長(zhǎng)鏈非編碼RNA在肝癌中的研究進(jìn)展

龔艷清，韓濤，章坤，張倩

(1天津醫(yī)科大學(xué)第三中心臨床學(xué)院，天津300170；2天津醫(yī)科大學(xué))

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長(zhǎng)鏈非編碼RNA在肝癌中的研究進(jìn)展

龔艷清1，韓濤1，章坤2，張倩1

(1天津醫(yī)科大學(xué)第三中心臨床學(xué)院，天津300170；2天津醫(yī)科大學(xué))

摘要：長(zhǎng)鏈非編碼RNA(lncRNA)是指長(zhǎng)度超過(guò)200個(gè)核苷酸的非編碼RNA，不具有編碼蛋白質(zhì)功能。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)，與肝癌有關(guān)的lncRNA包括H19、HOC轉(zhuǎn)錄反義RNA、肝癌過(guò)表達(dá)轉(zhuǎn)錄本、肺腺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)轉(zhuǎn)錄本1、人母系表達(dá)基因3等，其與肝癌的發(fā)生、發(fā)展關(guān)系密切，有望成為新型的肝癌標(biāo)志物及治療靶點(diǎn)，在肝癌診斷、預(yù)后和治療方面應(yīng)用前景良好。

關(guān)鍵詞：肝癌；長(zhǎng)鏈非編碼核糖核酸； 母源性印記基因；HOC轉(zhuǎn)錄反義RNA；肝癌過(guò)表達(dá)轉(zhuǎn)錄本；肺腺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)轉(zhuǎn)錄本1；人母系表達(dá)基因3

研究表明，人類基因組中至少80%的DNA序列有生物活性，其中一部分活躍轉(zhuǎn)錄成RNA，無(wú)翻譯成蛋白質(zhì)的功能，被稱為非編碼RNA(ncRNA),其中包括長(zhǎng)鏈非編碼RNA(lncRNA)[1]。近年來(lái)，lncRNA的功能和機(jī)制備受關(guān)注，其通過(guò)染色體劑量補(bǔ)償作用、基因印記、表觀修飾、核質(zhì)運(yùn)輸、轉(zhuǎn)錄、剪接及翻譯等多種作用模式，參與多種生命進(jìn)程及多種疾病的病理生理過(guò)程[2,3]。有研究發(fā)現(xiàn)，一些lncRNA在肝癌組織中表達(dá)失控，與肝癌的發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移關(guān)系密切，有望成為肝癌新的診療指標(biāo)及治療靶點(diǎn)。現(xiàn)就近年來(lái)研究與肝癌相關(guān)的lncRNA綜述如下。

1H19

H19是母源性印記基因，位于人染色體11p15.5；人胚胎發(fā)育階段在很多組織中高表達(dá)，但出生后僅在乳腺、心肌和骨骼肌中少量表達(dá)，在形成腫瘤時(shí)可被重新激活。胰島素樣生長(zhǎng)因子2(IGF2)為父源性印記基因，與H19定位相近且交互印記，并在肝癌中檢測(cè)到二者異常表觀遺傳性表達(dá)[4]。H19在肝癌中可通過(guò)不同機(jī)制發(fā)揮促癌或抑癌的相反效應(yīng)，與其上游調(diào)控區(qū)及下游的通路不同有關(guān)。

許多研究表明，H19在肝癌中發(fā)揮促癌作用。目前主要有以下研究證據(jù)支持：H19在肝癌組織中表達(dá)水平明顯高于正常組織；敲除H19基因后會(huì)導(dǎo)致肝癌細(xì)胞的增殖和侵襲能力明顯減弱；H19在HCC中出現(xiàn)雙基因表達(dá)；黃曲霉素B1可通過(guò)提高H19和轉(zhuǎn)錄因子E2F1的表達(dá)水平而促進(jìn)肝癌細(xì)胞的增殖和侵襲能力，并且E2F1可與H19基因啟動(dòng)子相結(jié)合[5]。H19的表達(dá)可被在肝癌細(xì)胞中頻繁過(guò)表達(dá)的癌基因產(chǎn)物c-Myc誘導(dǎo)，c-Myc可作為轉(zhuǎn)錄因子與活化的母源染色體上H19印記調(diào)控區(qū)附近高度保守的E盒結(jié)合,促進(jìn)組蛋白乙?；?dòng)H19的表達(dá)，過(guò)表達(dá)的H19增加了肝癌細(xì)胞的增殖能力，其中一種可能機(jī)制是，H19可上調(diào)硫氧還蛋白，而該蛋白是一種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的調(diào)控因子和腫瘤形成的增效劑[6]。

近來(lái)有研究證實(shí)，H19在肝癌中發(fā)揮抑癌作用，可抑制腫瘤細(xì)胞的增殖、侵襲能力及腫瘤新血管生成。Zhang等[7]研究發(fā)現(xiàn)，H19在肝癌組織中的表達(dá)低于相對(duì)應(yīng)癌旁正常肝組織，且瘤內(nèi)外H19表達(dá)量的低比值與肝內(nèi)轉(zhuǎn)移率及腫瘤包膜的不完整性相關(guān)，并伴隨較短無(wú)復(fù)發(fā)生存率，是提示肝癌預(yù)后不良的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，進(jìn)一步闡明其機(jī)制是H19可激活miRNA-200的表達(dá)，從而抑制或反轉(zhuǎn)上皮細(xì)胞間質(zhì)轉(zhuǎn)變(EMT)，抑制進(jìn)展期HCC的浸潤(rùn)與轉(zhuǎn)移；并發(fā)現(xiàn)抑制H19和miR-675表達(dá)，可通過(guò) AKT/GSK-3β/Cdc25A信號(hào)通路發(fā)揮效應(yīng)，促進(jìn)肝癌細(xì)胞的遷移與浸潤(rùn)

2 肝癌過(guò)表達(dá)轉(zhuǎn)錄本(HULC)

HULC是首個(gè)被發(fā)現(xiàn)的肝癌細(xì)胞質(zhì)中特異性過(guò)表達(dá)的ncRNA,定位于人染色體Chr6p24.3。其在多數(shù)正常組織中不表達(dá)，在乙型病毒肝炎導(dǎo)致的肝癌(HBV-HCC)中發(fā)揮重要作用，不僅在肝癌組織中可檢測(cè)到，在結(jié)腸癌肝轉(zhuǎn)移瘤中也過(guò)表達(dá)，亦可在血液中檢測(cè)到，為其臨床應(yīng)用提供有利條件。HULC在肝癌細(xì)胞質(zhì)中過(guò)表達(dá)可能的機(jī)制是: HULC可作為ceRNA吸附并抑制多種miRNA的活性，包括與miRNA-372結(jié)合，使miRNA-372對(duì)靶基因PRKACB(一種cAMP依賴性的蛋白激酶的催化亞基)抑制作用減弱，從而促進(jìn)激酶生成并使環(huán)磷腺苷效應(yīng)元件結(jié)合蛋白(CREB)磷酸化，而HULC在肝癌細(xì)胞中的表達(dá)受轉(zhuǎn)錄因子CREB的調(diào)控，最終結(jié)果增加HULC的表達(dá)，是一種正反饋?zhàn)哉{(diào)節(jié)過(guò)程[14]。有研究表明，HBV-HCC組織中HULC表達(dá)水平與乙型肝炎x蛋白(HBx)呈正相關(guān)，而HBx對(duì)HCC的發(fā)生、發(fā)展起重要作用；且體外實(shí)驗(yàn)中證明，人肝正常細(xì)胞L-02和HepG2癌細(xì)胞中HBx可利用CREB上調(diào)HULC表達(dá)，上調(diào)的HULC會(huì)通過(guò)抑制p18促進(jìn)肝癌細(xì)胞的增殖[8]。另外，有研究顯示，結(jié)腸癌肝臟轉(zhuǎn)移瘤也能檢測(cè)到HULC過(guò)表達(dá)，而結(jié)腸原發(fā)癌中未檢測(cè)到HULC過(guò)表達(dá)，這提示HULC過(guò)表達(dá)可能與肝臟的內(nèi)環(huán)境有關(guān)[9]。

3HOC轉(zhuǎn)錄反義RNA(HOTAIR)和肺腺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)轉(zhuǎn)錄本1(MALAT1)

HOTAIR來(lái)源于人類染色體12q13.13 HOXC基因的反義鏈，是第1個(gè)被發(fā)現(xiàn)的具有反式調(diào)控作用的lncRNA，遠(yuǎn)距離調(diào)控2號(hào)染色體上的HOXD基因。HOTAIR在肝癌中的表達(dá)明顯上調(diào)，促進(jìn)肝癌生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移，與肝癌術(shù)后復(fù)發(fā)及預(yù)后密切相關(guān)。有研究顯示，肝癌組織中過(guò)表達(dá)HOTAIR的患者肝移植術(shù)后易出現(xiàn)腫瘤復(fù)發(fā)及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，無(wú)復(fù)發(fā)生存期縮短，是肝移植術(shù)后肝癌復(fù)發(fā)的獨(dú)立危險(xiǎn)因素；且體外實(shí)驗(yàn)中利用siRNA抑制肝癌細(xì)胞系中HOTAIR的表達(dá)，可影響肝癌細(xì)胞的生存力和侵襲力，并提高對(duì)化療藥物的敏感性[10]。以上提示肝癌中過(guò)表達(dá)的lncRNA-HOTAIR可促進(jìn)肝癌細(xì)胞的生長(zhǎng)及轉(zhuǎn)移，并有望成為新的肝癌預(yù)后分子及治療靶點(diǎn)。值得注意的是，最近有研究發(fā)現(xiàn)HOTAIR在一部分肝癌細(xì)胞中低表達(dá)，需進(jìn)一步研究。

MALAT1是最早被確定的轉(zhuǎn)移相關(guān)基因，來(lái)源于人染色體chr11p。其在人體大多數(shù)正常組織中均表達(dá)，可以通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞核中磷酸化形式的絲氨酸/精氨酸豐富剪接因子(SR蛋白)的水平來(lái)調(diào)控選擇性剪接，在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控基因表達(dá)。與HOTAIR類似，研究表明MALAT1在體外肝癌細(xì)胞株和體內(nèi)肝癌組織中均上調(diào)表達(dá)，過(guò)表達(dá)的MALAT1可作為肝移植術(shù)后復(fù)發(fā)的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，尤其適用于超出米蘭標(biāo)準(zhǔn)的患者；且體外實(shí)驗(yàn)中干擾HepG2細(xì)胞珠中MALAT1的表達(dá)會(huì)明顯影響細(xì)胞的生存力、遷移活力和侵襲能力，增加對(duì)化療藥物的敏感性[11]。

綜合分析，lncRNA-HOTAIR及MALAT1單獨(dú)或聯(lián)合作用可能在肝癌進(jìn)展中發(fā)揮重要作用，并且有機(jī)會(huì)作為肝移植后肝癌復(fù)發(fā)新的生物標(biāo)記物和肝癌治療靶點(diǎn)。

4人母系表達(dá)基因3 (MEG3)

MEG3來(lái)源于人染色體14q32.3的母系印記基因, 是小鼠母系印記基因Gtl2的人類同源物，在多數(shù)正常細(xì)胞中表達(dá)，在很多人的腫瘤中起抑癌作用并表達(dá)下調(diào)。有研究顯示，MEG3在肝癌中表達(dá)下調(diào)210倍，其表達(dá)抑制受表觀遺傳學(xué)的調(diào)控。肝癌細(xì)胞中MEG3的啟動(dòng)子的CRE區(qū)域存在CpG超甲基化，從而影響MEG3的轉(zhuǎn)錄；且MEG3可作為miRNA-29的靶分子，調(diào)控肝癌細(xì)胞生長(zhǎng)。研究表明，MEG3在肝癌中通過(guò)p53依賴途徑和p53非依賴途徑發(fā)揮抑癌作用，MEG3可使E3泛素連接酶MDM2水平下調(diào)，進(jìn)而減少p53泛素化而提高p53蛋白水平，同時(shí)增加p53與細(xì)胞增殖抑制劑GDF15啟動(dòng)子的結(jié)合并促進(jìn)后者轉(zhuǎn)錄而抑制肝癌的發(fā)生；實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，MEG3也可抑制敲除了p53基因的肝癌細(xì)胞增殖。因此，MEG3可通過(guò)其他途徑發(fā)揮抑癌作用[12]。

5其他lncRNA

研究發(fā)現(xiàn)，MVIH是一種過(guò)表達(dá)的肝癌微血管侵犯相關(guān)lncRNA，其可通過(guò)抑制肝癌細(xì)胞分泌磷酸甘油酸激酶1(PGK1),從而使PGK1的抗腫瘤血管生成作用受到抑制，促進(jìn)腫瘤誘導(dǎo)的微血管生成作用，從而促進(jìn)肝癌生長(zhǎng)和肝內(nèi)外轉(zhuǎn)移[13]。

HEIH是一種在肝癌中高表達(dá)的lncRNA，可通過(guò)與Zeste 同源序列2的增強(qiáng)子(EZH2)相互作用，從而作用于其靶基因如p15、p16、p21、p57,催化啟動(dòng)子組蛋白過(guò)度甲基化而抑制細(xì)胞周期相關(guān)基因的表達(dá)，在表觀遺傳學(xué)層面參與肝癌細(xì)胞周期調(diào)控，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖[14]。

Huang等[15]研究發(fā)現(xiàn)，Dreh是由HBx下調(diào)表達(dá)的一種lncRNA，可以通過(guò)抑制中間絲的波形蛋白，導(dǎo)致正常的細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)改變，在體內(nèi)外均抑制肝癌細(xì)胞的生長(zhǎng)與轉(zhuǎn)移，在HBV-HCC發(fā)展過(guò)程中起抑癌作用。

LET是一種在腫瘤中低表達(dá)的lncRNA，在正常組織中發(fā)揮抑癌基因作用，而在癌組織中與低氧誘導(dǎo)癌轉(zhuǎn)移相關(guān)。癌組織形成的低氧微環(huán)境促使組蛋白去乙酰酶3水平升高，后者抑制調(diào)控LET表達(dá)，進(jìn)而減少核因子90(NF90)的降解，使得NF90下游靶基因HIF1 等蛋白水平發(fā)生改變，從而促進(jìn)肝細(xì)胞轉(zhuǎn)移。體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)表明，LET可有效抑制肝癌的侵襲轉(zhuǎn)移能力[16]。

uc002mbe.2是一種在肝癌組織中低表達(dá)的lncRNA，是潛在的抑癌基因，能介導(dǎo)組蛋白去乙酰化酶抑制劑曲古抑菌素A(TSA)誘導(dǎo)的肝癌細(xì)胞凋亡。最近研究顯示，在HCC的TSA的治療中，uc002mbe.2表達(dá)反應(yīng)性上調(diào)300倍，并且敲除uc002mbe.2基因可有效降低TSA的促凋亡效應(yīng)，證明TSA誘導(dǎo)的癌細(xì)胞凋亡作用依賴于uc002mbe.2的參與[17]。

有研究報(bào)道，RNA結(jié)合蛋白PCBP2基因9號(hào)外顯子位置有可轉(zhuǎn)錄出一種命名為TUC338的超保守元件,獨(dú)立于PCBP2蛋白表達(dá)。TUC338高表達(dá)于肝癌細(xì)胞中，并可調(diào)控癌變細(xì)胞增殖及周期，促進(jìn)肝癌發(fā)展，其機(jī)制仍需進(jìn)一步研究。另外，還有很多l(xiāng)ncRNA被發(fā)現(xiàn)，如ROR也是在肝細(xì)胞癌中呈高表達(dá)的lncRNA，可誘導(dǎo)多功能干細(xì)胞及表皮干細(xì)胞的活性，促進(jìn)癌細(xì)胞無(wú)限增殖，并與耐藥形成有關(guān)[18]。

現(xiàn)階段人們對(duì)lncRNA及其功能的研究只是冰山一角，但已為人類對(duì)于基因組表達(dá)和疾病的發(fā)生機(jī)制提供了新的視角。隨著人們對(duì)lncRNA與肝癌關(guān)系的日益重視，越來(lái)越多的與肝癌相關(guān)的lncRNA會(huì)被發(fā)現(xiàn)和研究；同時(shí)，它們?cè)诟伟┌l(fā)生、發(fā)展中的作用機(jī)制將逐漸被豐富，有望幫助人們對(duì)肝癌有更深入的了解，并期待能為臨床做出貢獻(xiàn)，在肝癌的預(yù)測(cè)、診斷、預(yù)后和治療中有新的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1] Consortium EP. An integrated encyclopedia of DNA elements in the human genome[J]. Nature, 2012,489(7414):57-74.

[2] Ponting CP, Oliver PL, Reik W. Evolution and functions of long noncoding RNAs[J]. Cell, 2009,136(4):629-641.

[3] Xiaoqing H, Dandan L, Juan W. Long non-coding RNAs in plants[J]. Yi Chuan, 2015,37(4):344-59.

[4] Wu J, Qin Y, Li B, et al. Hypomethylated and hypermethylated profiles of H19DMR are associated with the aberrant imprinting of IGF2 and H19 in human hepatocellular carcinoma[J]. Genomics, 2008,91(5):443-450.

[5] Lv J, Yu YQ, Li SQ, et al. Aflatoxin B1 promotes cell growth and invasion in hepatocellular carcinoma HepG2 cells through H19 and E2F1[J]. Asian Pac J Cancer Prev, 2014,15(6):2565-2570.

[6] Barsyte-Lovejoy D, Lau SK, Boutros PC, et al. The c-Myc oncogene directly induces the H19 noncoding RNA by allele-specific binding to potentiate tumorigenesis[J].Cancer Res,2006,66(10):5330-5337.

[7] Zhang L, Yang F, Yuan JH, et al. Epigenetic activation of the MiR-200 family contributes to H19-mediated metastasis suppression in hepatocellular carcinoma[J]. Carcinogenesis, 2013,34(3):577-586.

[8] Du Y, Kong G, You X, et al. Elevation of highly up-regulated in liver cancer (HULC) by hepatitis B virus X protein promotes hepatoma cell proliferation via down-regulating p18[J]. J Biol Chem,2012,287(31):26302-26311.

[9] Matouk IJ, Abbasi I, Hochberg A, et al. Highly upregulated in liver cancer noncoding RNA is overexpressed in hepatic colorectal metastasis[J].Eur J Gastroenterol Hepatol, 2009,21(6):688-692.

[10] Yang Z, Zhou L, Wu LM, et al. Overexpression of long non-coding RNA HOTAIR predicts tumor recurrence in hepatocellular carcinoma patients following liver transplantation[J]. Ann Surg Oncol, 2011,18(5):1243-1250.

[11] Lai MC, Yang Z, Zhou L, et al. Long non-coding RNA MALAT-1 overexpression predicts tumor recurrence of hepatocellular carcinoma after liver transplantation[J]. Med Oncol, 2012,29(3):1810-1816.

[12] Zhou Y, Zhong Y, Wang Y, et al. Activation of p53 by MEG3 non-coding RNA[J]. J Biol Chem, 2007,282(34):24731-24742.

[13] Yuan SX, Yang F, Yang Y, et al. Long noncoding RNA associated with microvascular invasion in hepatocellular carcinoma promotes angiogenesis and serves as a predictor for hepatocellular carcinoma patients′ poor recurrence-free survival after hepatectomy[J]. Hepatology, 2012,56(6):2231-2241.

[14] Yang F, Zhang L, Huo XS, et al. Long noncoding RNA high expression in hepatocellular carcinoma facilitates tumor growth through enhancer of zeste homolog 2 in humans[J]. Hepatology, 2011,54(5):1679-1689.

[15] Huang JF, Guo YJ, Zhao CX, et al. Hepatitis B virus X protein (HBx)-related long noncoding RNA (lncRNA) down-regulated expression by HBx (Dreh) inhibits hepatocellular carcinoma metastasis by targeting the intermediate filament protein vimentin[J]. Hepatology, 2013,57(5):1882-1892.

[16] Yang F, Huo XS, Yuan SX, et al. Repression of the long noncoding RNA-LET by histone deacetylase 3 contributes to hypoxia-mediated metastasis[J]. Mol Cell, 2013,49(6):1083-1096.

[17] Yang H, Zhong Y, Xie H, et al. Induction of the liver cancer-down-regulated long noncoding RNA uc002mbe.2 mediates trichostatin-induced apoptosis of liver cancer cells[J].Biochem Pharmacol, 2013,85(12):1761-1769.

[18] Loewer S, Cabili MN, Guttman M, et al. Large intergenic non-coding RNA-RoR modulates reprogramming of human induced pluripotent stem cells[J]. Nat Genet, 2010,42(12):1113-1117.

(收稿日期：2015-12-02)

中圖分類號(hào)：R735.7

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-266X(2016)10-0096-03

doi：10.3969/j.issn.1002-266X.2016.10.044

通信作者：韓濤(E-mail: hantaomd@126.com)

基金項(xiàng)目：國(guó)家科技第十二五重大專項(xiàng)(2012ZX10002004-011)；天津市科委基金項(xiàng)目(13RCGFSY19200)。