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摘要：Myc作为一种重要的调控因子参与多种生物学进程，包括转录、翻译、染色质结构调控、DNA复制以及核糖体生物合成等。c-Myc的异常激活会激活其致癌转化作用，使细胞具有高度增生潜能，开始向恶性表型转化。MicroRNA（miRNA）是一类长度约为23nt的单链非编码小分子RNA，在生物的进化过程中高度保守，通过与靶基因序列的3’非翻译区（3’UTR）特异性结合，诱导靶mRNA降解或阻遏其翻译。MYC作为一种重要的癌症相关转录因子，其与miRNA的调控关系正逐步被人们所发现，本文对该研究领域的进展进行综述。
关键词：Myc、miRNA、肿瘤
1. c-Myc
1.1 c-Myc的结构
Myc癌基因最先是从禽细胞（AMN-MC29）中分离和克隆出来的包括c-Myc，N-myc和L-myc，分别定位于8号染色体，2号染色体和1号染色体。人类c-Myc基因定位于8q24区，由3个外显子和2个内含子组成。第1个外显子无编码序列，是转录控制区，只起调节作用。外显子2和3是翻译区，编码包含439个氨基酸残基的蛋白质，分子量为49kD。外显子1，2，3共同编码分子量为65kD的蛋白质，定位于核内，为核转录调节因子。该蛋白质位于N端的143个氨基酸区域富含脯氨酸、谷氨酸残基，组成转录激活区（TAD），含有高度保守的MB1和MB2区，是c-Myc蛋白激活基因表达和转化的必需区域；中部为酸性区、非特异性DNA结合（NDB）区；第320-328位氨基酸含有将胞质中合成的Myc蛋白质转运至核内的信息，为核定位信号（NLS）区；位于C端355-439位的85个氨基酸，包含有形成二聚体的特征性结构，为二聚体形成结构域。c-Myc主要通过C端与MAX蛋白形成异二聚体，特异地识别其靶基因DNA序列中的CACGTG核心序列（E-box），并与之结合，使被调节的基因激活或转录增强[1]。
图1：c-Myc结构示意图
1.2 c-Myc的功能
c-Myc作为转录因子的一员参与了体内多种重要功能，如细胞的生长、增殖、分化、转化和诱导凋亡等[2]。正常细胞中的c-Myc一旦被异常激活，c-Myc mRNA和c-Myc蛋白表达异常增高，激活其致癌转化作用，使细胞具有高度增生潜能，开始向恶性表型转化，同时c-Myc的高水平表达还抑制细胞的分化，其诱导细胞凋亡的作用也遭到破坏而参与到肿瘤形成机制中去。
近年来，研究又进一步提出并证明Myc原癌基因不仅仅可以调节经典编码RNA的转录和表达，调节基因的翻译、编码、蛋白质合成、修饰和遗传信息的传递；而且还可以调节非编码RNA（ncRNA）、特别是microRNA的表达，进而调控基因的转录、表达、加工、修饰和代谢。
2. miRNA
2.1 miRNA的来源、结构
miRNA是一类长约22nt的单链小分子RNA。1993 Lee等人发现参与调控线虫时序发育的lin-4[3]。随后的几年时间里，许多研究人员相继发现了这类RNA，并将这些具有时空表达特异性的非编码小分子的RNA命名为microRNA （miRNA）。
miRNA是由miRNA前体形成的，而miRNA前体又是由独立的miRNA基因或是蛋白编码RNA的内含子部分经过RNA聚合酶II作用形成。miRNA前体经过RNA聚合酶III家族成员——Drosha和Dicer的作用形成成熟miRNA。经过Drosha作用后的miRNA前体被Exportin-5由细胞核运送到细胞质，在细胞质中经由Dicer将其剪切形成20bp左右的miRNA/miRNA*复合体。这个复合体中的其中一条链，也就是成熟的miRNA，会继续参与miRNA沉默复合体的形成（miRISC）。miRNA沉默复合体以碱基配对的方式作用于其靶基因，诱导靶基因降解或是翻译抑制。AGO蛋白和GW182蛋白在miRNA沉默复合体的形成和功能中都起到了关键作用[4]。
转录miRNA基因的调节方式类似于其他编码蛋白质基因的调节，并且很大程度上具有组织特异性和发育特异性。多数转录因子对miRNA的调控都表现出组织特异性和发育特异性，如转录因子c-Myc、N-Myc和p53，还有DNA甲基转移酶类DNMT1 及 DNMT3b[5]。
2.2miRNA的功能
文献表明[6]，miRNA调控的mRNA表达量并没有明显变化，而由该mRNA所翻译形成的蛋白质却大幅减少。这些结果表明，miRNA对蛋白质形成的影响主要是在翻译阶段，确认了miRNA的转录后调控作用。这是miRNA的第一种作用方式，另一种作用方式是miRNA可以降解mRNA从而导致蛋白表达量的减少。这是目前比较公认的两种作用方式。
miRNA的主要能调节生物体内与机体生长、发育、疾病发生过程有关的基因的表达，近年来，越来越多的报道表明，miRNA在细胞的增殖、凋亡、分化、代谢，以及个体发育和病毒感染等方面都发挥着重要的作用。miRNA预计调控超过60%的蛋白编码基因并且参与近乎所有已知的细胞进程。近些年来，miRNA 参与肿瘤的发生已经成为一个不争的事实，大量的研究也已经证实miRNA 具有抑癌和促癌的双重作用，对miRNA的深入研究，势必有利于我们对生物体生理、病理机制的理解，并为疾病的诊断和治疗提供理论基础。
3. c-Myc、miRNA与肿瘤
3.1c-Myc、miRNA与肺癌
肺癌是目前全球范围内发病率和病死率均较高的恶性肿瘤，文献表明，c-Myc在细胞由G0期进入G1期表达大增。C-Myc蛋白被认为对促进细胞进入S期完成DNA合成具有关键作用：c-Myc激活可使细胞提早进入S期，促进细胞增殖[7]。肺癌的发生与c-Myc有直接关系，研究证明，在非小细胞肺癌患者中，10%存在 C-Myc的扩增，50%存在其过度表达[8]。Takamizawa等人[9]报道指出，let-7 miRNA的表达往往在人肺癌中缺失，而let-7 miRNA表达的减少与术后较短的生存期显著相关。此外，let-7 miRNA在A549肺腺癌细胞株中的过表达可在体外抑制肺癌细胞的生长。他们的研究结果表明了let-7 miRNA表达水平的改变所具有的潜在的临床和生物学作用。 3.2 c-Myc、miRNA与乳腺癌
乳腺癌是女性中比较常见的恶性肿瘤之一，遗传或者后天性获得都有可能导致正常乳腺细胞恶性增殖并具有侵袭能力。在乳腺癌中，c-Myc对癌细胞的增殖、迁移、凋亡和细胞周期都具有调控作用。Iorio[10]等利用基因芯片分析了76例乳腺癌组织和10例正常乳腺组织标本中的miRNA表达情况，发现其中有29种差异表达的miRNA，其中miR-125b和miR-145有高表达，而miR-21和miR-155地表达。这些miRNA与特异的乳腺生理病理学相关，如增值指数、雌激素和孕激素的表达等。
4.展望
c-Myc与miRNA对肿瘤的调控关系正逐步被人们所发现，miRNA是c-Myc调控网络中的重要成员。c-Myc通过诱导或抑制miRNA，通过多种机制调节细胞的增殖、凋亡和细胞周期等等过程。对c-Myc、miRNA作用的进一步研究以及利用高通量测序等新技术的应用，对深入研究肿瘤的致病机制提供了新的视角，并最终为恶性肿瘤的临床诊断、预防和治疗提供新的手段。
参考文献：
[1]Sauve S， Tremblay L， Lavigne P. The NMR solution structure of a mutant of the Max b/HLH/LZ free of DN： insights into the specific and reversible DNA binding mechanism of dimeric transcription factors[J]. J Mol Biol， 2004， 342（3）：813-832.
[2]Luscher B， Eisenm an RN. New light on Myc and Myb [J]. Genes Dev， 1990，4： 2025- 2035.
[3] Lee RC， Feinbaum RL， Ambros V.The C.elegans heterochronic gene lin-4 encodes small RNAs with antisense complementarity to lin-14. Cell，1993， 75（5）：843-54.
[4] Krol， J.Loedige， I.& Filipowicz，W.The widespread regulation of microRNA biogenesis，function and degradation.Nature Rev. Genet.11， 597–610 （2010）.
[5] Regulation of microRNA biogenesis， function and degradation. Jacek Krol， Inga Loedige and Witold Filipowicz.Nature Rev.
[6] Mechanisms of microRNA-mediated gene regulation in animal cells Timothy W. Nilsen Center for RNA Molecular Biology， Case Western Reserve University， School of Medicine， W127，10900 Euclid Avenue Cleveland，OH 44106-4973， USA.
[7]HongShen-Li，R6nanC， O ，Hagan， et al...Essential role for Max in early embryonic growth and devolopment.Genes Dev.2000，14（l）：17-22.
[8]吕永杰， 程书钧， 郭素萍， 等. 原发性非小细胞肺癌中 c-Myc癌基因的易位激活. 中华医学杂志， 1996， 76（ 4）-275.
[9] Takamizawa J， Konishi H， Yanagisawa K， Tomida S， Osada H， Endoh H， Harano T，Yatabe Y， Nagino M， Nimura Y，Mitsudomi T， Takahashi T.（2004）.Reduced expression of the let-7 microRNAs in human lung cancers in association with shortened post operative survival. Cancer Res. 64， 3753-3756.
[10] ]Iorio MV， FerracinM.Liu CG，et a1. MicroRNA gene expresssion deregulation in human breast cancer[J].Cancer Res，2005，65（16）：7065-7070.
关键词：Myc、miRNA、肿瘤
1. c-Myc
1.1 c-Myc的结构
Myc癌基因最先是从禽细胞（AMN-MC29）中分离和克隆出来的包括c-Myc，N-myc和L-myc，分别定位于8号染色体，2号染色体和1号染色体。人类c-Myc基因定位于8q24区，由3个外显子和2个内含子组成。第1个外显子无编码序列，是转录控制区，只起调节作用。外显子2和3是翻译区，编码包含439个氨基酸残基的蛋白质，分子量为49kD。外显子1，2，3共同编码分子量为65kD的蛋白质，定位于核内，为核转录调节因子。该蛋白质位于N端的143个氨基酸区域富含脯氨酸、谷氨酸残基，组成转录激活区（TAD），含有高度保守的MB1和MB2区，是c-Myc蛋白激活基因表达和转化的必需区域；中部为酸性区、非特异性DNA结合（NDB）区；第320-328位氨基酸含有将胞质中合成的Myc蛋白质转运至核内的信息，为核定位信号（NLS）区；位于C端355-439位的85个氨基酸，包含有形成二聚体的特征性结构，为二聚体形成结构域。c-Myc主要通过C端与MAX蛋白形成异二聚体，特异地识别其靶基因DNA序列中的CACGTG核心序列（E-box），并与之结合，使被调节的基因激活或转录增强[1]。
图1：c-Myc结构示意图
1.2 c-Myc的功能
c-Myc作为转录因子的一员参与了体内多种重要功能，如细胞的生长、增殖、分化、转化和诱导凋亡等[2]。正常细胞中的c-Myc一旦被异常激活，c-Myc mRNA和c-Myc蛋白表达异常增高，激活其致癌转化作用，使细胞具有高度增生潜能，开始向恶性表型转化，同时c-Myc的高水平表达还抑制细胞的分化，其诱导细胞凋亡的作用也遭到破坏而参与到肿瘤形成机制中去。
近年来，研究又进一步提出并证明Myc原癌基因不仅仅可以调节经典编码RNA的转录和表达，调节基因的翻译、编码、蛋白质合成、修饰和遗传信息的传递；而且还可以调节非编码RNA（ncRNA）、特别是microRNA的表达，进而调控基因的转录、表达、加工、修饰和代谢。
2. miRNA
2.1 miRNA的来源、结构
miRNA是一类长约22nt的单链小分子RNA。1993 Lee等人发现参与调控线虫时序发育的lin-4[3]。随后的几年时间里，许多研究人员相继发现了这类RNA，并将这些具有时空表达特异性的非编码小分子的RNA命名为microRNA （miRNA）。
miRNA是由miRNA前体形成的，而miRNA前体又是由独立的miRNA基因或是蛋白编码RNA的内含子部分经过RNA聚合酶II作用形成。miRNA前体经过RNA聚合酶III家族成员——Drosha和Dicer的作用形成成熟miRNA。经过Drosha作用后的miRNA前体被Exportin-5由细胞核运送到细胞质，在细胞质中经由Dicer将其剪切形成20bp左右的miRNA/miRNA*复合体。这个复合体中的其中一条链，也就是成熟的miRNA，会继续参与miRNA沉默复合体的形成（miRISC）。miRNA沉默复合体以碱基配对的方式作用于其靶基因，诱导靶基因降解或是翻译抑制。AGO蛋白和GW182蛋白在miRNA沉默复合体的形成和功能中都起到了关键作用[4]。
转录miRNA基因的调节方式类似于其他编码蛋白质基因的调节，并且很大程度上具有组织特异性和发育特异性。多数转录因子对miRNA的调控都表现出组织特异性和发育特异性，如转录因子c-Myc、N-Myc和p53，还有DNA甲基转移酶类DNMT1 及 DNMT3b[5]。
2.2miRNA的功能
文献表明[6]，miRNA调控的mRNA表达量并没有明显变化，而由该mRNA所翻译形成的蛋白质却大幅减少。这些结果表明，miRNA对蛋白质形成的影响主要是在翻译阶段，确认了miRNA的转录后调控作用。这是miRNA的第一种作用方式，另一种作用方式是miRNA可以降解mRNA从而导致蛋白表达量的减少。这是目前比较公认的两种作用方式。
miRNA的主要能调节生物体内与机体生长、发育、疾病发生过程有关的基因的表达，近年来，越来越多的报道表明，miRNA在细胞的增殖、凋亡、分化、代谢，以及个体发育和病毒感染等方面都发挥着重要的作用。miRNA预计调控超过60%的蛋白编码基因并且参与近乎所有已知的细胞进程。近些年来，miRNA 参与肿瘤的发生已经成为一个不争的事实，大量的研究也已经证实miRNA 具有抑癌和促癌的双重作用，对miRNA的深入研究，势必有利于我们对生物体生理、病理机制的理解，并为疾病的诊断和治疗提供理论基础。
3. c-Myc、miRNA与肿瘤
3.1c-Myc、miRNA与肺癌
肺癌是目前全球范围内发病率和病死率均较高的恶性肿瘤，文献表明，c-Myc在细胞由G0期进入G1期表达大增。C-Myc蛋白被认为对促进细胞进入S期完成DNA合成具有关键作用：c-Myc激活可使细胞提早进入S期，促进细胞增殖[7]。肺癌的发生与c-Myc有直接关系，研究证明，在非小细胞肺癌患者中，10%存在 C-Myc的扩增，50%存在其过度表达[8]。Takamizawa等人[9]报道指出，let-7 miRNA的表达往往在人肺癌中缺失，而let-7 miRNA表达的减少与术后较短的生存期显著相关。此外，let-7 miRNA在A549肺腺癌细胞株中的过表达可在体外抑制肺癌细胞的生长。他们的研究结果表明了let-7 miRNA表达水平的改变所具有的潜在的临床和生物学作用。 3.2 c-Myc、miRNA与乳腺癌
乳腺癌是女性中比较常见的恶性肿瘤之一，遗传或者后天性获得都有可能导致正常乳腺细胞恶性增殖并具有侵袭能力。在乳腺癌中，c-Myc对癌细胞的增殖、迁移、凋亡和细胞周期都具有调控作用。Iorio[10]等利用基因芯片分析了76例乳腺癌组织和10例正常乳腺组织标本中的miRNA表达情况，发现其中有29种差异表达的miRNA，其中miR-125b和miR-145有高表达，而miR-21和miR-155地表达。这些miRNA与特异的乳腺生理病理学相关，如增值指数、雌激素和孕激素的表达等。
4.展望
c-Myc与miRNA对肿瘤的调控关系正逐步被人们所发现，miRNA是c-Myc调控网络中的重要成员。c-Myc通过诱导或抑制miRNA，通过多种机制调节细胞的增殖、凋亡和细胞周期等等过程。对c-Myc、miRNA作用的进一步研究以及利用高通量测序等新技术的应用，对深入研究肿瘤的致病机制提供了新的视角，并最终为恶性肿瘤的临床诊断、预防和治疗提供新的手段。
参考文献：
[1]Sauve S， Tremblay L， Lavigne P. The NMR solution structure of a mutant of the Max b/HLH/LZ free of DN： insights into the specific and reversible DNA binding mechanism of dimeric transcription factors[J]. J Mol Biol， 2004， 342（3）：813-832.
[2]Luscher B， Eisenm an RN. New light on Myc and Myb [J]. Genes Dev， 1990，4： 2025- 2035.
[3] Lee RC， Feinbaum RL， Ambros V.The C.elegans heterochronic gene lin-4 encodes small RNAs with antisense complementarity to lin-14. Cell，1993， 75（5）：843-54.
[4] Krol， J.Loedige， I.& Filipowicz，W.The widespread regulation of microRNA biogenesis，function and degradation.Nature Rev. Genet.11， 597–610 （2010）.
[5] Regulation of microRNA biogenesis， function and degradation. Jacek Krol， Inga Loedige and Witold Filipowicz.Nature Rev.
[6] Mechanisms of microRNA-mediated gene regulation in animal cells Timothy W. Nilsen Center for RNA Molecular Biology， Case Western Reserve University， School of Medicine， W127，10900 Euclid Avenue Cleveland，OH 44106-4973， USA.
[7]HongShen-Li，R6nanC， O ，Hagan， et al...Essential role for Max in early embryonic growth and devolopment.Genes Dev.2000，14（l）：17-22.
[8]吕永杰， 程书钧， 郭素萍， 等. 原发性非小细胞肺癌中 c-Myc癌基因的易位激活. 中华医学杂志， 1996， 76（ 4）-275.
[9] Takamizawa J， Konishi H， Yanagisawa K， Tomida S， Osada H， Endoh H， Harano T，Yatabe Y， Nagino M， Nimura Y，Mitsudomi T， Takahashi T.（2004）.Reduced expression of the let-7 microRNAs in human lung cancers in association with shortened post operative survival. Cancer Res. 64， 3753-3756.
[10] ]Iorio MV， FerracinM.Liu CG，et a1. MicroRNA gene expresssion deregulation in human breast cancer[J].Cancer Res，2005，65（16）：7065-7070.