長鏈非編碼RNA在肝細(xì)胞癌中的研究進(jìn)展

張爭運(yùn) 張國梁 常越

作者單位：300162 天津 武警特色醫(yī)學(xué)中心消化二科

肝細(xì)胞癌(HCC)是肝臟惡性腫瘤的主要組織學(xué)類型，由于其預(yù)后極差，一直受到全球關(guān)注。最近研究發(fā)現(xiàn)長鏈非編碼RNA(LncRNA)在HCC中有差異表達(dá)，暗示它們可能在HCC的發(fā)病機(jī)制和轉(zhuǎn)移發(fā)生過程中存在不同的作用。然而，目前LncRNA導(dǎo)致HCC的潛在的機(jī)制仍未明確。本綜述，我們總結(jié)有關(guān)肝細(xì)胞癌組織中一些已經(jīng)研究明確的差異表達(dá)的LncRNA的功能和其作用機(jī)制，希望能夠?qū)ncRNA的詳細(xì)機(jī)制及其在臨床中的應(yīng)用進(jìn)行更全面的分析，如用作HCC的早期診斷和患者結(jié)局預(yù)測等生物標(biāo)志物以及潛在治療的靶點(diǎn)。

肝臟惡性腫瘤中肝細(xì)胞癌(HCC)占70%～85%，為肝臟惡性腫瘤最常見的組織學(xué)類型，也是世界范圍內(nèi)死亡的第三大癌癥原因[1]。這些年來，隨著對基因組學(xué)的進(jìn)一步研究，其中的非蛋白質(zhì)編碼人類分析取得了許多進(jìn)展，并發(fā)現(xiàn)了缺乏編碼蛋白功能的大RNA轉(zhuǎn)錄本的大量轉(zhuǎn)錄，稱為長鏈非編碼RNA(LncRNA)。且大量研究發(fā)現(xiàn)，LncRNA與HCC發(fā)生及發(fā)展過程相關(guān)。據(jù)估計(jì)，蛋白質(zhì)編碼基因僅占人類基因組的不到2%，而人類基因組的近70%被普遍轉(zhuǎn)錄[2]。非編碼RNA大量從人類基因組轉(zhuǎn)錄，但LncRNA曾被認(rèn)為是身體“垃圾”或轉(zhuǎn)錄“噪音”。但近些年來的大量報(bào)告表明，微小RNA(miRNA)和LncRNA在腫瘤發(fā)生中發(fā)揮監(jiān)管作用[3]。

LncRNA是指大于200個(gè)核苷酸(nt)的長度，通常定義為內(nèi)源性細(xì)胞的RNA分子[4]。LncRNA可以通過RNA聚合酶II轉(zhuǎn)錄，然后進(jìn)行共轉(zhuǎn)錄修飾，包括多腺苷酸化和前RNA剪接[5]。許多研究指出，LncRNA轉(zhuǎn)錄本在各種生物過程中發(fā)揮重要作用，因?yàn)樗鼈冊诨蛴∮浐图艚?，染色質(zhì)修飾，免疫監(jiān)視，細(xì)胞周期控制和細(xì)胞凋亡中起作用，如充當(dāng)核結(jié)構(gòu)，RNA處理增強(qiáng)子和啟動子[6]。

近年來，關(guān)于LncRNA的研究日益更新，某些LncRNA與專門癌癥關(guān)系日益被發(fā)現(xiàn)，全基因組轉(zhuǎn)錄組分析已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，部分LncRNA在HCC細(xì)胞系或癌組織存在差異[7]。而這也表明，LncRNA很可能與HCC的癌發(fā)生直接相關(guān)。本綜述將重點(diǎn)總結(jié)在HCC中驗(yàn)證的相關(guān)的LncRNA情況，同時(shí)，本文也將總結(jié)他們在HCC發(fā)生中的機(jī)制和信號通路進(jìn)展。

一、與HCC發(fā)生相關(guān)的LncRNA

下列LncRNA已被廣泛研究，并且它們被認(rèn)為與HCC中的腫瘤生長和增殖有關(guān)。隨著進(jìn)一步的臨床試驗(yàn)，它們在HCC的預(yù)測和診斷中的應(yīng)用將成為可能。

(一)HULC HULC是第一個(gè)在肝癌中鑒定的LncRNA。HULC可以通過下調(diào)其鄰居基因p18(真核翻譯延伸因子1，EEF1E1)來加速HCC的生長，并通過上調(diào)振蕩器CLOCK 來干擾HCC的晝夜節(jié)律。HULC上調(diào)的機(jī)制中，HBx蛋白通過與CREB相互作用調(diào)節(jié)CREB依賴性啟動子的轉(zhuǎn)錄，然后，轉(zhuǎn)錄因子CREB有助于HULC啟動子活化[8]。HULC中rs7763881的變異基因型有助于降低持久性HBV攜帶者的HCC易感性。HULC中的單核苷酸多態(tài)性(SNPs)與HBV慢性感染和HCC的發(fā)生相關(guān)[9]。故HULC可能具有預(yù)測臨床實(shí)踐預(yù)后的潛力。

(二)LncRNA-hPVT1 LncRNA-hPVT1具有促進(jìn)細(xì)胞增殖，調(diào)節(jié)細(xì)胞周期的功能，并且還可以作為HCC細(xì)胞中干細(xì)胞樣內(nèi)容物發(fā)揮作用。LncRNA-hPVT1 通過增強(qiáng)NOP2蛋白的穩(wěn)定性上調(diào)核仁蛋白p120(NOP2)。研究表明，轉(zhuǎn)化生長因子(TGF)-β1/LncRNA-hPVT1 / NOP2通路在HCC的進(jìn)展中異常。因此，LncRNA-hPVT1可通過影響HCC細(xì)胞的干細(xì)胞樣潛能并促進(jìn)HCC的生長?？梢姡ㄟ^調(diào)節(jié)LncRNA-hPVT1/NOP2途徑肯定能對HCC的治療獲益[10]。

(三)UFC1 最近有一項(xiàng)與HCC增殖相關(guān)的LncRNA研究為LncRNA-UFC1(GenBank登錄號KJ809564)。研究人員發(fā)現(xiàn)LncRNA-UFC1上調(diào)也可促進(jìn)HCC細(xì)胞增殖，誘導(dǎo)細(xì)胞周期進(jìn)展并抑制細(xì)胞凋亡[11]。LncRNA-UFC1誘導(dǎo)HuR易位，通過沉默HuR表達(dá)可以消除HCC中LncRNA-UFC1功能的抑制功能。此外，miR-34a的過表達(dá)也可顯著抑制LncRNA-UFC1表達(dá)而細(xì)胞周期相關(guān)蛋白產(chǎn)生影響，而促進(jìn)細(xì)胞增殖和HuR表達(dá)的表達(dá)水平[12]。

(四)結(jié)腸癌相關(guān)轉(zhuǎn)錄物-1 結(jié)腸癌相關(guān)轉(zhuǎn)錄物-1(CCAT1)的失調(diào)與HCC患者的腫瘤大小，微血管侵襲，AFP和預(yù)后相關(guān)[13]，CCAT1通過與let-7結(jié)合促進(jìn)HCC的增殖和遷移，這有助于HMGA2和c-Myc的上調(diào)。同時(shí)，CCAT1和let-7的復(fù)合物可能在HCC的早期檢測及其遷移中具有診斷功能。

(五)母系表達(dá)基因3 母系表達(dá)的基因3(MEG3)通過p53的積累部分調(diào)節(jié)HCC中的腫瘤細(xì)胞增殖和凋亡[14]。UHRF1作為新發(fā)現(xiàn)的致癌基因，通過調(diào)節(jié)DNMT1 有助于HCC 中MEG3的上調(diào)，而HCC細(xì)胞中MEG3的上調(diào)可部分減少UHRF1產(chǎn)生的增殖的促進(jìn)作用。UHRF1/DNMT1/MEG3 / p53軸信號通路參與HCC進(jìn)展，MEG3基因表達(dá)的缺失與HCC中啟動子區(qū)域的高甲基化有關(guān)。MEG3由于與抑癌基因p53相關(guān)，未來MEG3有希望作為HCC治療的治療靶標(biāo)之一。

二、LncRNA與HCC的轉(zhuǎn)移和預(yù)后相關(guān)

侵襲和轉(zhuǎn)移通常是腫瘤晚期的表現(xiàn)，而復(fù)發(fā)通常表明預(yù)后不良。已經(jīng)有大量研究表明，部分LncRNA被認(rèn)為與HCC的轉(zhuǎn)移和預(yù)后相關(guān)。目前已發(fā)現(xiàn)以下LncRNA與轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)有關(guān)。

(一)H19 目前H19被認(rèn)為可作為潛在的預(yù)后標(biāo)志物和HCC治療的潛在靶點(diǎn)。H19ke通過降低上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)變標(biāo)志物的表達(dá)抑制HCC的進(jìn)展。H19也可通過介導(dǎo)hnRNPU / PCAF / RNAPol II抑制HCC的遷移。H19也可以通過增加組蛋白乙?；せ頼iR-200家族，從而抑制HCC轉(zhuǎn)移[15]。此外，已經(jīng)證實(shí)AKT / GSK-3β/ Cdc25A信號通路作為H19的下游信號通路可介導(dǎo)HCC轉(zhuǎn)移和侵襲的分子機(jī)制[16]。同時(shí)H19內(nèi)胚層增強(qiáng)子的缺失可以在肝癌發(fā)生的早期調(diào)節(jié)胰島素樣生長因子2(IGF2)和H19的表達(dá)增加肝細(xì)胞凋亡。

(二)MALAT1 MALAT1是維持HCC轉(zhuǎn)化表型的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，它與腫瘤轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)相關(guān)[17]。MALAT1是Wnt/TCF/β-連環(huán)蛋白和Hippo/yes相關(guān)蛋白(YAP)信號傳導(dǎo)途徑的靶基因。它通過以下兩種途徑被SRSF1負(fù)調(diào)控。第一種途徑是通過加速M(fèi)ALAT1的降解，其在轉(zhuǎn)錄后階段被YAP阻斷。當(dāng)過表達(dá)時(shí)，YAP刺激SRSF1從細(xì)胞核向細(xì)胞質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)，因此核保留的MALAT1可以避免降解。第二種途徑是通過YAP結(jié)合。SRSF1可抑制YAP的轉(zhuǎn)錄活性，并阻止轉(zhuǎn)錄階段在MALAT1啟動子上募集YAP[18]。MALAT1在HCC的癌變過程中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，為早期發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)評估奠定了基礎(chǔ)。

(三)HOTAIR HOTAIR是一種HOX轉(zhuǎn)錄物反義RNA，是與腫瘤發(fā)生密切相關(guān)的LncRNA。研究表明，HOTAIR可誘導(dǎo)組蛋白去甲基化酶LSD1和PRC2復(fù)合物(Polycomb Repressive Complex2)的組裝和相關(guān)基因沉默，而與HCC的侵襲和轉(zhuǎn)移相關(guān)[19]。此外，HOTAIR的表達(dá)還與HCC患者的腫瘤大小和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)，敲除HOTAIR可降低基質(zhì)金屬肽酶9和血管內(nèi)皮生長因子的水平，這在轉(zhuǎn)移和細(xì)胞運(yùn)動中起重要作用。HOTAIR可通過抑制RBM38而促進(jìn)HCC的侵襲和遷移。

(四)ATB LncRNA-ATB是一種可由TGF-β激活的LncRNA。LncRNA-ATB高表達(dá)與正上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transitions，EMT)基因特征表達(dá)、大血管侵襲、微血管侵犯、門靜脈癌栓顯著相關(guān)，且其高表達(dá)與患者總生存期顯著相關(guān)。這提示LncRNA-ATB與HCC進(jìn)展相關(guān)[20]。LncRNA-ATB可通過與miR-200家族競爭性結(jié)合上調(diào)ZEB1和ZEB2，而誘導(dǎo)EMT和侵襲。此外，LncRNA-ATB也可促進(jìn)侵襲 - 轉(zhuǎn)移級聯(lián)反應(yīng)，這也使其成為HCC預(yù)后的預(yù)測指標(biāo)。

三、最新發(fā)現(xiàn)與肝癌相關(guān)的LncRNA

(一)Linc00974 最近研究表明Linc00974失調(diào)可增加KRT19水平，進(jìn)而導(dǎo)致TGF-β和Notch信號傳導(dǎo)途徑的異常激活，從而體內(nèi)和體外引起HCC的侵襲和增殖。Linc00974也可通過與miR-642相互作用影響KRT19的表達(dá)。

(二)URHC URHC在肝細(xì)胞癌中表達(dá)上調(diào)與HCC腫瘤大小、數(shù)量和術(shù)后生存情況顯著相關(guān)[21]。URHC可通過抑制ZAK表達(dá)，調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖和凋亡。ZAK，也稱為MLK樣MAP三重激酶-α或ZAK-α。ZAK屬于混合譜系激酶家族，在HCC中起腫瘤抑制基因的作用。然而目前對于URHC研究仍需更多體外實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究。

(三)SRHC SRHC(NCBI編號：uc003jdr)是HNF-4A的重要下游靶基因，它與甲胎蛋白(AFP)水平和分化腫瘤的程度相關(guān)。SRHC可與HNF-4A結(jié)合促進(jìn)其轉(zhuǎn)錄，而抑制腫瘤細(xì)胞的增殖并促進(jìn)HCC中的細(xì)胞分化[22]。目前臨床上對于血清AFP水平監(jiān)測已較為成熟，并已作為HCC診斷的重要參考，因此，對于SRHC檢測可對HCC臨床實(shí)踐會有更好的前景。

四、結(jié)論

綜上所述，LncRNA在HCC的發(fā)生、進(jìn)展、轉(zhuǎn)移、治療和預(yù)后等各種生物過程中起著至關(guān)重要的作用，最新研究表明LncRNA也可用于HCC診斷和治療。然而，他們的總結(jié)或多或少存在不足，有的只分析了部分上調(diào)的LncRNA，而遺漏了相互作用的其他LncRNA。因此，在本綜述中，我們總結(jié)分析了人HCC中LncRNA的差異表達(dá)和它們的特定機(jī)制，并展示了它們作為HCC診斷和治療的潛質(zhì)。但是到現(xiàn)在為止，對LncRNA的研究仍處于起步階段，臨床研究應(yīng)用仍需進(jìn)一步探索發(fā)現(xiàn)。當(dāng)然，隨著對LncRNA家族的鑒定和其對機(jī)制的深入了解，很有可能為HCC的早期診斷和治療提供新的研究思路。