肝細胞癌相關RNA結合蛋白研究進展

趙浩然 李滿 綜述 張玉寶 審校

原發(fā)性肝癌是國內常見的惡性腫瘤之一，根據(jù)目前相關統(tǒng)計顯示國內每年肝癌發(fā)病人數(shù)約39.3萬，占全球的36.7%；死亡人數(shù)約37萬，占全球的47.2%[1]；隨著診療水平的不斷完善，肝癌早期檢出率和治療率也隨之顯著提升。但基于中國的人口基數(shù)，肝炎患者群體仍然十分龐大，這也是致使肝癌發(fā)生率長期以來居高不下的重要原因之一，其中肝細胞癌(Hepatocellular carcinoma，HCC)占原發(fā)性肝癌的90%以上。目前針對肝癌的診斷方法主要以影像學檢查及血清學檢查為主，治療手段主要包括根治性治療(手術切除，射頻消融術)和姑息性治療(經(jīng)導管動脈化療栓塞術，系統(tǒng)化療，靶向治療等)[2]。為了進一步提升HCC患者生存率，抑制腫瘤復發(fā)，研究者們在近些年發(fā)現(xiàn)參與調控轉錄后基因表達的RNA結合蛋白(RNA binding proteins，RBPs)的表達異常與多種惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關。通過對這些RBPs的潛在生物學效應及預后價值的深入研究有望篩選出對HCC診斷和治療有價值的生物學靶標。本文將結合近些年與HCC相關的RBPs研究進展予以綜述。

1 HCC相關RBPs中的侵襲性基因

1.1 Hu抗原R(Hu antigen R，HuR)

HuR作為一種多任務因子，能與靶標mRNA的3′-非翻譯區(qū)(UTR)內富含AU的元件(ARE)相互作用。其過表達能夠影響細胞凋亡、細胞周期、基因組穩(wěn)定性、mRNA成熟和加工等多個方面。這些步驟與包括HCC在內的多種惡性腫瘤的分級和惡性程度密切相關[3]。在與HCC相關HuR潛在作用機制的報道中顯示，在未刺激的條件下，HuR主要存在于細胞核中。而當細胞發(fā)生轉化或處于刺激狀態(tài)時，表達增強的HuR蛋白和mRNA則向細胞質輸出。乙型肝炎編碼X蛋白(Hpatitis B encoded X protein，HBx)能夠誘導HuR的表達，通過去甲基化作用穩(wěn)定HuR蛋白并調節(jié)其核質穿梭作用，這種胞質易位也是HuR調節(jié)mRNA穩(wěn)定性或翻譯能力的先決條件[4]。此外，高水平的HuR通過干擾TNF受體超家族成員6(TNF receptor superfamily member 6，F(xiàn)as)mRNA的翻譯，促使Fas表達降低同時提高Fas配體在HCC中的表達。隨后對HCC衍生的細胞系和HCC侵襲過程中Fas介導的細胞凋亡機制產生抗性，最終導致HCC的發(fā)生發(fā)展[5]。在另一項研究中[3]，HuR/甲基化-HuR和AUF1在HCC進展過程中協(xié)同調節(jié)MAT基因，其中MAT家族中的MAT1A表達與細胞生長抑制有關，MAT2A表達與細胞的快速生長和去分化密切相關。HuR增強MAT2A mRNA的穩(wěn)定性和穩(wěn)態(tài)水平，同時AUF1降低MAT1A mRNA的穩(wěn)定性和穩(wěn)態(tài)水平，致使MAT1A和MAT2A表達失調，并最終導致肝組織發(fā)生惡性轉化。

1.2 人核糖體蛋白S3(Human ribosomal protein S3，RPS3)

RPS3是40S核糖體亞基的一個組成部分，主要參與核糖體的成熟和翻譯的啟動。除此之外，RPS3還具有各種核糖體以外的功能，包括參與DNA修復、細胞凋亡調節(jié)、細胞信號轉導和轉錄調控等[6-7]?；谀壳把芯勘砻?，RPS3在人類HCC中發(fā)生上調與HCC侵襲性相關。沉默信息調節(jié)因子1(Silent information regulator 1，SIRT1)是哺乳動物沉默調節(jié)蛋白家族的成員，其過表達促進肝癌的發(fā)生并導致預后不良。而致癌基因SIRT1是RPS3的關鍵靶標，并且RPS3通過與其3′UTR結合來穩(wěn)定SIRT1 mRNA，進而上調SIRT1。RPS3誘導的促腫瘤發(fā)生作用由SIRT1的過表達作為最終體現(xiàn)，并在HCC的進展過程中發(fā)揮至關重要的作用。Zhao等[8]通過對887份HCC臨床樣品進行差異性分析和生存分析，結果顯示，RPS3高表達與中晚期TNM分期、不良的腫瘤分級和血管浸潤密切相關(P<0.05)。RPS3高表達與HCC患者總生存期顯著降低相關(P<0.01)，進一步對RPS3在HCC中的重要意義加以佐證。

1.3 負延伸因子E(Negative elongation factor E，NELFE)

NELFE是負延伸因子(NELF)的重要組成部分。NELF共包含四個多功能子單元(NELFA，NELFB，NELFC和NELFE)，且均涉及MYC(一種調節(jié)細胞生長、增殖、凋亡和代謝途徑的原癌基因，與許多其他致癌機制協(xié)同作用，誘導腫瘤發(fā)生)的調控，并參與各種惡性腫瘤的發(fā)生過程[9-10]。最近的一項研究顯示，NELFE在肝癌組織中顯著上調，NELFE通過調節(jié)下游MYC靶標的穩(wěn)定性或與MYC蛋白直接相互作用以增強轉錄來促進肝癌發(fā)生[11]。Dang等[12]通過對1200多個臨床樣本的腫瘤相關轉錄組和拷貝數(shù)的差異性分析，發(fā)現(xiàn)上調的NELFE表達量排在腫瘤和非腫瘤組織之間差異表達RBPs中的前三位。不僅如此，NELFE 在不同獨立數(shù)據(jù)集中與整體存活率呈現(xiàn)出顯著相關或未達到統(tǒng)計學顯著性的相關趨勢(LCI數(shù)據(jù)集：P=0.069，TCGA-LIHC數(shù)據(jù)集：P=0.001)。此外，NDRG2作為腫瘤抑制因子參與調節(jié)癌細胞的分化和增殖，NDRG2表達水平在包括肝癌在內的各種腫瘤組織中顯著降低[13]。有研究表明，NELFE通過抑制NDRG2的表達來激活Wnt/β-catenin信號通路[12]。因此，NELFE/Wnt/β-catenin/NDRG2軸可能揭示了另外一種潛在的促使HCC發(fā)生的機制。

1.4 真核起始因子3C(Eukaryotic initiation factor 3，EIF3C)

EIF3C染色體位于16p11.2，是一類位于細胞質中的管家基因，在EIF3復合物以及一般起始復合物的組裝過程中發(fā)揮重要作用。在既往的研究中，EIF3C基因已經(jīng)被證明與許多人類腫瘤的細胞增殖密切相關[14]，且上調的EIF3C與HCC患者預后不良存在關聯(lián)。基于目前探索的相關機制，EIF3C可能通過增加致癌外泌體的釋放來介導腫瘤進展，增強腫瘤微環(huán)境中的血管生成和腫瘤發(fā)生。此外，Li等[15]通過對HCC相關的1542個RBPs表達與基因RNA序列數(shù)據(jù)進行富集分析發(fā)現(xiàn)，EIF3C高表達與KRAS、VEGF和Hedgehog信號通路呈正相關，且上述信號通路的異常激活可以誘導HCC腫瘤發(fā)生或促進細胞增殖，進一步揭示了EIF3C作為HCC治療潛在靶標的應用價值。

1.5 IGF2 mRNA結合蛋白1(IGF2 mRNA-binding protein 1，IGF2BP1)

IGF2BP1是RNA結合IGF2BP蛋白家族的成員，又稱為VICKZ蛋白，在哺乳動物中包括三個成員(IGF2BP1，IGF2BP2，IGF2BP3)[16]。最近的研究發(fā)現(xiàn)，IGF2BP1調控特定靶mRNA(包括細胞質中的ACTB，IGF2，MYC，CD44，CTNNB1和BTRC)的定位及翻譯等過程，并在調節(jié)細胞增殖和遷移的基本功能過程中發(fā)揮重要作用。有研究表明[17]，包括HCC在內的某些癌癥中，IGF2BP1的表達升高與轉移率增加和總體預后不良相關。在該項研究中沉默IGF2BP1能夠調節(jié)PTEN/HSP27信號通路，進而抑制細胞遷移和侵襲。在進一步的深入研究中發(fā)現(xiàn)，IGF2BP1通過調節(jié)MK5和PTEN信號傳導來促進細胞遷移。在這一過程中，IGF2BP1在穩(wěn)定和增強PTEN表達的同時能夠拮抗PIP3誘導的各種信號傳導分子的激活：如RAC1或AKT家族的蛋白激酶通過磷酸化包括HSP27在內的下游靶標來調節(jié)微絲組織。此外，在體外HSP27能夠有效地隔離肌動蛋白單體，抑制AKT介導的磷酸化，從而減少細胞G-肌動蛋白的螯合，并動員細胞G-肌動蛋白進行聚合，從而促進細胞遷移的速度。上述機制說明IGF2BP1是有效的致癌因子，并初步揭示了IGF2BP1/PTEN/HSP27作為HCC特異性靶點的潛在可能性。

2 HCC相關RBPs中的保護性基因

2.1 RBM38

RBM38是RBP的RNA識別基序(RNA recognition motif，RRM)家族的成員，其基因位于20q13號染色體上。近些年，研究者們發(fā)現(xiàn)在HCC組織和細胞中，RBM38蛋白表達通常被沉默且RBM38 mRNA水平顯著低于鄰近肝組織[18]。在Xu等[19]的進一步研究中發(fā)現(xiàn)一種新的自動調節(jié)的反饋通路RBM38-MDM2-p53，其中RBM38能夠獨立地抑制MDM2的基因和蛋白表達，而不影響p53。RBM38通過與三個主要3′-UTR中的富含-AU/-U的元素結合而使轉錄不穩(wěn)定，從而獨立于MDP2抑制MDM2的基因和蛋白表達[20-21]。因此，抑制MDM2可以恢復p53。隨后的功能測定結果表明，異位表達RBM38可以誘導肝癌細胞凋亡和衰老，抑制增殖和集落生長，并在體外抑制遷移和侵襲[19]。此外，Lucchesi等[22]發(fā)現(xiàn)RBM38可以通過阻止帽結合蛋白EIF4E與p53 mRNA的結合以抑制p53的過表達。因此，RBM38可以防止MDM2或p53的過表達，并穩(wěn)定MDM2-p53通路。不僅如此，有實驗研究表明[23]，缺乏RBM38的小鼠更易患自發(fā)性腫瘤，進一步證實了這一觀點?；谏鲜鲅芯?，RBM38的正常表達在抑制HCC發(fā)生過程中充當一種潛在保護性因子，而其失活則促進HCC的發(fā)生發(fā)展。

2.2 SORBS2

Sorbin和SH3結構域連接蛋白2(Sorbin and SH3 domain-containing 2，SORBS2)位于人類基因組的4q35區(qū)域，它參與肌動蛋白動力學、信號轉導和細胞骨架建立的調節(jié)?；谀壳耙阎钠渲幸豁椛飳W機制為SORBS2在HCC中通過抑制c-Abl/ERK信號通路來介導腫瘤的發(fā)生發(fā)展。Yan等[24]通過對102例HCC患者病理樣本及相應匹配的正常組織樣本進行研究發(fā)現(xiàn)，SORBS2在HCC組織中的表達明顯降低，并且SORBS2的低表達與HCC患者的總體生存期縮短有關(P<0.05)。功能測定表明，SORBS2在體外抑制HCC細胞遷移、侵襲和上皮-間質轉化，并在體內能夠減弱轉移。此外，肌細胞增強因子2D(Myocyte enhancer factor 2D，MEF2D)能夠抑制SORBS2表達，進而抑制SORBS2介導的HCC轉移抑制過程，最終促進HCC的發(fā)生[25]。這些結果表明SORBS2在未被MEF2D下調時，通過c-Abl-ERK信號傳導在HCC中起到抑制腫瘤發(fā)生的作用。

2.3 RBMS2

RBMS2也稱為細胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑p21(Cyclin-dependent kinase inhibitor p21，CDKN1A)，作為RBM家族的一員具有保守的RNA結合域RNP1和RNP2，在促進細胞周期停滯和抑制細胞增殖過程中起到重要作用。目前已有多篇文章報道，下調CDKN1A的表達能夠促進G1-S期的轉換，最終促成肝癌的發(fā)生發(fā)展。包括組胺H3受體(HRH3)通過加速G1-S相變，進而抑制細胞凋亡并使cAMP/PKA/CREB信號通路失活，繼而下調CDKN1A的表達，最終促進HCC的生長[26]。此外，有研究發(fā)現(xiàn)含有Jumonji C(JmjC)域的蛋白是導致各種惡性腫瘤發(fā)生發(fā)展的重要因素之一，JmjC域含蛋白5(JmjC domain-containing protein 5，JMJD5)通過與CDKN1A的啟動子結合而直接增強CDKN1A轉錄，而JMJD5的表觀遺傳沉默通過直接下調CDKN1A轉錄來促進HCC細胞增殖[27]。

3 小結與展望

HCC由于其病理特性導致其發(fā)病率、致死率及復發(fā)率長年居高不下，直接影響患者的預后及生存質量。RBPs為HCC等惡性腫瘤的治療提供了一個更為廣闊的研究思路。由于RBPs調節(jié)并參與轉錄后基因表達多個環(huán)節(jié)，當RBPs失調時便會產生一系列不良的連鎖效應，最終導致多種惡性腫瘤疾病的發(fā)生。目前HCC相關的單一RBPs的研究已日趨深入。隨著人們對HCC相關RBPs的日益探索，相信未來與HCC相關的多種RBPs共同作用及基于這些RBPs建立預后模型也將更加充分的予以揭示與闡述，希望能夠從中篩選出對疾病診斷、治療及預后評價更有幫助甚至有所突破的生物學靶標，進而更有效地指導與服務臨床治療。