MicroRNA與肝癌的相關(guān)研究

游文獻(xiàn)，張莉萍

重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院檢驗(yàn)科，重慶 400016

隨著MicroRNA在部分腫瘤發(fā)生發(fā)展中的重要作用得到證實(shí)，近年來，國內(nèi)外許多學(xué)者對MicroRNA與肝癌發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移等方面的關(guān)系進(jìn)行了初步的研究，很多結(jié)果都提示MicroRNA與肝癌密切相關(guān)。本文就mRNA與肝癌的關(guān)系概述如下。

1 MicroRNA122與肝癌

MicroRNA122(miR-122)是一種調(diào)節(jié)肝臟發(fā)育的“肝特異性MicroRNA”。miR-122只在肝細(xì)胞中表達(dá)，每個細(xì)胞內(nèi)約有50000個拷貝，約占肝細(xì)胞總MicroRNA量的70%。它不僅參與肝臟分化的調(diào)節(jié)，還在維持肝臟正常功能中起著重要作用［5］。因此對于miR-122與肝癌關(guān)系的研究逐漸成為熱點(diǎn)。

Gramantieri等［6］利用含有 381個人類 MicroRNA探針的基因芯片檢測17例原發(fā)性肝癌組織及21例肝硬化組織內(nèi)MicroRNA的表達(dá)水平，發(fā)現(xiàn)35個MicroRNA在兩種組織中差異性表達(dá)，其中包括多種在其他惡性腫瘤研究中提及過的MicroRNA，如miR-221、miR-145、let-7及miR-122a等。而miR-122a在被檢測的70%的肝癌組織及所有肝癌細(xì)胞系中表達(dá)下調(diào)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)cyclin G1的mRNA為其作用靶點(diǎn)之一。而cyclin G1的異常高表達(dá)與基因組的不穩(wěn)定性密切相關(guān)，在乳癌、結(jié)直腸癌等惡性腫瘤中cyclin G1的表達(dá)水平也明顯上調(diào)［7-8］。同時在腫瘤細(xì)胞內(nèi)抑制cyclin G1的表達(dá)，可以通過減少腫瘤細(xì)胞增殖及誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡的方式抑制腫瘤生長［9］。這些效應(yīng)可能與抑制其表達(dá)使更多的細(xì)胞阻滯于G1期及間接調(diào)節(jié)P53依耐性細(xì)胞分裂路徑相關(guān)。因此，miR-122a可能是通過抑制cyclin G1的表達(dá)達(dá)到維持染色體穩(wěn)定、抑制細(xì)胞增殖、促進(jìn)細(xì)胞凋亡的作用，在肝癌發(fā)生發(fā)展中扮演著腫瘤抑制物的角色。

Bai等［10］通過體外肝癌細(xì)胞培養(yǎng)和小鼠實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，與正常肝組織相比，miR-122在多種肝癌細(xì)胞系中低表達(dá)，而ADAM10、SRF以及l(fā)gf1R基因在這些肝癌細(xì)胞系中高表達(dá)。他們通過進(jìn)一步研究證實(shí) ADAM10、SRF以及l(fā)gf1R基因正是miR-122的作用靶點(diǎn)，而ADAM10、SRF及l(fā)gf1R的高表達(dá)可推動腫瘤細(xì)胞的發(fā)生、復(fù)制、滋養(yǎng)血管的生成并增加其侵襲力。miR-122可通過抑制上述基因的表達(dá)而防止肝癌的發(fā)生、發(fā)展。同時他們將抗肝癌藥物sorafenib分別應(yīng)用于轉(zhuǎn)染和未轉(zhuǎn)染miR-122的肝癌細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)染組可以減少sorafenib的用量。

Tsai等［11］發(fā)現(xiàn)在發(fā)生肝內(nèi)轉(zhuǎn)移的肝癌細(xì)胞系中，miR-122的表達(dá)明顯下調(diào)。他們利用以生物信息學(xué)為基礎(chǔ)的計(jì)算方法及基因芯片技術(shù)分析出其作用靶點(diǎn)可能為ADAM17基因，而該基因在調(diào)節(jié)細(xì)胞黏附、遷移和轉(zhuǎn)移中起著重要作用。miR-122的下調(diào)導(dǎo)致ADAM17基因的過度表達(dá)，繼而促進(jìn)了肝癌的肝內(nèi)轉(zhuǎn)移。

2 MicroRNA21與肝癌

MicroRNA21(miR-21)是目前研究最多的MicroR-NA之一，參與多種腫瘤的發(fā)生和一系列病理生理改變，與肝臟再生、肝細(xì)胞代謝、肝臟免疫反應(yīng)及肝癌發(fā)生發(fā)展有著密切聯(lián)系。miR-21在肝癌組織中的表達(dá)明顯高于正常肝組織，約為正常肝組織中表達(dá)量的10倍［12］。在肝癌細(xì)胞中抑制miR-21的表達(dá)明顯降低其增殖力和侵襲力?；騊TEN是一種抑癌基因，其表達(dá)增加，可減少腫瘤細(xì)胞的增生、遷移和侵襲。由磷酸酰肌醇 3’-激酶(phos-phatidylinositol 3 kinase，PI3K)作用生成且能激活絲氨酸-蘇氨酸蛋白激酶的磷酸酰肌醇一 3，4，5-三磷酸 (phos-phatidylinositol 3，4，5-triphosphate，PIP3)可通過蛋白激酶B促使細(xì)胞進(jìn)入細(xì)胞分裂周期，抑制細(xì)胞凋亡，促進(jìn)腫瘤發(fā)生，而PIP3是PTEN和灶性黏連激酶的底物，PTEN直接使PIP3的D3位去磷酸化，這是PTEN抑制細(xì)胞生長和促進(jìn)凋亡的重要機(jī)制。腫瘤抑制基因PTEN是miR-21作用的靶點(diǎn)，miR-21的高表達(dá)明顯抑制了PTEN的表達(dá)，從而促進(jìn)肝癌的發(fā)生發(fā)展，增加其侵襲力。

3 MicroRNA221與肝癌

MicroRNA221(miR-221)在多種腫瘤中異常表達(dá)，如膠質(zhì)母細(xì)胞瘤、前列腺癌等，提示其與腫瘤發(fā)生密切相關(guān)。許多學(xué)者的研究發(fā)現(xiàn)miR-221在肝癌組織中高表達(dá)［7，13-15］。Gramantieri等［13］在體外將肝癌細(xì)胞株分為miR-221轉(zhuǎn)染及抑制組，利用熒光素酶基因檢測法等方法進(jìn)行檢測及分析，發(fā)現(xiàn)miR-221抑制組可促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡，而轉(zhuǎn)染組中Bmf基因表達(dá)明顯受抑制。經(jīng)進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)miR-221正是通過與Bmf基因mRNA3'-UTR結(jié)合抑制起表達(dá)。Bmf基因是一個重要的促進(jìn)細(xì)胞凋亡的基因，miR-221通過抑制Bmf基因的表達(dá)，而促進(jìn)肝癌的發(fā)生發(fā)展。近年來還有部分學(xué)者闡述其作用機(jī)制可能為高表達(dá)miR-221抑制細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑P27、P57的表達(dá)［14-15］，使得更多的細(xì)胞處于S期，促進(jìn)了腫瘤生長。

4 MicroRNA199與肝癌

MicroRNA199(miR-199)在肝癌和其他惡性腫瘤中均有許多異常表達(dá)的報(bào)告［7，16-18］，F(xiàn)ornari等［19］也對其進(jìn)行了深入研究，他們將39例肝癌標(biāo)本及10例正常肝組織標(biāo)本按一定標(biāo)準(zhǔn)篩選后，分別轉(zhuǎn)染miR-199a-3p及抑制miR-199a-3p的表達(dá)，利用熒光素酶活性測定和實(shí)時PCR等方法，發(fā)現(xiàn)miR-199a-3p轉(zhuǎn)染組可以使細(xì)胞周期阻滯于G1期，減少肝癌細(xì)胞侵襲力，提高肝癌細(xì)胞對缺氧誘導(dǎo)凋亡及阿霉素的敏感性，并最終證實(shí)mTOR和C-Met基因均為其作用靶點(diǎn)。mTOR基因在細(xì)胞生長、侵襲、凋亡及蛋白翻譯、代謝等過程中起著重要作用，抑制其表達(dá)可以使細(xì)胞周期阻滯于G1期，從而促發(fā)細(xì)胞凋亡［20］。C-Met基因有促進(jìn)新生血管形成，內(nèi)皮細(xì)胞運(yùn)動，保護(hù)細(xì)胞免受各種誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡因子影響的作用［21］。miR-99a-3p正是通過抑制上述兩種基因的表達(dá)從而促進(jìn)肝癌細(xì)胞凋亡、減少其侵襲力，增加其對誘導(dǎo)因素的敏感性。

5 MicroRNA101與肝癌

Su等［22］利用含有308個人類MicroRNA的芯片，分析肝癌細(xì)胞株、手術(shù)切除肝癌組織和正常肝細(xì)胞中MicroRNA的表達(dá)譜，發(fā)現(xiàn)29個差異性表達(dá)的MicroRNA，其中包括 miR-125b、miR-195、miR-199a 及 miR-101等11個MicroRNA在既往肝癌研究中有類似變化，而miR-101明顯下調(diào)，達(dá)94.1%。他們向肝癌細(xì)胞株及肝癌組織內(nèi)轉(zhuǎn)染miR-101，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)染組腫瘤細(xì)胞，在體外克隆受抑制，而在體內(nèi)腫瘤生長同樣受抑制，并且轉(zhuǎn)染組腫瘤細(xì)胞對饑餓及化療藥物更加敏感。進(jìn)一步試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)miR-101的靶基因?yàn)镸cL-1，McL-1是Bcl-2家族中的一種抗細(xì)胞凋亡基因，其主要致癌機(jī)制是保護(hù)細(xì)胞免受各種刺激細(xì)胞凋亡的因素的影響，降低其表達(dá)可以促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡［23-24］。miR-101可以在轉(zhuǎn)錄后水平通過與McL-1的mRNA 3'-UTR區(qū)結(jié)合，抑制Mcl-1的表達(dá)，進(jìn)而抑制肝癌的發(fā)生及發(fā)展。

6 MicroRNA602與HBV相關(guān)性肝癌

全球約有4億人感染了乙肝病毒，與乙肝病毒感染相關(guān)的原發(fā)性肝癌可達(dá)50% ～55%［25］，而我國乙肝病毒攜帶者約2億，因此，目前已有許多學(xué)者致力于MicroRNA與HBV相關(guān)性HCC的研究，Yang等［26］分別檢測慢性乙型肝炎肝組織(CH)，乙肝病毒陽性肝硬化組織(CL)，乙肝病毒陽性肝癌(HCC)組織及正常肝組織的MicroRNA，發(fā)現(xiàn)miR-602在CH、CL、HCC中的表達(dá)明顯高于正常肝臟組織，他們進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，miR-602的靶基因?yàn)?Ras-associated domain family member 1A(RASSF1A)，RASSF1A被證實(shí)是一種腫瘤抑制基因［27］。RASSF1A的失活導(dǎo)致 Ras作用的失衡，使其主要發(fā)揮了促進(jìn)生長的作用，另一方面RASSF1A基因通過抑制Ras激活生長效應(yīng)信號的傳導(dǎo)途徑而促進(jìn)細(xì)胞的凋亡、衰老、壞死和終末分化，過度表達(dá)的miR-602顯著抑制RASSF1A的表達(dá)。研究指出miR-602在HBV感染早期階段即過度表達(dá)，并通過抑制抑癌基因RASSF1A的表達(dá)來介導(dǎo)慢性乙型肝炎發(fā)展到HBV相關(guān)性肝癌的這一過程。他們還發(fā)現(xiàn)miR-602定位于9q34.3，是常見乙肝病毒基因整合位點(diǎn)，推測乙肝病毒在該區(qū)域的插入是導(dǎo)致miR-602過度上調(diào)表達(dá)的原因。miR-602可能作為HBV相關(guān)性肝癌在癌變前(如肝炎、肝硬化階段)的一個早期檢測物及在肝炎、肝硬化、肝癌階段的作為治療靶點(diǎn)。

7 MicroRNA152與肝癌

Huang等［28］研究發(fā)現(xiàn)，在 HBV相關(guān)性 HCC中，miR-152的表達(dá)較癌旁組織明顯下降，且miR-152的異常表達(dá)導(dǎo)致DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶1(DNMT1)水平上調(diào)，DNMT1在人類惡性腫瘤CpG島甲基化中起著重要作用［29］，而CpG島的轉(zhuǎn)錄沉默是抑癌基因抑制腫瘤發(fā)生的重要機(jī)制，同時低表達(dá)的miR-152，增加兩種抑癌基因 glutathione S-transferase pi 1(GSTP1)、E-cadherin 1(CDH1)的甲基化水平，因此他們指出，miR-152可通過上述兩種機(jī)制抑制肝癌的發(fā)生，扮演著腫瘤抑制物的角色。

關(guān)于MicroRNA與肝癌的研究還有很多，但大多機(jī)制尚不十分明確，仍需進(jìn)一步的研究及探討。

8 結(jié)語

肝癌是侵襲力最強(qiáng)、死亡率最高的惡性腫瘤之一，其早期診斷困難，治療手段有限，總體預(yù)后較差，嚴(yán)重危害人民健康。MicroRNA作為一類新的分子靶標(biāo)，在很多惡性腫瘤中的作用得到證實(shí)，也有越來越多的MicroRNA被應(yīng)用于腫瘤的診斷、治療及預(yù)后判斷等。許多研究都為MicroRNA應(yīng)用于肝癌的基因診斷、治療及預(yù)后判斷提供了良好的依據(jù)，具有廣闊的前景。但是總的來說，目前MicroRNA與肝癌關(guān)系的研究仍處于起步階段，很多機(jī)制仍無法闡述，并且MicroRNA在不同細(xì)胞系內(nèi)的特異性、穩(wěn)定性均較低，應(yīng)用于臨床仍需更進(jìn)一步的探索和更多證據(jù)的支持。

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