微小RNA(miR)是一类长度约为22个核苷酸的内源性非编码单链小RNA,在机体中发挥着重要作用，既可以调节mRNA的翻译和稳定性，也参与控制与细胞周期相关的基因，如细胞增殖或凋亡[1]。在多种肿瘤发现miR上调或低表达展现出miR作为肿瘤抑制因子或致癌因子发挥作用。随着聚合酶链反应法、芯片法、测序法等现代技术的普及，已经能够高通量地检测不同来源和类型样本中miR的表达水平，使得在微观层面研究miR对细胞的作用以及对一些疾病发生的机制更加便捷，从而揭示miR在正常或异常髓系细胞发育和调控中的作用。反义寡核苷酸和小干扰RNA等技术可以用来特异地抑制或增强特定的miR表达或功能。这些技术通过与miR的互补序列结合，阻止miR与靶基因mRNA的结合，在急性髓系白血病(AML)中，miR靶基因及其信号通路是一种重要的髓系细胞分化、增殖调控因子，可以通过靶向癌基因或信号通路来抑制疾病的发生或进展。利用计算机模拟或实验验证等方法，构建miR信号通路复杂网络，揭示miR在AML中的作用可以通过靶向癌基因或者信号通路来抑制AML的发生或进展；miR也可以通过靶向肿瘤抑制基因或信号通路来发挥作用。这些靶向作用可以通过调控基因表达来影响细胞的生长、分化和凋亡等过程，从而抑制AML的发生和进展。利用纳米材料或结构等技术，可以将miR包裹或固定成纳米药物，从而提高miR的靶向性和生物相容性，作为治疗AML的一种新的策略。

1、miR对髓系细胞的调控

miR表达影响靶标特异性结合，最终干扰原癌基因、抑癌基因等相关基因表达，此外miR还可参与对髓系细胞的调控等。miR对髓系细胞的调控机制包括正调控、负调控以及表观遗传修饰调控。见表1。

1.1 正调控

所谓正调控，即促进细胞的程序性死亡，这类miR有miR-1306-5p、miR-29b-3p、miR-148b-3p、miR-342-3p等。其中miR-1306-5p过表达抑制HL-60细胞增殖、侵袭和迁移以及促进细胞凋亡[2]。miR-29b-3p能够靶向人抗原R并在某些癌细胞中抑制其表达。人抗原R下调伴随着细胞活力降低，细胞周期阻滞，凋亡增加，侵袭和迁移减弱[3]。蒋雪柯等[4]使用双荧光素标记的方式在研究中证实miR-148b-3p能够靶向自噬相关蛋白14并显著降低其荧光素活性，过表达可以抑制THP-1细胞(一种人白血病单核细胞系)的增殖，促使其凋亡，下调了LC3Ⅱ(脂质化形式的LC3)和自噬相关蛋白14的蛋白水平，上调了P62的蛋白水平，而miR-148b-3p的抑制在NB4细胞中产生了相反的效果。miR-342-3p在蛋白质和mRNA水平上负调节SOX12的表达，从而调节DNA复制信号通路并最终抑制细胞增殖[5]。以上几种miR通过调控细胞的程序性死亡来抑制癌细胞的增殖、侵袭和迁移，相关的作用靶标使之深入理解癌症发生机制以及开发新的治疗策略。

1.2 负调控

这类miR有miR-92a、miR-125a-3p、miR-31-5p等。AML患者血浆外泌体存在的miR-92a与预后不良相关，miR-92a通过靶向磷酸肌醇-3,4,5-三磷酸三酮酶/张力蛋白磷酸酶基因，激活Wnt/β-连环蛋白信号通路，从而增强细胞的增殖能力[6]。Ghebes等[7]通过对骨髓微环境中及成人、胎儿原代骨髓间充质干细胞(BMSC)衍生的细胞外囊泡的系统研究指出miR-125a-3p在成人细胞外囊泡中高度富集，是通过细胞外囊泡进行细胞-细胞通讯的重要调节因子，靶向多个促凋亡基因来增加造血干/祖细胞(HSPC)数量，促进HSPC的体外增殖。miR-31-5p在白血病干细胞(LSC)中下调或缺失，导致其靶基因低氧诱导因子1抑制因子上调，抑制低氧诱导因子1α信号通路，从而使LSC依赖于氧化磷酸化而非糖酵解，增加的氧化磷酸化还导致了富马酸等致癌代谢物的积累，促进了HSPC的恶性转化和LSC的形成[8]。以上几种miR主要作用机制为促进细胞增殖发挥作用，通过调控靶基因活性，使之满足疾病治疗的需要成为可能。

1.3 表观遗传的影响

表观遗传学是一种研究包括DNA甲基化、组蛋白修饰和染色质重塑等相关基因调控的学科。这些调控因素可以影响细胞的分化、增殖和功能。调节miR的水平，可以通过转录前、转录后的方式进行调控。例如，DNA甲基化修饰和组蛋白修饰可以影响miR基因的启动子活性，从而调控miR的表达。在骨髓生成过程中，造血干细胞(HSC)增殖和分化受到多种因素的调控。其中，miR-199b可以抑制骨髓生成和HSC增殖，同时，HDAC抑制剂(AR-42或Pano)可以恢复miR-199b表达，诱导白血病细胞凋亡，利用HDAC抑制剂和去甲基化剂可以识别miR-199b启动子的甲基化状态和组蛋白修饰影响基因表达[9]。

2、miR在AML中的表达及意义

miR的过表达或低表达可以导致髓系祖细胞的分化障碍或增殖异常，从而诱导AML的发生发展。不同类型的 miR 在机体内发挥的作用也不尽相同。在疾病发生与发展中，有些 miR 起到原癌基因作用，如 miR-363-3p、miR-182、miR-17、miR-126-3p 等；而有些 miR 起到抑癌基因的作用，如 miR-7-5p、 miR-143、miR-23b-5p、miR-let-7b等。见表2。

表1 部分miR对髓系细胞的调控作用

表2 部分miR与急性髓系白血病风险的相关性

2.1 与AML发生呈正相关的miR

通过基因集富集分析发现RUNX家族转录因子1突变在肿瘤进展中起着至关重要的作用，miR-363-3p-SPRYD4/FNDC3B通路在AML中通过促进RUNX家族转录因子1突变来影响疾病的进程。这种突变通过血管发育、参与分化的细胞形态发生、胚胎形态发生、细胞黏附变化来调节AML的发生和预后[10]。Ye等[11]研究发现miR-182在AML细胞中低表达，且与预后不良相关，在小鼠体内实验中显示出miR-182有抑制AML细胞的增殖、自我更新和LSC的功能，而对正常HSPC无影响，主要作用机制为两个关键靶基因B细胞淋巴瘤2和HOXA9在AML中起到促癌作用，且与venetoclax的敏感性相关。miR-17在初诊AML患者中高表达，提示不良的临床预后和疾病复发，可作为AML患者的新型预后生物标志物[12]。Almohsen等[13]比较AML初患人群与正常人群基因组表达水平，血浆miR-126-3p在非缓解组中的表达水平高于完全缓解组，miR-126-3p在AML患者中表达升高，但其表达与诱导治疗反应或2年生存率之间没有关系，分析或受限于较少受试人群。既往研究显示miR-126过表达主要靶向HSPC,与增加的LSC群体和减少的正常HSC相联系[14]。AML患者中循环miR-126-3p高表达，可能突出了在AML的发生中的作用以及成为诊断和治疗靶点的可能性，但后续仍需要更大队列的患者进行研究确证。

2.2 与AML发生呈负相关的miR

作为在骨髓微环境以外泌体旁分泌途径调节靶细胞增殖活性的BMSC分泌的miR-7-5p, 通过调节氧固醇结合蛋白样11和磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白信号通路来发挥作用。Jiang等[15]在实验模型中证实了BMSC衍生的外泌体miR-7-5p成功地被HL-60和MOLM13细胞摄取，抑制了HL-60和MOLM13细胞的增殖活性并促进了凋亡。经由BMSC控制外泌体中miR的表达如miR-7-5p也不失为AML发病机制的治疗方案，但同时需要更多的体内研究以证实临床上的应用效果和毒性。AML1-ETO新调控因子miR-let-7b, 可以抑制t(8;21)AML细胞系增殖，部分逆转AML1-ETO介导的分化阻滞，并影响AML1-ETO转录靶标。对AML1-ETO的转录后调控有助于t(8;21)AML的白血病表型，对t(8;21)白血病生成和维持有重要作用[16]。Li等[17]研究表明miR-143可以直接靶向MSI2,并通过抑制MSI2的表达而抑制AML细胞的增殖、克隆形成、迁移和侵袭，促进AML细胞的凋亡，而MSI2是通过调节δ样蛋白1和蜗牛家族锌指蛋白1 mRNA稳定性激活Notch1信号通路促进AML细胞的恶性转化。miR-23b-5p在AML患者的人BMSC来源的外泌体中下调，而在AML中的作用尚不清楚。miR-23b-5p通过结合其3′UTR区域抑制了TRIM14的转录，TRIM14能够通过激活磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B通路促进LSC的增殖，抑制TRIM14减少AML细胞的增殖并诱导细胞凋亡[18]。

2.3 miR对表观遗传的影响

miR-139是一种肿瘤抑制基因，能够抑制AML细胞的增殖和白血病发生，常被混合谱系白血病(MLL)重排蛋白特别是MLL-AF9融合蛋白表观遗传学沉默。miR-139沉默是由聚合酶抑制复合体2介导的，通过在miR-139的启动子和增强子区域沉积H3K27me3标记。Stavast等[19]发现RNA聚合酶Ⅱ亚基M(POLR2M)是一个新的miR-139调控因子，能够结合到miR-139的转录起始位点并使转录暂停，而敲除POLR2M能够激活miR-139的表达诱导AML细胞凋亡。正是POLR2M介导的miR-139沉默的特殊性，不排除POLR2M是一个普遍的存在于AML中的致癌机制。

3、miR的表达与对化疗药物耐受性的关系

miR的过表达或低表达可以导致AML细胞对化疗药物或靶向药物的敏感性或耐受性改变，影响AML治疗效果和预后，可以导致AML细胞的微环境或免疫逃逸能力改变，从而影响AML的侵袭和复发。这类miR有miR-20b、miR-580、miR-96等。见表3。

Cheng等[20]提出miR-20b高表达是仅接受化疗的AML患者的不良预后因素，其中钙释放激活钙通道蛋白2(ORAI2)与miR-20b的负相关性最强，ORAI2是一种跨膜四通道的质膜蛋白，它与ORAI1和ORAI3形成钙释放激活钙通道，以介导钙离子的内流。miR-20b表达高的患者从同种异体移植(allo-HSCT)中获益更多，但miR-20b表达低的患者的治疗方式不会影响生存率。因此，对于 miR-20b表达高的AML患者，allo-HSCT可能是更好的选择，但对于miR-20b表达低的患者可能不是必需的。对于化疗药物阿霉素和环磷酰胺化疗耐药性的研究发现SATB1-AS1通过抑制miR-580恢复2′-5′-寡腺苷酸合酶2(OAS2)上调LSC敏感性。主要由于GSK3β/β-连环蛋白信号传导参与了SATB1-AS1/miR-580/OAS2轴的调节，可以通过miR-580的靶标OAS2,调节SATB1-AS1拮抗AML对阿霉素和环磷酰胺的耐药性[21]。miR-96被确定为新诊断的AML中26种下调miR之一。miR-96的下调在AML中与较高的白细胞计数和原始细胞计数以及较低的血红蛋白和血小板计数有关，预示更大的肿瘤负荷。低miR-96表达的患者无复发生存期和总生存期比高miR-96表达的患者更差，miR-96的表达在AML预后分类中具有重要价值，可作为复发的预后标志物[22]。

表3 部分miR的表达与对化疗药物耐受性的关系

4、miR相关衍生物在目前的应用进展

miR可以作为一种潜在的用于疾病诊断、预后、分型和治疗指导的生物标志物[23,24]。目前利用miR开发治疗靶点的方法主要有以下几种：miR沉默适用于抑制过表达或异常激活的miR,miR模拟是一种通过使用合成的寡核苷酸分子，如双链RNA、单链RNA、化学修饰RNA等，模仿miR的结构和功能，从而增强其与mRNA的互补，提高其活性的方法。这种方法适用于增强低表达或异常失活的miR,如肿瘤抑制型miR。这些寡核苷酸分子可以模仿天然miR的结构和功能，与靶mRNA结合，从而降低靶基因的表达。例如，MRX34是一种miR-34a的模拟物，可抑制多种癌基因和信号通路[25],在难治性晚期实体瘤患者中表现出抗肿瘤活性，并以此MRX34成为首个进入治疗晚期实体肿瘤(包括不可切除的肝癌)Ⅰ期临床试验的miR,但在试验期间出现了严重的免疫介导毒性，4例患者死亡，因此被终止。Cobomarsen是一种miR-155的反义寡核苷酸，可以抑制miR-155的功能，用于治疗淋巴系统恶性肿瘤[26],是潜在的诊断和预后生物标志物。RG-101是一种miR-122的反义寡核苷酸，可以抑制miR-122的功能，用于治疗乙型肝炎。目前已有多个miR基础的诊断试剂盒或平台开发出来，主要针对癌症和心血管病等。例如，miRview是一种基于miR的检测平台，它可以用于区分恶性胸膜间皮瘤和肺癌。miRpredx 31-3p是一种基于聚合酶链反应的miR表达检测平台，它可以用于预测RAS野生型转移性结直肠癌患者对抗表皮生长因子受体治疗的反应。但遗憾的是用于AML诊治相关的miR衍生物产出较少，幸运的是已经有许多基于miR的药物正在临床试验中，为治疗相关疾病提供了新的可能性。同时也有学者呼吁标准化miR研究工具，并提出了miR研究和定量的指导方针，强调了克服研究miR时遇到的一些技术挑战的最佳方法[27]。

5、小结

miR的表达在不同的组织和细胞中存在差异，也受到多种因素的影响，如年龄、性别、遗传、环境、药物等。miR的表达也与多种疾病有关，如癌症、心血管病、神经退行性病、代谢性疾病等。miR在肿瘤早期诊断、病情评估和预后监控的应用潜力巨大，由于其在调控细胞的分化、增殖、凋亡等方面发挥的重要作用。利用miR开发治疗靶点具有许多优势。它可以同时靶向多个基因或信号通路，产生协同或增强的效果；可以在不同的组织和细胞中表达，并且可以通过体液或外泌体等方式在体内或体外传递，具有广泛的应用范围；可以通过不同的途径或载体进行给药，如口服、注射、基因治疗等，具有灵活的给药方式；可以通过不同的修饰或设计进行优化，如化学修饰、靶向修饰、组合修饰等，从而提高其稳定性、特异性和效率。这些优势使得miR成为一种非常有前途的治疗靶点。能够在多个层面上调控基因表达，从而更好地控制疾病的发展。

目前在miR研究领域仍然存在许多挑战。由于miR种类众多，涉及信号通路之广，发生机制以及所起的功能仍有很多未知。从科研向临床的转化还需要跨越许多障碍。例如，来源于Euphorbia phyllanthus的活性成分Corilagin能够作用于miR-451显著抑制HL-60细胞的增殖，通过激活线粒体内源性凋亡途径诱导细胞凋亡[28],虽然这种植物来源的活性成分体外证实其作用机制，但仍需要进一步补充体外实验，充分地了解其与miR和人体细胞的联系，为疾病的诊断和治疗提供扎实理论依据。

参考文献:

[4]蒋雪柯,敬一佩,雷力,等.miR-148b-3p通过靶向自噬相关基因14(ATG14)抑制急性髓系白血病细胞增殖与自噬[J].细胞与分子免疫学杂志,2021,37(10):881-890.

[23]胡斌,张孝堂,闫旭,等.微小RNA-206减轻结肠上皮NCM-460细胞炎症反应的机制研究[J].临床内科杂志,2023,40(8):555-558.

[24]崔雍涵,冯晓玲.微小RNA与复发性流产的相关性及中药干预研究进展[J].中国医药,2023,18(7):1107-1111.

基金资助:山东省自然科学基金(ZR2020MH316)~~;

文章来源:苏涵,赵士玉,刘义庆.微小RNA在调控髓系细胞及急性髓系白血病表达中的研究进展[J].中国医药,2024,19(04):628-632.