作者：李欣龙，兰州大学第二临床医学院；王军成，马东明，宁夏回族自治区人民医院神经外科；潘亚文，兰州大学第二医院神经外科兰州大学神经病学研究所
脑胶质瘤是中枢神经系统最常见的原发性恶性肿瘤，占
胶质瘤的治疗以手术切除后辅以药物化疗或同步放化疗为主，尽管诊断策略与积极治疗取得显著进展，3年总生存率仍较低，特别是胶质母细胞瘤，
微小RNA（miRNA）是一种内源性、长度为20个核苷酸序列的非编码RNA（ncRNA），广泛分布于细胞内，通过沉默或降解靶基因在信使RNA（mRNA）转录的调控中发挥主要作用。近年发现，miRNA不仅调控正常组织细胞的生理学过程，还参与调控多种肿瘤细胞的生物学过程，包括肿瘤细胞增殖、凋亡、代谢、迁移、耐药性、异质性等。这一特性使miRNA成为肿瘤诊断、治疗或预后评估的生物学标志物被广泛研究，研究显示，外源性调控miRNA有可能成为胶质瘤的潜在治疗靶点。
本文拟对miRNA-145在胶质瘤病理分级、肿瘤微环境（TME）、胶质瘤干细胞（GSCs）调控、胶质瘤耐药性以及胶质瘤预后中的作用进行总结，并对miRNA（包括miRNA-145）作为胶质瘤诊断与治疗靶点的潜在功能以及特异性miRNA（或miRNA联合化疗药物）外泌体治疗胶质瘤的潜在价值进行讨论，以为胶质瘤的诊断与治疗提供参考。
1.miRNA-145的生物学特性
miRNA-145定位于
2.miRNA-145调控胶质瘤的恶性生物学行为
1） miRNA-145通过靶向下游癌基因调控胶质瘤细胞生长
miRNA-145通过多种路径调控胶质瘤细胞增殖、凋亡、迁移、侵袭等特性。有研究者在人和大鼠胶质瘤组织和胶质瘤细胞系中发现，BNIP3基因表达上调、miRNA-145表达下调，后者通过结合BNIP3 mRNA的3’非翻译区（3'UTR）抑制BNIP3基因表达，进而通过调控Notch信号转导通路关键分子促进胶质瘤细胞系U87和U251凋亡。
将CD133+GSCs（即U251细胞分离出的CD133+胶质瘤干细胞）进行体外培养，分别以miRNA-145抑制剂和miRNA-145拟似物转染，结果显示，过表达miRNA-145可上调CD133+GSCs中TIMP-3基因的表达，下调MMP-2和MMP-9基因的表达，抑制U251细胞的侵袭能力；抑制miRNA-145，则TIMP-3和MMP-2、MMP-9表达逆转，增强U251细胞的侵袭能力。
通过构建胶质母细胞瘤细胞侵袭性亚群（IM3），包括U87-IM3细胞和U251-IM3细胞，在体外转染及共培养过程中上调miRNA-145表达，发现miRNA-145经Slit-Robo信号转导通路靶向作用于Slit-Robo Rho GTP酶激活蛋白1（SRGAP1），使其在U87-IM3和U251-IM3细胞中表达下调，抑制肿瘤细胞侵袭；反之下调miRNA-145表达，促进肿瘤细胞侵袭。
有研究探讨EGFR基因在胶质母细胞瘤及新生微血管中的表达差异，发现表皮生长因子受体（EGFR）在胶质母细胞瘤中呈高表达，活化的EGFR可促进肿瘤细胞增殖、抑制其凋亡，miRNA-145-5p靶向作用于EGFR，抑制EGFR翻译，靶向抑制胶质母细胞瘤细胞增殖。miRNA-145亦可通过调控桩蛋白（paxillin）等细胞间黏附分子（ICAM）的表达，调节胶质瘤细胞迁移、侵袭。miRNA-145过表达可导致PLAUR、SPOCK3、ADAM22、SLC7A5和FASCN1等肿瘤转移相关基因表达下调，显著抑制U87和U373细胞迁移、侵袭。由此可见，miRNA-145作为抑癌基因，可以通过调控下游多种癌基因的表达发挥抗肿瘤效应。
2） miRNA-145作为环状RNA靶点调控胶质瘤细胞生长
环状RNA（circRNA）于20世纪70年代末在病毒及类病毒中被发现，是一类在转录过程中形成的端端连接的环状非编码RNA，高通量测序发现其稳定存在于人体组织和体液中；虽然circRNA含量明显低于miRNA，但circRNA富含miRNA结合位点，发挥miRNA海绵（miRNA sponge）作用，抑制miRNA对目标mRNA的调控，从而上调靶基因的表达，通过这一内源性竞争机制，circRNA参与调控多种肿瘤的发生与进展。小鼠异种移植实验显示，circTTBK2通过对miRNA-145-5p进行海绵样吸附，促进胶质瘤细胞增殖、迁移、侵袭和糖酵解，抑制miRNA-145-5p可减轻circTTBK2敲低对胶质瘤细胞恶性行为的影响。
在体外研究中，胶质瘤组织和细胞中circSCAF11表达上调、miRNA-145-5p表达下调，双荧光素酶报告基因检测（Dual Luciferase Reporter Assay）和RNA免疫共沉淀实验发现，circSCAF11是miRNA-145-5p的海绵，
miRNA-145-5p亦为circCEP128的靶点，后者在胶质瘤组织和耐药胶质瘤细胞系中表达上调，miRNA-145-5p在胶质瘤细胞和替莫唑胺耐药的胶质瘤细胞中均呈低表达，过表达miRNA-145-5p可抑制替莫唑胺耐药U251细胞增殖，敲除circCEP128后miRNA-145-5p表达上调，从而增强替莫唑胺在胶质瘤细胞中的毒性作用，进一步抑制细胞增殖。由此可见，miRNA-145作为多种circRNA靶点被circRNA海绵样吸附，从而失去对下游癌基因的抑制作用。
3） miRNA-145调控胶质瘤干细胞生长
胶质瘤干细胞是胶质瘤中CD133和巢蛋白（Nes）阳性且具有正常干细胞特性的一类细胞，可导致肿瘤广泛切除后复发，而复发性胶质母细胞瘤的中位生存期仅24～44周。近年随着对胶质母细胞瘤发生与进展相关分子机制研究的深入，发现其属于基因失调性疾病，过表达、激活多个癌基因以及抑癌基因功能丧失导致正常细胞无限增殖、异常分化、局部侵袭。因此，探寻胶质母细胞瘤恶性进展相关分子靶点，尤其是胶质瘤干细胞进展关键分子，对胶质母细胞瘤的靶向治疗具有重要意义。
体外研究显示，TCTP基因在原代胶质瘤干细胞（pGSCs）中表达显著上调，将其沉默可抑制肿瘤细胞增殖，促进其凋亡；miRNA-145-5p在原代胶质瘤干细胞中呈低表达，通过生物信息学和荧光素酶靶向分析证实miRNA-145-5p表达上调通过直接抑制TCTP的表达以发挥抑制原代胶质瘤干细胞增殖的作用。国内一项双荧光素酶报告基因检测显示，转录因子TWIST通过靶向结合miRNA-145以促进胶质瘤干细胞迁移、侵袭。
在胶质母细胞瘤生长过程中，胶质瘤干细胞可以产生分化的胶质瘤细胞（DGCs），后者在特定情况下可以转化为胶质瘤干细胞，以维持稳定的肿瘤微环境。核糖体分析、转录组和RNA m6A甲基化测序研究显示，在胶质瘤干细胞分化过程中，miRNA-145起关键作用，与RRACH异位结合的miRNA-145可诱导m6A丢失，并在抑癌基因CLIP3 mRNA上形成FTO/AGO1/ILF3/miRNA-145化合物，促进CLIP3的翻译，抑制miRNA-145可以维持CLIP3的RRACH m6A水平，最终抑制胶质瘤干细胞向分化的胶质瘤细胞的转化。
中药在胶质瘤的治疗中亦发挥重要作用。体外研究显示，去甲氧基姜黄素可以抑制胶质瘤干细胞增殖并诱导其凋亡，miRNA-145在体内外均可提高胶质瘤干细胞对去甲氧基姜黄素的敏感性，促进去甲氧基姜黄素对胶质瘤干细胞增殖的抑制和凋亡的诱导；同时，miRNA-145和去甲氧基姜黄素通过miRNA-145/Y染色体性别决定区相关高迁移率组盒蛋白2（SOX2）-Wnt/β-连环蛋白信号转导通路发挥作用，过表达SOX2可降低miRNA-145联合去甲氧基姜黄素处理后胶质瘤干细胞对增殖抑制的抵抗性。
另一项研究对患者来源的胶质母细胞瘤球（PDGS）予以异丹叶大黄素干预，发现异丹叶大黄素可诱导miRNA-145表达，并与SOX2mRNA 3’非翻译区结合，抑制SOX2蛋白的翻译，同时下调细胞周期素D1（CCND1），导致G0/G1期阻滞，抑制PDGS的非锚定依赖性生长。胶质瘤干细胞作为胶质瘤手术后复发的重要因素之一，抑制其生长对提高胶质瘤治愈率和患者生存率具有重要意义；miRNA-145直接参与调控胶质瘤干细胞的生长，亦可提高其对中药的敏感性，为胶质瘤的治疗提供参考。
4） miRNA-145调控胶质瘤细胞对化疗药物的敏感性
目前，药物化疗仍是胶质母细胞瘤的最主要治疗方法，既往数十年，
近年相关研究显示，miRNA-145对增强胶质瘤细胞对化疗药物的敏感性具有积极作用。通过构建对DMC-BH（双脱甲氧基姜黄素衍生物）耐药的胶质母细胞瘤细胞株（U87/DMC-BH和U251/DMC-BH）发现，miRNA-145-5p在U87/DMC-BH和U251/DMC-BH细胞中的表达水平低于非耐药U87和U251细胞；同时还发现，TCTP在U87/DMC-BH和U251/DMC-BH细胞中呈过表达，但转染miRNA-145-5p后，TCTP表达显著下降，提示miRNA-145-5p通过抑制TCTP增强耐药胶质瘤细胞对DMC-BH的敏感性。
一项纳入90例胶质瘤手术患者的临床研究根据术后替莫唑胺疗效分为有效组和无效组，有效组化疗前血清miRNA-145-5p相对表达量高于无效组，提示血清miRNA-145-5p水平是影响化疗敏感性的因素，即高水平miRNA-145-5p可增强替莫唑胺化疗的敏感性。体外研究和动物实验均证实，miRNA-145-5p通过靶向抑制RAD18表达，增强替莫唑胺的化疗效果。
体外构建聚氨酯短支聚乙烯亚胺（PU-PEI）载体，介导miRNA-145进入CD133+胶质母细胞瘤细胞，抑制其对替莫唑胺的耐药性；进一步的动物实验结果发现，PU-PEI-miRNA-145可提高原位移植CD133+胶质母细胞瘤细胞的免疫缺陷小鼠的存活率。亦有研究利用miRNA-145拟似物和抑制剂联合替莫唑胺干预U251细胞，发现miRNA-145通过增强U251细胞对替莫唑胺的敏感性，抑制其恶性生长。
由此可见，胶质瘤化疗后产生的耐药性是其无法根治的重要原因，miRNA-145通过调控多种耐药基因的表达，增强胶质瘤细胞对化疗药物的敏感性，为提高胶质瘤化疗效果提供了实验基础。
5） miRNA-145通过囊泡转运调控胶质瘤微环境
外泌体是细胞胞吞作用产生的膜源性囊泡，直径30～100 nm，功能性外泌体包含脂质、核酸（DNA、mRNA、miRNA等）和蛋白质等，参与细胞与微环境间的信息传递，通过触发特殊的细胞内级联反应影响受体细胞的基因表达，肿瘤细胞分泌的功能性外泌体参与肿瘤生长、血管生成、免疫逃逸、耐药性和转移等诸多生物学行为。miRNA-145-5p作为肿瘤抑制因子，通过细胞外囊泡转运方式在胶质母细胞瘤细胞与内皮细胞之间进行信息传递，改变肿瘤微环境中的分子分布，调控胶质母细胞瘤细胞和内皮细胞的增殖。
通过转染miRNA-145-5p mimics构建可分泌miRNA-145-5p囊泡的人骨髓间充质干细胞（miRNA-145-5p hMSCs），将其与U87细胞体外共培养，建立miRNA-145-5p hMSCs细胞与U87细胞的共聚体，再将该共聚体植入器官型大鼠脑组织切片纹状体，发现U87细胞的侵袭性明显受到抑制。可见miRNA-145作为小分子ncRNA，通过外泌体形式参与调控胶质瘤微环境，抑制胶质瘤细胞生长，未来研究中如果将其与特定的纳米载体相结合，研发可透过血脑屏障的新型纳米载体药物模型，对提高胶质瘤的治疗效果具有重要意义。
3.展望
ncRNA提供的生物学信息虽仅占非编码基因组（non-coding genome）转录信息的小部分，但在研究生物生长发育及疾病治疗领域取得了显著成果，使得对生物复杂分子调控网络有了进一步认识。miRNA广泛存在于体液中，其靶向治疗在胶质瘤基础研究中取得了良好效果，提示其作为胶质瘤生物学标志物和分子治疗方法的巨大潜力和广阔应用前景，准确识别其分子靶点、了解其作用机制，对克服胶质瘤耐药性、防止肿瘤复发具有重要意义。
由于血脑屏障的存在，胶质瘤的药物化疗受到极大限制。新型纳米载体药物模型的构建虽使药物在肿瘤组织中的传递有了极大改观，但因其自身毒性、稳定性、有效性和靶向性等问题，在临床转化过程中仍存在困难；而以患者来源的外泌体作为药物载体更兼容、更安全，外泌体ncRNA被选择性地包装、分泌并在细胞之间转移，通过调节肿瘤微环境，应用于肿瘤的靶向治疗，但在胶质瘤治疗领域中的研究较少。
miRNA-145作为新型ncRNA，通过多种途径干扰下游癌基因的表达；亦作为靶点被抑制，调控胶质瘤细胞的增殖、迁移、侵袭和胶质瘤干细胞的分化，同时通过多条信号转导通路参与胶质瘤微环境及耐药性的调节。因此，探寻可以有效透过血脑屏障、靶向性强的外泌体，构建特异性miRNA-145外泌体载体，或富集其他靶向性药物（诊断相关特异性ncRNA以及药物联合特异性ncRNA），或与新型特异性纳米载体（毒性小、稳定性好）相融合，使其成为优秀的诊断和靶向治疗药物，是未来研究趋势。
来源：王军成,李欣龙,马东明,等.miRNA-145调控胶质瘤恶性生物学行为研究进展[J].中国现代神经疾病杂志,2024,24(09):765-771.
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