LncRNA MALAT1作為競爭性內(nèi)源RNA在肝癌中的研究進展

孫永康，趙志堅，趙秀芬，馬 波，唐才喜

肝細(xì)胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC)是全球發(fā)病率和病死率均較高的惡性腫瘤，已成為癌癥相關(guān)死亡的第二大原因[1]。近年HCC的診斷和治療取得較大進展，但晚期HCC患者預(yù)后仍較差。目前HCC的發(fā)病機制仍未完全闡明，深入分析HCC的發(fā)生、發(fā)展機制，將有助于發(fā)現(xiàn)新的HCC診斷標(biāo)志物和治療靶點。肺腺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)轉(zhuǎn)錄子1(metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1, MALAT1)是最早發(fā)現(xiàn)在癌癥中起作用的LncRNA，定位于染色體11q13上[2]。近年研究表明，MALAT1在HCC中表達(dá)增高，參與HCC的發(fā)生、發(fā)展并調(diào)控其多種生物學(xué)過程，可作為HCC的診斷和預(yù)后標(biāo)志物[3-4]。在MALAT1參與HCC進展的多種調(diào)節(jié)機制中，MALAT1發(fā)揮競爭性內(nèi)源RNA(competing endogenous RNA, ceRNA)作用，充當(dāng)miRNA分子海綿調(diào)節(jié)下游靶基因或信號通路的機制在HCC發(fā)生、發(fā)展中起關(guān)鍵作用[3,5]。因此，理解MALAT1作為ceRNA促進HCC發(fā)生、發(fā)展的機制可能為HCC的診斷和治療提供新線索。

1 MALAT1簡述

長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA, LncRNA)是一類長度大于200個核苷酸的非編碼RNA，在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展中起關(guān)鍵作用[6]。MALAT1作為LncRNA家族成員之一，由Ji等于2003年研究早期非小細(xì)胞肺癌時被發(fā)現(xiàn)，是最早被確定在腫瘤中起作用的LncRNA，其在哺乳動物中高度保守，長度約8.5 kb，定位于染色體11q13上。近年研究表明[3,5]，MALAT1在HCC中呈高表達(dá)，參與HCC發(fā)生、發(fā)展中的多種調(diào)控通路及生物學(xué)過程；其中，MALAT1參與ceRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，調(diào)節(jié)miRNA下游靶基因或信號通路的機制成為HCC的主要特征[7]。越來越多的證據(jù)表明[3-4]，MALAT1有望成為HCC的分子診斷及預(yù)后標(biāo)志物和潛在治療靶點。

2 MALAT1作為ceRNA在HCC中的作用

近年ceRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)備受學(xué)術(shù)界關(guān)注，研究表明致癌或抑癌的LncRNA可以作為ceRNA，海綿miRNA調(diào)節(jié)其靶基因[8]。其概念是指一種RNA能夠通過miRNA反應(yīng)元件(miRNA response element, MRE)競爭性結(jié)合相同MRE的miRNA，從而減弱miRNA對另一種靶RNA的抑制作用，此亦稱為“海綿作用”[9]。當(dāng)LncRNA高表達(dá)時，通過MRE橋梁與更多的miRNA結(jié)合，間接地調(diào)控靶RNA的表達(dá)水平，從而調(diào)控細(xì)胞功能。因此，相比傳統(tǒng)的miRNA-mRNA調(diào)控模式，LncRNA-miRNA-mRNA是一種新的基因表達(dá)調(diào)控模式[8]。越來越多的研究表明[7,10-12]，LncRNA MALAT1作為ceRNA表現(xiàn)出致癌特性，間接性減弱miRNA對下游靶基因或通路的抑制，從而通過干細(xì)胞更新、血管生成、增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移、凋亡、自噬、上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition, EMT)以及化療耐藥等生物學(xué)功能促進HCC的進展。本文歸納并總結(jié)了MALAT介導(dǎo)的ceRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)在HCC中的功能(表1)。

表1 肝細(xì)胞癌中MALAT1介導(dǎo)的ceRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)

2.1 HCC干細(xì)胞HCC干細(xì)胞具有高增殖、自我更新、高致瘤性、耐化療等特點，其豐度同HCC惡性程度呈正相關(guān)。研究HCC干細(xì)胞的調(diào)控機制有助于理解HCC的發(fā)病機制和尋找新的治療策略。有證據(jù)表明，LncRNA MALAT1通過充當(dāng)miRNA的ceRNA啟動HCC的發(fā)展，從而有助于維持癌癥干細(xì)胞的特性。He等[7]發(fā)現(xiàn)乙肝病毒X(HBx)蛋白通過依賴PI3K/Akt信號通路，能誘導(dǎo)HCC促進HCC干細(xì)胞的產(chǎn)生，其具體機制是MALAT1通過ceRNA作用，充當(dāng)miR-124海綿激活PI3K/Akt信號通路，從而增強HBx蛋白誘導(dǎo)的腫瘤干細(xì)胞特性，最終促進HBV相關(guān)性HCC的發(fā)展。此外，有研究表明，LncRNA-MALAT1反向剪切而產(chǎn)生的circ-MALAT1可以作為miR-6887-3p的海綿增強JAK2的磷酸化水平，從而激活JAK2/STAT3信號通路并促進HCC干細(xì)胞的自我更新[13]。因此，MALAT1介導(dǎo)的ceRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)可能成為HCC干細(xì)胞潛在的治療靶點。

2.2 HCC血管生成血管生成與HCC的生長、增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移密切相關(guān)[14]。HCC血管生成的機制復(fù)雜，探討調(diào)控HCC血管生成的因素對提高抗血管生成治療水平具有重要意義。新的證據(jù)表明，MALAT1作為ceRNA與HCC血管生成密切相關(guān)。在HCC患者、異種小鼠模型和HCC細(xì)胞系的研究中發(fā)現(xiàn)，miR-3064-5p通過抑制FOXA1/CD24/Src通路發(fā)揮抗血管生成作用，然而MALAT1可通過海綿吸附miR-3064-5p發(fā)揮ceRNA作用，減輕對FOXA1通路的抑制作用，從而促成HCC血管生成[10]。此外，Hou等[14]發(fā)現(xiàn)miR-140是MALAT1的重要下游靶點，miR-140能靶向抑制VEGFA和M2巨噬細(xì)胞極化的表達(dá)，從而抑制血管生成、減弱免疫抑制特性，然而MALAT1可作為miR-140分子海綿，抑制miR-140的調(diào)控作用，促進HCC細(xì)胞的血管生成和免疫抑制。因此，MALAT1介導(dǎo)的ceRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)可能是HCC抗血管生成治療的靶點。

2.3 HCC增殖、凋亡、自噬、侵襲、轉(zhuǎn)移和EMTMALAT1作為ceRNA調(diào)控miRNA下游的靶基因和信號通路，從而調(diào)節(jié)HCC細(xì)胞的增殖、凋亡、自噬、侵襲、轉(zhuǎn)移和EMT。近年的兩項研究發(fā)現(xiàn)，MALAT1介導(dǎo)的ceRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)通過調(diào)控miRNA下游信號通路發(fā)揮其生物學(xué)功能。Peng等[12]發(fā)現(xiàn)MALAT1可通過海綿吸附miR-146a來調(diào)控HCC細(xì)胞的增殖、凋亡和自噬，而miR-146a下調(diào)能靶向上調(diào)PI3K，繼而影響下游Akt和mTOR的磷酸化，從而通過靶向PI3K/Akt/mTOR信號軸抑制HCC細(xì)胞的凋亡和自噬；Liu等[15]研究結(jié)果表明，MALAT1充當(dāng)分子海綿吸收miR-195，使miR-195不能抑制下游靶點EGFR，EGFR過表達(dá)激活PI3K/Akt和JAK/STAT通路，促進HCC細(xì)胞的生長活性。此外，眾多研究發(fā)現(xiàn)，MALAT1介導(dǎo)的ceRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)可以通過調(diào)節(jié)miRNA的靶基因發(fā)揮生物學(xué)功能。Yu等[3]發(fā)現(xiàn)MALAT1作為miR-142-3p的ceRNA，減弱對靶基因SMAD5的抑制作用，從而抑制細(xì)胞凋亡、促進HCC細(xì)胞的增殖和侵襲；Chen等[16]研究發(fā)現(xiàn)MALAT1可通過海綿化miR-143-3p調(diào)節(jié)ZEB1的表達(dá)，促進HCC細(xì)胞的增殖和侵襲；Liu等[17]研究結(jié)果顯示，致瘤轉(zhuǎn)錄因子FOXM1是miR-125a-3p的靶點，miR-125a-3p可抑制其在HCC中的表達(dá)，進一步發(fā)現(xiàn)MALAT1可作為miR-125a-3p的分子海綿，正向調(diào)控FOXM1表達(dá)，促進HCC的侵襲和轉(zhuǎn)移；Cui等[18]在體外HCC細(xì)胞試驗中發(fā)現(xiàn)，miR-124-3p上調(diào)能抑制下游靶點Slug的mRNA和蛋白的表達(dá)，從而抑制HCC的侵襲和轉(zhuǎn)移，而MALAT1作為內(nèi)源性海綿抑制miR-124-3p與其靶基因Slug的結(jié)合，從而增加Slug的表達(dá)，促進HCC的侵襲和轉(zhuǎn)移；Li等[11]研究結(jié)果表明miR-146b-5p通過靶向TRAF6介導(dǎo)的Akt磷酸化抑制HCC的生長和轉(zhuǎn)移，MALAT1作為miR-146b-5p的分子海綿下調(diào)其在HCC中的表達(dá)，從而促進HCC的生長和轉(zhuǎn)移；Hou等[19]研究發(fā)現(xiàn)MALAT1通過競爭性結(jié)合miR-204，減少其對SIRT1的抑制作用，促進SIRT1對HCC的侵襲和轉(zhuǎn)移過程。少數(shù)研究發(fā)現(xiàn)，EMT、缺氧機制以及調(diào)控下游蛋白能促進HCC發(fā)生、發(fā)展。SNAI1作為EMT中的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子，也是miR-22的直接靶點，MALAT1能海綿吸附miR-22，并能促進EZH2在miR-22啟動子區(qū)域富集而抑制miR-22的轉(zhuǎn)錄，正向調(diào)節(jié)SNAI1的表達(dá)，從而促成HCC細(xì)胞通過EMT獲得間充質(zhì)特性發(fā)生侵襲和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移[20]；Pan等[21]研究結(jié)果表明，MALAT1可以作為ceRNA競爭性結(jié)合miR-30a-5p，從而調(diào)節(jié)下游vimentin的表達(dá)，促進HCC的侵襲和轉(zhuǎn)移；Zhao等[1]證實miR-200a能抑制HCC細(xì)胞增殖，但在缺氧條件下的體外HCC細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)，MALAT1通過“海綿”作用負(fù)向調(diào)控miR-200a表達(dá)促進HCC細(xì)胞增殖，但參與其調(diào)控的潛在分子機制待進一步研究。因此，結(jié)合上述研究結(jié)果，MALAT1介導(dǎo)的ceRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)有望成為HCC的潛在治療靶點，但靶向治療在HCC臨床應(yīng)用中的適用性和表觀遺傳學(xué)調(diào)節(jié)仍需進行更多的研究。

2.4 HCC耐藥放化療能延長HCC患者生存時間，但遠(yuǎn)期療效不佳，臨床若出現(xiàn)耐藥，腫瘤更易發(fā)生復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移。近年有實驗證明，MALAT1作為ceRNA在介導(dǎo)HCC耐藥中發(fā)揮著重要作用。Fan等[22]研究發(fā)現(xiàn)miR-140-5p/Aurora-A信號軸參與了索拉非尼耐藥，MALAT1通過競爭性結(jié)合miR-140-5p上調(diào)Aurora-A的表達(dá)，從而促進HCC細(xì)胞對索拉非尼的耐藥性；Yuan等[23]研究發(fā)現(xiàn)HCC細(xì)胞在缺氧狀態(tài)下，HIF-2α的上調(diào)能誘導(dǎo)MALAT1表達(dá)，MALAT1通過ceRNA作用下調(diào)miR-216b增強自噬，故通過HIF-2α-MALAT1-miR-216b軸調(diào)節(jié)自噬而產(chǎn)生多重耐藥。因此，MALAT1介導(dǎo)的ceRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)可能為克服HCC耐藥提供新線索，但未來仍需進一步深入探究其耐藥機制，將有助于提高HCC治療水平。

3 結(jié)語

MALTA1介導(dǎo)的ceRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)提供了一種新的調(diào)控模式，不僅在HCC的發(fā)生、發(fā)展中起關(guān)鍵作用，而且為HCC的診斷和治療提供參考。雖然近年MALAT1作為ceRNA調(diào)控HCC的報道越來越多，但是ceRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的詳細(xì)機制以及MALAT1和HCC關(guān)系的深入研究仍處于初步階段。因此，未來仍需要深入探究大量的分子機制，以探索HCC中特異性MALAT1介導(dǎo)的ceRNA軸，這將為識別新的HCC診斷和預(yù)后標(biāo)志物以及為HCC患者治療提供有希望的靶點。