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MiR-139的生物学功能
摘要:MicroRNAs是一类单链的在转录后调节基因表达的非编码RNA,能够参与生物体的多项生理活动,研究表明其对乳腺发育和泌乳也起着重要的调控作用。本文综述了miRNAs对乳腺发育和泌乳的调节作用以及miR-139在乳腺癌以及其他组织器官中的作用。
关键词:microRNA;乳腺;功能;
1 miRNA对于乳腺发育和泌乳的调节作用
1.1 miRNA对乳腺发育的调节作用
miRNA对于乳腺的正常发育具有至关重要的作用,主要表现在它可以调控乳腺肝细胞的周期分化和去分化、乳导管和腺泡的正常发育以及乳腺上皮细胞的增殖和分化,从而调控乳腺发育。胚胎期的乳腺发育和乳腺的周期性分化与去分化的过程中,少量乳腺干细胞留存在乳腺基质中,它的存在保证了乳腺在退化与泌乳之间的成功转化(LaMara等,2008)。MiRNA对乳腺导管和腺泡的正常发育也至关重要。Ucar等(2010)通过同源重组构建了miR-212/132缺失小鼠,发现miR-212/132缺失会导致小鼠乳导管完全无法发育,并证实miR-212/132通过负调控机制金属蛋白酶9表达而引起上皮机制相互作用障碍而影响乳腺发育。Le Guillou等(2012)构建了乳腺上皮细胞中过表达miR-30b的转基因小鼠,通过对其泌乳期乳腺组织学分析发现,乳腺腺泡腔减小,脂肪滴缺损,有转基因鼠喂养的幼鼠变现出生长不良,而且退化期乳腺组织上皮细胞保持着分化状态,说明miR-30b过表达抑制了上皮细胞的去分化。目前还没有miR-139对乳腺发育调节作用的相关文献。
1.2 miRNA对泌乳的调节作用
miRNA对泌乳的调节作用主要在于miRNA可调节乳汁的相关成分在乳腺细胞中的合成过程。miRNA可以调节乳腺中乳蛋白的合成,例如let-7g(冯丽等,2012)、miR-126-3p(Cui等,2011)等。miRNA还可以调节乳腺中乳糖代谢,有研究发现bta-miR-484可 负向调控己糖激酶2蛋白的表达,从而调控乳腺上皮细胞的乳糖代谢;同时验证了miR-484可直接靶向HK2 mRNA的3’UTR区域,降低己糖激酶2酶活,抑制葡萄糖吸收(金晓露等,2013)。这一研究表明通过调控miRNA的表达来调控泌乳量,这也为miR-139的研究提供了新的思路。
2 MiR-139在乳腺癌及其他组织中的研究
最近,miRNA也被发现在转移中起关键作用(Ma等2007;Valastyan等2009)。miRNA是短的非编码RNA,通过结合到靶mRNA上抑制靶基因的主要活动和抑制其翻译。miRNA也被证明能促进靶基因的降解(Fabian等2010;Huntzinger和Izaurralde2011)。一些miRNAs有致病或转移相关的连接。在有乳腺癌的情况下,miR-21的过表达已被证明能促进转移(Asangani等2008;Zhu等2008)。miR-31调控关键基因整合蛋白α5、根蛋白、RhoA蛋白的表达(Valastyan等,2009)。miR-200也被证明能增加乳腺癌细胞株的转移潜能(Korpal等2011),而其他研究已经发现了miR-200的表达与肿瘤的侵袭和转移呈负相关(Gregory等2008;Korpal等2008)。miR-139-5p的过表达是最近证实与肝癌和胃癌细胞减少转移活性(Bao等2011;Wong等2011;Li等2013)和下调的胶质母细胞瘤有关(Li等2013)。此外,患者的浸润性鳞状细胞癌中,miR-139-5p的表达缺失与增加转移性疾病有关(Mascaux等2009)。
虽然miR-139-5p和转移之间有很强的关联存在,但通过它促进这一过程或基因网络中调节的机制知之甚少,被打乱的具体途径仍然知之甚少。至今miR-139-5p只有五个靶点已经鉴定和验证: FoxO1、Rho-kinase2(Wong等2011)、CXCR4(Bao等2011)、RAP1B(Guo等2012)以及I型胰岛素样GF(Shen等2012)。然而,它在乳腺癌的作用至今尚未研究。
miRNAs在给定的细胞背景下有可能成为致癌基因或肿瘤抑制基因的潜力。取决于特定的组织或它们表达的癌症类型中,miRNA通过属于同一通路的核心网络靶向作用实现功能特异性。这种相互作用是高度依赖于多个靶mRNA的相对丰度。例如,miR-17-5p在肝细胞是致癌还有结直肠癌(Ma等2012;Shan等2013),与此相反,已被证明在宫颈癌细胞肿瘤中抑制肿瘤功能(Wei等2012)。类似地,miR-182-5p显示出在膀胱具有致癌特性,卵巢癌和乳腺癌(Hirata等2012;Liu等2012;Krishnan等2013),而它在肺癌中作为一种肿瘤抑制基因(Sun等2010)。
3 结语
目前对于miR-139的生物学功能研究还是比较少,对它的研究主要集中在乳腺癌、结肠癌方面。在正常奶牛乳腺上皮细胞中的作用机制还需要进一步研究。
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