综述：胰腺癌中的缺氧相关microRNA：缺氧肿瘤微环境的主调控因子

《Cell Biology and Toxicology》：HypoxamiRs in pancreatic cancer: master regulators of the hypoxic tumor microenvironment

本综述系统阐述了缺氧相关microRNA（HypoxamiRs）在胰腺癌（PDAC）缺氧肿瘤微环境（TME）中的核心调控作用。文章详细分析了HypoxamiRs通过调控HIF-1α/2α等关键因子，在免疫调节、化疗耐药（如吉西他滨抵抗）、上皮-间质转化（EMT）、自噬、血管生成及细胞凋亡等过程中的分子机制，并探讨了其与长链非编码RNA（lncRNA）、环状RNA（circRNA）的相互作用网络，为开发新的治疗策略提供了重要见解。

　　

胰腺癌（Pancreatic Cancer, PC），尤其是胰腺导管腺癌（Pancreatic Ductal Adenocarcinoma, PDAC），是一种具有高度侵袭性、化疗耐药和免疫逃避特性的恶性肿瘤，其五年生存率极低。PDAC独特的肿瘤微环境（Tumor Microenvironment, TME） characterized by 广泛的纤维结缔组织增生（Desmoplasia）和严重缺氧（Hypoxia），是导致治疗失败的关键因素。缺氧，即氧分压低于5-10 mmHg的状态，通过稳定缺氧诱导因子（Hypoxia-Inducible Factors, HIFs，如HIF-1α和HIF-2α），激活下游一系列基因表达，驱动肿瘤的恶性进展。近年来，一类被称为缺氧相关microRNA（HypoxamiRs）的小非编码RNA（non-coding RNAs, ncRNAs）被发现在缺氧TME中扮演着核心调控者的角色。

HypoxamiRs在PDAC免疫调节中的作用

胰腺癌的TME具有高度的免疫抑制性。缺氧通过改变免疫细胞功能，进一步加剧免疫逃避。HypoxamiRs是这一过程的关键调节因子。

自然杀伤（Natural Killer, NK）细胞是先天免疫的重要组成部分。在PDAC的缺氧TME中，miR-1275的下调导致其靶基因AXIN2在NK细胞中表达上调，进而降低穿孔素（perforin）、干扰素-γ（IFN-γ）和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）的表达，削弱NK细胞活性。此外，环状RNA circ_0000977通过吸附miR-153，解除其对HIF-1α和ADAM10的抑制。ADAM10切割膜结合型MICA（mMICA）产生可溶性MICA（sMICA），sMICA与NK细胞表面的NKG2D受体结合，导致其内化降解，从而帮助肿瘤细胞实现免疫逃逸。

巨噬细胞在TME中可极化为促炎的M1型或抗炎的M2型。缺氧条件下，胰腺癌细胞来源的外泌体（exosomes）携带的miR-301a-3p可通过激活PTEN/PI3Kγ通路诱导巨噬细胞向M2型极化，促进肿瘤细胞迁移和侵袭。同样，M2型巨噬细胞来源的外泌体miR-21-5p可通过抑制KLF3增强胰腺癌干细胞（Cancer Stem Cells, CSCs）的功能。胰腺癌干细胞来源的外泌体miR-210则通过抑制FGFRL1诱导M2极化，并通过PI3K/AKT/mTOR轴降低对吉西他滨的敏感性。

在T细胞方面，缺氧上调的lncRNA LINC00460通过吸附miR-503-5p，上调靶基因ANLN，从而抑制CD8⁺ T细胞的杀伤敏感性。髓系细胞中高表达的miR-21-3p和miR-21-5p分别通过下调CCL3和CXCL10，削弱CD8⁺ T细胞的肿瘤浸润。此外，外泌体miR-155-5p可通过miR-155-5p/EHF/Akt/NF-κB轴抑制CD8⁺ T细胞功能。

髓源性抑制细胞（Myeloid-Derived Suppressor Cells, MDSCs）在缺氧TME中积聚，通过耗竭氨基酸和代谢重编程等方式抑制T细胞功能。缺氧诱导的miR-21在髓系细胞中的表达，通过下调CXCL10等细胞因子，削弱淋巴细胞招募。外泌体miR-494-3p则通过SMAD4依赖的方式增加MDSCs内的钙流，促进免疫抑制TME的形成。

免疫检查点分子PD-L1也是HypoxamiRs的调控靶点。缺氧条件下miR-519的下调，导致PD-L1表达升高，进而抑制T细胞活性，促进免疫逃逸。

HypoxamiRs在吉西他滨耐药中的作用

吉西他滨（Gemcitabine, GEM）是PDAC的一线化疗药物，但其耐药性严重制约了疗效。缺氧是导致化疗耐药的重要因素。

研究表明，miR-221、miR-21、miR-155的下调以及miR-34的上调与缺氧PDAC细胞系的生长和化疗耐药性增加相关。长链非编码RNA lncPVT1在PDAC中高表达，通过吸附miR-143，解除其对HIF-1α的抑制，进而上调VMP1（Vacuole Membrane Protein 1）。VMP1介导的自噬是KRAS突变PDAC细胞产生吉西他滨耐药的关键。因此，PVT1/miR-143/HIF-1α/VMP1轴参与了吉西他滨耐药。

代谢重编程，特别是糖酵解的增强，是缺氧介导的化疗耐药的另一个机制。常氧PDAC细胞来源的外泌体circZNF91作为miR-23b-3p的分子海绵，上调去乙酰化酶SIRT1，SIRT1稳定HIF-1α蛋白，进而促进糖酵解和吉西他滨耐药。反之，miR-3662过表达可通过直接靶向HIF-1α，降低有氧糖酵解和吉西他滨耐药。

癌症相关成纤维细胞（Cancer-Associated Fibroblasts, CAFs）是TME中的重要组分。缺氧通过HIF-1α/miR-21轴刺激炎症性CAFs（iCAFs）分泌大量携带miR-21的外泌体，这些外泌体被肿瘤细胞摄取后，激活RAS/AKT/ERK信号通路，增强吉西他滨耐药性和干细胞特性维持。

此外，缺氧通过上调miR-301a抑制TAp63和PTEN的表达。TAp63的抑制导致HIF-1α水平升高，而PTEN的抑制则增强Akt磷酸化，共同导致吉西他滨耐药。

铁死亡（Ferroptosis）是一种铁依赖性的程序性细胞死亡形式。在缺氧TME下，DNA甲基转移酶DNMT3B使miR-485-3p启动子超甲基化而沉默，导致其靶基因SOX9（干细胞标志物）和SLC7A11（胱氨酸/谷氨酸转运体，抑制铁死亡）表达上调，从而抑制铁死亡，并与不良预后相关。miR-485-3p则发挥肿瘤抑制作用并降低吉西他滨耐药性。

HypoxamiRs在凋亡、自噬和血管生成中的作用

自噬在胰腺癌中扮演着复杂的双重角色。缺氧和营养匮乏可诱导胰腺肿瘤细胞自噬。

SIRT1与FoxO1形成复合物调控自噬。miR-138-5p过表达可抑制SIRT1/FoxO1/Rab7通路，从而减少缺氧PDAC细胞的自噬。缺氧诱导的HIF-1α可上调miR-21，进而减少PDAC细胞凋亡。circATG7通过吸附miR-766-5p上调自噬相关基因ATG7（Autophagy-related Gene 7），促进自噬、肿瘤增殖和转移。前述的PVT1/miR-143/HIF-1α/VMP1轴也参与调控PDAC细胞的自噬机制。

血管生成对于肿瘤获取氧气和营养至关重要。缺氧诱导的miR-21过表达与血管内皮生长因子（Vascular Endothelial Growth Factor, VEGF）和干细胞标志物的上调相关，促进肿瘤生长和血管生成。miR-125b通过抑制硫氧还蛋白相互作用蛋白（Thioredoxin-interacting Protein, TXNIP），促进HIF-1α的稳定和核转位，从而调控胰腺癌的血管生成和凋亡。长链非编码RNA BANCR通过吸附miR-143-5p调控HIF-1α/VEGF-C/VEGFR-3轴，促进淋巴管生成和淋巴结转移。缺氧胰腺癌细胞来源的外泌体miR-30b-5p可通过抑制内皮细胞中的GJA1（连接蛋白43）基因，增强血管形成。外泌体长链非编码RNA UCA1通过吸附miR-96-5p，上调AMOTL2，激活ERK1/2通路促进血管生成。外泌体miR-210则通过抑制EFNA3，激活Wnt/β-catenin/RHOA或PI3K/AKT/VEGFA通路，增加细胞通透性和肿瘤血管生成。

HypoxamiRs在上皮-间质转化（EMT）中的作用

EMT是缺氧诱导的关键过程，使肿瘤细胞获得侵袭和转移能力。

HIF-1α与组蛋白去乙酰化酶1（HDAC1）形成复合物，抑制miR-548an的转录，导致波形蛋白（Vimentin）上调，激活EMT和肿瘤发生。miR-21可显著增加缺氧PDAC细胞中ZEB1和波形蛋白等间质标志物表达，降低E-钙黏蛋白（E-cadherin）等上皮标志物表达。长链非编码RNA NORAD通过吸附miR-125a-3p上调RhoA，促进细胞转移。外泌体miR-301a诱导的M2型巨噬细胞极化也可增强PDAC细胞的EMT。

miR-142通过靶向HIF-1α调控E-钙黏蛋白和波形蛋白的表达，抑制缺氧诱导的EMT。miR-210则通过抑制HOXA9激活NF-κB通路，上调HIF-1α诱导的EMT。HIF-2α转录调控miR-301a，后者进一步增强HIF-1α表达并抑制TP63，通过HIF-2α/miR-301a/TP63信号轴调控EMT。

胰腺星状细胞（Pancreatic Stellate Cells, PSCs）是TME中导致纤维化和缺氧的关键细胞。缺氧PSCs来源的外泌体可将miR-4465和miR-616-3p转移至PDAC细胞，通过抑制PTEN、激活AKT通路来促进生长、侵袭和EMT。PSCs还可促进miR-210表达，进而诱导EMT和肿瘤迁移。

ncRNAs/HypoxamiRs轴在缺氧中的作用

非编码RNA（ncRNAs）与HypoxamiRs之间形成复杂的调控网络，共同影响缺氧应答。

长链非编码RNA（lncRNAs）可作为竞争性内源RNA（ceRNA）吸附miRNA，影响其功能。例如，HIF-1α可通过结合其启动子区的缺氧反应元件（HRE）上调MKLN1-AS的表达，后者吸附miR-185-5p，导致TEAD1上调，促进肿瘤生长和迁移。HIF-1α诱导的LINC00460可吸附miR-4689，激活UBE2V1，并隔离USP10，从而调节p53稳定性，影响肿瘤增殖和转移。缺氧下调miR-150，导致CXCR4和SDF-1表达升高，促进肿瘤侵袭。lncRNA-NUTF2P3-001通过吸附miR-3923激活KRAS通路。LSAMP-AS1/hsa-miR-129-5p/S100A2轴调控缺氧微环境并促进转移。NORAD通过吸附miR-125a-3p上调RhoA。

癌症相关成纤维细胞（CAFs）来源的外泌体ncRNAs也参与调控。CAFs来源的外泌体lncRNA NNT-AS1通过吸附miR-889-3p上调HIF-1α，促进细胞生长、迁移和葡萄糖代谢。CAFs来源的外泌体miR-421通过抑制SIRT3，解除其对HIF-1α的抑制，促进肿瘤进展。lncRNA PCED1B-AS1通过吸附miR-411-3p上调HIF-1α。PVT1通过吸附miR-519d-3p诱导HIF-1α表达，增加糖酵解和侵袭。

环状RNA（circRNAs）因其稳定性高，在调控中发挥重要作用。circ_03955通过吸附miR-3662上调HIF-1α。缺氧诱导HIF-1α显著上调circPDK1，后者通过吸附miR-628-3p上调BPTF并降解BIN1，从而通过circPDK1/miR-628-3p/BPTF/c-Myc轴增强迁移和进展。circATG7通过吸附miR-766-5p诱导ATG7表达，增加细胞增殖、迁移和自噬。缺氧诱导的外泌体circR3HCC1L通过吸附miR-873-5p上调PKM2，促进肿瘤发展和糖酵解。

HypoxamiRs也可直接调控HIF的活性。例如，miR-224通过抑制TXNIP（TXNIP可与pVHL和HIF-1α形成复合物促进其降解）来稳定HIF-1α。miR-21通过调控VHL/HIF-1α/VEGF和MMP-2/-9信号通路影响肿瘤进展。HIF-1α通过诱导miR-646表达来抑制迁移侵袭抑制蛋白（MIIP），MIIP可通过抑制HDAC6来增加HIF-1α的乙酰化和降解。miR-124通过调控MCT1（单羧酸转运体1）抑制乳酸外排，影响HIF-α活性。HIF1A基因3‘非翻译区（3’UTR）的单核苷酸多态性（SNP）rs2057482可减弱miR-199a对HIF1A的抑制，与胰腺癌患者不良预后相关。

HypoxamiRs的临床意义与展望

循环和外泌体相关的HypoxamiRs（如miR-21, miR-210, miR-155, miR-212等）在PDAC患者血浆或血清中的表达水平与肿瘤内缺氧程度、临床病理特征及患者预后相关，显示出作为无创生物标志物的潜力。临床前研究表明，调控HypoxamiRs可逆转缺氧诱导的化疗耐药、EMT、免疫抑制和血管生成等恶性表型。然而，当前研究多基于体外和动物模型，需大规模前瞻性临床研究验证。HypoxamiRs与ncRNAs、HIF信号通路形成的复杂调控网络是未来研究的重点，靶向该网络并结合现有疗法，有望克服PDAC的缺氧驱动侵袭性和治疗抵抗。