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食管癌是常见的上消化道恶性肿瘤,在世界范围内的发病率和死亡率分别为第8位和第6位。我国的食管癌发病率居世界首位,同时也是食管癌死亡率最高的国家。我国食管癌以食管鳞状细胞癌(ESCC)为主,术后5年生存率为20％左右,死亡率居高不下的主要原因是大部分患者就诊时已是晚期,因此早诊早治是解决我国食管癌死亡率居高不下的重要手段。然而目前对于食管黏膜上皮癌变早期的分子标志物缺乏了解。
真核细胞中广泛存在着一类长度为19-24个核苷酸的非编码小RNA分子,即microRNA(miRNA)。这类RNA分子能够抑制基因的表达,在细胞的多种生命活动,如增殖、分化、凋亡中发挥重要的调节作用。因而,miRNA与肿瘤发生也有着密切的关系。
我们利用TaqMan human microRNA arrays检测了3对食管原位癌和3对进展期ESCC(T3N0M0)的病变及配对正常组织miRNA表达谱,发现了4个在病变与配对正常组织中有显著差异表达的miRNAs:miR-133a,miR-143,miR-145与miR-375。我们用实时定量PCR的方法检测了这4个miRNAs在14对食管轻中度不典型增生,26对重度不典型增生、原位癌及29对进展期ESCC中的表达水平。发现miR-133a,miR-143,miR-145与miR-375在食管黏膜重度不典型增生、原位癌及进展期ESCC中,相对表达较配对正常组织显著下调,在轻中度不典型增生中未见这种改变。其中,miR-133a,miR-143与miR-145的相对表达水平在重度不典型增生、原位癌组与进展期ESCC组中无显著差异；而miR-375在进展期ESCC组中的相对表达水平较重度不典型增生、原位癌组显著降低。
体外和体内实验表明miR-375高表达能够引起ESCC细胞系的细胞周期阻滞,从而抑制肿瘤细胞的增殖。通过生物信息学分析及细胞功能实验证实,miR-375可以在转录后水平抑制下游靶基因PDK1的表达。而回复PDK1在ESCC细胞中的表达则能够逆转miR-375引起细胞周期阻滞的能力。因而PDK1介导了miR-375抑制ESCC细胞增殖的作用。
综上所述,我们的研究表明miR-133a,miR—143,miR-145与miR-375在食管黏膜重度不典型增生、原位癌及进展期ESCC中均下调,可能与食管黏膜上皮的癌变相关,且其改变是ESCC发生的早期事件,可以作为食管鳞癌早期诊断的潜在分子标志物。miR-375通过抑制PDK1的表达而发挥抑制食管癌细胞增殖的作用,可以为ESCC的早期诊断和个体化治疗提供新的思路。