌細(xì)胞-細(xì)胞外基質(zhì)相互作用、腫瘤微環(huán)境、上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化和癌細(xì)胞干細(xì)胞能力的變化有關(guān)。然后，乳腺癌miRNA基因檢測行動小組專注于單個 miRNA 的表觀遺傳調(diào)控及其與其他調(diào)控基因的修飾相互作用，并回顧了 miRNA 異構(gòu)體和外泌體介導(dǎo)的 miRNA 轉(zhuǎn)移在癌癥侵襲性中的功能。盡管對 miRNA 在癌癥中的功能的研究仍在進(jìn)行中，但本文的結(jié)果有助于改善轉(zhuǎn)移性癌癥管理。然后，乳腺癌miRNA基因檢測行動小組專注于單個 miRNA 的表觀遺傳調(diào)控及其與其他調(diào)控基因的修飾相互作用，并回顧了 miRNA 異構(gòu)體和外泌體介導(dǎo)的 miRNA 轉(zhuǎn)移在癌癥侵襲性中的功能。盡管對 miRNA 在癌癥中的功能的研究仍在進(jìn)行中，但本文的結(jié)果有助于改善轉(zhuǎn)移性癌癥管理。然后，乳腺癌miRNA基因檢測行動小組專注于單個 miRNA 的表觀遺傳調(diào)控及其與其他調(diào)控基因的修飾相互作用，并回顧了 miRNA 異構(gòu)體和外泌體介導(dǎo)的 miRNA 轉(zhuǎn)移在癌癥侵襲性中的功能。盡管對 miRNA 在癌癥中的功能的研究仍在進(jìn)行中，但本文的結(jié)果有助于改善轉(zhuǎn)移性癌癥管理。
關(guān)鍵詞： miRNA表達(dá)，miRNA靶基因，表觀遺傳調(diào)控，女性癌癥，乳腺癌，侵襲性，轉(zhuǎn)移
1.簡介
來自國際癌癥研究機構(gòu)的 GLOBOCAN 2018 年統(tǒng)計估計顯示，有近 860 萬新女性癌癥病例和 420 萬相關(guān)死亡病例。其中，乳腺癌、子宮頸癌、主要是子宮內(nèi)膜癌、卵巢癌、外陰癌和陰道癌的發(fā)病率分別為 24.2%、6.6%、4.4%、3.4%、0.5% 和 0.2%，分別為 15%、7.4%、2.1% 、4.4%、0.4% 和 0.2% 的死亡率，分別為 。這些腫瘤的統(tǒng)計和擴散的比較顯示如下。
雖然近五分之一的乳腺癌患者 (BC) 發(fā)展為轉(zhuǎn)移性疾病，但在初步診斷時，約 6% 的患者在骨、肝、肺和非腋窩淋巴結(jié)中有遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，而在腦中則較少。相比之下，13% 的宮頸癌患者 (CC) 被歸類為晚期，他們通過血液和淋巴系統(tǒng)的轉(zhuǎn)移具有不同的治療和存活率。CC 可以擴散到腹膜淋巴結(jié)和遠(yuǎn)處器官，如肺、肝、骨和腦 。卵巢癌 (OC) 的死亡率在所有婦科惡性腫瘤中位居第二，大約 75% 的患者在診斷時腹膜腔內(nèi)有癌細(xì)胞播散 。這些腫瘤大多是上皮性的，通常是原發(fā)性的，但 10-20% 被診斷為乳腺癌、結(jié)直腸癌、子宮內(nèi)膜癌、胃癌或闌尾癌的卵巢轉(zhuǎn)移 。賊后，子宮內(nèi)膜癌 (EC) 經(jīng)常在惡性變化仍局限于子宮的早期被診斷出來，而無轉(zhuǎn)移患者的 5 年總生存率在 74% 至 91% 之間，因為子宮內(nèi)膜癌的患病率很高。侵襲性子宮內(nèi)膜樣型 。非子宮內(nèi)膜樣惡性腫瘤往往有早期轉(zhuǎn)移擴散，進(jìn)入子宮頸、陰道和子宮肌層，并且通常在肺部發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移。與 OC 類似，罕見的 EC 已被確定為源自乳腺癌、卵巢癌、肺癌、胃癌和結(jié)腸直腸癌和黑色素瘤的子宮內(nèi)膜轉(zhuǎn)移瘤 。轉(zhuǎn)移性疾病成為一個非常嚴(yán)重的醫(yī)學(xué)問題，因為轉(zhuǎn)移通常對常規(guī)治療有抵抗力，并且只有姑息治療選擇仍然可用。
轉(zhuǎn)移發(fā)展也稱為侵襲-轉(zhuǎn)移級聯(lián)，它涉及在不同步驟中定義的復(fù)雜過程。癌細(xì)胞通過周圍的細(xì)胞外基質(zhì)和基質(zhì)細(xì)胞層局部滲入并進(jìn)入相鄰淋巴和血管的腔，在那里它們存活并通過循環(huán)系統(tǒng)運輸，從而逃避物理損傷和宿主免疫反應(yīng)。然后癌細(xì)胞被逮捕或粘附在血管壁上并滲出到遠(yuǎn)處器官的實質(zhì)中，在那里存活的癌細(xì)胞形成微轉(zhuǎn)移并增殖成大轉(zhuǎn)移以形成轉(zhuǎn)移性定植 。在這些過程中，腫瘤微環(huán)境 (TM) 中的癌細(xì)胞和非惡性細(xì)胞會發(fā)生遺傳和表觀遺傳變化 。
轉(zhuǎn)移似乎非常低效，因為體循環(huán)中不到 0.01% 的癌細(xì)胞賊終會發(fā)展為肉眼可見的轉(zhuǎn)移 。對癌癥和非惡性細(xì)胞的分子特征和相互作用的了解越來越多，支持從原發(fā)性腫瘤中早期傳播半有能力的轉(zhuǎn)移性癌細(xì)胞，在遠(yuǎn)處身體部位積累各種分子變化，而不是晚期傳播有效惡性細(xì)胞。這些播散的癌細(xì)胞也可以保持休眠數(shù)月和數(shù)年，然后導(dǎo)致以后的癌癥反復(fù)。盡管增殖休眠癌細(xì)胞的啟動仍不清楚，但它可能受到癌細(xì)胞與微環(huán)境成分、血液供應(yīng)限制或主動免疫系統(tǒng)的相互作用的調(diào)節(jié) 。
對于患有早期癌癥病變的患者，了解允許癌細(xì)胞從原發(fā)腫瘤物理重新定位的機制可能有助于預(yù)防轉(zhuǎn)移，對于轉(zhuǎn)移性播種的患者，應(yīng)該更多地了解導(dǎo)致癌細(xì)胞成功定植的機制有助于開發(fā)更有效的治療方法 。
2. MicroRNA 生物發(fā)生
二十年前發(fā)現(xiàn)了一種由大約 22 個核苷酸長的非編碼 RNA 分子介導(dǎo)的新機制，稱為 microRNA (miRNA)，它是基因表達(dá)的表觀遺傳調(diào)控的基礎(chǔ)。大多數(shù) miRNA 在不同的哺乳動物物種中高度保守，能夠以序列特異性方式調(diào)節(jié)關(guān)鍵的生物學(xué)過程，包括分化、發(fā)育和細(xì)胞增殖 。賊新的 9/2017 mirtarbase 更新確認(rèn)了 2599 個人類 miRNA 分子和 15,064 個靶基因 ( http://mirtarbase.mbc.nctu.edu.tw/php/statistics.php )。在 380,639 個 miRNA-靶標(biāo)相互作用中，5831、7676、12,886 和 359,298 個已分別通過蛋白質(zhì)印跡、熒光素酶測定、微陣列和下一代測序進(jìn)行實驗驗證 。
雖然 2016 年 6 月更新的人類癌癥中差異表達(dá) miRNA 數(shù)據(jù)庫的 2.0 版記錄了所有女性惡性腫瘤中上調(diào)和下調(diào) miRNA 的數(shù)量賊多，但在 BC 中發(fā)現(xiàn)的數(shù)量高于任何婦科癌癥（http://www .picb.ac.cn/dbDEMC/statistics.html ) ，更詳細(xì)的 02/2009 更新的癌癥特異性 miRNA 數(shù)據(jù)庫確定了 507、188、66 和 202 個 BC、CC、EC 和OC（http://mircancer.ecu.edu）。隨著這項研究的建立，乳腺癌miRNA基因檢測行動小組在此關(guān)注與乳腺惡性轉(zhuǎn)化中特定侵襲過程相關(guān)的異常 miRNA 表達(dá)譜的當(dāng)前知識。miRNA 序列經(jīng)常位于內(nèi)含子中，很少出現(xiàn)在外顯子中，它們可以與宿主基因共享一個啟動子，或者它們可以有一個獨立的啟動子，并且當(dāng)位于基因間區(qū)域時，它們可以被獨立地轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)。此外，miRNA 被組織為單個單元或串聯(lián)在雙或多順反子簇中，它們存在于除 Y 之外的所有人類染色體中 。大多數(shù)在細(xì)胞核中由 RNA 聚合酶 II 轉(zhuǎn)錄為數(shù)百個核苷酸長的初級 miRNA 轉(zhuǎn)錄物 (pri-miRNA)，其中包含一個 5' 主帽和一個 3' 聚 (A) 尾 。該前體在微處理過程中被 drosha 核糖核酸酶 III (DROSHA) 及其輔因子雙鏈 RNA 結(jié)合蛋白 DiGeorge 綜合征關(guān)鍵區(qū)域 8 (DGCR8) 微處理器復(fù)合亞基切割。這導(dǎo)致 60-70 個核苷酸長的前體 miRNA（pre-miRNA）具有發(fā)夾環(huán)結(jié)構(gòu) 。然后通過 exportin-5 (XPO5)/Ran 鳥苷三磷酸 (GTP) 轉(zhuǎn)運蛋白將前 miRNA 從細(xì)胞核主動輸出到細(xì)胞質(zhì) ，然后 pre-miRNA 在末端環(huán)附近被核糖核酸酶 III DICER1 與反式激活反應(yīng)性 RNA 結(jié)合蛋白（TRBP，TARBP2）或干擾素誘導(dǎo)的蛋白激酶蛋白激活劑（PACT，PRKRA）復(fù)合。這提供了大約 22 個核苷酸長的 miRNA 雙鏈體 。在 5' 端配對不穩(wěn)定的 miRNA 鏈通常代表引導(dǎo)鏈，而配對穩(wěn)定的過客鏈通常會被降解 。成熟的指導(dǎo) miRNA 鏈與核糖核酸酶 argonaute 2 (AGO2) 結(jié)合，miRNA 誘導(dǎo)的沉默復(fù)合物 (miRISC) 通過 2-8 個核苷酸長序列中的 miRNA 互補性與 mRNA 靶標(biāo)的 3' UTR 結(jié)合。由于空間位阻，近乎出色的配對導(dǎo)致 mRNA 降解，部分互補通過 mRNA 去除或翻譯障礙導(dǎo)致表達(dá)降低，因為 RNA 聚合酶的起始位點被阻斷 。然而，一些已發(fā)表的研究表明，miRNA 與靶 mRNA 中其他區(qū)域的結(jié)合有助于維持 mRNA 翻譯。這種間接機制是通過 miRNA 與 3' UTR 區(qū)域中富含 AU 的元件的相互作用或通過調(diào)節(jié)核糖核蛋白的結(jié)合序列介導(dǎo)的，這兩者都位于靶 mRNA 中。這些相互作用導(dǎo)致抑制蛋白復(fù)合物的募集，這些復(fù)合物從翻譯抑制中釋放 mRNA 。進(jìn)一步的研究表明，通過將特定 miRNA 直接結(jié)合到人胎腎和 Wilms 腫瘤中靶 mRNA 的 5' UTR 來啟動轉(zhuǎn)錄 。另一項研究表明，miRNA 也可以靶向啟動子序列，這會導(dǎo)致基因表達(dá)起始 。此外，下一代測序 (NSG) 技術(shù)能夠檢測到許多源自 miRNA 基因座的 miRNA 異構(gòu)體 (isomiRNA)。isomiRNAs 可以通過在前 miRNA 加工和轉(zhuǎn)錄后修飾過程中的不有效切割產(chǎn)生，這些修飾會影響 miRNA 穩(wěn)定性、亞細(xì)胞定位和靶點選擇。這些生理學(xué) isomiRNAs 通過調(diào)節(jié)目標(biāo)識別在 miRNA 生物發(fā)生中也具有多種功能。
單個 miRNA 通?？梢杂绊懺S多 mRNA 靶標(biāo)的表達(dá)并同時調(diào)節(jié)各種生物過程。從轉(zhuǎn)錄到成熟 miRNA 產(chǎn)生的健康細(xì)胞中 miRNA 生物發(fā)生的每一步都控制著許多調(diào)節(jié)因子。這在動物細(xì)胞中得到了很好的證明。這些控制機制的破壞和 miRNA 庫中的不平衡與許多人類疾病有關(guān) 。
3. MicroRNA 在癌癥中的功能
與健康細(xì)胞相比，人類癌癥中的 miRNA 表達(dá)差異，并且 miRNA 表達(dá)與癌癥發(fā)展之間的關(guān)聯(lián)首先在慢性淋巴細(xì)胞性白血病中得到描述。這些患者的染色體 13q14 區(qū)域和 miR-15a/16a 簇經(jīng)常被刪除，因此表明這些 miRNA 可能是腫瘤抑制因子 。
癌癥相關(guān)的 miRNA 通常分為兩類。先進(jìn)類中的致癌 miRNAs（oncomiRs）通常是高表達(dá)的。它們有助于腫瘤進(jìn)展并且對維持腫瘤表型很重要。第二類包含腫瘤抑制性 miRNA (miRsupps)，它們通過調(diào)節(jié)細(xì)胞生長、細(xì)胞凋亡、免疫細(xì)胞發(fā)育和其他癌癥相關(guān)事件來抑制腫瘤發(fā)生，這些在各種癌癥中經(jīng)常被下調(diào)。一些與癌癥相關(guān)的 miRNA 也被稱為環(huán)境依賴性 miRNA，因為它們可以以組織特異性方式起作用，因此單個 miRNA 在不同癌癥中可以具有致癌或腫瘤抑制作用。幾位作者描述的具有雙重功能的 miRNA 的例子包括 miR-17（在 BC 中具有腫瘤抑制作用，在 B 細(xì)胞淋巴瘤中具有致癌性）。賊近的研究還表明，miRNA 在癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移擴散中具有關(guān)鍵作用。這些包括入侵和遷移與微環(huán)境的關(guān)聯(lián)以及不良預(yù)后表型的發(fā)展。這些 miRNA 被稱為 metastamiRs，它們在不同的腫瘤中都被上調(diào)和下調(diào)，包括 BC 。雖然較早的研究表明，與正常組織 miRNA 相比，多種人類癌癥中的 miRNA 表達(dá)譜表現(xiàn)出 miRNA 庫的全局下調(diào)，但不同的腫瘤類型具有不同的 miRNA 表達(dá)譜，可用于區(qū)分癌癥類型或低分化的組織起源腫瘤 。
人類 oncomiRs 和 miRsupps 的先進(jìn)次大規(guī)模生物信息學(xué)分析確定了不同的功能模式、進(jìn)化速率、基因表達(dá)、染色體分布、分子大小、自由能、轉(zhuǎn)錄因子和靶標(biāo)。這表明在人類癌癥中，oncomiRs 比 miRsupps 更頻繁地切割靶 mRNA。此外，與更常位于缺失染色體區(qū)域的 miRsupp 序列不同，oncomiR 編碼序列主要存在于擴增的染色體區(qū)域中 。雖然這些“先驅(qū)”結(jié)果支持癌癥患者中的 oncomiRs 通常上調(diào)和 miRsupps 缺失或下調(diào)的證據(jù)，但在 BC 進(jìn)展期間，患者血漿樣本中幾種傳統(tǒng) oncomiRs 的表達(dá)下降。這些數(shù)據(jù)表明，個體 miRNA 的致癌或腫瘤抑制特征不能被嚴(yán)格定義。分子方法學(xué)的當(dāng)前進(jìn)展已導(dǎo)致 miRNA 微陣列和 NSG 在識別 miRNA 系列中的應(yīng)用，從而更正確地區(qū)分不同的細(xì)胞類型，包括癌細(xì)胞。此外，許多癌癥相關(guān) miRNA 同種型的檢測證實這些 isomiRNA 在 miRNA-mRNA 調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中很重要，并且改變的 isomiRNA 表達(dá)譜有助于癌癥發(fā)展。
4. 癌癥中 microRNA 生物發(fā)生的不穩(wěn)定
人類癌癥中 miRNA 表達(dá)水平的許多變化是由 miRNA 生物發(fā)生的失調(diào)驅(qū)動的，而 miRNA 池失衡是由于 miRNA 加工機械組件的上調(diào)或下調(diào)。主要 DROSHA、DGCR8 和 DICER1 成分的編碼基因在許多實體瘤中經(jīng)常上調(diào)，這會改變整體 miRNA 表達(dá)譜并有助于癌癥進(jìn)展的主要屬性，例如增加細(xì)胞增殖、遷移和侵襲 。研究還表明，DROSHA和DICER1許多不同腫瘤中的基因下調(diào)和隨之而來的蛋白質(zhì)表達(dá)導(dǎo)致 miRNA 水平降低，并且在臨床上與侵襲、轉(zhuǎn)移和患者生存率差有關(guān)。
miRNA 生物發(fā)生的損害受 miRNA 調(diào)節(jié)因子的遺傳和表觀遺傳改變的影響。在 Wilms 腫瘤（兒童腎癌）中發(fā)現(xiàn)了DROSHA、DGCR8、XPO5和DICER1基因中不同的體細(xì)胞和種系突變。在胸膜肺母細(xì)胞瘤（兒童肺腫瘤）和非上皮 OC 中發(fā)現(xiàn)了進(jìn)一步的DICER1突變。此外，雜合XPO5在具有微衛(wèi)星不穩(wěn)定性的子宮內(nèi)膜、結(jié)腸和胃腫瘤中發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)致前 miRNA 從細(xì)胞核向細(xì)胞質(zhì)輸出受損的失活突變 。賊近一項薈萃分析的結(jié)果還確定了兩個DROSHA多態(tài)性和一個DGCR8多態(tài)性，在喉癌和 BC 的人類腫瘤發(fā)生中具有重要作用 。在 BC 患者中，已觀察到 15% 至 75.5% 的DROSHA和/或DICER1的 mRNA 表達(dá)降低，這些水平與高級別腫瘤和高 Ki-67 誘導(dǎo)的細(xì)胞增殖指數(shù)顯著相關(guān) 。其他報告表明，DICER1 mRNA 水平降低與激素受體狀態(tài)和管腔 A 亞型顯著相關(guān)，并且這種降低主要在轉(zhuǎn)移性疾病患者中出現(xiàn) 。另一項研究表明，在導(dǎo)管原位癌 (DCIS) 的發(fā)展過程中，乳腺組織中DICER1蛋白的表達(dá)逐漸喪失，并且在轉(zhuǎn)移性惡性細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了賊顯著的減少。這種 DICER1 蛋白的缺失在無病生存期降低的患者和以更高級別和激素受體和 BRCA1 DNA 修復(fù)相關(guān) (BRCA1) 蛋白表達(dá)缺失為特征的更具侵襲性的腫瘤中特別觀察到 。雖然減少與正常相鄰組織相比，在三陰性 BC (TNBC) 中發(fā)現(xiàn)DICER1 mRNA 表達(dá)和增加的DROSHA水平，淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移 (LNM) 和原發(fā)性腫瘤之間的DROSHA表達(dá)沒有差異，但DICER1表達(dá)顯著增加 。DROSHA上調(diào)和DICER1下調(diào)的組合可以啟動初級 miRNA 轉(zhuǎn)錄物的積累和 miRNA 不有效成熟，這些都可能導(dǎo)致癌癥進(jìn)展。
雖然在乳腺腫瘤中未發(fā)現(xiàn)參與 miRNA 調(diào)節(jié)的兩種關(guān)鍵 DROSHA 和 DICER1 酶的編碼基因發(fā)生致病突變或表觀遺傳變化，但在一組中國和非洲婦女，這些與 BC 風(fēng)險顯著相關(guān) 。此外，在一項 BC 病例對照研究中，在血液 DNA 樣本中檢測到XPO5基因中的一個錯義多態(tài)性和高或高/中甲基化指數(shù)，這些分別與 BC 風(fēng)險的增加和降低有關(guān)。。
三個額外的多態(tài)性已經(jīng)定位在 14 個在 miRNA 生物發(fā)生中起作用的基因中。這些位于與 BC 風(fēng)險相關(guān)的AGO1、AGO2和DEAD-box helicase 5 ( p68, DDX5 ) 基因中 。這進(jìn)一步表明調(diào)節(jié) miRNA 生物發(fā)生的基因中的遺傳變異在評估 BC 發(fā)展風(fēng)險方面可能非常有用。此外，靶向DICER1的兩個 miR-103/107 和 miR-191/425 簇基因影響 BC miRNA 加工失調(diào)，其上調(diào)促進(jìn) BC 腫瘤細(xì)胞生長、侵襲和轉(zhuǎn)移。賊后，進(jìn)一步確定 miR-103/107 通過下調(diào) miR-200 促進(jìn)上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化 (EMT) 。
5. 侵襲性乳腺癌中的 MicroRNA 失調(diào)
BC 細(xì)胞擴散到次級器官所需的關(guān)鍵過程是癌細(xì)胞侵襲，這可以通過已確定的細(xì)胞相互作用機制來介導(dǎo)，例如 EMT、集體侵襲和巨噬細(xì)胞-癌細(xì)胞反饋回路。這些涉及腫瘤細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞亞群之間的多重相互作用，并通過可溶性因子信號傳導(dǎo)、直接細(xì)胞-細(xì)胞粘附和細(xì)胞外基質(zhì) (ECM) 重塑 進(jìn)行。
侵襲性癌細(xì)胞 (BCSCs) 的特定乳腺癌干細(xì)胞異質(zhì)亞群現(xiàn)已得到表征，它們被證明能夠自我更新、分化、腫瘤發(fā)生和化學(xué)抗性，這對于 BC 進(jìn)展、癌癥反復(fù)、轉(zhuǎn)移和預(yù)后不良 。與正常細(xì)胞相比，由于包括異常 miRNA 生物發(fā)生在內(nèi)的多種機制，它們引發(fā)了與侵襲相關(guān)途徑有關(guān)的基因表達(dá)的多重變化。
5.1 MicroRNAs 和細(xì)胞粘附
細(xì)胞-細(xì)胞和細(xì)胞-ECM 粘附維持對于正常細(xì)胞和生物體的穩(wěn)態(tài)至關(guān)重要，這是通過細(xì)胞骨架調(diào)節(jié)蛋白、細(xì)胞-細(xì)胞粘附分子和 ECM 蛋白的多種活性來確保的 。粘附相關(guān)分子的失調(diào)，經(jīng)常受到異常表達(dá)的 miRNA 的影響，使癌細(xì)胞脫離和轉(zhuǎn)移擴散 。
5.1.1。MicroRNAs 和細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu) 高度動態(tài)細(xì)胞骨架中的肌動蛋白聚合和解聚導(dǎo)致細(xì)胞行為發(fā)生顯著變化，這取決于當(dāng)前活躍的細(xì)胞功能。這些過程由小 GTP 酶的 Ras 同源物 (Rho) 超家族調(diào)控 。已在 BC 細(xì)胞中鑒定出幾種靶向 Rho 超家族成員的 miRNA。例如，miR-155直接抑制RhoA蛋白的表達(dá)，而miR-10b的表達(dá)是由Twist家族的堿性螺旋-環(huán)-螺旋轉(zhuǎn)錄因子（TWIST）通過靶向抑制同源框D10來間接啟動入侵的。 HoxD10) 和前轉(zhuǎn)移RhoC基因的上調(diào)。另一個 Rho 超家族成員，小 GTPase 細(xì)胞分裂周期 42 (CDC42)，連同 CXC 基序趨化因子受體 4 (CXCR4)，在其靶向 miR-224 下調(diào)后促進(jìn)細(xì)胞侵襲。致癌基因p-21 激活激酶 1 ( PAK1 ) 編碼絲氨酸/蘇氨酸 p21 激活激酶 PAK1，這是一種在細(xì)胞骨架重組過程中與 RhoGTPases 相關(guān)的關(guān)鍵效應(yīng)物。此外，PAK1 編碼基因已被確定為 miR-494 的直接靶標(biāo)，并且由于 miR-494 下調(diào)，BC 樣本中 PAK1 蛋白高表達(dá)。這可能有助于在 BC 細(xì)胞系中觀察到的克隆形成活性、遷移和侵襲 。此外，細(xì)胞骨架蛋白原肌球蛋白 1 (TPM1) 編碼的基因是公認(rèn)的腫瘤抑制基因。這是由 miR-21 直接調(diào)節(jié)的。miR-661 通過靶向兩種蛋白質(zhì)的編碼基因?qū)е戮o密連接不穩(wěn)定。先進(jìn)個蛋白質(zhì)，nectin 細(xì)胞粘附分子-1 (Nectin-1)，調(diào)節(jié)細(xì)胞-細(xì)胞連接和細(xì)胞骨架組織，而第二個磷脂轉(zhuǎn)移酶 STAR 相關(guān)脂質(zhì)轉(zhuǎn)移結(jié)構(gòu)域蛋白在上皮細(xì)胞極性中包含 10 個 (STARD10) 功能。此外，在 SNAI1 誘導(dǎo)的 EMT 細(xì)胞中 miR-661 的上調(diào)通過抑制上皮標(biāo)志物來實現(xiàn)細(xì)胞侵襲。在 BC 樣本中，STARD10的表達(dá)基因與 luminal 亞型的標(biāo)志物高度相關(guān)，但已報道其丟失與 EMT 相關(guān)、基底樣亞型的標(biāo)志物之間存在負(fù)相關(guān) 。
連接蛋白 43 (CX43) 粘附分子介導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)通訊 ，還影響細(xì)胞骨架修飾和細(xì)胞遷移，發(fā)現(xiàn)這受 miR-200a 和 miR-206 的調(diào)節(jié)。兩項研究還報道，降低的 miR-200a 或 miR-206 水平以及增加的CX43 mRNA 和蛋白質(zhì)水平與細(xì)胞增殖、遷移和侵襲能力有關(guān)。此外，與原發(fā)性腫瘤相比，在 BC 離散的肺和聯(lián)合肺和肝轉(zhuǎn)移中發(fā)現(xiàn)更高的 mRNA CX43表達(dá)水平 。Wiskott-Aldrich 綜合征蛋白家族成員 3 (WAVE3, WASF3) 蛋白是 WAVE 肌動蛋白細(xì)胞骨架重塑家族的成員，在 BC 中高度表達(dá)，尤其是在晚期。當(dāng) miR-200 簇和 miR-31 靶向WAVE3基因表達(dá)時，BC 細(xì)胞系中這些 miRNA 的水平下降，并且腫瘤組織表現(xiàn)出細(xì)胞骨架改變，這導(dǎo)致了侵襲性表型 。除了這種修飾作用，WAVE3 在核因子 kappa B (NF-κB) 信號傳導(dǎo)中具有新的功能，因為它有助于 ECM 降解和侵襲偽足生長調(diào)節(jié) 。
跨膜細(xì)胞-細(xì)胞連接蛋白連接粘附分子-A (JAM-A) 通過與肌動蛋白結(jié)合蛋白 facsin 的結(jié)合參與緊密連接并影響細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu) 。在幾個 BC 系中，miR-145 過表達(dá)導(dǎo)致JAM-A基因靶向的喪失導(dǎo)致細(xì)胞運動性和侵襲性降低 。雖然 BC 中 miR-145 表達(dá)的下調(diào)支持了這些結(jié)果，并且可以使JAM-A基因充分表達(dá)以增加癌細(xì)胞的運動性 ，但在通過上調(diào)的 miR -A 抑制 JAM-A后觀察到對比活躍的 BC 細(xì)胞遷移。495 。
5.1.2. MicroRNAs 和細(xì)胞-細(xì)胞粘附連接 細(xì)胞-細(xì)胞粘附連接是組織完整性的主要保護(hù)者，細(xì)胞-細(xì)胞粘附受體能夠啟動許多信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路 。在鈣粘蛋白超家族中，由鈣粘蛋白1（CDH1 ）基因編碼的跨膜糖蛋白E-鈣粘蛋白在相鄰上皮細(xì)胞之間產(chǎn)生基本的粘附連接，其胞質(zhì)尾部與許多細(xì)胞內(nèi)蛋白相互作用，介導(dǎo)E-鈣粘蛋白與細(xì)胞間的結(jié)合。肌動蛋白細(xì)胞骨架 。在包括 BC 在內(nèi)的許多上皮癌中，E-cadherin 失活被認(rèn)為是侵襲-轉(zhuǎn)移級聯(lián)反應(yīng)中的關(guān)鍵事件，并且 E-cadherin 免疫染色已被證明可用于在不確定的組織學(xué)結(jié)果中區(qū)分乳腺小葉病變和導(dǎo)管病變 。
除了受到幾個CDH1體細(xì)胞突變和雜合性喪失（主要在侵襲性小葉 BC 中）和啟動子甲基化 的影響之外，發(fā)現(xiàn)CDH1基因直接被 miR-9 抑制。這種 miRNA 的上調(diào)與侵襲性和轉(zhuǎn)移狀態(tài)有關(guān) 。雖然與正常組織相比，在良性腫瘤中發(fā)現(xiàn)了降低的 miR-9 水平，但在惡性與良性腫瘤中卻有所增加，但不等于在正常組織中表達(dá)的水平。這些結(jié)果證明了 miR-9 的動態(tài)變化及其在腫瘤進(jìn)展過程中的多種不同功能 。此外，CDH1沉默通過靶向有助于癌細(xì)胞 EMT 的幾種重要轉(zhuǎn)錄因子間接調(diào)節(jié)其他 miRNA。這種關(guān)系在隨后的第 5.3 節(jié)中進(jìn)行了回顧。
含有 CUB 結(jié)構(gòu)域的蛋白 1 (CDCP1) 跨膜糖蛋白已在 BC 細(xì)胞系中被定義為細(xì)胞粘附和運動的調(diào)節(jié)劑 。這種蛋白質(zhì)有助于破壞粘附連接，并發(fā)現(xiàn)在人類上皮癌中廣泛表達(dá)，并與晚期和患者存活率低有關(guān)。CDCP1基因表達(dá)增加可能是靶向 miR-198 下調(diào)的結(jié)果 。
5.1.3. MicroRNAs 和細(xì)胞-ECM 相互作用 細(xì)胞-ECM 相互作用的減弱是癌細(xì)胞脫離的進(jìn)一步先決條件。存在于癌細(xì)胞表面的 ECM 蛋白的主要受體，整合素 α/β 異二聚體，介導(dǎo)跨細(xì)胞膜的雙向信號傳導(dǎo)。這能夠調(diào)節(jié)許多細(xì)胞過程，例如細(xì)胞增殖、分化、存活、粘附、運動和整合素失調(diào)，從而促進(jìn)癌癥的侵襲和轉(zhuǎn)移 。通過靶向 β1（α2、α5 和 αV）和 β3 整合素的幾個 α 亞基伙伴，miR-31 似乎是整合素的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子 。此外，一些研究已經(jīng)調(diào)查了 miRNA 對單個整合素的調(diào)節(jié)。減少整合素α2 ( ITGA2) BC 細(xì)胞中的 mRNA 是由與細(xì)胞間相互作用的降解、F-肌動蛋白纖維的解聚和細(xì)胞遷移整合相關(guān)的 miR-373 靶向引起的。此外，與鄰近的非惡性組織相比，在 BC 中發(fā)現(xiàn) ITGA2 蛋白水平顯著降低和 miR-373 表達(dá)增加，主要在 LNM 患者中。相比之下，進(jìn)一步的體外研究表明，miR-142-3p 的過表達(dá)影響了幾種細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)和細(xì)胞運動基因，包括Wiskott-Aldrich 綜合征樣( WASL ) 和抑制 BC 細(xì)胞侵襲性的ITGAV 。此外，β1 家族整合素之一 (α3β1) 通過激活 Rac1/PAK1 通路信號傳導(dǎo)、絲裂原活化蛋白激酶 (MAPK)、c-Jun NH2-末端激酶 (JNK) 和 PAK1 間接影響 BC 侵襲。
兩種激酶，PAK1 和粘著斑激酶 (FAK)，被證明是 HoXD10 依賴性 miR-7 直接靶向的，并且這種 miRNA、PAK1 和 FAK 蛋白上調(diào)的聯(lián)合下調(diào)與更具侵襲性的表型相關(guān). 在轉(zhuǎn)移性 BC 患者中也觀察到 miR-7 的更明顯下降 。此外，通過靶向信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子 5A ( STAT5A )、去整合素和金屬蛋白酶結(jié)構(gòu)域 17 ( ADAM17 ) 和整合素 β4 (ITGB4)基因，miR221/222 被證明是 BC 細(xì)胞增殖和侵襲的主要調(diào)節(jié)因子；ITGB4編碼與層粘連蛋白受體相互作用的粘附分子。雖然作者沒有證實 miR-221/222 和ITGB4表達(dá)之間的負(fù)相關(guān)，但在低分化 G3 腫瘤患者中觀察到 ITGB4 蛋白表達(dá)和 miR-221/222 下調(diào)在腔 BC 中 。
ADAM 多結(jié)構(gòu)域蛋白具有兩個主要的去整合素和金屬蛋白酶結(jié)構(gòu)域，參與蛋白水解和細(xì)胞粘附，主要位于細(xì)胞膜上。蛋白水解活性 ADAM 通過脫落可變底物（如粘附配體、生長因子及其受體和各種細(xì)胞因子）在 ECM 重塑中發(fā)揮作用。ADAM 中的表達(dá)變化，主要在 ADAM9、10、12、15 和 17 中，與癌癥進(jìn)展相關(guān) 。在那里，發(fā)現(xiàn) ADAM9 編碼基因的轉(zhuǎn)錄被 miR-33a、miR-126 和 miR-154 靶向。與正常乳腺組織相比，這些 miRNA 抑制癌細(xì)胞的增殖、侵襲和遷移，并且從早期到非轉(zhuǎn)移性和 LNM 陽性 BCs 觀察到它們在腫瘤發(fā)生中的水平逐漸降低。
相比之下，ADAM8 調(diào)節(jié)幾種 miRNA，包括 miR-720。這種蛋白質(zhì)的去整合素和富含半胱氨酸的結(jié)構(gòu)域通過細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶 (ERK) 信號級聯(lián)激活 miR-720 表達(dá)，從而在 TNBC 細(xì)胞中誘導(dǎo)侵襲性表型。此外，在 ADAM8 高表達(dá)的 TNBC 患者的血清中存在增加的 miR-720 水平 。沒有金屬蛋白酶結(jié)構(gòu)域的 ADAM 蛋白在蛋白水解上是無活性的，但它們通過它們的去整合素結(jié)構(gòu)域與整合素相互作用。這會影響細(xì)胞粘附 ，并且這些蛋白質(zhì)的變化會導(dǎo)致癌癥侵襲。例如，ADAM23被認(rèn)為是一種腫瘤抑制因子，它在 BC 患者中因啟動子甲基化而在表觀遺傳上失活。尚未發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)其編碼基因的 miRNA；然而，乳腺癌miRNA基因檢測行動小組之前發(fā)表過ADAM23賊有可能參與間充質(zhì)循環(huán)腫瘤細(xì)胞的擴散 。
5.2. MicroRNAs 和腫瘤微環(huán)境
許多研究表明，由不同類型的基質(zhì)細(xì)胞（如成纖維細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、脂肪細(xì)胞和免疫細(xì)胞）以及 ECM 成分組成的微環(huán)境變化在癌癥進(jìn)展中具有重要作用 。異常表達(dá)的基質(zhì) miRNA 可以調(diào)節(jié) TM 內(nèi)的細(xì)胞間串?dāng)_。癌癥相關(guān)成纖維細(xì)胞 (CAF) 產(chǎn)生許多在侵襲和轉(zhuǎn)移中具有重要功能的細(xì)胞因子和趨化因子。此外，賊近報道了成纖維細(xì)胞衍生的 CXC 基序趨化因子配體 12（CXCL12，SDF1）和內(nèi)皮細(xì)胞之間的相互作用通過增加血管通透性來增強腫瘤細(xì)胞的血管內(nèi)滲透 。CXCL12 _miR-126 和 miR-126* 直接靶向該基因，導(dǎo)致癌細(xì)胞以 CXCL12 依賴性方式產(chǎn)生的 CC 基序趨化因子配體 2 (CCl2) 受到抑制。作者記錄了 miR-126 和 miR-126* 可以修飾 TM，并且他們通過 miR-126 和 miR-126* 依賴性抑制間充質(zhì)干細(xì)胞和炎性單核細(xì)胞證明了小鼠異種移植模型中 BC 轉(zhuǎn)移的抑制作用在腫瘤基質(zhì)環(huán)境中招募 ?；|(zhì)成纖維細(xì)胞產(chǎn)生的趨化因子 CXCL12 主要與癌細(xì)胞表面高表達(dá)的 CXCR4 受體結(jié)合，從而誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)信號傳導(dǎo)，從而導(dǎo)致腫瘤進(jìn)展、血管生成、轉(zhuǎn)移和存活 。另一項研究報告稱，miR-494 單獨顯著抑制 CXCR4 蛋白，并且在 BC 細(xì)胞中下調(diào)。這種 miRNA 還通過 CXCR4 依賴性 Wnt/β-catenin 信號通路抑制 BC 的發(fā)展 。
此外，在動物模型和 BC 患者樣本中均檢測到 miR-320 作為基質(zhì)成纖維細(xì)胞中磷酸酶和張力蛋白同源物( PTEN ) 基因的下游調(diào)節(jié)劑。PTEN基因影響乳腺組織中鄰近內(nèi)皮細(xì)胞和上皮細(xì)胞的mRNA 表達(dá)譜。此外，BC 中的 miR-320 下調(diào)及其直接ETS 原癌基因 2 ( ETS2 ) 靶標(biāo)的上調(diào)對于 PTEN 的丟失至關(guān)重要，而PTEN通過微環(huán)境修飾促進(jìn)腫瘤侵襲性和血管生成 。進(jìn)一步的作者發(fā)現(xiàn)，基質(zhì) miR-200 簇成員（miR-200a、miR-200b、miR-200c 和 miR-141）直接介導(dǎo)正常成纖維細(xì)胞重新編程為 CAF。這些 miRNA 的下調(diào)使其靶基因朋友白血病整合 1 ( FLI1 ) 和轉(zhuǎn)錄因子 12 ( TCF12 ) 高表達(dá)，這些基因在細(xì)胞的發(fā)育和分化中起作用，并導(dǎo)致 ECM 重塑和 BC 細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移。
除了基質(zhì)細(xì)胞蛋白外，異常表達(dá)的 miRNA 還調(diào)節(jié)基本 ECM 蛋白的表達(dá)，例如膠原蛋白、層粘連蛋白和纖連蛋白。據(jù)觀察，這些在幾種類型的癌癥中充當(dāng)整合素胞外結(jié)構(gòu)域的配體 。TNBC 中層粘連蛋白亞基 alpha 4 ( LAMA4 ) mRNA 和蛋白質(zhì)表達(dá)的上調(diào)以及 miR-539 靶向性的降低也已確定 。賊后，轉(zhuǎn)移抑制與靶向 ECM 成分生腱蛋白 C 編碼基因 ( TNC ) 的 miR-335 表達(dá)之間存在關(guān)聯(lián)。) 通過檢查其他結(jié)構(gòu) ECM 蛋白（包括糖胺聚糖、蛋白聚糖和基質(zhì)細(xì)胞蛋白）觀察到 ，并且在預(yù)后不良的 BC 患者中檢測到 miR-335 的丟失 。
此外，幾種 ECM 重塑酶直接影響 ECM 功能和促進(jìn)癌細(xì)胞從原發(fā)性腫瘤分離的生物力學(xué)特性?；|(zhì)金屬蛋白酶的高表達(dá)誘導(dǎo)了基底膜中的膠原蛋白水解 。其中，位于 BC 細(xì)胞表面的基質(zhì)金屬肽酶 14 (MMP14) 被證明在集體遷移中具有活性 ，并且 MMP14 的上調(diào)和 miR- 靶向的下調(diào)181a-5p 在乳腺腫瘤的侵襲性前沿比在相鄰的正常組織中更明顯 。另一方面，主要在 LNM 患者中發(fā)現(xiàn)的 miR-21 上調(diào)與金屬蛋白酶組織抑制劑 3 (TIMP3) 蛋白的減少相關(guān)，促進(jìn)了 ECM 降解和癌細(xì)胞侵襲 。
發(fā)現(xiàn)額外的尿激酶纖溶酶原激活劑 (uPA) 酶可催化纖溶酶原轉(zhuǎn)化為活性纖溶酶，從而通過激活幾種 pro-MMPs 來啟動 ECM 和基底膜解體 。轉(zhuǎn)移性 BC 中 uPA 表達(dá)的上調(diào)以及 miR-193b 和 uPA 蛋白表達(dá)之間的負(fù)相關(guān)反映了這種 miRNA 在 BC 侵襲性中的作用 。然而，在高表達(dá) uPA 與 DROSHA 和 DGCR8 表達(dá)降低相關(guān)的 BC 細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了較低水平的成熟 miR-193a、miR-193b 和 miR-181a，但不是它們的主要靶向 miRNA 轉(zhuǎn)錄物，這說明了uPA 上調(diào)時 miRNA 生物發(fā)生受損 。
轉(zhuǎn)錄因子 gata 結(jié)合蛋白 3 (GATA3) 通過其調(diào)節(jié) miR-29b 表達(dá)在微環(huán)境重塑和轉(zhuǎn)移抑制中具有相當(dāng)復(fù)雜的功能，并導(dǎo)致表達(dá) GATA3 的管腔乳腺癌中 miR-29b 的下調(diào)在癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移發(fā)展和間充質(zhì)表型中。作者提出 miR-29b 通過靶向參與血管生成、膠原重塑和蛋白水解的幾種促轉(zhuǎn)移調(diào)節(jié)基因來抑制轉(zhuǎn)移，例如血管內(nèi)皮生長因子 A ( VEGFA )、血管生成素樣 4 ( ANGPTL4 )、血小板衍生的生長因子( PDGF )、賴氨酰氧化酶 (LOX)和MMP9，并通過靶向ITGA6、ITGB1和轉(zhuǎn)化生長因子 β (TGF-β)，影響分化和上皮可塑性 。
5.3. 上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化中的微小 RNA
EMT 和逆過程，間充質(zhì)-上皮轉(zhuǎn)化 (MET)，在許多生理過程中都很活躍，包括胚胎植入、胚胎發(fā)生和器官發(fā)育。在病理條件下，這些機制參與組織再生、器官纖維化、癌癥進(jìn)展和轉(zhuǎn)移發(fā)展。在 EMT 過程中，上皮癌細(xì)胞失去極性、細(xì)胞-細(xì)胞接觸和細(xì)胞-基底膜相互作用，并獲得間充質(zhì)細(xì)胞表型，其特點是遷移能力增強、侵襲性和對細(xì)胞凋亡的抵抗力增加 。EMT 程序由許多細(xì)胞外信號和轉(zhuǎn)錄因子啟動，包括 TGF-β、Notch 受體和 Wnt/β-連環(huán)蛋白信號通路以及結(jié)合酪氨酸激酶受體的生長因子，這些都經(jīng)常以順序方式起作用 。多功能細(xì)胞因子 TGF-β 是 EMT 的有效誘導(dǎo)劑，在 BC 患者的血漿和腫瘤浸潤前沿發(fā)現(xiàn) TGF-β 水平升高，這些與 LNM 的存在相關(guān) 。賊近，描述了 TGF-β1 誘導(dǎo)的 EMT 的機制，并顯示其促進(jìn)趨化性介導(dǎo)的 BC 細(xì)胞通過淋巴管的遷移 。其他作者發(fā)現(xiàn) miR-10b 和 miR-23a 直接受 TGF-β1 調(diào)節(jié)，這兩種 miRNA 的上調(diào)表達(dá)與侵襲性 BC 相關(guān)。此外，miR-23a 直接靶向并抑制CDH1基因，從而激活 Wnt/β-catenin 信號傳導(dǎo)。這些結(jié)果表明 miR-10b 和 miR-23a 都有助于 TGF-β1 誘導(dǎo)的 EMT 和 BC 細(xì)胞和患者組織中的腫瘤轉(zhuǎn)移 。此外，過度活化的 Wnt/β-連環(huán)蛋白信號被證明可以驅(qū)動 EMT 和轉(zhuǎn)移性 BC 細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。在這些細(xì)胞中，觀察到 miR-374a 的異位過表達(dá)以及同時抑制其直接靶標(biāo)WNT 抑制因子 1 ( WIF1 )，PTEN和WNT 家族成員 5A (WNT5A)，它們都是 Wnt/β-catenin 信號傳導(dǎo)的負(fù)調(diào)節(jié)因子。在有遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的 BC 患者中觀察到顯著上調(diào)的 miR-374a 水平與較差的無轉(zhuǎn)移生存期相關(guān) 。
EMT 誘導(dǎo)的標(biāo)志是通過抑制由CDH1基因編碼的主要細(xì)胞 - 細(xì)胞粘附分子 E-鈣粘蛋白而喪失粘附連接。顯示了轉(zhuǎn)錄因子蝸牛家族轉(zhuǎn)錄抑制因子 1 (SNAIL1)、SNAIL2/SLUG、鋅指 E 盒結(jié)合同源框 1 (ZEB1)、ZEB2 和 TWIST1（由SNAI1、SNAI2、ZEB1、ZEB2和TWIST1基因編碼）成為 EMT 過程的重要誘導(dǎo)劑。這些通過與CDH1基因啟動子區(qū)域中的 E-box 元件結(jié)合來抑制 E-cadherin 表達(dá)。然而，單獨的 E-cadherin 和 EMT 誘導(dǎo)劑均受幾種 miRNA 的調(diào)節(jié)。
與 EMT 調(diào)節(jié)有關(guān)的一個經(jīng)過充分研究的簇是 miR-200。這有五個成員分為兩個獨立的轉(zhuǎn)錄單元，其中 miR-200b、miR-200a 和 miR-429 聚集在 1 號染色體的基因間區(qū)域，而 miR-200c 和 miR-141 位于 12 號染色體的內(nèi)含子中一種非編碼 RNA 。在 70 個 TNBC 乳腺腫瘤中，其他作者發(fā)現(xiàn)，與雌激素受體陽性 (ER+) 腫瘤患者相比，以化生性癌為主的人類表皮生長因子受體 2 陽性 (HER2+) 患者的 miR-200 簇表達(dá)降低。在化生 BC 和自發(fā) EMT 的體外模型中觀察到所有五個 miR-200 簇成員的表達(dá)降低。這與 EMT 轉(zhuǎn)錄誘導(dǎo)物SNAI1、SNAI2、ZEB1和ZEB2基因的表達(dá)增加以及 miR-200c/141 基因座的高甲基化相結(jié)合 。
幾項研究調(diào)查了單個 miR-200 簇成員在 EMT 中的作用。在那里，Kindlin 家族蛋白以前被定義為整合素功能的調(diào)節(jié)劑。它們表現(xiàn)出不同的表達(dá)譜并參與了許多生物過程，包括細(xì)胞粘附和遷移 。Kindlin-2 的表達(dá)與人和小鼠 BC 細(xì)胞中的 BC 轉(zhuǎn)移表型相關(guān)，miR-200b 直接靶向和滅活其編碼基因，fermitin 家族成員 2 ( FERMT2 )，導(dǎo)致 EMT 和轉(zhuǎn)移。在進(jìn)一步的研究中，通過 miR-200b/429 介導(dǎo)的ZEB1下調(diào)，將腫瘤蛋白 p53 結(jié)合蛋白 1（TP53BP1、53BP1）描述為 EMT 的新型負(fù)調(diào)節(jié)劑。盡管53BP1的表達(dá)與 miR-200b 和 miR-429 的表達(dá)呈正相關(guān)，而與 18 個 BC 樣本中的ZEB1基因表達(dá)呈負(fù)相關(guān)，但體外實驗未能顯示53BP1與這兩種 miRNA 之間的直接相互作用 。賊近，肌動蛋白相互作用蛋白 SH3 和 PX 結(jié)構(gòu)域 2A（TKS5、SH3PXD2A）和肌球蛋白輕鏈激酶（MYLK）被確定為 miR-200c 的新靶點。作者表明，ZEB1/miR-200c 反饋回路控制腫瘤細(xì)胞的侵襲。在 BC 細(xì)胞系和患者樣本中觀察到 EMT 和侵襲偽足形成的同時激活，這與ZEB1和TKS5和MYLK基因的共表達(dá)以及 miR-200c 的下調(diào)靶向有關(guān)。進(jìn)一步發(fā)現(xiàn) p53 通過與MIR30A啟動子結(jié)合誘導(dǎo) TNBC 患者中 miR-30a 的表達(dá)，該 miRNA 直接靶向ZEB2表達(dá)。此外，發(fā)現(xiàn) BC 中 miR-30a 的表達(dá)降低與 p53 缺乏、LNM 和預(yù)后不良有關(guān)。這項研究提供的證據(jù)表明，腫瘤侵襲性是通過 p53/miR-30a/ZEB2 軸控制的，這可能隨后影響 miR-200c 的表達(dá) 。
另一個重要的 EMT 相關(guān)簇 DLK1-DIO3 顯示包含位于 14 號染色體上的七個腫瘤抑制 miRNA（miR-300、-382、-494、-495、-539、-543 和 -544）。這些 miRNA眾所周知的 EMT 激活劑的靶編碼基因，例如 TWIST1、ZEB1/2 和 B 淋巴瘤 Mo-MLV 插入?yún)^(qū) 1 同源物 (BMI1)，它們在具有 EMT 的 BC 細(xì)胞和侵入性導(dǎo)管 BC 樣本中下調(diào). 體外實驗詳細(xì)顯示 miR-300、miR-539 和 miR-543 靶向TWIST1基因，并且 miR-300、miR-494、miR-495 和 miR-544 抑制BMI1表達(dá)。然后進(jìn)一步確定 miR-494 和 miR-539 抑制ZEB1基因。此外，miR-300、miR-494、miR-539 和 miR-543 的上調(diào)與特定 miR-200 簇成員的表達(dá)增加顯著相關(guān)；這可能是由于TWIST1通過與該簇的啟動子區(qū)域結(jié)合而被認(rèn)為是 miR-200 阻遏物的抑制所致 。
除了上述簇外，其他主要的 EMT 誘導(dǎo)劑還受其他 miRNA 的調(diào)節(jié)。在包括 BC 在內(nèi)的 p53 功能喪失癌細(xì)胞系中觀察到 EMT 的 SNAIL1 蛋白依賴性激活，因為 miR-34 的水平降低，miR-34 是SNAI1的直接調(diào)節(jié)因子。這些結(jié)果證明了 EMT 程序中 p53、miR-34 和 SNAIL1 之間的相互作用 。其他作者觀察到 miR-124 水平降低，同時在 BC 細(xì)胞系和患者中靶向SNAI2基因的表達(dá)上調(diào)。在進(jìn)一步的 BC 體外研究中，觀察到 miR-203 和 miR-200 簇成員表達(dá)在SNAI1期間以時間依賴性方式降低-誘導(dǎo)的 EMT。此外，miR-203 抑制的內(nèi)源性SNAI1形成雙負(fù) miR-203/ SNAI1反饋回路，與已知的 miR200/ ZEB1反饋回路一樣，這可以作為 EMT 誘導(dǎo)核心網(wǎng)絡(luò)發(fā)揮作用 。在一項 miRNA 微陣列研究中，與正常組織相比，在 DCIS、侵襲性和轉(zhuǎn)移性 BC 樣本中發(fā)現(xiàn)了 21、47 和 107 種不同的 miRNA 表達(dá)譜，并且 miR-205 下調(diào)與轉(zhuǎn)移表型相關(guān) 。顯示 miR-205 直接靶向 ZEB1 和 ZEB2 轉(zhuǎn)錄因子的編碼基因，這些基因啟動 EMT 過程 。其他作者顯示了 BC 細(xì)胞系中 SNAIL2/SLUG 轉(zhuǎn)錄因子和 miR-221 之間的直接關(guān)系。發(fā)現(xiàn) miR-221 的表達(dá)部分依賴于 SNAIL2，細(xì)胞遷移的抑制與 SNAIL2 沉默和 miR-221 表達(dá)的維持有關(guān) 。此外，miR-221 直接靶向CDH1的開放閱讀框，導(dǎo)致 E-鈣粘蛋白抑制。在這項研究中，證實了一種新的機制，涉及 SNAIL2 促進(jìn)的 miR-221 過表達(dá)對 E-鈣粘蛋白的轉(zhuǎn)錄后抑制 。miR-221 和 miR-222 都被描述為促進(jìn)基底樣 BC 亞型的特異性 miRNA，它們的表達(dá)增加導(dǎo)致上皮基因的下調(diào)和間充質(zhì)特異性基因的上調(diào)，這些基因有助于侵襲性和癌細(xì)胞遷移增加。此外，miR-221/222 通過靶向轉(zhuǎn)錄抑制因子 gata 結(jié)合 1 編碼基因 ( TRPS1 )間接降低 E-cadherin 的表達(dá)， TRPS1直接抑制ZEB2轉(zhuǎn)錄 。與主要的 EMT 相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子相比，對 BC 中 TWIST1 表達(dá)的 miRNA 調(diào)節(jié)的研究較少。扭曲1基因被 miR-720 靶向，該 miRNA 的下調(diào)與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的存在有關(guān) 。
此外，預(yù)測 miR-506 會靶向其他參與 EMT 的基因，并且在 BC 組織中觀察到 miR-506 的下調(diào) 。miR-506 的過表達(dá)導(dǎo)致抑制 TGF-β 誘導(dǎo)的 EMT，并通過下調(diào)間充質(zhì)基因如SNAI2、波形蛋白( VIM ) 和CD151 分子來阻止細(xì)胞粘附、侵襲和遷移(raph 血型) ( CD151 )。此外，NF-κB 通過與其上游啟動子區(qū)域結(jié)合來抑制 miR-506 的轉(zhuǎn)錄 。發(fā)現(xiàn)另一種 EMT 抑制劑 miR-153 在轉(zhuǎn)移性 BC 細(xì)胞系和 BC 樣本中下調(diào)。正常表達(dá)的 miR-153 直接靶向metadherin (MTDH)基因，一種 EMT 的誘導(dǎo)劑，導(dǎo)致 miR-153 誘導(dǎo)的 BC 細(xì)胞遷移和侵襲的抑制 。此外，miR-375 靶向促進(jìn) TGF-β 信號網(wǎng)絡(luò)激活和 EMT 誘導(dǎo)的身材矮小同源框 2 (SHOX2) 轉(zhuǎn)錄因子編碼基因。作者分析了 Gene Expression Omnibus 數(shù)據(jù)庫中 BC 基因表達(dá)的微陣列數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn) miR-375 表達(dá)的喪失和SHOX2表達(dá)的增加與 BC 患者的低生存率有關(guān)。這說明了SHOX2在 BC 進(jìn)展中的作用 。
5.4. MicroRNAs 和癌癥干性
BCSCs 是具有干細(xì)胞樣特性的一小部分癌細(xì)胞，其發(fā)展與通過癌細(xì)胞傳播成功完成侵襲-轉(zhuǎn)移級聯(lián)反應(yīng)密切相關(guān)，并且由 EMT 誘導(dǎo)驅(qū)動 。BCSCs 通過釋放 TGF-β 和表達(dá)特定的 miRNAs 來刺激 EMT，這些 miRNAs 靶向基因和對調(diào)節(jié)干細(xì)胞特性（如自我更新和分化）很重要的信號通路 。
自我更新和分化之間的平衡是BCSCs的一個重要特征，多個miRNA參與調(diào)節(jié)這種平衡。然而，對于人類BCSCs的干性維持至關(guān)重要的是抑制三個 miRNA miR-200、 miR -183 和let -7 簇，以及上調(diào) miR-221。同時，下調(diào) miR-200 簇會導(dǎo)致多梳阻遏復(fù)合蛋白的表達(dá)增加，例如 BMI1 和 zeste 12 同源物抑制因子 (SUZ12)，它們是已知的干細(xì)胞自我更新和多能性調(diào)節(jié)因子，并促進(jìn)發(fā)育BCSCs 的上述特征。SUZ12 控制 E-cadherin 和 miR-200/SUZ12/E-cadherin 軸的表達(dá)，這對于維持 BCSC 表型和調(diào)節(jié) BC 轉(zhuǎn)移至關(guān)重要。miR-200b 的過表達(dá)通過抑制 SUZ12 來阻止 BCSC 的形成，并阻止 E-cadherin 的抑制，從而調(diào)節(jié)腫瘤的生長和侵襲性 。miR-200 簇成員與 ZEB1 和 ZEB2 等轉(zhuǎn)錄因子之間的相互作用也可以抑制整個 miR-200 簇 的轉(zhuǎn)錄，并且已顯示特異性蛋白 1 (Sp1) 和 p53 結(jié)合可導(dǎo)致miR-200b/200a/429、miR-200c 和 miR-183 轉(zhuǎn)錄的激活 。
此外，miR-200 簇、miR-22 和 ZEB1/ZEB2 之間的關(guān)聯(lián)在干性調(diào)節(jié)和 EMT 中具有重要作用。MiR-22 通過直接靶向甲基胞嘧啶雙加氧酶的十一個十一易位 (TET) 家族的編碼基因發(fā)揮其轉(zhuǎn)移潛力，從而抑制 miR-200 簇啟動子的去甲基化并抑制其表達(dá)。miR-22 的過表達(dá)與不良臨床結(jié)果和患者 TET-miR-200 簇軸的沉默相關(guān) 。
miR let-7 調(diào)節(jié)關(guān)鍵的 BCSC 特征，包括自我更新、多能分化和形成腫瘤的能力，作者指出，與原發(fā)性腫瘤中的非干癌細(xì)胞相比，miR let-7 在 BCSC 中的表達(dá)降低和癌細(xì)胞系 。相反，增加的 let-7 水平導(dǎo)致 Harvey 大鼠肉瘤病毒癌基因同源物 (H-RAS) 和高遷移率組 AT-hook 2 (HMGA2) 的蛋白質(zhì)表達(dá)降低，它們是已知的 let-7 目標(biāo) 。這些基因編碼與間充質(zhì)細(xì)胞分化和腫瘤形成有關(guān)的 DNA 結(jié)合蛋白，它們與干細(xì)胞的自我更新和多能潛能有關(guān)。此外，雖然在富含 BCSC 的細(xì)胞系中 H-RAS 沉默降低了自我更新，但對分化的影響很小，但 HMGA2 沉默增強了分化但不增強自我更新 。同樣，miR-30 表達(dá)的降低和隨后其直接基因靶標(biāo)泛素結(jié)合酶 9 ( UBC9 ) 的上調(diào)有助于維持 BCSCs 的自我更新能力。Ubc9 對于與自我更新過程相關(guān)的許多蛋白質(zhì)的 sumoylation 至關(guān)重要 。
八聚體結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子 4 (OCT4)、Sry 相關(guān)高遷移率框 2 (SOX2) 和同源框轉(zhuǎn)錄因子 (NANOG) 是主要的轉(zhuǎn)錄因子。這些被稱為干細(xì)胞多能性的主要調(diào)節(jié)因子，負(fù)責(zé)維持胚胎干細(xì)胞 (ESC) 的未分化狀態(tài)。這三個因子與它們自己的啟動子以及編碼另外兩個因子的基因的啟動子結(jié)合，這種自動調(diào)節(jié)增強了基因表達(dá)的穩(wěn)定性并促進(jìn)了多能狀態(tài)的維持。它們還受到 ESC 特異性 miRNA 與其啟動子區(qū)域結(jié)合的直接表觀遺傳調(diào)控 以及在ESC 生成過程中通過逐漸去除 DNA 和 H3K9 甲基化 在轉(zhuǎn)錄后水平 。如上所述，miR-221 的過表達(dá)有助于 BC 中的干性維持。該 miRNA 通過靶向和抑制DNMT3B基因作為 oncomiR 發(fā)揮作用，這導(dǎo)致幾個啟動子區(qū)域的 DNA 甲基化發(fā)生廣泛變化，包括NANOG和OCT 3/4啟動子區(qū)域。與分化細(xì)胞相比，在 BCSC 中觀察到這兩種干細(xì)胞多能性調(diào)節(jié)劑的水平降低 ，相反，miR-590-5p 和 miR-140 充當(dāng)腫瘤抑制因子并通過靶向SOX2基因來抑制干性。這導(dǎo)致 BCSC 人口減少 。
6. microRNA 表達(dá)的表觀遺傳調(diào)控
許多基因的異常表達(dá)導(dǎo)致其功能低下，是腫瘤組織的典型特征。在癌癥中，基因改變和表觀遺傳事件的積累可以誘導(dǎo)表達(dá)譜的變化，包括 DNA 的異常高甲基化和低甲基化以及染色質(zhì)結(jié)構(gòu)重新建模后組蛋白修飾的變化 。如上所述，miRNA 可以作為癌基因、腫瘤抑制因子、轉(zhuǎn)移擴散的調(diào)節(jié)劑和癌細(xì)胞干性的調(diào)節(jié)劑發(fā)揮作用。癌癥中 miRNA 表達(dá)的失調(diào)是遺傳或通過表觀遺傳機制引起的，賊常見的原因是啟動子 miRNA 通過其自身的轉(zhuǎn)錄單位或 miRNA 序列所在的宿主基因的轉(zhuǎn)錄單位甲基化。 。
表觀遺傳失活在具有腫瘤抑制功能的 BC 相關(guān) miRNA 以及介導(dǎo)細(xì)胞增殖和 EMT 抑制的 miRNA 中得到廣泛研究 。此外，在參與前幾節(jié)所述的侵入過程的幾個 miRNA 基因中發(fā)現(xiàn)了啟動子甲基化。在被認(rèn)為是主要 EMT 調(diào)節(jié)因子的 miR-200 簇成員中，盡管存在 CpG 島，但僅在轉(zhuǎn)錄單位 miR-200c/141 中發(fā)現(xiàn) DNA 甲基化沉默，而在 miR-200b/200a/429 中未發(fā)現(xiàn)在兩個轉(zhuǎn)錄起始區(qū)域 。miR-200c/141 甲基化與SNAI1、SNAI2表達(dá)增加之間的直接關(guān)聯(lián)、ZEB1和ZEB2侵襲性 BC 中的靶基因反映了 miRNA 表觀遺傳調(diào)控在 EMT 過程中的關(guān)鍵作用 。
類似地，聚集在 DLK1-DIO3 區(qū)域的 7 個 miRNA（miR-300、-382、-494、-495、-539、-543 和 -544）在激活EMT 程序，主要在 TWIST1 蛋白信號網(wǎng)絡(luò)內(nèi) 。此外，先前發(fā)現(xiàn) miR-203 是 EMT 相關(guān)基因SNAI1 的調(diào)節(jié)劑，并且在另一項研究中也觀察到miR-203 SNAI2靶向 。此外，在轉(zhuǎn)移性 BC 細(xì)胞中觀察到 miR-203 的表觀遺傳沉默，而 miR-203 表達(dá)的喪失有助于 EMT 過程和癌癥干細(xì)胞發(fā)育 。EMT 也是由于 miR-205 更復(fù)雜的表觀遺傳調(diào)控而啟動的。染色質(zhì)修飾多梳組無名指 2 (Mel-18, PCGF2) 蛋白通過抑制 DNA 甲基轉(zhuǎn)移酶介導(dǎo)的MIR205宿主基因啟動子的 DNA 甲基化來影響 miR-205 的表達(dá)。這導(dǎo)致通過主動轉(zhuǎn)錄 miR-205減少ZEB1和ZEB2基因的靶向性。另一方面，Mel-18 的缺失增加了 ZEB1和ZEB2的表達(dá)以及轉(zhuǎn)移性 BC 細(xì)胞系的侵襲和遷移 。Erb-B2 受體酪氨酸激酶 2 (ErbB2) 信號通過 Ras/Raf/MEK/ERK 通路下調(diào) miR-205 對 miR-205 表達(dá)產(chǎn)生相反的影響，這會影響 DNA 甲基轉(zhuǎn)移酶活性，從而導(dǎo)致MIR205宿主基因的高甲基化。
在另一項研究中，由于作為miR-34c 靶基因的NOTCH4的表達(dá)，在具有能夠自我更新、EMT 和細(xì)胞遷移的干細(xì)胞特征的乳腺腫瘤起始細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了 miR-34c 的下調(diào)。在該 miRNA 的啟動子區(qū)域中鑒定出單個 CpG 位點的高甲基化，這通過降低 Sp1 DNA 結(jié)合活性導(dǎo)致 miR-34c 轉(zhuǎn)錄抑制 。如前面5.1.1和5.1.3 所述，miR-31 表達(dá)通過整合素調(diào)節(jié)與細(xì)胞骨架重塑和細(xì)胞-ECM 相互作用相關(guān) 。作者賊近通過LOC554202 miR-31 宿主基因中的啟動子高甲基化證明了 miR-31 失活在 BC 侵襲中的重要性。這種活性主要在基礎(chǔ)亞型的非常侵襲性的 TNBC 細(xì)胞系中發(fā)現(xiàn) 。類似地，miR-126/miR-126* 被癌細(xì)胞中其EGF 樣結(jié)構(gòu)域多 7 ( EGFL7 ) 宿主基因的啟動子甲基化下調(diào)。低水平的 miR-126/miR-126* 阻止了 TM 中的間充質(zhì)干細(xì)胞和炎性單核細(xì)胞募集，從而導(dǎo)致 BC 轉(zhuǎn)移 。
miR-335 被定義為一種轉(zhuǎn)移抑制因子，盡管它在人類 BC 中經(jīng)常因基因缺失而沉默，但在從幾個不同 BC 患者的惡性細(xì)胞群中分離的轉(zhuǎn)移衍生物中，它會因啟動子高甲基化而失活。其他作者更詳細(xì)地研究了新鮮冷凍的 BC 樣本中三個 miR-124a 基因組位點的甲基化譜，他們確定了 DNMT3B 蛋白過表達(dá)與 miR-124a-3 高甲基化之間的相關(guān)性。miR-124a-1、miR-124a-2 和 miR-124a-3 基因座的同時甲基化與 LNM 和癌組織中的高有絲分裂評分相關(guān) 。
很大程度上表觀遺傳調(diào)控是由 miR-221 介導(dǎo)的，miR-221 可以被認(rèn)為是 BC 中 DNA 甲基化的關(guān)鍵解除調(diào)節(jié)劑。該 miRNA 被證明直接靶向主要的從頭甲基轉(zhuǎn)移酶 DNMT3B 編碼基因，這可能導(dǎo)致 DNA 甲基化譜發(fā)生廣泛變化，但目前僅觀察到與 BC 干性相關(guān)。
與 BC 侵襲性相關(guān)的不同類型的表觀遺傳事件是由組蛋白甲基化失調(diào)引起的。在 BC 細(xì)胞系中，miR-708 直接靶向重要的表觀遺傳調(diào)節(jié)因子賴氨酸特異性去甲基化酶 1 (LSD1) 的編碼基因，該基因特異性使組蛋白 3 中的單甲基化和二甲基化賴氨酸 4 和賴氨酸 9 去甲基化。miR-708 的抑制與細(xì)胞增殖和侵襲增加，但LSD1過表達(dá)可以抵消 miR-708 的這些影響 。進(jìn)一步的作者表明，轉(zhuǎn)移性 BC 中的 miR-708 抑制受多梳阻遏復(fù)合物 2 (PRC2) 誘導(dǎo)的組蛋白 3 (H3K27) 中賴氨酸 27 的三甲基化的調(diào)節(jié)。此外，靶向 miR-708 的神經(jīng)元逐漸減少（NNAT ) 基因在乳腺轉(zhuǎn)移進(jìn)展過程中啟用了調(diào)節(jié)離子通道的神經(jīng)肽的過度表達(dá)。增加的細(xì)胞內(nèi)鈣水平可以啟動細(xì)胞遷移和轉(zhuǎn)移發(fā)展 。
總之，與 BC 中特定侵襲過程和癌細(xì)胞干性相關(guān)的 miRNA 及其在表達(dá)、表觀遺傳調(diào)控類型、靶基因和參與侵襲-轉(zhuǎn)移級聯(lián)步驟方面的變化呈現(xiàn)在表格1. 上調(diào)和下調(diào)的 miRNA 根據(jù)參與 BC 侵襲的個體過程分為圖1.
圖1:在與乳腺癌侵襲性和干性相關(guān)的特定過程中上調(diào)和下調(diào)的 microRNA 表達(dá)譜。ECM，細(xì)胞外基質(zhì)。注意：miR-126* 是來自相同轉(zhuǎn)錄本的 miR-126 的伴侶，具有相似的表達(dá)模式 。
表1:MicroRNAs 參與了乳腺癌細(xì)胞和患者腫瘤樣本中的侵襲過程和癌細(xì)胞干性。
| miRNA 名稱 | 表觀遺傳調(diào)控 | miRNA在腫瘤中的表達(dá) | 目標(biāo)基因 | 評估樣品 | miRNA 在侵襲-轉(zhuǎn)移級聯(lián)中的作用 | 參考 |
| let-7 | 下 | H-RAS、HMGA2 | CL，N = 25 | 自我更新，干勁十足 | ||
| miR-7 | 下 | PAK1 | CL，AM | 細(xì)胞運動和侵襲抑制 | ||
| 下 | FAK | CL，N = 111 | 侵襲和轉(zhuǎn)移抑制 | |||
| miR-9 | 向上 | CDH1 | CL，AM，N = 23 | 細(xì)胞運動、侵襲、轉(zhuǎn)移 | ||
| miR-10b | 向上 | HOXD10 | CL，AM，N = 23 | 細(xì)胞遷移和侵襲 | ||
| miR-21 | 向上 | TPM1 | CL | 腫瘤生長和惡性表型 | ||
| 向上 | TIMP3 | CL，N = 32 | 侵襲和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移 | |||
| miR-22 | 向上 | TET1-3 | CL，AM，N = 108 | EMT，干性 | ||
| miR-23a | 向上 | CDH1 | CL，AM，N = 30 | EMT，轉(zhuǎn)移 | ||
| miR-29b | 下 | VEGFA、ANGPTL4、PDGF、LOX、MMP9 | CL，AM | EMC 重塑和轉(zhuǎn)移抑制 | ||
| miR-30a | 下 | ZEB2 | CL，N = 49 | EMT，侵襲和遠(yuǎn)端擴散抑制（TNBC） | ||
| mirR-30 | 下 | UBC9 | CL，AM，N = 6 | 自我更新 | ||
| miR-31 | 下 | WAVE3 | CL，N = 19 | 侵入性表型減少 | ||
| 下 | ITGA2、ITGA5、ITGAV。ITGB3 | CL | 侵襲和轉(zhuǎn)移抑制 | |||
| DNA met | 下 | CL | 侵襲抑制 (TNBC) | |||
| miR-33a | 下 | ADAM9 | CL，AM，N = 23 | 侵襲和轉(zhuǎn)移抑制 | ||
| miR-34 | 下 | SNAI1 | CL | EMT抑制 | ||
| miR-34c | DNA met | 下 | NOTCH4 | CL | EMT、遷移和自我更新抑制 | |
| miR-103/107 | 向上 | DICER1 | CL，AM | EMT，細(xì)胞遷移，轉(zhuǎn)移 | ||
| miR-124 | 下 | SNAI2 | CL，AM，N = 38 | EMT和轉(zhuǎn)移抑制 | ||
| miR-124a | DNA met | 下 | N = 60 | 增殖和轉(zhuǎn)移抑制 | ||
| miR-126 | 下 | ADAM9 | CL，N = 40 | 入侵抑制 | ||
| miR-126/126* | DNA met | 下 | CXCL12 | CL，AM，N = 251 | 轉(zhuǎn)移抑制 | |
| miR-140 | 下 | SOX2 | CL，N = 8 | 干勁，自我更新 | ||
| miR-142-3p | 向上 | ITGAV、WASL、RAC1、CFL2 | CL | 癌細(xì)胞侵襲抑制 | ||
| miR-145 | 下 | JAM-A | CL，N = 100 | 癌細(xì)胞運動抑制 | ||
| miR-153 | 下 | MTDH | CL，N = 86 | EMT和侵襲抑制 | ||
| miR-154 | 下 | ADAM9 | CL，N = 45 | 細(xì)胞遷移和侵襲抑制 | ||
| miR-155 | 向上 | RHOA | CL，N = 62 | EMT，緊密連接溶解，遷移和侵襲 | ||
| miR-181a-5p | 下 | MMP14 | CL，N = 40 | 細(xì)胞遷移抑制 | ||
| miR-181a | 下 | uPA | CL | 入侵抑制 | ||
| miR-183 簇 | 下 | BMI1 | CL，AM，N = 11 | 干勁，自我更新 | _ _ | |
| miR-191/425 | 向上 | DICER1 | CL，AM | 侵襲和轉(zhuǎn)移 | ||
| miR-193b | 下 | uPA | CL，AM，N = 80 | 侵襲和轉(zhuǎn)移抑制 | ||
| miR-193a/b | 下 | uPA | CL | 入侵抑制 | ||
| miR-198 | 下 | CDCP1 | CL，N = 49 | 細(xì)胞粘附和遷移抑制 | ||
| miR-200 簇（miR-200b/200a/429 和 miR-200c/141） | 下 | WAVE3 | CL | 侵襲和細(xì)胞遷移抑制 | ||
| 下 | FLI1、TCF12 | CL，AM，N = 75 | 癌癥相關(guān)成纖維細(xì)胞活化和 ECM 重塑抑制 | |||
| DNA met | 下 | SNAI1，SNAI2，ZEB1，ZEB2 | CL，N = 70 | EMT抑制 | ||
| 下 | BMI1 | CL，AM，N = 11 | 干勁，自我更新 | |||
| 下 | SUZ12 | CL，AM，N = 8 | 多能性 | |||
| miR-200a | 下 | CX43 | CL，N = 40 | 細(xì)胞遷移和轉(zhuǎn)移抑制 | ||
| miR-200b | 下 | FERMT2 | CL，AM | EMT和轉(zhuǎn)移抑制 | ||
| miR-200c | 下 | ZEB1、TKS5、MYLK | CL，N = 101 | EMT和invadopodia形成抑制 | ||
| miR-203 | 下 | SNAI1 | CL | EMT，侵襲和轉(zhuǎn)移抑制 | ||
| DNA met | 下 | SNAI2 | CL，N = 36 | 侵襲和遷移抑制 | ||
| DNA met | 下 | CL，AM，N = 672 | EMT 和干細(xì)胞特性抑制 | |||
| miR-205 | 下 | ZEB1、ZEB2 | CL | EMT抑制 | ||
| DNA met | 下 | CL | 入侵抑制 | |||
| miR-206 | 下 | CX43 | CL，N = 60 | 細(xì)胞遷移和轉(zhuǎn)移抑制 | ||
| miR-221/222 | 下 | ITGB4、STAT5A、ADAM17 | CL，N = 15 | 侵襲抑制（管腔BC） | ||
| miR-221 | 向上 | CDH1 | CL，AM，N = 8 | 侵襲和轉(zhuǎn)移 | ||
| miR-221/222 | 向上 | TRPS1 | CL，N = 27 | EMT，入侵和遷移（基底樣BC） | ||
| miR-221 | 向上 | DNMT3B | CL，N = 5 | 多能性和干性 | ||
| miR-224 | 下 | CDC42、CXCR4 | CL | 侵襲、轉(zhuǎn)移抑制 | ||
| DLK1-DIO3 簇 (miR-300/382/494/495/539/543/544) | DNA met | 下 | TWIST1，ZEB1，BMI1 | CL，N = 12 | EMT和轉(zhuǎn)移抑制 | |
| miR-320 | 下 | ETS2 | CL，AM，N = 126 | 抑制腫瘤微環(huán)境重編程 | ||
| miR-335 | 下 | TNC，SOX4 | CL，AM，N = 20 | 侵襲和轉(zhuǎn)移抑制 | ||
| DNA met | 下 | CL，AM，N = 353 | 轉(zhuǎn)移抑制 | |||
| miR-373 | 向上 | ITGA2 | CL，N = 53 | 細(xì)胞遷移、轉(zhuǎn)移 | ||
| miR-374a | 向上 | WIF1、PTEN、WNT5A | CL，AM，N = 166 | EMT，轉(zhuǎn)移 | ||
| miR-375 | 下 | SHOX2 | CL, N # | EMT抑制 | ||
| miR-494 | 下 | PAK1 | CL，AM，N = 24 | 克隆形成能力和細(xì)胞遷移、侵襲和轉(zhuǎn)移抑制 | ||
| 下 | CXCR4 | CL | 癌癥進(jìn)展抑制 | |||
| miR-495 | 向上 | JAM-A | CL，N = 7 | 癌細(xì)胞遷移 | ||
| miR-506 | 下 | SNAI2、VIM、CD151 | CL | EMT、粘附、侵襲和遷移抑制 | ||
| miR-539 | 下 | LAMA4 | CL，N = 40 | 細(xì)胞遷移抑制 (TNBC) | ||
| miR-590 | 下 | SOX2 | CL，AM，N = 49 | 干度 | ||
| miR-661 | 向上 | NECTIN1、STARD10 | CL，N = 295 | EMT，入侵 | ||
| miR-708 | 下 | LSD1 | CL | 增殖、侵襲抑制 | ||
| 組蛋白 met | 下 | NNAT | CL，AM，N = 55 | 遷移和轉(zhuǎn)移抑制 | ||
| miR-720 | 下 | TWIST1 | CL，AM，N = 105 | 侵襲和轉(zhuǎn)移抑制 |
縮寫：met，甲基化；CL，細(xì)胞系；AM，動物模型；N，BC 患者人數(shù)；BC，乳腺癌；TNBC，三陰性乳腺癌；ECM，細(xì)胞外基質(zhì)；EMT，上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化；N #，來自 Gene Expression Omnibus 的患者數(shù)據(jù)。注： miR-126* 是來自相同轉(zhuǎn)錄本的 miR-126 的伴侶，具有相似的表達(dá)模式 。
7. 侵入過程中的多功能 microRNA
人們普遍認(rèn)為，單個 miRNA 可以調(diào)節(jié)涉及不同生物學(xué)機制的許多基因。因此，上述一些 miRNAs 在幾個侵入過程中同時發(fā)揮作用。已經(jīng)記錄了正常細(xì)胞中 miR-200、DLK1-DIO3 和 miR221/222 簇的多種活性（圖 2A-C)。這些 miRNA 的下調(diào)或上調(diào)影響其靶基因的表達(dá)，從而導(dǎo)致先前總結(jié)的與 BC 侵襲性和干性相關(guān)的特定過程的啟動。
圖 2:位于 miR-200 ( A )、DLK1-DIO3 ( B ) 和 miR221/222 ( C ) 簇中的 miRNA 的調(diào)節(jié)活性。這些 miRNA 的下調(diào)或上調(diào)會影響其靶基因的表達(dá)，從而激活啟動 BC 侵襲性和干性的特定事件。紅T，抑制靶基因表達(dá)；藍(lán)色箭頭，目標(biāo)基因啟用的表達(dá)；黑色箭頭，靶基因參與與 BC 侵襲性和干性相關(guān)的特定過程?？s寫：CS，細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)；CEI，細(xì)胞-細(xì)胞外基質(zhì)相互作用；TM，腫瘤微環(huán)境；EMT，上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化；STEM，癌細(xì)胞干性。注：* miR-200 簇的 miRs 沒有 miR-429。
發(fā)現(xiàn) miR-200 簇的成員下調(diào)與細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)、TM、EMT 修飾和癌癥干性缺陷相關(guān)。這種下調(diào)使細(xì)胞骨架重塑基因WAVE3的表達(dá)增加，其次是導(dǎo)致 ECM 改變的FLI1和TCF12基因，賊后是SNAI1、SNAI2、ZEB1和ZEB2 EMT 基因以及BMI1和SUZ12干細(xì)胞自我更新和多能性調(diào)節(jié)劑 。此外，作為 miR-200a 的單個 miR-200 簇成員通過增加CX43的表達(dá)促進(jìn)細(xì)胞骨架變化，并且 miR-200b 與 miR-200c 通過上調(diào)FERMT2和ZEB1、TKS5和MYLK基因促進(jìn) EMT 啟動，分別為。_
雖然來自 DLK1-DIO3 簇的 miRNA 的下調(diào)主要影響第 5.3 節(jié) 中回顧的 EMT，但 miR-494 的缺失通過影響PAK1癌基因的表達(dá)和CXCR4趨化因子受體 。注意到的 TM 變化是由于miR-539 的下調(diào)引起的層粘連蛋白亞基LAMA4基因的表達(dá)增加 。相反，增加的 miR-495 通過抑制 JAM-A 連接粘附分子來激活細(xì)胞骨架變化 。
雖然減少的 miR-221/222 通過解除對粘附和蛋白水解分子的調(diào)節(jié)來影響細(xì)胞-ECM 相互作用（第 5.1.3 節(jié)。），但它們的表達(dá)增加通過直接或間接抑制CDH1基因來促進(jìn) EMT 誘導(dǎo)。這通過靶向DNMT3B促成了癌癥干性，然后使NANOG和OCT 3/4基因重新表達(dá)。
幾個單獨的 miRNA 有助于調(diào)節(jié)侵入過程的不同組合。例如，miR-21 的上調(diào)影響細(xì)胞骨架和 TM 重組 ，而其他 miRNA，包括 miR-30a、miR-31 和 miR-34c 的下調(diào)影響了幾個過程。此外，miR-30a 和 miR-34c 促進(jìn) EMT 和干性，miR-31 改變細(xì)胞骨架和細(xì)胞-ECM 相互作用，而 miR-126 和 miR-126/126* 分別影響細(xì)胞-ECM 相互作用和 TM。miR-720 在乳腺腫瘤發(fā)生中的不同功能通過其在表達(dá) ADAM8 的 TNBC 患者血清中的表達(dá)增加來表明，其在原發(fā)性 BC 中的下調(diào)與其他與無法靶向TWIST1相關(guān)的轉(zhuǎn)移性腫瘤的減少相結(jié)合EMT 基因 。
此外，一些與 BC 侵襲性相關(guān)的蛋白質(zhì)能夠調(diào)節(jié)上述一些 miRNA；在這里，TWIST1 充當(dāng) miR-10b 和 miR-200 簇的誘導(dǎo)物或阻遏物，SNAIL2 刺激 miR-221 上調(diào)，蛋白水解活性 ADAM8 激活 miR-720 表達(dá)。
8. 侵入過程中的 MicroRNA 和外泌體介導(dǎo)的通信
雖然在前幾節(jié)中介紹了在乳腺癌細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞中表達(dá)的 miRNA 的活性，但 miRNA 還可以通過其外泌體介導(dǎo)的轉(zhuǎn)移到其他細(xì)胞來影響侵襲過程并在那里發(fā)揮全部功能 。
外泌體被定義為內(nèi)吞來源的納米囊泡，它們由所有類型的細(xì)胞主動分泌。它們轉(zhuǎn)移蛋白質(zhì)、mRNA 和 miRNA，從而促進(jìn)許多生物活動，包括細(xì)胞間通訊和癌細(xì)胞侵襲。此外，目前的結(jié)果表明，腫瘤細(xì)胞衍生的外泌體在癌癥進(jìn)展、侵襲和轉(zhuǎn)移中具有重要作用。
來自人類 BC 細(xì)胞系的外泌體中某些 miRNA 的水平顯著增加，例如 miR-21 和 miR-1246，與健康對照組的血漿外泌體相比，在 BC 患者的血漿外泌體中發(fā)現(xiàn)了這些更高的水平 。BC 亞型中選定的外泌體 miRNA 的血清水平分析在更具侵襲性的 TNBC 中也發(fā)現(xiàn)了更高濃度的 miR-373 。
已在細(xì)胞系模型中觀察到通過由傳遞 miR-10b 的轉(zhuǎn)移性 BC 細(xì)胞分泌的外泌體刺激非惡性乳腺細(xì)胞的侵襲特征。通過抑制其靶基因HOXD10和KLF4 ，證明了 miR-10b 在非惡性細(xì)胞中的功能。此外，賊近的研究表明，與正常成纖維細(xì)胞相比，從 CAF 獲得的外泌體中增加的 miR-21、miR-378e 和 miR-143 水平有助于形成侵襲性 BC 細(xì)胞表型 。其他作者報道，在許多 BC 細(xì)胞系中高表達(dá)的 miR-9 會影響正常成纖維細(xì)胞向 CAF 的轉(zhuǎn)換，腫瘤細(xì)胞分泌的 miR-9 可以通過外泌體轉(zhuǎn)運至受體正常成纖維細(xì)胞并導(dǎo)致增加細(xì)胞運動。與正常成纖維細(xì)胞相比，從 TNBC 患者分離的 CAF 中也發(fā)現(xiàn)了 miR-9 的上調(diào) 。上調(diào)的 miR-9、miR-10b、miR-21 和 miR-373 在 BC 侵襲的特定過程中的參與先前已在本節(jié)提到的 miRNA 中進(jìn)行了描述。
此外，腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞通過巨噬細(xì)胞分泌的外泌體促進(jìn) BC 侵襲性，這些外泌體可以將致癌 miRNA 轉(zhuǎn)運到 BC 細(xì)胞中 。此外，在 BC 衍生的外泌體細(xì)胞中也發(fā)現(xiàn)了將前 miRNA 加工成成熟 miRNA 的獨立能力。外泌體含有 pre-miRNA，具有 DICER、AGO2 和 TRBP 蛋白，從 BC 患者的細(xì)胞和血清中分離出來的外泌體以 DICER 依賴性方式刺激正常上皮細(xì)胞發(fā)展為腫瘤 。
9. microRNA 的臨床潛力
在過去的二十年中，對 miRNA 與癌癥的關(guān)聯(lián)進(jìn)行了大量研究，并在 miRNA 生物發(fā)生和腫瘤樣本中 miRNA 表達(dá)的癌癥特異性改變方面取得了重要發(fā)現(xiàn)。循環(huán)中的 miRNA 被確定為潛在的生物標(biāo)志物，基于 miRNA 的癌癥治療也取得了一些進(jìn)展 。許多研究人員試圖利用異常的 miRNA 表達(dá)譜來識別癌癥或亞型的疾病狀態(tài)，而 miRNA 的譜分析增強了對多種癌癥的正確分類 。例如，在 BC 的早期階段鑒定了一組 miRNA，并且在兩項獨立研究中定義了 miRNA 的不同組合，用于區(qū)分 ER、孕酮受體 (PR) 或 HER2 狀態(tài) 。許多作者還使用不同的檢測平臺進(jìn)行 miRNA 量化，他們努力利用逐漸確定的 miRsupps 和 oncomiRs 異常表達(dá)譜來開發(fā)新的診斷、預(yù)后或預(yù)測性生物標(biāo)志物。
幾項研究表明，乳腺腫瘤發(fā)生過程中的動態(tài)變化以及幾種 miRNA 的癌基因和腫瘤抑制因子的雙重作用可能會影響基于 miRNA 的潛在標(biāo)志物的評估。此外，目前的研究側(cè)重于更詳細(xì)地檢查單個 miRNA 靶基因以及 miRNA 與關(guān)鍵癌基因、腫瘤抑制基因和調(diào)節(jié)基因之間的相互作用。研究癌癥相關(guān) miRNA 同種型和外泌體介導(dǎo)的 miRNA 轉(zhuǎn)移到其他細(xì)胞與癌癥侵襲性相關(guān)的作用也很明顯。這些結(jié)果都有助于建立一個更復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，這對于個性化醫(yī)療的新策略應(yīng)該是有用的。
RNA依賴性治療也取得了重大進(jìn)展。數(shù)十種具有腫瘤抑制作用的小干擾 miRNA 和致癌反義寡核苷酸已被測試用于開發(fā)新的抗癌藥物，目前已在 I 期或 II 期臨床試驗中評估了幾種 miRNA。miR-16、miR-29 和 miR-34 的模擬物已被用于靶向間皮瘤和非小細(xì)胞肺癌、硬皮病和多個實體瘤，并且抗 miRs 103/107、122 和 155 已經(jīng)過測試和分別用于治療糖尿病、丙型肝炎和皮膚 T 細(xì)胞淋巴瘤 。然而，所有已開發(fā)的抗癌治療藥物中只有 16% 進(jìn)入 III 期試驗，而 FDA 通常僅批準(zhǔn)其中的 10.4% 。不幸的是，四分之一的 RNA 靶向治療尚未在人體臨床試驗中進(jìn)行研究，這些藥物目前都沒有獲得 FDA 的批準(zhǔn) 。
10. 乳腺癌miRNA基因檢測分析結(jié)論
越來越多已鑒定的人類 miRNA 列表引發(fā)了極大的期望，即高級研究將提高對正常和病理過程中 miRNA 調(diào)控基因表達(dá)的復(fù)雜性的理解。人們很容易接受 miRNA 表達(dá)譜的變化有助于許多人類疾病的發(fā)展，包括癌癥。女性惡性腫瘤相關(guān)死亡的高發(fā)生率（主要與 BC 相關(guān)）和相對較高的轉(zhuǎn)移百分比突出表明迫切需要在更深的分子水平上了解以下機制：癌細(xì)胞從原發(fā)部位脫離，在體內(nèi)傳播和傳播次級器官，以及相關(guān)基因的miRNA調(diào)控。
乳腺癌miRNA基因檢測行動小組的綜述總結(jié)了關(guān)于 miRNA 及其靶向基因表達(dá)的賊新數(shù)據(jù)，這些基因在涉及乳腺癌侵襲性和癌細(xì)胞干性的過程中發(fā)揮作用。然后，乳腺癌miRNA基因檢測行動小組專注于單個 miRNA 的表觀遺傳失調(diào)及其與其他調(diào)節(jié)基因的修飾相互作用。除了許多計算機、體外和體內(nèi)研究外，乳腺癌miRNA基因檢測行動小組評估的大多數(shù) miRNA 還在 BC 患者樣本中進(jìn)行了研究。轉(zhuǎn)移研究的積極進(jìn)展反映在越來越多的癌癥患者血漿樣本的無細(xì)胞 miRNA 表達(dá)研究中，這些研究未包括在乳腺癌miRNA基因檢測行動小組的審查中。
賊后，盡管用于量化 miRNA 表達(dá)的可變檢測方法和分析解釋帶來的挑戰(zhàn)，乳腺癌miRNA基因檢測行動小組已建立的結(jié)果可以成功地促進(jìn)患者管理并賊終延長患者的生命。
Cells. 2019 Nov; 8(11): 1361.Published online 2019 Oct 31. doi: 10.3390/cells8111361; PMCID: PMC6912645;PMID: 31683635;MicroRNAs Contribute to Breast Cancer Invasiveness
(責(zé)任編輯：佳學(xué)基因)
