高分综述 | Molecular cancer：MicroRNA协调乳腺癌脑转移的病理生理学：治疗进展
编译：小北，编辑：十九、江舜尧。
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乳腺癌是第二大与脑转移相关的肿瘤疾病，大约15%~30%的乳腺癌患者会发生脑转移。而在乳腺癌患者中器官的远端转移致死率高达90%，在中枢神经系统中脑转移发生的概率是原发性脑损伤的十倍。有报道称，不同的乳腺癌类型，特别是三阴性乳腺癌和HER2+的乳腺癌更易发生脑转移。大约有25%的脑转移患者出现HER2+扩增的现象，30%~55%发生脑转移的患者平均存活率只有4到14个月。此外，三阴性乳腺癌患者具有较高的脑转移复发率。尽管乳腺癌的治疗方案不断改进，但是伴有脑转移患者的治疗仍然是个很大的挑战。
脑转移是一个复杂的多步骤的过程，通常受生成的转移生态位调控。转移生态位是高度变化且是异质的。脑转移的细胞有不同的基因和表观遗传的图谱从而与其他器官发生的转移进行区分。之前的报道称初次诊断三阴性乳腺癌的患者，22个月早发脑转移，HER2+的乳腺癌患者是30个月，ER+/HER2+的乳腺癌患者是63.5个月。脑转移主要发生在三阴性乳腺癌以及HER2+的乳腺癌患者中，但是却没有达到令人满意的治疗效果。脑转移的患者预后差，通常影响认知和感知功能，生活质量受限。例如年龄、病史、ER/PR/HER2的状态，非中枢神经系统转移位点的数目已经用来预测非脑转移乳腺癌患者的脑转移。这些预测指标的高度可变性使得这些标志物有很大的局限性。因此对脑转移过程以及肿瘤细胞与脑部微环境的认识对于开发一种全新的治疗方案至关重要。
在临床药物治疗方向，研究者发现了有趣的现象：血脑屏障（BBB）能够保护正常的大脑，局部或异质性的失去浸润性，从而转运至一个血与肿瘤的屏障（BTB）。脑转移过程一个关键的事件是肿瘤细胞通过血脑屏障（BBB）进行迁移。在某种程度上使得药物更易进入，但是并不完全。BTB浸润性在治疗中的作用尚不明确。Smith等人发现BTB限制了乳腺癌患者对化疗药物的吸收，例如阿霉素和紫杉醇。
越来越多的证据发现miRNA在脑转移的不同步骤中发挥重要作用，包括乳腺癌患者的脑转移过程，例如EMT过程、局部入侵、血管内渗、循环过程、外渗、血脑屏障的完整性、转移生态位生成、脑实质定植等过程。miRNAs是由20至22个核苷酸序列构成，通常通过自身的种子序列(Seed sequence)与其靶基因的3端非编码区域(UTR)进行完全或不完全配对结合,降解其靶基因的mRNA或抑制靶基因翻译的方式来进行基因表达的调控。最近的研究已经表明不同肿瘤类型不同时期的特异miRNA表达图谱，且发现miRNA能够调节不同的基因，因此能够同时调节多个生物学过程。基于它们在同一时序调节不同基因表达的能力，miRNA被认为是有前景的肿瘤转移过程治疗的靶向，肿瘤转移也恰好是一个被多个下调基因调节的过程。
本文中阐述了miRNA的异源表达与脑转移密切相关。非编码的miRNAs通过转移生态位的生成调节转移，通过它们的靶基因调节代谢的重排，然而特异的miRNA在脑转移中发挥的具体作用机制尚不明确。因此确定miRNA在脑转移中的病理学机制可能作为一个早期诊断和预防的靶向。本文中作者聚焦脑转移过程中的关键miRNA，阐释了miRNA在乳腺癌脑转移多个步骤中扮演的重要角色，旨在确定在治疗这类灾难性疾病中基于miRNA的新疗法。
论文ID
原名：MicroRNAs Orchestrate Pathophysiology of Breast Cancer Brain Metastasis: Advances in Therapy
译名：MicroRNA协调乳腺癌脑转移的病理生理学：治疗进展
期刊：Molecular cancer
影响因子：10.679
发表时间：2020年2月15日
作者：Ranjana K. Kanchan1
单位：University of Nebraska Medical Center, Omaha, Nebraska, USA
DOI：10.1186/s12943-020-1140-x
结果
导致脑转移的分子时间：miRNA的作用
脑转移是一个复杂的、多步骤的、随机的过程，通常是肿瘤细胞从原发的位点进入循环系统，即被称为循环肿瘤细胞（CTCs），这些细胞在进行EMT转移之前会在原发部位入侵细胞外基质，为了在卵巢失调和免疫检测中存活下来，主要的肿瘤细胞和CTCs将RNA和miRNA压缩至外泌体，更加促进了转移的肿瘤细胞在转移位点的存活。这些miRNAs在脑转移过程中转换脑基质，突破血脑屏障，为了协调这一多步骤的过程最终导致脑转移，miRNAs在脑转移的建立过程中发挥了基础的作用，利用自身的遗传特性在同一时间调节不同的基因，接下来作者探究了miRNA在脑转移的不同时期发挥的作用。
miRNA激活EMT通路
EMT通路高度保守，在正常的发育过程中非常重要，同时在肿瘤细胞中促进转移。EMT能够促进肿瘤扩散，EMT相关的转录因子例如TWIST1，SNAIL1，SLUG在乳腺癌转移中发挥重要作用，且通常伴有较差的预后。ADAM12是一个含有跨膜结构域的剪接突变体，是解聚素和金属蛋白酶家族中的一员，报道称该蛋白能够受Twist1负调控，从而通过黏着斑生成等促进肿瘤细胞侵袭。在miRNA家族中，有报道miRNA-34a通过负调控EMT通路中的转录因子（SLUG，TWIST1，ZEB1/2）以及NOTCH1信号通路抑制乳腺癌转移。此外，miR-29和miR-200均是ADAM12的上游基因，两者参与乳腺癌转移过程。除了调节EMT相关的转录调节因子，miRNAs在肿瘤细胞中通过调节细胞黏着信号通路中的关键分子调节细胞骨架重排，目前已经报道的miR-8084，miR-708-3p，miR-96-182-183簇，miR-484，miR-210以及miR-142-3p通过EMT通路调节乳腺癌细胞的侵袭。近期的研究报道又指出miR-124，miR-199a/214，miR-3178，miR-30a，miR-508-3p和miR212-5p能够在三阴性乳腺癌中通过调节EMT marker（E-cadherin）以及相关的转录因子的表达水平导致脑转移表型。
miRNA 调节血管内渗
一旦乳腺癌细胞通过EMT通路改变表型，转移的肿瘤细胞会通过血管内渗到邻近的毛细血管达到新生血管化得以存活的目的。为了进一步在远端转移，肿瘤细胞开始通过黏着因子或者蛋白受体与内皮细胞进行联系，然后通过变形虫运动挤进内皮细胞。miRNA能够调节内皮细胞的完整性参与血管内渗过程。例如乳腺癌细胞分泌的miR-105靶向与结合蛋白TJP-1紧密相连的ZO-1蛋白破坏内皮细胞时，促进了脑转移过程。Derugina等人发现一个可变的血管内渗模型有利于肿瘤细胞向间质浸润。无论是肿瘤细胞还是间质细胞释放的血管生成因子和生长因子都有助于细胞内渗。这些因子随着肿瘤细胞入侵基底层，内皮细胞膜，然后进入血液循环。尽管没有报道称miRNA直接影响血管内渗，但是它们通过靶向血管生成因子或者蛋白激酶调节血管生成的信号通路。最近的一篇报道通过与肿瘤相关的成纤维细胞（TAFs）发现TGF-β在肿瘤毛细血管组中扮演重要角色。TAFs通过提供毛细血管的周细胞增强血管的覆盖，在MDA-MB-231细胞中过表达miR-520/373，mRNA表达谱检测发现TGF-β信号通路显著下调。报道发现，miR-520/373通过负调控TGF-β依赖的血管生成因子，例如PAI-1、PTHrP以及ANGPTL4来减少转移。而另一项研究说明miR-204在乳腺癌细胞中通过靶向ANGPT1和TGFβR2抑制血管再生。
miRNA调节血管内微环境
当肿瘤生长时，CTCs进入血液循环。大多数的CTCs是被吞噬的或者正在进行凋亡的细胞，只有一小部分存活的CTCs能够到达靶器官。转移的肿瘤和CTCs细胞一样具有区分于其他来源细胞的特征。一旦CTCs细胞从肿瘤细胞分离为了存活，它们必须克服卵巢失调和免疫检测。进入血液循环后CTCs可利用的一个工具就是血小板激活。通过血小板的凝集，肿瘤细胞躲过免疫检测，在脉管系统进入细胞停滞状态得以存活。乳腺癌细胞中CTCs的表型与三阴性乳腺癌中向脑性密切相关。Debeb等人发现在MDA-MB-231细胞中过表达miR-141能够提高这种向脑性。敲除miR-141后抑制了乳腺癌细胞向脑部转移。以上证据说明miR-141能够在血液循环中保护细胞，并帮助其在大脑定植。
血小板同样为CTCs躲避NK细胞提供了免疫的“避风港”，通过掩蔽CTCs释放TGF-β和血小板驱动的生长因子（PDGF）。血小板衍生的微粒PMPs是miRs主要的贮藏室，并且在CTCs中血小板可以转运miRNA调节基因的表达。PMP中的miR-183能够通过使DAP12失活抑制NK细胞的活性，DAP12是NK受体表明维持稳定性的关键蛋白，也是信号转导过程的下游。血小板也能减少早期转移生态位形成。血小板衍生的miRNA促进血管内渗后CTCs的存活，CTCs释放的mRNA以及血管内微环境在早期脑转移生态转移位的形成中发挥重要作用，值得进一步探讨。
miRNA与血管外渗
一旦CTCs能够在血液循环中存活，乳腺癌细胞停滞在毛细血管准备外渗，这一过程有多个促癌基因参与，包括选择素、整合素、黏着蛋白、CD44以及免疫球蛋白家族的受体。血管外渗是乳腺癌发生脑转移的限速步骤，此时的乳腺癌细胞必须克服星形胶质细胞和其他因子在微环境中的防御。在早期植入过程中，星形胶质细胞会移动到脑转移的损伤部位通过FasL调节的信号通路引起凋亡。近期的研究成果表明miRNAs靶向Fas调节的凋亡信号通路中的多个成员。例如，miR-7，let-7c和micR-21调节FasL的表达，miR-200c通过靶向FAP-1调节CD95引起的凋亡。肿瘤细胞释放蛋白酶抑制剂蛇毒素来对抗星形胶质细胞引起的凋亡反应。有报道称在胃癌中miR-21能够抑制Serpin1的抗肿瘤作用，但在脑转移中的作用机制尚不明确。总之，星形胶质细胞能够在脑实质中通过建立缝隙连接（Cx-gap）保护CTCs从而促进脑转移。miR-206与Cx43负相关能够有效的抑制增殖和转移。在向脑性的乳腺癌患者中PCDH7对于建立Cx43与星形胶质细胞的缝隙连接，形成钙离子通道发挥重要作用。在具有向脑性的肿瘤干细胞（CSC）中PCDH7的表达水平较高，在PCDH7和星形胶质细胞相互作用在CSC血管外渗、适应、植入新的转移位中已经报道。此外，miR-19a、miR-32、miR-124a、miR-130b、miR-148a和miR-583已经报道是PCDH7的潜在调节因子，然而miRNAs在PCDH7调节的脑转移中的具体机制尚不明确。
乳腺癌细胞的产物IL6和IL8是建立星形胶质细胞缝隙连接所必需的。这些因子通过引起星形胶质细胞上内皮素配体（ET-1）表达来影响细胞的类型，也影响细胞内的内皮素受体。在内皮细胞中ET-1通过miR-125a/b-5p调节，此外也有一些基因的表达不依赖于此类连接，例如TWIST1，GSTA5，BCL2L1，而有趣的是在前列腺癌细胞中BCL2L1受miR-1266、miR-185和miR-30c调节。在乳腺癌细胞中TWIST1受miR-151-3p调节。这些miRNAs参与负调控凋亡信号通路，正调控侵袭和转移，但是在脑转移中的具体机制尚不明确。
越来越多的证据表明细胞黏着素分子（CAMs）通过细胞与细胞之间的黏着受体参与血管外渗。在脑转移的体外模型，包括E-selectin、VCAM-1、ALCAM、ICAM-1、VAL-4和a4等黏着分子发现当心内注射时在脑内皮细胞中是上调的，相反的是在向脑性的乳腺癌细胞中它们的配体（PSGL-1、VLA-4，ALCAM，LFA-1，VCAM-1），说明CAMs在血管外渗的起始步骤中发挥重要作用。例如，TGF-β引起的ICAM-1和E-selectin的表达是受miR-17调控的，而miR-126和miR-1185调节内皮细胞VCAM1的表达，而ALCAM是miR-483-5p的靶基因。
此外，乳腺癌细胞能够侵入内皮细胞保护无形虫。无形虫是化学敏感的突出物，能够引导乳腺癌细胞血管外渗促进脑转移。在乳腺癌细胞脑转移过程有报道PAK1能够引导乳腺癌细胞发生血管外渗，通过PAK1/ATF2/miR-132轴线PAK1能够减少miR-132的表达。且有报道称miR-21-3p能够正调控LICAM的表达，而LICAM的敲除抑制了脑毛细血管，从而抑制了转移。这些研究表明miRNAs在癌症或者内皮细胞中能够调节不同的CAMs的表达，在远端转移位点通过血管外渗建立转移发挥决定性的作用。在乳腺癌脑转移的小鼠模型中确定了17个与转移相关的基因，其中有四个基因COX2，HBEGF，ANGPTL4和ST6GALNAC5是乳腺癌向脑转移的关键基因。
miRNA与血-肿瘤屏障
血脑屏障是一层由内皮细胞、星形胶质细胞、周细胞构成的半透明的细胞膜，是构成神经血管的基本单位，miRNAs的研究对于提高血脑屏障的渗透性非常重要。内皮细胞紧密相连，控制着物质经过血脑屏障，例如糖、元素、电解质等通过内皮细胞表面的转运工具进行转运。内皮细胞的紧密连接促进了肿瘤细胞通过血脑屏障进行反式迁移。星形胶质细胞在血脑屏障的发育和维持中是必不可少的。有报道称CD44，VEGF和CXCR4通过破坏内皮细胞的完整性进行迁移过程。破坏大脑内皮细胞的分子内连接蛋白如occludin，claudins，ZO-1等也可造成血脑屏障的瘫痪导致血-肿瘤屏障。在早期转移生态位或者向器官性的准备阶段，尽管血脑屏障的阻碍，肿瘤细胞可以通过旁分泌途径到达转移位点，包含miRNA的外泌体可移动到大脑的微环境中。近期的报道称miRNA可作为紧密连接黏着蛋白及其上下游信号通路的调节因子，在维持血脑屏障的完整性上发挥重要作用，例如miR-181c通过负调控PDPK1使肌动蛋白纤维移位从而破坏血脑屏障的稳定性；miR-143通过靶向P53上调PUMA提高内皮细胞的渗透性，导致紧密连接蛋白的减少；miR-125a-5p也有报道能够调控血脑屏障的稳定性，体外实验验证该miRNA能够直接调控血脑屏障的功能，减少单核细胞的转移（Figure 1）。
在乳腺癌细胞中，miR-1258直接与肝素酶相关，在乳腺癌脑转移细胞中能够通过降解硫酸乙酰肝素链影响细胞骨架，赋予细胞穿过血脑屏障的能力，从而促进转移。同时研究者发现，miR-1258能够负调控Akt和EGFR信号通路并且通过靶向HPSE抑制MMP-9和COX-2的表达。Watabe K等人研究发现miR-509在原发癌中高表达但是在脑转移的损伤位点却是低表达的，它的低表达引起两个关键基因RhoC和TGF-α的表达进而引起MMP9这一与提高血脑屏障渗透性的基因的表达。MiR-210能够抑制连接蛋白在缺氧缺血的脑损伤中破坏血脑屏障，且它在乳腺癌中与低存活相关，Dario等人也发现乳腺癌脑转移的外泌体中miR-210是高表达的，这些证据均提示miR-210能够帮助乳腺癌细胞突破血脑屏障。
肿瘤细胞与大脑微环境的相互作用
一旦渗透进入脑组织，肿瘤细胞会遇到许多宿主细胞，包括周细胞、反应性胶质细胞、神经前体细胞、神经元、少突胶质细胞，星形胶质细胞和内皮细胞是最初接触转移细胞。一旦正常的星形胶质细胞遇到癌细胞就会被激活，脑稳态受到破坏。在乳腺癌脑转移的早期，活化的星形胶质细胞是主要的防御系统来限制转移细胞的存活；在晚期，活化的星形胶质细胞通过外泌体分泌miRNA促进转移。外泌体在大脑通过调节肿瘤与间质的相互作用形成早期的转移生态位。miRNA的基因调节功能使它成为肿瘤微环境中重要的调节因子。例如，存在星形胶质细胞中的miR-26a通过外泌体或星形胶质细胞释放，miR-26通过靶向PTEN能够调节脑肿瘤的生长，通过靶向ATM提高肿瘤细胞的放射敏感性，因此miR-26a在调节脑肿瘤微环境中发挥重要作用。
Zhang等人2015年的报道发现在乳腺癌脑转移的细胞和基质细胞中复杂的机制，在乳腺癌脑转移的患者中发现PTEN缺失，同时发现miR-19a在miR17-92簇中通过外泌体从星形胶质细胞到到肿瘤细胞抑制PTEN的表达。活化的星形胶质细胞分泌白细胞介素和趋化因子促进有丝分裂，例如CCL2和CXCL12/SDF1，在人类乳腺癌脑转移中CCL2的表达水平高于原发癌，也有报道称低表达的PTEN能够提高CCL2调节的IBA1+小胶质细胞的富集促进脑转移。星形胶质细胞能够通过提高CXCL12/CXCR4-MIR345-KISS1R促进转移，在乳腺癌脑转移患者中发现KISS1的表达水平明显降低，Ilya V. Ulasov等人发现星形胶质细胞分泌的CXCL12能够引起靶向KISS1 mRNA的miR-345，负调控KISS1的表达，同时KISS1和CXCL12-miR-345能够促进乳腺癌细胞的转移。小胶质细胞是脑实质的重要组成成分，在中枢神经系统中占5-20%，在脑稳态和免疫检测中发挥重要作用。小胶质细胞可以释放细胞因子和白介素因子促进转移和定植。小胶质细胞在微环境因子的基础上从促炎症反应的M1期分化成抑制炎症反应的M2期。有趣的是miRNA能够调节小胶质细胞的极化。例如miR-124、miR-155和miR-689与M1期密切相关，而miR-711和miR-145与M2期相关。miR-124在静止态的小胶质细胞中富集，随着小胶质细胞的激活表达降低，然后miR-124在乳腺癌脑转移中的作用尚不明确。有报道称，在乳腺癌中的long noncoding RNA——XIST缺失导致miR-503促使小胶质细胞转运至M2时期，引起免疫抑制。这些研究都说明miRNAs能够调节小胶质细胞的活化，进而调节大脑微环境和免疫侵袭导致的转移（Figure 2）。
miRNA与大脑微环境中代谢重排
在早期转移生态位适应是CTCs细胞远端转移维持存活和生长至关重要的。通过代谢因子调节肿瘤的微环境是肿瘤细胞与微环境相互作用的另一形式。代谢重排与缺氧因子、MYC、P53和miRNAs调控的信号通路失调相关，miRNAs能够靶向代谢相关的酶、促癌因子和代谢重排中的肿瘤抑制因子等，是促进血管外渗和转移的重要元件。在乳腺癌的发展中基质细胞通过单羧酸盐转运依赖糖酵解为肿瘤细胞提供能量。内皮细胞也依赖糖代谢支撑血管再生。越来越多的证据提示微环境中的代谢重排是在脑部维持肿瘤细胞的先决条件。例如由脑转移细胞到代谢重排就是通过糖异生和氨基酸氧化途径使FBP2表达升高，脑实质中低水平葡糖糖环境下得以存活和生长。有趣的是，Emily Wang的团队研究发现在乳腺癌和早期转移中miR-122在糖代谢中的自分泌和旁分泌功能，研究发现miR-122能够负调控丙酮酸激酶同工酶PKM2和葡萄糖转运蛋白1（GLUT1），降低ATP的水平，在星形胶质细胞和肺成纤维细胞中miR-122能够负调控葡萄糖的吸收。在原位异种移植的小鼠模型中稳定过表达DCISMCF/miR-122肿瘤明显变小。在间质细胞中肿瘤细胞能够在转移前期通过抑制葡萄糖的消耗减少糖的重新分配，使更多的葡萄糖都流向乳腺癌细胞促进转移肿瘤细胞的生长。在体内外的研究表明miR-122通过负调控代谢的靶基因PKM1/2和GLUT1帮助肿瘤微环境中能量重排。miR-122是乳腺癌中潜在的预测指标和治疗靶向。Chang等人发现在三阴性乳腺癌中miR-155通过miR-155-PIK3R1- PDK/AKT-FOXO3a-cMYC参与糖代谢，但是在脑转移的乳腺癌中的作用尚不明确。高糖摄入是乳腺癌细胞的显著特征。有报道miR-7在脑细胞中高表达且能促进糖酵解途径：提高细胞内ATP/ADP的比率、葡萄糖摄入、乳酸产生，同时miR-7能够靶向RelA的表达，RelA能够调控细胞表面葡萄糖转运蛋白Glut3的表达从而促进糖酵解过程。在人类乳腺癌细胞中，miR-7能够抑制内皮细胞的返回性和转移，在脑实质大脑肿瘤微环境对于传递包含miRNAs的外泌体来增加葡萄糖吸收和和肿瘤细胞的存活。因此在乳腺癌脑转移中大脑微环境在能量重排中发挥的作用依然是模糊的，需要进一步探究。
转移定植
在EMT过程中面临的主要问题是人类细胞组画样本仍表现出上皮的表型且看上去像原发癌。之前的研究表明肿瘤细胞经过血管外渗后仍需要MET途径到达第二个位点进行定植，在乳腺癌脑转移中肿瘤细胞依靠细胞重排从EMT到MET。Yang团队的研究发现Twist1能够在转移过程中逆向调控EMT，在早期转移的克隆中发现逆向EMT条件下Ki67的表达水平高而Twist1的表达水平低，而EMT途径却恰好相反，这些结果提示肿瘤细胞必须反向到MET的表型确保在第二个场所能够存活。在另一项研究中发现，乳腺癌细胞中上皮的marker：E-cadherin、β-catenin、connexin 26和connexin43是上调的，而间质的marker：FSP1和vimentin是变化的，也有证据表明miRNAs参与了从EMT到MET过程，一个很好的例证就是miR-200的家。miR-200s与乳腺癌患者的预后不良密切相关，同时miR-200家族的成员（miR-200a、miR-200b、miR-200c、miR-141和miR-429包含相似的序列）已经被认为是新的上皮marker能够负调控EMT过程。miR-200家族成员能够抑制EMT、通过靶向ZEB1和ZEB2促进MET。这些证据都表明在EMT和MET之间存在复杂的转换关系或者说上皮——间质的可塑性对不同时期的转移是至关重要的。此外在乳腺癌转移中E-cadherin的表达水平高于相应的原发癌，Korpal等人的研究也提示miR-200s能够促进乳腺癌细胞的转移定植，不仅仅表现在通过靶向Zeb-E-cadherin这个轴线影响细胞内在的上皮特征，通过靶向Sec23 homolog A，Sec23a调节的转运通路改变细胞驱动的分泌期，并最终靶向两个代谢相关的抑制因子IGFBP4和TINAL1。此外，在脑转移的乳腺癌患者的血清和脑脊髓液中发现CTCs能够增加miR-200s的表达，尽量研究表明miR-200s与乳腺癌细胞的转移相关，但是并未说明循环的miR-200s是有功能的。Bisrat G. Debeb等人通过尾部静脉注射三阴性、HER2+以及间质肺转移的上皮样炎症因子构建小鼠模型发现miR-141敲除后脑转移停止，当异源表达miR-141却能提高脑转移炎症因子的脑定植，但是miR-141在肺转移细胞中并不引起脑转移，这提示上皮的表型是脑转移的一个关键步骤。在脑转移组织中高表达的ZEB1和ZEB2也提示EMT的调节因子促进了脑转移。miR-126在多个癌症中是一个肿瘤抑制因子，它能调节内皮细胞的转移。内源表达的miR-126通过靶向IGFBP2、PITPNC1、MERTK-抑制转移的定植，同时在CN34很少转移的乳腺癌细胞中miR-126的沉默导致内皮细胞的募集和脑转移的定植。总之，miRNAs在乳腺癌脑转移的多个步骤中是至关重要的（Figure 3）。
miRNA和乳腺癌脑转移治疗
尽管脑转移的治疗有进步但是在分子机制研究以及诊断预后的生物标记物研究方面仍然欠缺，目前可选择的治疗方式有局部治疗例如WBRT、SRS、手术、化疗以及TKIs。在HER2+的乳腺癌脑转移中TKIs，例如拉帕替尼靶向HER2/ErbB2和EGFR，但是抑制激酶对于单一的苏氨酸并不是特异的，在导致低特异性的同时会有较高的细胞毒性。考虑到这样的问题，单一的抗体被证明是一个潜在的治疗工具。在三阴性乳腺癌中目前关注的焦点是通过封闭免疫检测点抑制剂的活性来控制抗肿瘤的免疫反应。PD-L1封闭的抗体Atezolizumab与nab-paclitaxel连用在NCT02425891中能够提高无进展的存活率，在二期，NCT03483012三阴性乳腺癌伴有脑转移的患者中单独使用SRS或与Atezolizumab联合使用期待能够提高脑转移患者的免疫反应。
在脑转移患者中一直存在的一个挑战就是发展早期检测的指标和新的靶向方法能够突破血脑屏障提高乳腺癌脑转移患者的存活率。因此miRNAs被发展成为没有侵袭性、能够作为脑转移的诊断和预后的指标，能够指示疾病的严重程度和治疗反应的诊断价值。尽管在细胞中发现很多miRNAs，一些miRNAs是分泌性的，在脑损伤或者脑转移的部位miRNA的表达或者升高或者降低。在本文中阐释了miRNA在脑损伤和转移的脑组织中用来监测疾病、肿瘤以及分化。miR-10和miR-21在GBM和BCBM中高表达，而miR-200被用来区分GBM和BM，此外miR-223、miR-711、miR-125和miR-935被用来区分神经管细胞瘤、GBM、乳腺癌和肺癌的脑转移。
在乳腺癌脑转移患者中miRNA里的肿瘤抑制因子，其靶基因是促癌基因的，可能联合应用提高传统放疗、化疗、免疫治疗的效果。例如，miR-770-5p能够通过抑制PI3K和MAPK的下游例如AKT和ERK的翻译降低HER+乳腺癌细胞的侵袭和转移，调节抗HER2治疗的耐药性。此外，miR-770-5p能够提高曲妥单抗的反应性同时逆转耐药。miR-770能抑制三阴性乳腺癌中阿霉素的耐药性和转移。Hedgehog信号通路的抑制因子miR-326与乳腺癌患者中多耐药蛋白MRP-1负相关，在乳腺癌耐药的细胞中能够提高阿霉素和依托泊甙的敏感性。miR-21能够提高乳腺癌细胞对拓扑替康和紫杉醇的敏感性。miR-143-3p能够通过干扰CIAPIN1（细胞因子诱导的凋亡抑制蛋白1）的表达提高三阴性乳腺癌对紫杉醇的敏感性。miR-449能够负调控三阴性乳腺癌细胞周期相关的基因引起阿霉素反应。这种在乳腺癌早期临床模型中的结合已经在脑转移的患者中进行了测试，此外在脑转移中已经报道功能的miRNAs例如miR-181c、miR-1258、miR-509、miR-143、miR-122和miR-19a可用于放疗、抗HER2+治疗、化疗或者免疫治疗中联合用药。
尽管miRNA能够靶向不同的基因，对于脑转移患者是个不错的治疗选择。在本文中，miR-7能够通过负调控EGFR和PKB信号通路减弱乳腺癌细胞的生长，同时miR-7能够通过调节KLF4的表达抑制乳腺癌胚胎干细胞的自我更新能力。另一个例子是let-7，能够靶向Ras、HMGA2、cyclin d1/2/3、cyclin A、CDK4/6、c-Myc、DICER1和Lin28这下促癌的信号通路，对干细胞的自我更新和化学耐药至关重要。目前将miRNA转运至大脑的最大挑战是由于血脑屏障的存在、miRNA类似物或者抑制剂的不稳定性、由于脱靶效应导致的神经毒性和免疫毒性使miRNA进入肿瘤组织的渗透性很低。因此将miRNA结合到药物载体系统或者纳米颗粒中来靶向肿瘤细胞，这些miRNA转运系统也表现出了较低的细胞毒性，并且能够突破血脑屏障，成功的释放出miRNA来促进临床治疗优势的发挥。目前已经报道能够突破血脑屏障的miRNA转运系统有LNP、PAMAM、PLGA、纳米颗粒的磁场以及病毒载体系统。尽管水溶性聚合物、阳离子脂质体、脂质体纳米载体比病毒载体的毒性低，但是转运效率很低。由于白细胞（包括单核细胞/巨噬细胞、中性粒细胞、树突细胞）或者间充质干细胞（MSCs）靶向肿瘤并且能够突破像血脑屏障这样的物理障碍进行转移，这些细胞能有效的作为转运载体转运NPs到达肿瘤细胞。利用转运路径一致，这一分子机制可有效的用于转运miRNA耦联的NPs到达脑转移部位。此外，具有血脑屏障渗透性的NPs能够被用于将miRNAs转运至转移的部位。Galstyan等人的研究发现在小鼠模型中利用具有血脑屏障渗透性的纳米免疫颗粒可有效的抑制GBM的生长。利用多聚NPs共价结合到免疫检测点抗体使系统转运至大脑，例如NPs转运的抗miR-132，而未能通过血脑屏障的可通过化学修饰等方法跨越障碍。
结论
miRNA在乳腺癌脑转移多个步骤中扮演的重要角色，但是在miRNA和BCBM中仍有许多问题亟待解决，探究miRNA如何使转移的肿瘤细胞到达脑部、miRNA如何突破血脑屏障、miRNA如何介导肿瘤细胞与肿瘤微环境之间的相互作用等分子机制的研究，有望发现新的治疗方案提高乳腺癌脑转移患者的治疗效果。
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