PNAS：microRNA或可成為早期癌症檢測生物標記-生物研究-生物谷

06-13

美國弗雷德哈欽森癌症研究中心（FredHutchinsonCancerResearchCenter）發現microRNA分子——一種有效調控基因表達的重要分子——為癌細胞所釋放並且進入血液循環中，這使得這類小分子可以被開發為一種新的生物標記用於檢測最早期癌症。有關結果發表在在7月28日的 ProceedingsoftheNationalAcademyofSciences 上。華盛頓大學醫學院、美國西雅圖退伍軍人PugetSound保健中心參與了該研究。研究項目得到國立癌症研究所、太平洋卵巢癌研究協會優秀特殊研究項目、太平洋西北前列腺癌優秀特殊研究項目、血液學優秀研究項目中心以及PaulAllen基金會共同資助。

弗雷德哈欽森癌症研究中心人類生物學和臨床研究部助理研究員Tewari解釋稱，作為一個細胞不同部分的「剎車」，microRNA可以調控靶基因的表達，從而使基因處於控制之中，這類分子與以蛋白為基礎的早期癌症檢測系統有明顯的優勢，這主要表現在它們更易於檢測（用量低），並且現有的技術更能快速地建立起microRNA為基礎的早期檢測系統。Tewari的主要工作就是致力於搞清楚這種剎車在前列腺癌和乳腺癌中為何失靈（在這類癌症中受microRNA調控的基因失控）。既然有上述的原理和證據支持，那麼下一步就是鑒定出能代表處於早期不同實體腫瘤癌症存在的microRNA分子，並且進一步開發這種技術已達到微量檢測這種microRNA分子的目的。為了這項研究，Tewari和他的合作者檢測了患有前列腺癌的小鼠及人的血液，並與正常組作為對照。他們檢測了試驗組和對照組的由腫瘤所產生的microRNA分子，基於對microRNA的檢測結果，他們可以區分哪個個體患有癌症。這項研究顯示，此前認為在血液中並不認為可以作為癌症標記分子的microRNA分子，對於早期癌症的診斷可以有重大意義。 Tewari表示，導致血漿和血清中microRNA標記分子的發現來源於一系列觀察。microRNA廣泛參與了正常細胞的諸多細胞活動，包括胚胎的發育和細胞的分化。這類小分子參與調節其特異靶基因的表達，從而控制蛋白的產生。人類能編碼mRNA的基因約有30，000個。人類基因組編碼超過500個已知的microRNA，每個可以有數百個mRNA的靶分子。人類自身存在的microRNA分子也是最近才發現的。Tewari的研究小組最初研究了這類分子在癌症發生和保持過程中的作用。在這個研究過程中，他們發現microRNA分子在細胞外的循環並且能明顯保持穩定。研究人員驚奇地發現在血漿和血清中存在有microRNA分子，並且這種分子獨立於細胞之外，也不能被血液中降解其他RNA分子的酶降解。對於這類microRNA分子如何抵禦RNA酶的降解以及它們怎麼進入血液，到目前為止完全是一個謎。這也導致研究人員進入另外一個新的研究方向，那就是證明與癌症相關的microRNA分子是否能被發現。早期對蠕蟲和果蠅等模式動物的研究顯示某些microRNA分子在某些特異的細胞中有特異的表達而在其他地方則沒有。論文闡述在血漿和血清等血液組分中發現microRNA分子的詳細步驟，記錄了這類microRNA分子甚至可以在室溫放置24小時之後反覆凍融八次而保持穩定的現象，表明由腫瘤產生的microRNA分子進入血液循環的量足夠其作為癌症的生物標記。作者表示，新研究結果提供了一種理論和實驗基礎，將激勵全世界的科學家研究利用microRNA分子作為分子標記研究各種癌症的發生。現有的成熟的技術，包括定性和定量microRNA分子的技術，比如用於DNA擴增的聚合酶鏈式反應（PCR）技術，表明利用microRNA分子作為分子標記的方法比傳統的蛋白分子標記方法將更加有效，這也克服分子標記在抗體製備和定量分析上發展所遇到的瓶頸。（生物谷Bioon.com）

生物谷推薦原始出處：

PNAS published ahead of print July 30, 2008,doi:10.1073/pnas.0804549105

Circulating microRNAs as stable blood-based markers for cancer detection

Patrick S. Mitchell^?,^?, Rachael K. Parkin^?,^?, Evan M. Kroh^?,^?, Brian R. Fritz^?,^§, Stacia K. Wyman^?, Era L. Pogosova-Agadjanyan^?, Amelia Peterson^?, Jennifer Noteboom^‖, Kathy C. O"Briant^??, April Allen^??, Daniel W. Lin^‖,^??,^??, Nicole Urban^??, Charles W. Drescher^??, Beatrice S. Knudsen^??, Derek L. Stirewalt^?, Robert Gentleman^??, Robert L. Vessella^‖,^??, Peter S. Nelson^?,^?, Daniel B. Martin^?,^§§, and Muneesh Tewari^?,^?,^??
Abstract
Improved approaches for the detection of common epithelialmalignancies are urgently needed to reduce the worldwide morbidity andmortality caused by cancer. MicroRNAs (miRNAs)are small (≈22 nt) regulatory RNAs that are frequently dysregulated incancer and have shown promise as tissue-based markers for cancerclassification and prognostication. We show here that miRNAs are present in human plasma in a remarkably stable form that is protected from endogenous RNase activity. miRNAsoriginating from human prostate cancer xenografts enter thecirculation, are readily measured in plasma, and can robustlydistinguish xenografted mice from controls. This concept extends tocancer in humans, where serum levels of miR-141 (a miRNAexpressed in prostate cancer) can distinguish patients with prostatecancer from healthy controls. Our results establish the measurement oftumor-derived miRNAs in serum or plasma as an important approach for theblood-based detection of human cancer.