lnc RNA、miRNA在肝癌中的作用及lncRNA對miRNA的調控＊

楊靜 綜述；朱萱 審校

（1.南昌大學第一附屬醫院消化科，南昌 330006；2.江西宜春市人民醫院消化科，宜春 336000）

肝細胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)是全球癌癥相關死亡的第二大原因，發病率和死亡率很高[1]。近來研究表明，長鏈非編碼RNA（lncRNA）、微小RNA（miRNA）與肝癌的增殖、侵襲及轉移，與復發、轉移和預后密切相關。本文主要綜述lncRNA、miRNA在肝癌中的作用及 lncRNA、miRNA的相互作用的研究進展。

1 lnc RNAs在肝癌發生發展中的作用

1.1 促進肝癌發生發展的lncRNAs肝癌高表達基因 （highly upregulated in liver cancer，HULC）RNA作為“肝癌中上調最多的基因”于2007年被發現。HULC含500個核苷酸的轉錄序列，在肝癌患者和乙肝肝炎患者的血漿中檢測到，這一特性使HULC有望成為一種前景巨大的非侵入性生物標志物，以診斷肝臟相關疾病。同時，在肝癌或腫瘤肝轉移中，HULC水平將特異性升高，其水平的增高與其他類型的惡性腫瘤不相關。相關研究已顯示HULC能調節肝癌細胞系中的許多通路，包括對 miR-9、miR-372的抑制和轉錄因子PPAR-ɑ和 E2F1的激活[2，3]。miR-372則作為調節環路的一部分，使HULC通過環磷腺苷反應元件結合蛋白(CREB，腫瘤發生相關基因重組的重要組成部分)的磷酸化來提高其自身的表達水平。這也就證實了HULC表達水平的升高與肝癌的發生發展相關。同時，HULC如海綿般吸附結合miRNA，阻止miRNA與其天然配體的相互作用，以此下調miRNA-372的表達水平。另外，HULC激活PPAR-ɑ轉錄因子，這將導致酰基輔酶A合成酶亞型ACSL的上調及膽固醇的合成，最終促進肝癌細胞增殖[2]。HULC促進肝惡性腫瘤的發生發展的另個機制在于血管再生。HULC對轉錄因子E2F1的表達水平的上調可激活SPHK1始動因子進而產生S1P蛋白，S1P作為蛋白激酶促進血管生成[3]。

H19是第一個被報道的lncRNA。在胚胎形成時期，H19就開始表達，但由于父系印記，這一lncRNA在出生時眾多組織中的表達水平有所下調。但當有腫瘤發生或組織再生時，H19的表達水平將再次回升[4]。H19可作為一檢測指標為肝癌的診斷提供依據。晚期肝癌及預后差的病例常表現出H19過表達。以上研究提示H19表達水平的下調將抑制肝癌的進展。研究顯示：在Hep3b細胞建立的裸鼠皮下肝癌模型中，當敲除H19時，肝癌瘤體的體積將減小82%，這充分證實了H19的致瘤作用[5]。由此推測，以H19為靶點進行相關干預可以抑制肝癌的發生發展。

HOX轉錄反義 RNA（HOX transcript antisense RNA，HOTAIR）是一含有2158個核苷酸的轉錄序列，它存在于12q13.13染色體。HOTAIR表達水平的提高與肝癌患者肝切除術后或肝移植術后短期復發有密切聯系。通過干擾性小核苷酸下調HOTAIR的表達水平，這將導致體外實驗中肝癌細胞系的凋亡，同時可提高肝癌細胞對腫瘤壞死因子及化療藥物（如順鉑及阿霉素）的敏感性[6]。

肺腺癌轉移相關轉錄本（metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1，MALAT-1） 是一含8000個核苷酸的轉錄序列，廣泛存在于哺乳動物的各種組織中，如肝臟、肺、腎臟、脾、心臟和睪丸等。MALAT-1表達水平的上升見于各種常見的腫瘤，包括肝癌，且在肝臟惡性腫瘤中其表達水平異常增高。腫瘤的轉移及其五年存活率與MALAT-1高表達之間有著緊密的聯系，近期相關Meta分析證實MALAT-1可以作為這些惡性腫瘤轉移及預后的監測指標[7]。在HepG2細胞中，通過干擾性小核苷酸的干預，MALAT-1表達水平的下調將抑制惡性腫瘤的進展，同時促進細胞凋亡，惡性腫瘤細胞的侵襲性及活力因此削弱。在肝纖維化模型中，肝臟星狀細胞MALAT-1表達水平的下調將導致成纖維細胞的相關標志物生成減少[8]。

1.2 抑制肝癌發生發展的lncRNA 母本印跡表達基因 3 （maternally ex-pressed gene3，MEG3）：在正常的人體組織中，Meg3表達活躍。但在眾多惡性腫瘤中 (包括肝臟惡性腫瘤)，Meg3的表達水平將下調。且Meg3的低表達與肝癌患者復發及預后差密切相關，這一切都提示了Meg3可作為肝癌患者預后的獨立指標[9]。許多研究也證實了Meg3的過表達將導致惡性腫瘤細胞的凋亡，肝癌細胞也會因Meg3的過表達而生長增殖受抑。在肝癌細胞中，Meg3還可以結合并穩定p53蛋白，因此可以激活p53目的基因的轉錄[10]。這樣就會抑制肝癌的發生發展。另外，Meg3的過表達可導致垂體腺瘤生長受抑[11]，同樣的結果見于人類肝癌細胞異種種植模型中。在人體纖維化肝臟中，也可檢測到Meg3表達水平的顯著降低。肝臟星狀細胞的相關研究，顯示Meg3的過表達可以促進肝臟星狀細胞的凋亡，這就提示Meg3可作為一種新型的治療靶點用于肝纖維化的治療。

長鏈非編碼RNA含銅胺氧化酶4的假基因(amine oxidase copper containing 4 pseudogene，AOC4P)：來自三個肝癌患者的微型數據揭示：腫瘤組織與鄰近瘤體的正常組織比較，AOC4P的表達水平下調。在108個肝癌病例分析顯示：AOC4P低表達與肝癌預后差是相關的。在體外細胞實驗及體內惡性腫瘤異種移植實驗中，提示AOC4P的表達將抑制腫瘤細胞的增殖及轉移。同時，AOC4P有抑制波動蛋白的特性。波動蛋白是間充質細胞的主要細胞骨架成分，同時也是上皮細胞向間充質細胞轉變的標志。在臨床上現行的幾種抗腫瘤治療的靶點就是波動蛋白。換而言之，具有抑制波動蛋白特性的AOC4P定有抗腫瘤的作用。

長鏈非編碼RNA-INXS(intronic BCL-XS-inducing lncRNA，INXS)：INXS 在各種腫瘤細胞（包括HepG2肝臟惡性腫瘤細胞）中，表達水平很低。在腎臟腫瘤細胞異種種植模型中，INXS的抗腫瘤效應得到證實。INXS的表達明顯地使模型中腎癌瘤體的體積縮小[12]。

lncRNA Dreh：通過對細胞支架的調整及波動蛋白表達的抑制，在體內及體外實驗中，哺乳動物的Dreh抑制肝癌的生長與轉移。同時人體的Dreh直系同源的lncRNA（hDREH)在人體乙型肝炎所致的肝癌組織中的表達水平較鄰近非瘤體組織的低。hDREH表達水平的降低與肝癌患者的低存活率有明顯的聯系[13]。

2 miRNA在肝癌發生發展中的作用

miRNAs既能促進又能抑制肝癌的發生發展，同時也能預測肝癌的進程。

2.1 miRNAs促進肝癌的發生發展 研究表明miR-18a通過降低雌激素受體水平，誘導女性肝癌的增殖和發展[14]。miR-222通過激活AKT信號通路促進肝癌細胞的轉移[15]。miR-519d通過直接靶向細胞周期依賴性激酶抑制劑1A(CDKN1A)/p21、PTEN、絲氨酸 /蘇氨酸激酶3(AKT3)和金屬蛋白酶抑制劑2(TIMP2)，促進細胞增殖和侵襲，削弱細胞凋亡[16]。

Zhou等表明肝癌來源的miR-21通過激活癌相關的成纖維細胞(CAFs)而提升并促進癌癥進展[17]。miR-21可以將肝星狀細胞(HSCs)轉化為癌性成纖維細胞，這一過程的實現是通過直接靶向結合PTEN后，激活肝星狀細胞中的丙酮酸脫氫酶激酶1(PDK1)/AKT信號通路，并分泌血管生成因子，包括血管內皮生長因子 (VEGF)、MMP-2、MMP-9、成纖維細胞生長因子2(FGF2)和轉化生長因子 β(TGFβ)。臨床上，高水平的外泌體 miRNA-21與CAFs、肝癌患者血管密度高及高存活率相關。這些結果表明miR-21可能是預防和治療肝癌的潛在靶點。

Kogure等鑒定了11個miRNAs，包括miR-584，miR-517c，miR-378，miR-520f，miR-142-5p，miR-451，miR-518d，miR215，miR-376a，miR-133b 和miR-367，這些都高度富集于原發性肝癌外泌體[18]。 他們發現這些miRNAs參與TAK1信號傳導，它們是絲裂原激活蛋白激酶激酶(MAP3K)家族的上游成員，是肝臟細胞內穩態和腫瘤形成的重要元素。

2.2 miRNAs抑制肝癌的發生發展 miR-122可抑制肝癌腫瘤的生長及腫瘤局部浸潤，也可通過血管生成調控肝癌的肝內轉移。此外，來自脂肪組織的miR-122增強了索拉非尼對肝癌的體內抗腫瘤效果[19]。

Wang等的研究表明，來源于肝臟星狀細胞的外泌體可以向目的細胞運輸供應 miR-335-5p，并抑制肝癌細胞的增殖和侵襲，使體內腫瘤的體積縮小[20]。另一團隊的研究表明miR-335通過調節ROCK1抑制肝癌細胞的增殖、遷移和侵襲。他們認為miR-335在各種癌癥以及人類肝癌組織和4個肝癌細胞系中表達量下調[21]。這些研究為潛在的治療策略提供了信息。

Liu等研究發現，與乙型肝炎和肝硬化患者相比，肝癌患者循環中的miR-125b水平下降[22]。miR-125b通過抑制肝癌細胞的上皮-間質轉化、腫瘤生長、遷移和浸潤及肝臟惡性腫瘤細胞侵襲，實現遏制肝癌的發展發展。同時，miR-125b直接調節癌基因，如 SMAD2/4、Sirtuin7、SUV39H1，、lin-28同源基因B(LIN28B)和磷脂酰肌醇多糖錨定生物合成類F（PIGF），最終抑制肝癌的進展。

2.3 miRNAs作為生物學標志物預測肝癌的發生發展 Li等檢測來自健康對照組、乙肝患者和肝癌患者循環外泌體的11個已知的相關基因，發現miR-221，miR-191，let-7a，miR-181a，和 miR-26a的結合，可以成為一個最佳的基因參考集，使肝臟特異性miRNAs的表達標準化，從而得以全面研究慢性乙型肝炎向肝癌發展的進程[23]。因此，miRNAs可用于監測肝炎的進展，并作為肝癌早期診斷的生物標志物。

類似研究表明循環中的miRNAs可作為非侵襲性生物標志物。Sohn等提出，肝癌患者血清中外泌體內的 miR-18a、miR-221、miR-222 和 miR-224明顯高于肝硬化患者血清中的，然而肝癌患者血清中的 miR-101、miR-106b、miR-122 和 miR-195水平較肝硬化患者血清中的低[24]。因此miRNAs很可能被用作新型血清標志物以診斷惡性腫瘤。Wang等發現相對于肝纖維化者及正常者，miR-122、miR-148a、miR-1246 在肝癌患者血漿中的水平異常升高[25]。但肝癌患者與慢性肝炎患者之間，這幾種miRNAs在血漿中的水平沒有明顯差異。miR-122在肝臟中高表達，能減輕肝癌的相關表現。而且肝硬化的肝癌患者在接受肝動脈化療栓塞術（TACE）后，miR-122高表達者生存期明顯延長，這說明對于接受TACE的肝癌患者，miR-122表達水平的變化可以作為預測預后的生物學指標[26]。Fornari等發現，肝細胞癌來源的外泌體調控 miR-519d，miR-21，miR-221 和 miR-1228，這影響他們在循環和組織中的水平[27]。他們認為miR-519d相對于AFP，可成為更為可靠的肝癌診斷指標。同時，miR-519d可以用于區分肝硬化患者和肝硬化患者的早期肝細胞癌。miR-21在肝癌患者中顯著升高，血清miR-21作為獨立因素，預測肝癌復發比AFP更敏感。因此，血清中差異表達的miRNAs可作為早期檢測肝癌的潛在生物學標志物。

3 Lnc RNA調控miRNA在肝癌中的表達與活性

miRNAs是調節轉錄后 mRNAs表達的另一類非編碼RNA。LncRNAs可以在轉錄水平和轉錄后水平調節miRNA的表達，從而控制mRNAs的表達。在HCC中，lncRNAs通過表觀遺傳機制調節miRNAs的轉錄。Cui等研究表明，HULC通過誘導其啟動子高甲基化降低miR-9的表達，或者可能通過上調DNMT1實現對miR-9的調控[2]。越來越多的證據也表明：lncRNA充當miRNA的分子海綿，抑制miRNA活性，阻斷miRNA對下游靶基因的抑制作用，影響肝癌的發生發展。這些lncRNA被稱為競爭性內源RNA （ceRNA）。長鏈非編碼RNA LINC00460通過內源性競爭miR-342-3p并調控AGR2促進肝癌的發展[28]。LncRNA DCST1-AS1作為ceRNA，在肝細胞癌中通過充當miR-1254分子海綿調節FAIM2的表達，從而促進肝癌細胞的增殖[29]。Lnc-CCAT1海綿吸附miR-30c-2-3p，調節CCNE1的表達，調控肝癌細胞增殖[30]。KTN1-AS1作為ceRNA直接靶向miR-23c/ERBB2IP軸，促進肝細胞癌的腫瘤生長[31]。

4 結論

越來越多的研究證實：lncRNAs、miRNAs對于肝癌的生理病理機制研究的意義重大，在各種癌癥研究中，充當基因治療的靶點，是潛在的突破口。隨著兩者在肝臟疾病的研究的深入，它們在臨床腫瘤的診療中有廣闊的前景。