血液腫瘤科/細胞治療中心/台灣細胞免疫醫學會 陳駿逸醫師
表觀遺傳學在改變生物或細胞的表型方面起著關鍵作用，通過調節基因表達模式，而無需改變底層的 DNA 序列。與典型的遺傳變異不同，表觀遺傳修飾是可逆的，並且可以通過各種環境因素、發育信號和疾病狀態動態地受到影響。這種動態的表觀遺傳調控，使細胞能夠適應變化的環境，並對內部和外部的刺激做出反應，從而最終影響細胞的功能和表型。包括 DNA 甲基化、組蛋白修飾和非編碼 RNA 在內的表觀遺傳修飾，在調節三陰性乳癌細胞的基因表達模式中起著關鍵作用。
示意圖展示了 DNMT（DNA 甲基轉移酶）在基因啟動區域的 CpG 島上催化 DNA 甲基化過程，導致基因沉默，以及 DNMT 抑制劑（DNMTi）如何逆轉這種甲基化，從而恢復基因表達。
關於多種人類癌症中 CpG 甲基化亢進的分子機制，包括三陰性乳癌，已經進行了研究。CpG 甲基化在特定基因的啟動區域中頻繁發生，包括腫瘤抑制基因，導致這些基因的轉錄沉默。
根據 Knudson 的“雙擊模型”，癌症中腫瘤抑制基因功能的喪失是由於兩個等位基因的缺失或失活。腫瘤抑制基因的突變通常被認為是隱性的，單個腫瘤抑制基因 的突變通常不足以引發癌症。然而，腫瘤抑制基因的半缺失可能導致蛋白質的減少。因此，在腫瘤抑制基因的啟動區域中發現 m5CpG，可能導致蛋白質的減少，被認為是三陰性乳癌中的一個重要事件。事實上，在某些腫瘤類型中，在特定啟動子的 CpG 島上觀察到特定的甲基化模式，這在許多癌症類型中經常被觀察到。
可以通過多種機制，CpG 甲基化可以抑制基因表達。CpG 甲基化可以導致甲基-CpG 結合域（MBD）蛋白的結合。這些蛋白隨後會招募到修飾組蛋白和/或重塑染色質的複合物，從而在甲基化的位點上抑制基因表達，形成更緊湊和不活躍的染色質結構。雖然 DNA 甲基化可能會阻礙轉錄因子與啟動子的結合，但最近的研究表明，這種干擾並不常見。甲基化不僅發生在 CpG 島上，也可能發生在 CpG 島附近的 CpG 岸，這些區域的 C+G 含量較低。這種甲基化模式可能代表一種組織特異性的甲基化和基因表達調控。
然而，在表觀遺傳學失調的情況下，包括 DNA 甲基化、組蛋白修飾以及調節蛋白（如溴多域名和外端域蛋白家族，簡稱 BET 蛋白）的失衡-它在三陰性乳癌的發生和治療抗藥性中起著關鍵作用。
此外，這些表觀遺傳學改變對腫瘤微環境產生重要影響，從而影響免疫細胞的組成、細胞因子信號以及免疫檢查點的表達，最終導致免疫逃避。異常的 DNA 甲基化模式，通常會導致組蛋白甲基轉移酶（如 EZH2 和 HDAC）的失調，從而導致基因沉默，影響關鍵的腫瘤抑制基因和參與細胞增殖、凋亡和轉移的關鍵信號通路。例如，在三陰性乳癌中，腫瘤抑制基因（如 BRCA1 和 PTEN）啟動區域內的 CpG 島的過度甲基化，會導致其轉錄沉默，從而促進腫瘤的發生和發展。 類似地，異常的組蛋白修飾，如:組蛋白乙酰化和甲基化，導致三陰性乳癌具有的異常基因表達模式，從而影響腫瘤的侵襲性和治療抵抗力。 此外，如微小 RNA 和長非編碼 RNA 等非編碼 RNA 參與三陰性乳癌的表觀遺傳調控，通過調節轉錄後基因表達。
miRNA 是一種內源性的非編碼 RNA 分子，長度約為 18-21 個鹼基，在大多數多細胞和複雜的真核生物（包括植物和動物）中，起著調節作用。通常，“mir” 指的是 pre-miRNA（前體 miRNA），而“miR” 指的是成熟的 miRNA。由於存在多個具有進化關係的 miRNA，因此在後綴的數字後添加一個字母，以區分同一家族的成員。
miRNA 是一種高度保守的分子，在不同物種之間具有普遍的調節基因表達的作用。該組的成員是負調節因子，通過 RNA 的後翻譯抑制或通過與目標 mRNA 的 3′ UTR 的不完全互補，來控制目標基因的表達。存在能夠與 miRNA 結合的、保守的 mRNA 3′ UTR 區域，這表明可能存在 miRNA-dr 通過控制這些基因。 傳統上，這些基因與 mRNA 的穩定性和翻譯的調控有關。 然而，miRNA 也參與表觀遺傳過程，從而影響染色質結構和基因表達模式，而無需改變底層 DNA 序列。 miRNA 在表觀遺傳調控中的主要作用，在於調節參與這些過程的蛋白質的功能。 其中一種機制是，通過靶向負責 DNA 甲基化和組蛋白修飾的酶的 mRNA 轉錄。 例如，特定的 miRNA 可以靶向 DNMT 或 HMT，從而調節 DNA 或組蛋白分別添加甲基或乙酰基。 此外，miRNAs 間接影響了表觀遺傳修飾，通過靶向調控表觀遺傳修飾的轉錄因子或其他調控蛋白。通過調節這些關鍵的調控因子，miRNAs 可以塑造細胞或組織內的整體表觀遺傳學格局。
異常的 miRNA 表達，會擾亂正常的表觀遺傳模式，導致基因表達譜的改變，從而促進疾病的發生。總而言之，miRNA 在表觀遺傳調節中扮演著多方面的角色，通過靶向參與 DNA 甲基化、組蛋白修飾和染色質重塑的關鍵組分。對 miRNA 之間複雜相互作用的深入理解以及表觀遺傳學過程對於理解發育、疾病病理以及潛在治療途徑的分子機制至關重要。
miRNA 在癌症發展中的作用最早在 2002 年被報導，當時發現，在 70%的慢性淋巴細胞白血病患者的 B 細胞中，由於染色體 313q14.3 的轉位誘導性缺失，導致 BCL2 抗凋亡基因表達增加。
隨後的研究將 miRNA 分為兩種不同的類型：致癌 miRNA（oncomiR）和腫瘤抑制微 RNA（tumor suppressor miR）。 oncomiR 通常在大多數癌症類型中表達增加，導致抑癌基因的降解，並促進癌性特徵，包括細胞增殖、侵襲、耐藥和凋亡。 而腫瘤抑制微 RNA 是參與抗腫瘤功能的基因，通過靶向致癌基因降解，在癌症中表達降低(如下圖)。
miRNA 的產生導致 oncomiR 和腫瘤抑制性 miRNA 的形成。miRNA 在表觀基因調控中發揮著關鍵作用，通過調節表觀基因酶，進而影響 miRNA 的表達水平。miRNA 在 TNBC 中的重要作用，凸顯了基於 miRNA 的治療策略的需求，即增加腫瘤抑制性 miRNA 或降低 oncomiR
值得注意的是，一項研究調查了與乳節點轉移相關的腫瘤抑制小鼠 RNA，對 31 組主要三陰性乳癌病例、13 組乳節點轉移樣本以及 23 組正常乳腺組織進行了比較。研究結果顯示，71 種小鼠 RNA 發生了調控，其中大多數已被報道與乳癌發展有關，表明這些小鼠 RNA 在三陰性乳癌的發展中發揮了非特定亞型的作用。
此外，研究還報告了 27 種小鼠 RNA 在乳節點轉移中的差異表達，其中 25 種小鼠 RNA 表達量降低。通過對三陰性乳癌特定的整合小鼠 RNA 和 mRNA 簽名進行研究，發現 116 種小鼠 RNA 發生了調控，包括 miR-106b、miR-17/92 簇、miR-200 家族、miR-21 和 miR-155 表達量增加，以及 let-7b、let-7c、miR-126、miR-145 和 miR-205 表達量降低。此外，研究發現 miR-424、miR-125a-5p、miR-627、miR-579 和 let-7g 參與了轉移。
一項採用薈萃分析的方法的研究，發現了 6 種異常表達的 miRNA，其中 4 種 miRNA（hsa-miR-135b-5p、hsa-miR-18a-5p、hsa-miR-9-5p 和 hsa-miR-522-3p）表達水平增加，而 2 種 miRNA（hsa-miR-190b 和 hsa-miR-449a）表達水平降低。一項研究，通過分析血漿中 miRNA（miRNA-21、miRNA-10b 和 miRNA-200c）的水平，發現 miRNA-200c 在三陰性乳癌中與 ER 陽性/PR 陽性對照組相比，表達水平降低。而在分析 miRNA-21 和 miRNA-10b 的水平時，並未觀察到顯著差異。研究分析了 19 種 miRNA 在癌細胞和正常乳腺組織中的表達水平，結果表明，miR-190a、miR-136-5p 和 miR-126-5p 的表達水平降低，而 miR-135b-5p 和 miR-182-5p 的表達水平增加。 此外，還觀察到 miRNA-126-5p 和 miRNA-135b-5p 的表達水平與腫瘤大小之間存在相關性。
miRNAs 在三陰性乳癌中既可以作為預測性指標，也可以作為預後性指標，為疾病進展和患者預後提供寶貴的見解。研究表明，miR-16、miR-155 和 miR-374 的水平升高，可以作為三陰性乳癌患者的預後性指標。同時，miR-125b 作為預後性指標，其數值降低則預示著不良預後。
後續分類將 miR-125b、miR-655 和 miR-421 歸類為與風險相關的 miRNAs，而 miR-16、miR-37a、b 和 miR-497 則被歸類為保護性 miRNAs。miR-34b 與無病生存期 (DFS) 和總生存期 (OS) 呈現負相關，表明 miR-34b 是一種有前景的三陰性乳癌預後性指標。
在表皮-間質轉化的過程中，這些因素導致了細胞的遷移和侵襲增強，從而影響了癌症的預後。這種效應，歸因於 miR-200 家族的表達降低，因此它們被認為是預測性生物標誌物。在 三陰性乳癌組織的特定研究中，發現 miR-342、miR-150 和 miR-27b 具有良好的預後指標 (表 2)，而 miR-210 和 miR-144 則被認為是預後不良的指標。研究表明，miR-200b-3p、miR-190a 的較高表達以及 miR-512-5p 的較低表達，可以與更有效的化療和更易於進行保乳手術的協同作用。 在三陰性乳癌中，miR-558 的表達增加以及 miR-21、miR-99a、miR-548v 和 miR-320d-1 的表達降低，在 三陰性乳癌的病理發展中起作用，並被認為是潛在的疾病標誌物。
一項研究分析了三陰性乳癌與正常組織中差異表達的 miRNA，發現 194 個差異表達的 miRNA，其中 3 個 miRNA (miR-200b-5p, miR-21-3p, 和 miR-659-5p) 被認為是潛在的三陰性乳癌標誌物。一項研究目的在識別與 三陰性乳癌患者手術後復發相關的 miRNA，發現 8 個miRNA (miR-139-5p, miR-10b-5p, miR-486-5p, miR-455-3p, miR-107, miR-146b-5p, miR-324-5p 和 miR-20a-5p) 作為潛在的預後指。而miR-223 被識別為與三陰性乳癌中改善生存期和疾病控制期的獨立預後指標。
此外，還有一些研究致力於提高腫瘤抑制型 miRNA 的表達水平。利用腺相關病毒（AAV）介導的過度表達，是一種用於提高腫瘤抑制型 miRNA 表達水平的技術。在某些類型的癌症，如:乳癌，通過使用 AAV 載體，已證明可以通過 miRNA 的過表達來恢復 miR-26a 的表達。
另一種方法是利用納米顆粒介導的過表達，其中帶負電荷的 miRNA 分子通過帶正電荷的納米顆粒進行轉移。納米顆粒所介導的轉移證實了其穩定性、免受核酸降解以及效率的提高。 Shu等人證明RNA 納米技術，可以將 anti-miR-21 遞送給腫瘤，從而在小鼠模型中，以低劑量減緩三陰性乳癌的生長。這些研究表明，基於 miRNA 的技術有可能被用於治療，包括三陰性乳癌在內的各種癌症。
仔細討論了用於治療三陰性乳癌患者的多種治療方法，其中組蛋白去乙酰化酶抑制劑 (HDACi) 被認為是主要治療靶點。HDACi 誘導氧化應激、促進 DNA 損傷，並干擾細胞的凋亡途徑，從而促進細胞凋亡蛋白的表達。
雖然單獨使用 HDACi 可能無法有效誘導抗腫瘤作用，但與激酶抑制劑的合併使用，在顯著降低腫瘤負擔和抑制癌細胞增殖方面顯示出良好的效果。此外， miRNA 在三陰性乳癌中的潛在作用，作為腫瘤抑制劑和致癌功能，基於其調節作用。新型 miRNA 療法在癌症治療領域日益受到關注，這些療法採用了新的策略，需要通過未來的實驗進行驗證。
miRNA 在癌症的發生、發展和進展中扮演著重要角色，因此它們是 miRNA 靶向治療藥物開發的潛在候選者。基於 miRNA 的治療，要麼是抑制致癌 miRNA，要麼是增加腫瘤抑制性 miRNA 的表達。
透過遞送合成 miRNA 的類似物，這種方法可以抑制內源性 miRNA。其中一種方法是使用抗 miRNA 寡核苷酸，這些是單鏈分子，通過直接互補來抑制目標 miRNA。
另一種方法是使用抗 GOMIR，這些是化學修飾過的反向寡核苷酸，並與膽固醇連接，從而提高穩定性。基於抗 GOMIR 的沉默在抑制 miR-10b（與轉移相關）方面非常常見。鎖核酸也是一種新的方法，利用具有亞甲基橋的寡核苷酸，這種方法能夠固定核糖的構象，從而提高寡合物與特定 miRNA 的穩定性以及親和力。這種 miRNA“海綿”是一種新型方法，其中一個“海綿”包含多個與特定 miRNA 的 3’UTR 結合位點。多個結合位點可以控制多個 miRNA，如載體大小和在體內的分佈問題，限制了它們在白血病治療中的應用。
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