miR-122在肝細胞癌中的作用

謝亮海 吳福生

(浙江大學醫(yī)學院附屬第一醫(yī)院腫瘤外科，浙江 杭州 310003)

MicroRNA(簡稱miR)作為新型基因調節(jié)劑，通過與特定mRNA結合，或者調節(jié)特定mRNA的蛋白翻譯過程，發(fā)揮對基因表達的調節(jié)功能，繼而調控細胞生長、細胞分化、細胞凋亡等多種生命活動〔1,2〕。另外，miR還具有一定的癌基因、抑癌基因的活性，并且對應特異性miRNA表達譜〔3〕。肝細胞癌(HCC)作為我國比較常見的惡性腫瘤，具有進展快、預后差、病死率高等特點，B超、CT、甲胎蛋白等檢測方法，都是肝細胞癌的常用檢測手段，但仍存在一定的漏診率和誤診率，造成診斷不及時、治療不及時，影響了治療的臨床療效及患者的預后質量。miRNA-122在正常肝臟組織中呈現特異性高表達狀態(tài)，而在HCC中表達呈顯著性降低，因此，檢測肝臟組織或血清中miRNA-122水平，能夠提高肝細胞癌的早期診斷率，繼而指導進一步治療〔4,5〕。本文就miRNA-122的生物學特性、與HCC的發(fā)生、發(fā)展關系及用于臨床診斷及治療的研究進展進行綜述。

1 miRNA-122的生物學特性

MicroRNA作為微小型內源性單鏈非編碼RNA，能夠在轉錄后水平調控靶基因表達。MicroRNA表達水平變化時，繼而造成多種基因發(fā)生相同或不同的級聯反應，據報道，超過1 400種人類MicroRNA，參與人類基因編碼的調控作用，在細胞生長、分化、增殖、凋亡等過程中，發(fā)揮著重要的臨床作用〔6〕。有研究〔7〕表明，在癌癥相關基因表達區(qū)域，半數人類MicroRNA位于該區(qū)域，并且通過不斷地擴增、重排、刪除等方式，發(fā)揮著抑癌基因、癌基因等作用。

miRNA-122作為第18號染色體18q21.31位點的編碼基因，源自hcr基因轉錄本，并且為肝臟特異性非編碼多聚腺苷酸RNA，在肝臟組織中呈高表達，約占肝臟組織MicroRNA表達的70%〔8〕。miRNA-122在肝臟發(fā)育過程中呈現持續(xù)性表達狀態(tài)，發(fā)揮著重要的生理、病理作用。生理狀態(tài)下，miRNA-122參與肝細胞發(fā)育、肝細胞表型、分化代謝、肝細胞應答等多種生命活動。而在病理狀態(tài)下，miRNA-122促進丙型肝炎病毒(HCV)在肝細胞內的復制，與HCC的發(fā)生、發(fā)展具有密切的相關性。

有報道〔9〕證實miRNA-122僅在肝細胞中表達，并且是表達量最高的一類miRNA。miRNA-122序列在核苷酸序列數據庫中比對，發(fā)現hcr基因序列與之相匹配，后來被證實是miRNA-122的前體〔10〕。miRNA-122的最初應用于Dicer酶活性，繼而評估對delta型RNA病毒性肝炎的影響，該結果也間接證實了miRNA-122在人類細胞中表達〔11〕。后來研究表明，小鼠肝臟組織中不僅存在miRNA-122，還存在miRNA-122亞型miRNA-122a、miRNA-122b〔12〕。另外，哺乳動物物種定向進化同源基因序列的基因組檢測結果表明，miRNA-122在物種間的表達具有高度進化保守性，表明各物種間miRNA-122的原始前體在最早期動物譜系中是相同的〔13〕。

miRNA-122最早在小鼠胚胎12.5 d后的胚胎肝細胞中被檢出，其表達量較低，但隨著胚胎的發(fā)育，miRNA-122表達量呈加速升高趨勢，出生前達到一個平臺期，出生后仍繼續(xù)升高，成年肝臟中每個肝細胞中miRNA-122表達量高達50 000拷貝〔13〕。并且，有研究表明，哺乳動物胚胎期細胞中miRNA-122前體hcr基因轉錄本與miRNA-122表達的變化規(guī)律基本相同，結果證實miRNA-122在肝臟中呈特異性高表達，并且在肝臟發(fā)育、分化過程中發(fā)揮著重要的調控作用〔14〕。

2 miRNA-122與HCC的發(fā)生、發(fā)展關系

miRNA-122在肝細胞生長、肝細胞應答、脂肪代謝、病毒感染及復制、基因表達等方面發(fā)揮著重要的臨床作用。Fisher小鼠進食缺乏甲基食物，進行肝細胞癌造模實驗，實驗36 w后動物出現癌前病變，54 w后肝臟形成癌性病理變化。有研究〔15〕表明miRNA-122表達下調是HCC發(fā)生、發(fā)展中的重要生物學標志物。

miRNA-122通過調節(jié)細胞周期的細胞周期蛋白(cyclin G1)基因、癌細胞分化相關基因、氨基酰轉運蛋白、抗凋亡基因的表達，參與HCC的發(fā)生、發(fā)展〔16～19〕。肝臟特異性表達的miRNA-122在HCC組織中的表達呈明顯降低，miRNA-122表達下調必然導致其調控蛋白(如cyclin G1)表達的升高。因此，cyclin G1基因與miRNA-122在HCC組織中的表達呈負相關性。通過抑制cyclin G1表達，繼而降低細胞增殖、誘導細胞凋亡，從而限制腫瘤細胞生長。癌細胞分化相關基因(NDRG1)在轉染miRNA-122細胞中表達明顯下調。與癌旁組織相比，NDRG1在HCC組織中的表達明顯升高，并且與HCC的分化程度呈密切相關性，因此，NDRG1作為miRNA-122的作用靶基因之一，能夠用于評估HCC患者的預后程度。氨基酰轉運蛋白(CAT-1)作為miRNA-122的作用靶點之一，在各組織中均有表達，但在成人肝臟組織中的表達相對較低。miRNA-122通過與CAT-1特異性結合后，抑制CAT-1活性，從而解除“氨基酸饑餓”，因此，miRNA-122在肝細胞應激反應過程中，發(fā)揮著重要的臨床作用。另外，miRNA-122還與抗凋亡基因(Bcl-w基因)特異性結合，調控其基因表達。

3 miRNA-122用于診斷及治療的臨床意義

miRNA-122通過調控抑癌基因、癌基因的表達，參與腫瘤細胞增殖、分化、凋亡、轉移等生物過程的調控作用，由于miRNA-122在正常組織、癌組織中的表達存在明顯差異性，因此，miRNA-122檢測有利于正常組織與癌組織的鑒別診斷以及確定癌細胞的惡性特征，為腫瘤的診斷及預后評估提供重要的參考依據。

腫瘤是多基因突變所致的基因網絡調控的結果，通過治療有效調控致瘤因子，發(fā)揮縮小腫瘤或改變腫瘤特性的臨床目的。miRNA-122作為靶點基因治療的有效手段，通過導入miRNA-122調控腫瘤或誘導向正常方向發(fā)展，甚至實現腫瘤細胞的逆轉。miRNA-122具有重要的癌基因、抑癌基因功能，通過與特異性靶基因結合，降低其活性或使其失活，繼而減少相應蛋白質合成，從而發(fā)揮對腫瘤細胞的基因治療作用〔20〕。對于HCC患者，導入外源性miRNA-122能夠彌補miRNA-122在HCC組織中低表達水平所致的癌基因失調狀況，從而抗腫瘤功效。

4 總 結

miRNA-122作為基因表達中的重要成分，參與多條信號通路的調控，明確HCC組織中miRNA-122表達情況，有利于明確HCC發(fā)生、發(fā)展的發(fā)病機制，為HCC診斷及治療提供重要的理論參考依據。miRNA-122特征性表達有利于正常組織及癌組織的鑒別診斷，以miRNA-122作為靶基因分子，進行有效的基因治療，利用miRNA-122表達譜，為HCC的診斷及預后評估提供準確的參考依據，也為HCC發(fā)生、防治提供新的思路及途徑。

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