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宫颈癌是女性第四大常见癌症，是女性面临的主要健康问题[1]。Benard 等[2]研究证实，人乳头瘤病毒（HPV）是宫颈癌的主要病因，自从引入HPV 疫苗以来，宫颈癌的发病率每年下降1%~1.9%，但仍有50%以上病例是在晚期阶段被发现。不仅如此，对于早期诊断的妇女，经及时的手术治疗或放化疗后的复发率为10%~20%，而对于晚期诊断的妇女，复发率可达70%[3]。2019年，美国数据分析将诊断出约1.3 万例新的宫颈浸润性癌，预估约4000 名妇女死于这种疾病[4]。因此，晚期及复发性宫颈癌的治疗在妇科肿瘤界仍是一个巨大的挑战。宫颈癌的发病机制错综复杂，尽管已有大量研究从基因和蛋白水平对其进行探索，但目前尚不十分明确。因此，寻找高灵敏度和特异度的分子标记物对于宫颈癌的早期诊断、靶向治疗以及监测预后至关重要。Wong 等[5]研究发现，miRNA 家族中的miRNA-34s 在乳腺癌、结肠癌等多种恶性肿瘤中显著低表达，并通过肿瘤发生过程中几大重要分子通路介导抑癌作用。目前国内关于miR-34s 在宫颈癌中作用机制的总结并不多，本文概述了miRNA-34 家族的起源及其在肿瘤中的分子作用，总结了它在宫颈癌发病机制中的研究新进展，现报道如下。

1 microRNA-34 家族的生物学起源

microRNAs 是一类长度仅为18~25 个核苷酸的非编码RNA，其中miR-34 家族在生物进化过程中高度保守且稳定表达，其通过与靶mRNA 的3′UTR的互补序列结合，对靶基因的蛋白表达产生负性调控作用[6]。miR-34s 包含3 个家族成员：miRNA-34a、miRNA-34b 和miRNA-34c[7]。哺乳动物中的这三种亚型在不同组织中的表达存在特异性，Bommer 等[8]通过基因相关分析和染色质免疫沉淀测定得出，各细胞系和组织中miRNA-34 家族的丰度直接受到p53 的调控。在神经母细胞瘤中首次发现了miRNA-34a 的存在，到目前为止miRNA-34a 已经成为研究最多的miRNA 之一[9]。miRNA-34b/c 位于人类11 号染色体的同一个区域，miRNA-34c 的表达水平与miRNA-34b 的表达严格平行。He 等[10]研究表明，miRNA-34s作为p53 的直接转录靶点在阻滞细胞周期进程和促进凋亡过程中扮演重要角色，因此提高miRNA-34s在癌症中的表达有望成为恶性肿瘤新的治疗方式。

2 miRNA-34s 在肿瘤发生过程中的作用机制

2.1 p53 对miRNA-34s 的正向调控

miRNA-34s 主要受p53 的直接调控从而在组织和细胞中发挥作用，最终导致细胞周期停滞、细胞凋亡或衰老。当细胞受到某些刺激，如DNA 损伤、药物刺激等，p53 基因被激活以应对外来刺激。p53 被激活后作用于下游的多个效应器发挥肿瘤抑制作用，其中miRNA-34s 被认为是p53 复杂网络通路中的中心效应分子[11-12]。p53 通过作用于miRNA-34s 上游启动子区域内的“p53 反应元件”对其表达进行调控，随后miRNA-34s 的种子序列与其靶mRNA 的3′UTR 以不完全碱基配对的形式结合，从而对下游靶基因产生负性调控作用，其中主要调控多种与肿瘤发生相关的细胞周期基因或癌基因，如细胞周期蛋白D1（CCND1）、细胞周期蛋白E2（CCNE2）、周期蛋白依赖性激酶4（CDK4）、周期蛋白依赖性激酶6（CDK6）、沉默信息调节因子（SIRT）、MET、E2F3、Bcl-2、MYC，从而诱导G0/G1 期阻滞和肿瘤细胞凋亡以发挥抑癌作用[13]。

2.2 miRNA-34s 对p53 的正反馈激活

miRNA-34s 通过抑制多个下游靶基因的表达从而对p53 产生正反馈激活作用。Yamakuchi 等[14]研究发现，在结肠癌细胞中，miRNA-34a 通过调节沉默信息调节因子1（SIRT1）间接调控p53。SIRT1 是一种NAD 依赖性脱乙酰酶，在氧化应激和遗传毒性刺激下调节细胞凋亡。SIRT1 使p53 产生乙酰化效应，限制p53 对其下游靶基因的反式激活能力。miRNA-34a高表达抑制了SIRT1 对p53 的去乙酰化作用，导致乙酰化p53 的增加，同时p53 另外的转录靶点——p21、PUMA 的表达也增加。总之SIRT1 介导miRNA-34a和p53之间形成正反馈环 [15]。另外，E2F3 作为miRNA-34a 的调控靶点参与到对p53 的正反馈激活的另一通路中。E2F3 属于E2F 家族，通过调控细胞周期和影响DNA 的合成速度参与细胞生长和分化过程。miRNA-34a 通过对E2F3 的抑制从而作用于p53调节网络形成p53-miRNA-34s 正反馈环[16]。miRNA-34s 还作为中间分子连接了p53 和Wnt 两大信号通路，证实了肿瘤抑制功能丧失与癌基因信号激活之间存在紧密联系[17]。

2.3 miRNA-34s 与衰老

miRNA-34s 具有诱导肿瘤细胞凋亡、细胞周期停滞和衰老的作用。衰老是一种细胞应激反应，导致细胞永久性的增殖停滞，相关基因诱导的衰老过程是体内肿瘤发生的一个重要阻碍[18]。Vogt 等[19]及Christoffersen等[20]研究发现，miRNA-34a 在基因B-RAF 诱导衰老的这一过程中表达上调，这是由ETS 转录因子家族的ELK1 介导的，独立于p53 的新途径。其中基因MYC作为这一过程中miRNA-34a 的直接转录靶点，其表达受到抑制，从而导致一整套有丝分裂基因表达的下调，最终导致了miRNA-34s 抑制细胞增殖从而引起细胞衰老的效应。

2.4 miRNA-34s 与肿瘤干细胞

除此之外，miRNA-34s 还参与到肿瘤干细胞自我更新过程的调控中。肿瘤干细胞是一类能够自我更新和分化的细胞亚群，目前在多种肿瘤组织中都发现了肿瘤干细胞的存在，其被证实可能导致了肿瘤的发生、发展、转移和治疗的抵抗[21]。据以往对胰腺癌和胃癌中肿瘤干细胞的研究，miRNA-34a 通过靶向Notch、HMGA2 和Bcl-2、C-Met 等基因参与肿瘤干细胞的自我更新和生存，并在细胞命运决定中发挥重要作用[22]。在胰腺癌细胞中，miRNA-34s 在翻译水平下调了靶基因Notch1、Notch2、Bcl-2 的表达，显著抑制克隆性细胞的生长和侵袭，诱导细胞凋亡和G1、G2/M期阻滞，并且使肿瘤细胞对放化疗敏感[23]。

3 miRNA-34s 在宫颈癌中的调控机制

持续性的高危型人乳头瘤病毒（HR-HPV）感染已被证实是宫颈癌发生的重要病因之一，其机制在于HR-HPV 编码的E6、E7 癌蛋白通过灭活p53 和Rb肿瘤抑制基因调控肿瘤细胞的粘附、凋亡过程以及改变细胞周期进程，从而促进细胞转化和永生化[24]。miR-34a 作为p53 激活后最显著的miRNA 诱导物在宫颈癌的调控中发挥不容忽视的作用[25]。Li 等[26]研究发现，HPV 感染和宫颈癌患者病变组织中miR-34a的表达减少。HR-HPV E6 癌蛋白主要以p53 依赖的途径介导miR-34a 表达减少，并且随着宫颈病变的逐级进展，miR-34a 的表达水平逐级下降。在HR-HPV感染的宫颈组织中，miR-34a 表达降低可能发生在宫颈上皮细胞的形态学改变之前，因此可以通过测定组织中miR-34a 的表达来提早干预宫颈病变的发生过程。宫颈癌的发生是一个由癌前病变向浸润性宫颈癌逐渐发展的过程，而miR-34a 表达减少作为宫颈癌众多分子改变中的早期事件，可能是预测宫颈组织HPV感染结局和区分高、低级别鳞状上皮内病变的一个有价值的生物标记物，并且将有助于对HPV 阳性的妇女进行分流，提高临床工作中HPV 病毒基因检测的特异性[27-28]。miR-34a 通过调控细胞生命过程中的众多分子发挥其生物学功能，多数时候不同靶点之间的效应产生叠加增强了miR-34a 在宫颈癌中的抑癌作用[15]。

3.1 miR-34a 与细胞周期调控

E2F3 是公认的细胞周期调控因子，它能够促进宫颈癌细胞中的G1/S 期转变，且在宫颈鳞状上皮内病变和宫颈癌中均表达上调，同时E2F3 又是HPV 阳性宫颈癌细胞中miR-34a 的直接靶点，miR-34a 通过在翻译水平上直接抑制E2F3 的表达调节癌基因survivin，降低了HPV 阳性宫颈癌细胞的生存能力和侵袭力，发挥抑癌作用[29]。

3.2 miR-34a 与细胞增殖、迁移及侵袭

通常以肿瘤细胞的增殖、迁移和侵袭特性来衡量肿瘤细胞转移能力的高低。高迁移率族蛋白盒1（HMGB1）是一种在人类宫颈癌细胞中高表达的核蛋白，在受到损伤攻击后被释放出来激活机体的免疫反应。Chandrasekaran 等[30]的一系列体内体外实验表明，HMGB1 是miR-34a 在宫颈癌细胞中的直接作用靶点。miR-34a 在体外过表达以及下调其内源性的表达都会影响细胞增殖，而下调HMGB1 的表达会产生与miR-34a 过表达同样的抗增殖效应，由此得出miR-34a可以通过介导HMGB1 的下调对宫颈癌细胞的增殖、迁移、侵袭产生不利影响，从而促进肿瘤发生转移。

3.3 miR-34a 与宫颈癌中的上皮-间充质转化（EMT）程序

除了持续的HR-HPV 感染外，Wnt1/β-catenin 途径的激活是诱导宫颈癌发生的另一个催化剂。与正常宫颈组织相比，Wnt1 在宫颈鳞癌中过表达并对其预后产生不良影响，若使Wnt1 低表达会通过抑制Wnt1/β-catenin 这一反应通路，进而抑制宫颈癌细胞的增殖和侵袭[31]。在宫颈鳞状细胞癌中，miR-34a直接靶向Wnt1 抑制Wnt1/β-catenin 通路的信号转导，导致E-钙粘蛋白上调和P-钙黏蛋白下调，以及总β-连环蛋白和核β-连环蛋白表达下调，并通过调节Ecadherin-to-P-cadherin 开关（E-P 开关）抑制宫颈癌的EMT 过程，最终抑制肿瘤的生长和侵袭。下调内源性HPV-16e6/E7 的表达导致miR34a 表达上调和WNT1 表达下调，提示HPV-16e6/E7 可能参与了宫颈鳞癌细胞中miR-34a 和Wnt1 表达的调控过程[32]。

3.4 miR-34a 的其他生物学机制

miR-34a 通过调节宫颈癌细胞中乳酸脱氢酶A（LDHA）的表达调节有氧糖酵解（Warburg）效应，从而在肿瘤代谢水平抑制宫颈癌的进展[33]。NLRC5 是Nod样受体（NLR）家族的一个新成员，其参与调节抗病毒免疫反应。NLRC5 的在组织中的下调可能是HRHPV 干扰宿主防御系统，从而促进其持续感染的一种独特机制。miR-34a 通过拮抗NLRC5 的表达，从而参与到宫颈癌的免疫过程中[34]。由此可得，miR-34a与宫颈组织中HR-HPV 感染的持久性存在显著相关性。癌基因C-Met 编码肝细胞生长因子（HGF）的生长因子受体，显示酪氨酸激酶的活性，并诱导上皮细胞的运动、增殖和侵袭。Bcl-2 是最重要的抗凋亡蛋白之一，参与肿瘤的发生和抗肿瘤药物的耐药。miR-34a通过靶向Bcl-2 和C-Met 发挥其作为宫颈癌侵袭性进展和预后不良的生物标记物的作用[35-36]。miR-34a还与同为非编码RNA 中一员的LncRNAs 发生相互作用。LINC00473 在宫颈癌中起到癌基因的作用，miR-34a 直接与LINC00473 结合，并作为LINC00473 介导的细胞增殖的负性上游调节因子调节宫颈癌的增殖[37]。另外LncRNA-MACC1-AS1 可能通过海绵miR-34a，部分解除了miR-34a 对CDK6 转录后抑制的靶向作用，促进了SiHa 细胞增殖和细胞周期进程[38]。

3.5 血液中的miR-34s

miRNA 在人类血液中稳定表达，因此可以通过检测血液中的miRNA 进行疾病的诊断、分级和评估预后。相比较于检测肿瘤组织中的miR-34a，通过检测血浆miR-34a 诊断肿瘤有许多优点：微创性、可重复性，且简单易行。宫颈癌患者血浆中miR-34a 的表达水平与肿瘤组织中的miR-34a 表达呈正相关，并且两者的表达水平均与宫颈病变的严重程度相关，这使得通过检测血浆中的miR-34a 对宫颈癌进行诊断、病变分级和预后评估成为可能[39]。

Sommerová 等[40]和Cao 等[41]研究证实，miR-34b、miR-34c 同样在宫颈癌发生发展过程中起潜在的抑制作用。miR-34b 通过调节转化生长因子-β1（TGFβ1）抑制细胞迁移，诱导细胞凋亡。miR-34c 的过表达抑制SiHa 细胞的增殖、迁移、侵袭和促进细胞凋亡。

4 小结

miRNA-34 家族各成员在宫颈癌中与众多功能各异的靶点相互作用，组成了宫颈癌调控网络中庞大的一部分，并且有望成为宫颈癌潜在的病变分级指标、诊断和预后标记物以及重要的治疗靶点。miR-34s在多种肿瘤特别是宫颈癌治疗中的广泛应用前景不容忽视。

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