長(zhǎng)鏈非編碼RNA和微小RNA相互作用參與調(diào)控肝細(xì)胞癌發(fā)生和發(fā)展的研究進(jìn)展*

鄭西特，彭歆瑞，何 曉

（桂林醫(yī)學(xué)院，桂林 541100）

相關(guān)統(tǒng)計(jì)報(bào)告顯示，原發(fā)性肝癌(primary liver cancer,PLC)的發(fā)病率位居世界第6，病死率居第4，全世界每年新增病例約84.1 萬，死亡病例約78.2萬，其發(fā)病率和病死率呈逐年上升趨勢(shì)[1-2]。PLC中75%～85%為肝細(xì)胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC），晚期HCC患者5年存活率不超過5%[3]，這與早期發(fā)現(xiàn)診斷率不高、治療手段單一有關(guān)。近年來，隨著高通量測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，大量非編碼RNA（non-coding RNA，ncRNAs）被發(fā)現(xiàn)在細(xì)胞的生命調(diào)控過程中扮演著十分重要的角色。ncRNAs包括長(zhǎng)鏈非編碼RNA（lncRNAs）、微小RNA（microRNAs）和環(huán)狀RNA(circularRNAs)，可以通過調(diào)控轉(zhuǎn)錄過程、轉(zhuǎn)錄后過程和翻譯后過程來控制特定的基因表達(dá)程序，涉及幾乎所有的生命活動(dòng)過程，如增殖、衰老、靜止、分化、凋亡以及應(yīng)激和免疫反應(yīng)等[4]。隨著對(duì)HCC 研究的深入發(fā)展，大量研究結(jié)果顯示，lncRNAs、microRNAs 及兩者相互作用在HCC 的發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用。本文通過檢索近期有一定影響力的文章，綜合分析lncRNAs、microRNAs相互作用參與調(diào)控HCC發(fā)生發(fā)展的研究進(jìn)展，為今后HCC臨床診斷和治療提供新思路。

1 LncRNAs、microRNAs

LncRNAs是一類長(zhǎng)度在200個(gè)核苷酸以上的非編碼RNA，占全部ncRNA的80%～90%，數(shù)量龐大，為mRNA的3～100倍。LncRNAs是以RNA形式在多種層面上調(diào)控基因的表達(dá)，通常情況下其表達(dá)水平較低，可利用帽子結(jié)構(gòu)和多聚A 尾進(jìn)行拼接，但缺乏開放讀框，所以lncRNA 本身并不具備翻譯蛋白質(zhì)的功能，而是在RNA水平上，參與基因組印記、染色質(zhì)修飾、基因表達(dá)、細(xì)胞周期、核內(nèi)運(yùn)輸?shù)冗^程的調(diào)控[5]。LncRNAs 的作用機(jī)制多樣，能在調(diào)節(jié)機(jī)體各種生物學(xué)過程中扮演多種角色，如分子誘餌、分子向?qū)?、分子支架以及信?hào)通路的調(diào)節(jié)劑等[6]。同時(shí)lncRNAs 也在多種癌癥表達(dá)異常，相關(guān)研究提示它的異常表達(dá)與miRNA、mRNA 的表達(dá)存在聯(lián)系，影響著多種癌癥的發(fā)生發(fā)展[7]。

MiRNAs 作為一類長(zhǎng)度約18～24 個(gè)核苷酸的微小非編碼RNA，也是一種表觀遺傳因子，由獨(dú)立的非編碼區(qū)RNAs或蛋白編碼基因的內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生，能參與調(diào)節(jié)許多重要的生物學(xué)過程以及基因的表達(dá)[8]。大量研究表明，miRNAs在多種人類癌癥的發(fā)生發(fā)展中扮演著雙重角色，既可以扮演促癌基因，又可以扮演抑癌基因，能夠參與調(diào)控腫瘤細(xì)胞的增殖、侵襲、遷移、血管生成、細(xì)胞周期進(jìn)展、細(xì)胞凋亡和自噬等功能[9]。

2 LncRNAs 和microRNAs相互作用參與調(diào)控HCC的發(fā)生發(fā)展

LncRNAs、miRNAs 等非編碼RNAs 參與生理病理過程的作用機(jī)制不斷被研究，其中它們之間相互作用參與調(diào)控HCC 的發(fā)生發(fā)展的作用機(jī)制已逐漸成為研究熱點(diǎn)，最受關(guān)注的理論應(yīng)該是ceRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，即競(jìng)爭(zhēng)內(nèi)源性RNAs（competitive endogenous RNAs，ceRNAs）假說。該假說認(rèn)為，lncRNAs可通過miRNA 反應(yīng)元件競(jìng)爭(zhēng)性地與miRNA 結(jié)合，從而減少miRNAs 與mRNAs 的結(jié)合，以此來調(diào)節(jié)miRNAs 下游靶基因的表達(dá)水平，反之miRNAs 也可以通過相應(yīng)途徑調(diào)節(jié)lncRNAs 的表達(dá)水平[10]。LncRNAs 與miRNAs 相互之間的競(jìng)爭(zhēng)內(nèi)源性，也稱為相互競(jìng)爭(zhēng)的內(nèi)源海綿。很多研究通過研究lncRNAs 與miRNAs 的調(diào)控關(guān)系來揭示非編碼RNA的功能。

2.1 抑制HCC的發(fā)生發(fā)展

2.1.1 LncRNA MIR31HG 與miR-575 已發(fā)現(xiàn)lncRNA MIR31HG與幾種癌癥的進(jìn)程有關(guān)聯(lián)，在不同情況下可充當(dāng)致癌因子或抑癌因子[11]。在HCC 相關(guān)研究中，Yan 等[12]通過體內(nèi)、外實(shí)驗(yàn)檢測(cè)lncRNA MIR31HG 對(duì)HCC 細(xì)胞增殖和轉(zhuǎn)移的影響，發(fā)現(xiàn)MIR31HG 的過表達(dá)可明顯抑制HCC 增殖和轉(zhuǎn)移；雙熒光素酶報(bào)告實(shí)驗(yàn)和免疫沉淀實(shí)驗(yàn)顯示，MIR31HG 通過MIR31HG/miR-575/ST7L 通路的作用發(fā)揮腫瘤抑制功能，說明MIR31HG和miR-575在HCC中可能存在相互抑制形成RNA誘導(dǎo)沉默復(fù)合體（RNA-induced silencing complex，RISC）。對(duì)MIR31HG/miR-575的共表達(dá)情況研究和應(yīng)用，也許能為肝癌的診斷和治療帶來益處。

2.1.2 LncRNA CASC2與miR-24和miR-221

Cancer Susceptibility Candidate 2(CASC2)是一種在多種癌癥類型中下調(diào)的lncRNA，包括膠質(zhì)瘤、乳腺癌及肝細(xì)胞癌等，可通過多種機(jī)制發(fā)揮抑制腫瘤的作用[13]。Jin 等[14]在HCC 的研究中發(fā)現(xiàn)，lncRNA CASC2 能夠競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合miR-24 和miR-221，通過CASC2/miR-24/caspase 3 和CASC2/miR-221/caspase 8 兩條通路降低HCC 細(xì)胞對(duì)腫瘤壞死因子（TNF）相關(guān)細(xì)胞凋亡誘導(dǎo)配體（TRAIL）的抵抗，以提高TRAIL 療法的治療效率。TRAIL 通過死亡受體和下游死亡誘導(dǎo)信號(hào)復(fù)合物的形成，選擇性誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡，激活caspases 3/8，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。TRAIL屬于TNF超家族成員之一，能選擇性誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞、轉(zhuǎn)化細(xì)胞凋亡，對(duì)人體正常組織無毒，在腫瘤治療方面具備良好的應(yīng)用前景[15]。然而，簡(jiǎn)單直接使用TRAIL 療法很容易引起肝細(xì)胞癌細(xì)胞的耐藥性，限制了其作為治療手段的應(yīng)用。Jin等[14]研究結(jié)果有望為如何提高肝癌的治療效果、降低抗藥性帶來新的方法。

2.1.3 LncRNA 01093 與miR-96-5p LINC01093為HCC 組織中顯著下調(diào)的lncRNA 之一，其表達(dá)下調(diào)與不良預(yù)后相關(guān)[15]。有學(xué)者使用基因表達(dá)分析交互分析(GEPIA)患者lncRNA和mRNA的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)LINC0109主要作為miR-96-5p的ceRNA發(fā)揮作用，兩者在HCC 中呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，并通過LINC01093/miR-96-5p/ZFAND5/NF-κB 途徑發(fā)揮腫瘤抑制功能[16-17]。ZFAND5是ZFAND家族的成員，研究表明，ZFAND5通過激活泛素—蛋白酶體系統(tǒng)來增強(qiáng)蛋白質(zhì)降解[18]。而NF-κB信號(hào)傳導(dǎo)是ZFAND5的一個(gè)重要的下游途徑，對(duì)腫瘤的增殖進(jìn)行調(diào)控。lncRNAs通過調(diào)控microRNAs對(duì)HCC的發(fā)生、發(fā)展產(chǎn)生抑制作用，見表1。

表1 lncRNAs和microRNAs相互競(jìng)爭(zhēng)抑制HCC發(fā)生、發(fā)展

2.2 促進(jìn)HCC的惡性進(jìn)展

2.2.1 LncRNAHOXA-AS2與miR-520c-3p HOXA簇反義RNA 2（HOXA-AS2），是一種位于人HOXA3和HOXA4基因之間的反義lncRNA，多方報(bào)道顯示其在乳腺癌、胃癌、肝癌等癌癥中均存在差異表達(dá)情況，今后很可能成為癌癥的可行的生物標(biāo)志物或治療的靶點(diǎn)[23]。Zhang 等[24]研究顯示，lncRNA HOXA-AS2 在HCC 組織和細(xì)胞中表達(dá)上調(diào)，沉默HOXA-AS2 則會(huì)抑制HCC 細(xì)胞的增殖并導(dǎo)致細(xì)胞凋亡，過表達(dá)HOXA-AS2 則使肝癌細(xì)胞生長(zhǎng)迅速，并促進(jìn)肝癌細(xì)胞的遷移和侵襲，提示HOXA-AS2可能為HCC 的促進(jìn)因子。進(jìn)一步研究顯示，lncRNA HOXA-AS2 在HCC 的發(fā)展過程中與miRNA-520c-3p 競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合，并通過HOXA-AS2/miR-520c-3p/GPC3 通路促進(jìn)肝癌生長(zhǎng)。如何有效調(diào)控lncHOXA-AS2/miRNA-520c-3p 的共表達(dá)以達(dá)到治療HCC的目的將是值得深入研究的課題。

2.2.2 LncRNA DLX6-AS1與miR-513c和miR-424-5p 近期有研究提示，lncRNA DLX6-AS1很可能扮演促癌基因的作用，通過調(diào)控多條信號(hào)通路參與HCC 的發(fā)生發(fā)展。在Liu 等[25]研究發(fā)現(xiàn)，LncRNA DLX6-AS1、Cul4A在HCC組織和細(xì)胞中呈高表達(dá)，而miR-513c 呈低表達(dá)。在HCC 細(xì)胞中沉默LncRNA DLX6-AS1 的表達(dá)后，miR-513c 呈高表達(dá)；LncRNADLX6-AS1 沉默后能夠降低HCC 細(xì)胞增殖、侵襲和遷移能力，并能促進(jìn)HCC細(xì)胞凋亡。LncRNA DLX6-AS1/miR-513c/Cul4A連軸作用方式很可能參與調(diào)控HCC的惡性進(jìn)展。

與miR-513c相似，在惡性腫瘤中DLX6-AS1與miR-424-5p 亦呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，很可能通過DLX6-AS1/miR-424-5p/WEE1 通路參與調(diào)控肝癌的惡性進(jìn)展。有研究表明，上調(diào)DLX6AS1 通過靶向miR-424-5p 可增加WEE1 的表達(dá)，而WEE1 作為一種調(diào)節(jié)G2-M過渡的核激酶，可促進(jìn)肝癌細(xì)胞增殖、侵襲和遷移[26]。此外，研究證明沉默DLX6-AS1 會(huì)降低CD133、CD13、OCT-4、SOX2 和Nanog 癌癥干細(xì)胞標(biāo)志物的表達(dá)水平，這些標(biāo)志物均與癌癥的腫瘤發(fā)生呈正相關(guān)關(guān)系[27]。

2.2.3 LncRNA HULC 與miR-2052、miR-372、miR-29 LncRNA HULC 在癌癥發(fā)生過程中發(fā)揮著積極作用，HULC在HCC組織中的過表達(dá)可能與HCC患者的不良預(yù)后有關(guān)；HULC可能通過HULC/miR-2052/MET 軸調(diào)節(jié)HCC 中miR-2052 的下游靶標(biāo)受體絡(luò)氨酸激酶MET，以促進(jìn)HCC細(xì)胞增殖、遷移和侵襲以及移植腫瘤的生長(zhǎng)[28]。

另有研究顯示，OSER1-AS1基因與肝癌細(xì)胞的增殖、侵襲和遷移及誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡有關(guān)，雙熒光素酶報(bào)告基因?qū)嶒?yàn)直接證明了OSER1-AS1作為miR-372-3p 的分子海綿促進(jìn)Rab23 的表達(dá)[29]。劉遠(yuǎn)光等[30]研究發(fā)現(xiàn)，HULC 在肝癌組織和肝癌細(xì)胞中呈高表達(dá)，RT-qPCR結(jié)果表明，在肝癌MHCc-97L細(xì)胞中，高表達(dá)HULC 使CXCR4 基因上調(diào)，而過表達(dá)miR-372使CXCR4基因下調(diào)；而在肝癌HepG2細(xì)胞中呈現(xiàn)相反的結(jié)果，提示HULC 和miR-372 的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。

miR-29 很可能在HCC 的發(fā)生和發(fā)展中通過抑制腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移而發(fā)揮抑癌基因的作用[31]。朱李茹等[32]在研究中也觀察到，與癌旁組織或正常干細(xì)胞比較，HULC 在HCC 組織和細(xì)胞中均呈高表達(dá)，而miR-29均呈低表達(dá)，兩者在HCC樣本中呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。肝癌Huh7細(xì)胞過表達(dá)HULC后，用RTqPCR法檢測(cè)miR-29及其靶基因SETDB1 mRNA的表達(dá)，與空白對(duì)照組比較，轉(zhuǎn)染pcDNA/HULC 組Huh7 細(xì)胞中miR-29 的表達(dá)量明顯降低，SETDB1 mRNA 表達(dá)升高。Hep3B 細(xì)胞沉默HULC 的表達(dá)后，miR-29 的表達(dá)明顯升高，SETDB1 表達(dá)降低。上述研究提示，在HCC 細(xì)胞中HULC 可抑制miR-29的表達(dá)，兩者的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。

由此可知，HULC 與上述3 種microRNAs 的表達(dá)在HCC 中均呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。miR-2052 通過激酶作用于靶細(xì)胞促進(jìn)HCC 進(jìn)展。而miR-372、miR-29則通過靶基因發(fā)揮促癌作用。lncNAs通過作用microRNAs對(duì)HCC的發(fā)生、發(fā)展產(chǎn)生促進(jìn)作用，見表2。

表2 lncRNAs和microRNAs相互競(jìng)爭(zhēng)促進(jìn)HCC的惡性進(jìn)展

3 結(jié)語

HCC 嚴(yán)重危害人類健康，ncRNAs 在其發(fā)生發(fā)展中通過調(diào)控基因表達(dá)而發(fā)揮重要的作用。近年來，許多研究發(fā)現(xiàn)，無論是miRNAs、lncRNAs 的獨(dú)立作用還是相互作用，在信號(hào)傳導(dǎo)、細(xì)胞代謝、增殖、分化、凋亡等重要過程中扮演重要的角色，既可能起到促癌基因的作用又可能起到抑癌基因的作用。但現(xiàn)在對(duì)ncRNA在HCC發(fā)生發(fā)展的分子調(diào)控機(jī)制的研究成果十分有限，仍需要進(jìn)一步的研究和探索。