Has-miR-107及ZFPM2在胰腺癌中的潜在研究价值

The Potential Research Value of Has-miR-107 and ZFPM2 in Pancreatic Cancer

摘要: 胰腺癌是预后极差的一种消化道恶性肿瘤，因其发现较晚，对于放化疗不甚敏感，导致5年生存率不足5%，随着科学技术的发展，miRNA在癌症中的关键作用已被证实。miRNA也迅速成为开发新型抗癌疗法的有前途的靶标，其中miR-107及其下游的可能靶基因ZFPM2已被发现与多种癌症存在关系，但在胰腺癌的研究仍有空缺，对于改善目前胰腺癌早期发现及治疗困境具有一定的潜在价值。本文通过综述现有的关于miR-107与ZFPM2在其他肿瘤中的研究现状，为胰腺癌的早期发现及靶向治疗提供新的思路。

Abstract: Pancreatic cancer is a highly malignant digestive tract tumor with an extremely poor prognosis. Due to its late detection and limited sensitivity to radiotherapy and chemotherapy, the 5-year survival rate is less than 5%. With the advancement of science and technology, the critical role of miRNA in cancer has been confirmed. miRNA has rapidly emerged as promising targets for the development of novel anti-cancer therapies. Among them, miR-107 and its potential downstream target gene ZFPM2 have been found to be associated with various cancers, but research on their roles in pancreatic cancer remains limited. They hold potential value for improving the current challenges in early detection and treatment of pancreatic cancer. This article reviews the existing research on miR-107 and ZFPM2 in other tumors, aiming to provide new insights for early detection and targeted therapy of pancreatic cancer.

1. 引言

胰腺癌，尤其是胰腺导管腺癌(PDAC)，是全球范围内致死率最高的恶性肿瘤之一，其五年生存率不足10%。由于早期诊断困难、侵袭性强且对传统放化疗耐药，胰腺癌的治疗效果一直不理想[1]。在此基础上，胰腺癌的发病率逐年升高，其诊疗策略一直备受业内高度关注。随着基因测序和多组学研究的深入，尽管更多的信号通路和可作用靶点为开发新的靶向治疗药物提供了可能，但时至今日，胰腺癌的药物治疗仍以化疗为主，靶向治疗策略尚未成熟，亟需进一步探讨。因此，探索其发病机制并寻找有效的治疗靶点成为当前研究的重点。近年来，微小RNA (miRNA)在肿瘤发生发展中的调控作用备受关注，其中Has-miR-107 (简称miR-107)在多种癌症中表现出显著的促癌或抑癌功能，提示其可能作为胰腺癌的潜在治疗靶点。此外，ZFPM2作为一种转录调控因子，在多种肿瘤中参与细胞分化、增殖及微环境重塑，但其在胰腺癌中的具体作用尚未明确。结合miR-107与ZFPM2的潜在靶向作用，深入研究二者在胰腺癌中的分子机制，可能为揭示胰腺癌的发病机制及开发新型诊疗策略提供新的研究思路，并为接下来的实验验证提供重要的理论依据。

2. Hsa-miR-107研究现状

近年来，随着生物技术的不断进展，越来越多的人注意到miRNA这一关键物质在癌症疾病中的作用。miRNA是一个小分子RNA家族，(20~25个碱基对核苷酸长)非编码RNA，其中大多数在调节正常发育和生理中发挥重要的调节作用。是细胞中几乎所有生物过程的重要转录后调节因子。此外，越来越多的证据表明miRNA在癌症的发病机制中起关键作用，并且许多miRNA可以作为癌基因或抑癌基因发挥作用[2]。因此，miRNA已迅速成为开发新型抗癌疗法的有前途的靶标。其中，MiR-107是位于第10条染色体上，是miR-15/107超家族的成员之一，在目前多种肿瘤组织中表达异常，miR-107可以在疾病早期阶段充当癌基因或抑癌基因，它们还可以影响侵袭和转移的进展，以及预测抗肿瘤治疗的临床结果[3]。以下列举了一些发病率较高的肿瘤与miR-107之间的关系。

2.1. 乳腺癌

乳腺癌是女性中高发的一种肿瘤，该疾病的发展与miR-107的关系很密切，在细胞的生物学行为中，有一个指标可以显著地监测细胞损伤的程度，即细胞凋亡。基础研究表明，PTEN具有促进细胞凋亡的作用。PTEN拮抗Akt通路的活性，促进活性氧的释放，抑制NF-κB的活性，最终诱导细胞凋亡。还有其他研究表明PTEN也可以通过激活促凋亡蛋白诱导细胞死亡[4] [5]。而对于PTEN/AKT通路与miR-107之间的关系，有研究结果显示，miR-107抑制剂组PTEN蛋白表达低于对照组，P-AKT蛋白表达高于对照组。这表明在乳腺癌细胞中抑制miR-107可以抑制PTEN/AKT信号通路。miR-107可能通过调控PTEN/AKT信号通路抑制乳腺癌细胞的生长，促进细胞凋亡，并且还发现在乳腺癌细胞中的miR-107的表达明显高于正常乳腺细胞[6]。同时，在乳腺癌细胞中，NEDD9与癌细胞迁移能力呈正相关。进一步的研究表明，miR-107通过靶向NEDD9的3’非翻译区来抑制NEDD9的表达。过表达miR-107抑制NEDD9的表达，从而抑制乳腺癌细胞的侵袭、迁移和增殖。因此，miR-107在乳腺癌中起到一定抑制肿瘤进展的作用[7]。

2.2. 非小细胞肺癌

非小细胞肺癌是一种肺癌，由于其高患病率、晚期诊断、侵袭性、缺乏有效治疗和预后不良，是全球癌症相关死亡率的最主要贡献者之一，组织中低表达的miR-107预示着非小细胞肺癌患者预后不良，miR-107与非小细胞肺癌之间可能是通过miR-107/SKT33这一靶向通路实现的。有研究表明，miR-107的过表达抑制了非小细胞肺癌的恶性行为，并靶向STK33下调其表达[8]。

2.3. 结直肠癌

结直肠癌是目前世界上发病率较高的恶性肿瘤，miR-107与结直肠癌之间有多条作用途径，首先是miR-107/NKILA途径，NKILA是一种NF-κB诱导的lncRNA，研究证明，它能够抑制多种癌症如食管鳞状细胞癌、喉癌、鼻咽癌、直肠癌、舌鳞状细胞癌和结直肠癌[9]。NKILA可能被认为是结直肠癌中miR-107的新的潜在下游调节因子，有实验证据表明在miR-107/103过表达后，结直肠癌患者的NKILA表达水平急剧下降，导致更高的致癌性。此外，miR-107/103被发现在结直肠癌患者中具有诊断价值，并且由于其丰富性和稳定性而可作为适当的生物标志物[10]。其次是circ METTL3/miR-107/PER3途径，其中PER3在结直肠癌中起肿瘤抑制因子的作用，实验证明circ METTL3与miR-107直接结合并负向调节其表达，与此同时，miR-107与PER3也是呈负向调节，从而抑制结直肠癌细胞增殖和侵袭。大量的临床病例分析数据也表明，低circ METTL3水平的结直肠癌患者预后不良[11]。除此之外，另有研究者发现，miR-103/107也可以通过抑制DAPK和KLF4降解来促进结直肠癌的转移[12]。由此可见，miR107在结直肠癌中起到促癌作用。

2.4. 食管癌

成纤维细胞生长因子受体(Fibroblast Growth Factor Receptor, FGFR)是一种高亲和力的细胞表面酪氨酸激酶受体，在胚胎发育、组织内环境稳定和肿瘤发生中发挥重要作用。作为一种癌基因，在7.1%的肿瘤中发现了FGFR基因变异[13]。已有研究证明，FGFR通过抑制细胞周期停滞在G1/G0和G2/M期来促进食管癌细胞的增殖，FGF途径的活性可由miRNA调节，参与FGF信号转导的miRNA调节功能的丧失可导致疾病进展或癌症。该研究者的双荧光素酶实验显示，miR-107在食管癌细胞中的过表达显著降低了FGFR表达，证明了miR-107与FGFR之间具有靶向调节作用，而FGFR正向调节食管癌细胞增殖，并抑制细胞周期停滞进一步促进肿瘤转移[14]。因此，miR-107在食管癌的进展中起到一定的抑制作用。

2.5. 胃癌

miR-107在胃癌中的表达与胃癌的发生、发展有密切关系。TRIAP1 (TP 53-Regulated Apoptosis Inhibitor 1，又称P53 CSV)由76个氨基酸组成，在人体组织中检测了TRIAP1的表达水平，该基因在多种恶性肿瘤中上调，尤以骨肉瘤、胃癌中明显[15]。已有研究表明，miR-107和TRIAP1之间呈现负相关的调控关系。miR-107在胃癌组织中呈现明显的低表达，而TRIAP1高表达，miR-107可靶向抑制TRIAP1表达，miR-107的过表达在体内外均能抑制胃癌的进展[16] [17]。故miR-107在胃癌中呈现抑制疾病进展的状况。

2.6. 肝癌

有研究者发现，miR-107在肝细胞癌中上调，进而导致细胞凋亡并抑制肿瘤生长，此外，miR-107的上调还增加了肝癌细胞对化疗药物的敏感性。这些结果表明，miR-107不仅是一种肿瘤抑制基因，而且与化疗敏感性相关，后又对耐药的肝癌细胞进行实验，发现miR-107在耐药肝癌细胞系中的表达下调，这均表明miR-107在肝细胞癌中呈现抑癌作用，这些发现都提示我们miR-107是肝癌患者潜在的化疗增敏剂和耐药治疗靶点[18]。

3. ZFPM2目前研究现状

miR-107的生物学功能在各种癌症的生理和病理过程中显著不同，是由于靶向不同的途径或基因，其中ZFPM2就是miR-107的可疑靶基因，ZFPM2又名FOG2，该基因编码的锌指蛋白是FOG转录因子家族中广泛表达的成员。目前多个研究表明ZFPM2的表达与各肿瘤之间关系密切，ZFPM2在至少一个物种中被称为肿瘤抑制因子或细胞增殖的负调节因子，以下是部分癌症与ZFPM2的相关研究。

3.1. 肺腺癌

有实验证明，ZFPM2在肺腺癌中呈现低表达，且敲除ZFPM2的表达会使肿瘤的进展加快，除此之外，ZFPM2-AS1是ZFPM2的邻近基因，ZFPM2-AS1通过与UPF1相互作用使ZFPM2不稳定，进而促进肺腺癌进展，有实验表明，ZFPM2-AS1的过表达时ZFPM2的表达量减少，而ZFPM2-AS1的低表达在mRNA和蛋白水平上又诱导了ZFPM2的表达量增加，为了进一步证明ZFPM2-AS1对ZFPM2表达的影响，有研究者用特异性shRNA在SPC-A1细胞中稳定沉默了ZFPM2-AS1，后来发现ZFPM2-AS1稳定沉默后，ZFPM2的蛋白水平显著提高，患者的肿瘤进展受到一定限制，这表明ZFPM2-AS1与ZFPM2之间呈现负调控关系且充分表明ZFPM2是抑癌作用[19] [20]。

3.2. 肝癌

ZFPM2-AS1和ZFPM2基因在肝细胞癌中的作用与它们位于肝细胞癌的致癌作用和预后有关的癌症易感性位点8q23有关[21]。为研究ZFPM2-AS1和ZFPM2基因在肝癌发生和发展中的作用，研究者实验发现，与正常肝组织相比，肝癌组织中lncRNA ZFPM2-AS1的表达水平显著增加，而肝癌组织中ZFPM2基因的表达水平显著降低。ZFPM2-AS1的高表达水平与肝细胞癌的预后不良显著相关，而ZFPM2基因的高表达水平与肝细胞癌的预后较好相关。同时，ZFPM2基因的遗传改变可能导致肝细胞癌患者的预后不良[22]。同时，ZFPM2不仅影响着肝癌患者的预后，同时也抑制着肝硬化的发生，这与PI3K/Akt通路密不可分，PI3K/AKT途径的激活能够大幅度激活肝星状细胞的生物学行为，而肝星状细胞在肝纤维化中起着至关重要的作用，ZFPM2与p85β亚基结合，从而抑制PI3K/Akt通路活化，进而抑制肝硬化的发生[23]。因此，ZFPM2对于肝癌来说也呈现出抑癌基因的作用。

3.3. 乳腺癌

乳腺癌转移控制相关的几个基因(Esr1、Prg和Foxa1)的水平在ZFPM2特异性切除后显著降低。这暗示ZFPM2在维持乳腺上皮细胞分化和在乳腺癌中发挥保护作用。这些转化基因很可能受GATA3/ZFPM2复合物调节[24]。其中，GATA3是乳腺管腔上皮中表达最丰富的转录因子，其功能是维持其分化状态，与乳腺癌的发生、进展密切相关，对GATA3敲低的转基因小鼠胚胎的研究显示末端芽的生长中断，此外，成人乳腺GATA3的急性丢失被证明会导致未分化的管腔细胞增殖，表明其参与细胞周期控制和维持分化的静止细胞状态[25]。GATA3的突变会影响ZFPM2的稳定性，进而导致Esr1、Prg和Foxa1的表达降低，进而影响乳腺癌的发生及进展。

3.4. 鼻咽癌

ZFPM2对于鼻咽癌的进展可能通过ZFPM2/EphA3途径实现，有研究者发现鼻咽癌患者肿瘤组织中EphA3的表达水平明显高于癌旁组织。并且通过大量的临床数据分析显示，EphA3低表达患者较EphA3高表达患者病理分期更晚期。此外，体外实验表明，敲低EphA3显著减弱了鼻咽癌细胞的增殖能力。随后，进一步实验发现鼻咽癌细胞系和组织中ZFPM2在鼻咽癌细胞中的表达均显著降低且与EphA3呈负相关，同时验证了ZFPM2与EphA3之间的靶向调节关系。上述实验也可证明ZFPM2在鼻咽癌的恶性进展中呈现一定的抑制作用[26]。

3.5. 神经胶质瘤

神经胶质瘤又称胶质细胞，是最常见的原发性中枢神经系统肿瘤，约占所有颅内原发肿瘤的一半[27]。ZFPM2表达水平与胶质瘤分级呈负相关，临床病例数据分析表明较高的ZFPM2表达增加了患者的生存率，提示ZFPM2表达可能是评估胶质瘤疾病严重程度的潜在有用指标，也是胶质瘤发病机制中的重要因素，在这种情况下，ZFPM2可为胶质瘤的治疗提供有价值的靶点[28]。

4. miR-107与ZFPM2在胰腺癌中可能作用的机制

4.1. miRNA发挥作用的可能机制

上皮间充质转化(Epithelial-Mesenchymal Transition, EMT)是指细胞在某些生理病理状态下发生的变化。EMT在细胞胚胎发育、器官分化、伤口愈合、肿瘤转移中扮演重要角色[29]。胰腺癌的浸润、转移与EMT密切相关，EMT会导致胰腺癌出现较高转移性，极低生存率及对化疗药物的耐药性。有研究发现，EMT介导的血管生成可以增强胰腺癌肿瘤细胞向体循环扩散[30]。与此同时，EMT与癌细胞耐药性之间的联系在1990年代就已被提出，吉西他滨，目前胰腺癌化疗的主要药物之一，有研究者通过实验发现EMT与胰腺癌患者和原位胰腺癌小鼠模型吉西他滨耐药性具有很强的相关性[31]。EMT受多种分子途径的调控，包括miRNA、表观遗传调控和选择性转录后剪切。有研究发现，miR-107可通过直接抑制EMT核心转录因子(如Snail、ZEB1)或调控TGF-β、Wnt等信号通路，减少β-catenin的丢失并抑制间充质标志物(如N-cadherin、Vimentin)的表达，从而阻碍EMT进程，降低肿瘤细胞的迁移和侵袭能力[32] [33]。

4.2. ZFPM2发挥作用的可能机制

胰腺癌患者大多数存在KRAS突变，这一关键突变是胰腺癌从癌前病变到疾病过程中发生的最早遗传学改变[34]。KRAS突变会影响众多的下游信号通路，其中包括重要的磷脂酰肌醇-3-激酶(PI3K)信号通路，其中最主要的为PI3K/Akt通路，磷酸肌醇3激酶蛋白家族是一大组信号脂质酶，能够磷酸化质膜上磷脂酰肌醇的3-OH基团，其在25年前被发现与癌蛋白的能力变化有关。而Akt是人类癌症中高度激活的激酶之一，PI3K的催化亚基p110和调节亚基p85能将Akt激酶募集到细胞膜上并通过磷酸化激活Akt激酶。Akt能够调节细胞增殖、代谢、存活、侵袭性和血管生成，这些都是癌症的标志。现有研究发现，在多种类型的癌症中，Akt的三种亚型(Akt1, Akt2, Akt3)都发生了遗传改变和异常。Akt的不同亚型也在癌症中具有不重叠的功能。许多人类癌症都显示Akt曾被反复激活[35]。

KRAS的突变会诱导PI3K过度表达，进而过度激活PI3K/Akt通路，有研究者发现在20%~30%的胰腺癌患者中都出现过Akt过度表达[36]。PI3K/Akt信号通路能够通过多种方式促进肿瘤的发展[37]。一方面，它可以很大程度上增强肿瘤细胞的增殖和存活能力[38]；另一方面，它还能够增强肿瘤细胞的侵袭能力，进而促进肿瘤的早期转移[39]。此外，PI3K/Akt信号通路还可以影响肿瘤微环境，从而进一步促进肿瘤的生长和发展[40]。目前已有研究者发现，ZFPM2可以与PI3K的亚基之一p85结合，进而干扰PI3K复合物的形成，最终实现在一定程度上抑制PI3K/Akt通路[35] [41]。PI3K/Akt通路的过度激活有助于癌症的发展、肿瘤细胞的增殖、侵袭、转移和耐药，而ZFPM2能抑制PI3K/Akt通路，这在一定程度上更能证明ZFPM2的抑癌作用。

5. Has-miR-107与ZFPM2的协同研究前景

上文提到miR-107与肿瘤关系密切，且在各肿瘤中发挥的作用不尽相同，原因就在于其所靶向调控的基因不同，尽管目前关于miR-107在胰腺癌中的直接研究较少，但结合其在其他肿瘤中的机制，其潜在研究方向可放在靶点预测及靶向调控关系中，发现影响胰腺癌细胞增殖、凋亡或转移的靶点。利用Targetscanv 8.0数据库、miRDB 2.0数据库、miWalk数据库这三个数据库预测了Has-miR-107的下游靶基因并取交集共得到51个靶基因，这些靶基因中的一些靶基因例如BDNF已经证明在其他肿瘤的进展过程中发挥着重要作用，而ZFPM2就是取交集的靶基因之一，其在各种癌症类型中频繁突变，且在肿瘤中表达量常常是下降的，在多种癌症中也表现出抑癌基因的作用[42]。同时，ZFPM2与ZFPM2-AS1及GATA家族等关系密切，故选择其为研究对象，胰腺癌的发现困难、转移是影响五年生存率的重要原因，若ZFPM2在胰腺癌中具有抑癌作用，可通过基因编辑技术(如CRISPR/Cas9)或过表达载体恢复其功能，并且ZFPM2可能与其他治疗手段(如化疗或免疫治疗)产生协同作用，增强抗肿瘤效果。此外，ZFPM2的表达水平也可能成为胰腺癌早期诊断或评估预后的潜在生物标志物。后续我们也将进一步利用实验证明miR-107、ZFPM2与胰腺癌的相关性及二者之间的调控关系，为胰腺癌的治疗提供可能靶点。

NOTES

^*通讯作者。