miRNAs 在肝細胞肝癌發生機制中的研究進展

毛玉熠，王志煒，童銘炯，王建忠，費迎明

原發性肝癌主要包括肝細胞癌（HCC）、肝內膽管癌及混合性肝癌，其中HCC 占80%以上。隨著現代醫學技術的發展，諸如異常凝血酶原、甲胎蛋白異質體及高爾基體蛋白73 等實驗室檢查可為HCC的早期診斷提供依據，肝臟切除術、射頻消融術及肝移植術等治療手段使部分早期HCC 得到控制。流行病學數據結果顯示，HCC 預后依舊較差，究其原因主要是早期HCC無明顯癥狀及體征，多數患者明確診斷時就已進展成晚期。miRNA 是一類廣泛存在于真核生物中的小分子非編碼RNA，參與生物體中的多種生理、病理過程。多項研究證實，一些miRNAs能調控腫瘤的發生發展，故往往在大多數癌癥中是失調的。本文就miRNAs 在HCC 發病機制中的分子及功能作用進行綜述，報道如下。

1 miRNAs 概述

非編碼RNA具體是指不能編碼蛋白質的RNA，包括長20 ～30 個核苷酸堿基的小分子RNA 和長度＞200 個核苷酸的長非編碼RNA（LncRNA）。小分子非編碼RNA 主要包括miRNA、小干擾RNA（siRNA）、piwi 相互作用RNA（piRNA）等。miRNA是一類廣泛存在于真核生物體內的單鏈內源性非編碼小分子RNA，其對靶基因的信使RNA（mRNAs）的作用取決于兩者轉錄體序列互補程度，通過發揮引導酶切、阻遏靶基因翻譯或結合抑制方式，進而起到基因調節作用。

研究發現，miRNAs 也能夠調控各種腫瘤抑制因子或致癌基因，多項實驗證實在大多數癌癥中miRNAs 表達是失調的，這些失調往往與表觀遺傳變異或基因突變相關。故miRNAs 的表達情況對癌癥的發生、發展、診斷及預后具有重要意義[1-2]。也有學者指出，miRNAs 的表達失調與肝臟代謝紊亂，肝損傷，肝纖維化，甚至HCC 的發生發展均有密切相關性[3]，這些miRNAs為HCC診斷、治療及評估預后提供了新靶點，具有可靠的臨床研究價值。

2 HCC 可能的發病機制

HCC 的發病機制是一個多階段、多步驟的復雜過程，分為啟動、促進、進展階段。在啟動階段，如過量酒精、肝炎病毒、致癌物等均能促使肝臟DNA 受損，賦予轉化細胞惡性生長能力；在促進階段，肝臟持續受炎癥刺激，導致基因組不穩定，進而出現細胞異常增殖，部分異常細胞衰老、凋亡后，機體能及時清除異常細胞，但在進展階段，這些異常增殖細胞未能及時被清除，而進一步演變成具有惡性表型的腫瘤，進行無限增殖，最后出現侵襲及轉移。故深入探究肝臟惡性腫瘤的侵襲、轉移的具體分子機制對抑制肝癌復發轉移、延長患者生存時間及提高患者生活質量具有重要意義。

隨著新一代測序技術的逐步成熟，研究人員通過全外顯子測序及肝癌全基因DNA 拷貝數分析發現肝癌發生、診治和預防過程中主要通過以下多個信號通路及炎癥因子進行調控如P53 信號通路、Wnt/ -catenin 信號通路、STAT3 信號通路等[4]。近來，也有眾多臨床研究及實驗表明，腸道菌群的失調在慢性肝病發展成HCC的過程中也起到關鍵作用，其可能與抗腫瘤免疫應答相關[5]。

值得注意的是，無論是肝炎病毒感染、非酒精性脂肪性肝病、酒精性肝病、藥物性肝病、毒物或寄生蟲等引起的慢性肝臟炎癥或DNA 受損，均可誘導HCC 的發生。

3 miRNAs在HCC發生過程中對肝再生的作用機制

與其他器官相比，肝臟具有顯著的再生能力，在急性肝損傷時，肝細胞和膽道上皮細胞（BECs）可通過不斷增殖、控制炎癥反應、重建損傷區域恢復肝臟體積及功能。在長期持續損傷的情況下，肝細胞衰老，肝臟會逐漸失去再生能力，慢性炎癥隨之而來，促進活化的肝星狀細胞（aHSC）持續激活，導致肝組織內細胞外基質ECM 過度沉積，進而形成肝纖維化，最終導致HCC[4]。有研究指出，HCC 的發生發展及復發轉移也與正常肝再生和異常肝再生之間失衡相關。異常肝再生是指異常表達的肝再生調控因子及相關受體，紊亂激活或失活的信號通路，失序的組織結構改變等，統稱為異?；驉夯母卧偕鶾6]。

3.1 miRNAs 對HCC 細胞增殖的影響 在肝損傷后的肝再生過程中，肝細胞需要經歷啟動、增殖及終止3 個階段。在啟動階段，肝細胞受細胞因子如白介素-6（IL-6）和腫瘤壞死因子-（TNF- ）的刺激后，從G0 進入到G1 期。在隨后的增殖階段，G1 期肝細胞在細胞生長因子HGF的刺激下，以周期素依賴性促進細胞增殖。當肝細胞體積及功能恢復正常時，肝再生進入終止階段，肝細胞在TGF- 和actin 的刺激下終止增殖，回到G0 期。肝臟再生受到多種分子機制的精確控制。近年來，miRNAs 被證明在細胞增殖過程中發揮關鍵作用。

研究顯示，多種miRNAs 在部分肝切術后3 ～24 h明顯上調，其作為細胞增殖的起始信號，為肝細胞再生提供負反饋，促進肝細胞增殖[7]。多項實驗表明，miR-21 在肝再生的增殖階段起到至關重要的作用。體外實驗證實[8]，miR-21 可以通過靶向抑制抑癌基因PTEN 加速肝細胞進行DNA 合成。Lv 等[9]通過敲除大鼠中的Dicer1 基因發現miR-21 明顯下調會導致肝再生抑制，其主要通過靶向抑制抑癌基因PTEN 和Ras 同源家族成員B（Rhob）發揮調控作用。miR-221 也被證實為一種促增殖基因，其可調控p27 表達發揮生物學作用[10]。有學者研究顯示[11]，miR-155-5p 可通過靶向下調CTHRC1 的表達，促進Wnt/ -catenin 信號通路激活，致使肝癌細胞增殖。與上述miRNAs 不同，miR-26a 可能是HCC 再生過程中的負調控因子。Zhou 等[12]通過對部分肝切除術后的小鼠模型進行研究發現，24 h 內miR-26a 的表達顯著下調，其可能通過調節特定細胞周期影響腫瘤細胞增殖過程。也有研究發現miR-26a 的上調通過抑制Zeste基因增強子同源物2EZH2 的表達進而阻遏肝腫瘤細胞增殖及遷移[13]。

3.2 miRNAs對肝癌細胞的凋亡的影響 凋亡是指高度調控的細胞自主有序的死亡，它發生于生物體各個生長發育階段，還用于嚴格控制細胞數量，其可通過清除受損細胞在肝臟脂肪變性、肝臟炎癥及纖維化，甚至HCC 中發揮作用。一些miRNAs 可以通過靶向抑制細胞凋亡通路分子，影響HCC的發生進展。

研究人員發現，在嚴重肝臟疾病中，miR-15b 和miR-16 在肝臟組織中均呈現上調趨勢。An 等發現miR-15b 和miR-16 可以通過靶向常見的抗凋亡基因BCL2 介導TNF 下調進而促進肝癌細胞凋亡，延緩HCC 進展。除了參與肝癌細胞增殖，miR-26a 還介導著肝癌細胞的凋亡。體外實驗證實[14]，miR-26a靶向癌基因MDM2 下調，激活MDM2/P53 負反饋環，刺激抑癌基因P53 上調，促進肝細胞凋亡。miR-125b 的異常表達在各種癌癥中都很常見。

4 miRNAs 對HCC 發生發展的作用機制

HCC 細胞具有高度多樣化的細胞群，稱之為腫瘤的異質性。HCC 的發生發展不僅僅與腫瘤細胞異質性相關，還與微環境之間的相互作用密切聯系。腫瘤免疫微環境通過免疫抑制致使免疫逃逸，促進HCC 增殖、侵襲與轉移，其過程復雜多樣，目前國內外研究尚未完全明確機制。但已有學者證實，miRNAs幾乎參與整個HCC 發生發展階段，即便是早期HCC患者中，某些miRNAs 在組織或血清中也體現了其差異性，這為臨床早期診斷及治療HCC 提供重要依據。

4.1 促進HCC發生發展的miRNAs miR-155 參與各種肝臟疾病發病過程，可能致使肝癌發生發展[3]。Xin 等[15]發現miR-155 通過抑制翻譯H3F3A 促使細胞周期蛋白CDK2 與CyclinE 相互作用，進而抑制抑癌基因P21WAF1/CIP1 的表達，促進了肝癌細胞的生長。研究顯示[16]，miR-155 可以通過靶向SOCS1蛋白激活STAT3 信號，導致基質金屬蛋白酶9（MMP9）的上調，促使HCC 的侵襲轉移。有研究通過對HCC 患者進行血清學檢測發現其miR-155 水平明顯高于正常人群，根據其敏感性及特異性結果對比，認為miR-155 或可成為HCC診斷及預后判斷的指標之一[17-18]。Frundt 等[19]通過對HCC 患者的血漿測定發現miR-192、miR-146 表達失調，且呈現高表達，是HCC和肝硬化患者有希望的診斷和預后標志物。

4.2 抑制HCC 發生發展的miRNAs miR-34a 已被證實是抑癌基因P53 的直接靶標，在人類多種癌癥組織中呈異常表達，或可成為腫瘤診斷或判斷預后的生物學標志物[20]。它在病毒性肝炎、NAFLD、NASH、酒精肝、肝纖維化和HCC 等肝臟疾病中發揮關鍵作用[21]。有研究發現，miR-34a 靶向抑制間質表皮轉化因子（MET）進而抑制HCC 細胞增殖、分化、轉移及凋亡，延緩腫瘤的侵襲與生長。但在-catenin 突變亞型的HCC 中，研究發現miR-34a 呈過表達狀態，Gougelet等[22]證實miR-34a抑制劑可以通過靶向腫瘤抑制因子HNF-4 ，下調細胞周期蛋白D1進而發揮抗肝癌細胞增殖活性，這為HCC不同亞型患者個體化治療奠定了理論基礎。在一項體內研究發現，miR-29 過表達通過直接靶向抗凋亡蛋白如BCL2 和MCL1 誘導細胞凋亡，顯著抑制HCC 發生進展[3]。Fang 等[23]研究發現，miR-29b 通過靶向抑制MMP-2 的表達，進而損害內皮細胞中的血管內皮生長因子受體2（VEGF R2）信號傳導通路，延緩HCC腫瘤血管生成、侵襲及轉移。此外，各類肝炎中炎癥誘導的miR-122 下調會導致肝臟癌變，這提示并增miR-122 可能是預防肝炎患者HCC 發生的有效策略[24]。Dong 等[25]研究證實，miR-145-5p 可直接靶向下調SPATS2，進而消除對HCC 惡性表型的調節作用，miR-145-5p 可作為HCC 的潛在治療靶標。

5 小結與展望

證據表明，多種miRNAs 在HCC 生物學過程中均發揮了至關重要的調控作用，其可促進或抑制HCC 進展，見表1。miRNAs 在肝癌患者中的異常表達，有助于為臨床尋求潛在的早期診斷HCC的生物標志物和預后標志物。

表1 可能參與HCC 發生發展的miRNAs

利益沖突 所有作者聲明無利益沖突