長鏈非編碼RNA在肝細(xì)胞癌中的作用

張樂佳，庹大云，甘進(jìn)鋒，李金平

(桂林醫(yī)學(xué)院，廣西 桂林 541199)

原發(fā)性肝癌大多為肝細(xì)胞癌(Hepatocellular carcinoma，HCC)，是危害人類健康的常見惡性腫瘤，是全球第三大癌癥死亡原因[1]。由于HCC發(fā)病隱匿、惡性程度高、預(yù)后差且易侵襲轉(zhuǎn)移，多數(shù)患者確診時已處于中晚期，失去了最佳手術(shù)機(jī)會，患者5年生存率低[2]。盡管近年來HCC臨床診療手段取得很大進(jìn)展，但HCC整體療效仍不能令人滿意。早發(fā)現(xiàn)、早診斷和早治療是提高HCC臨床療效的有效途徑，但目前普遍缺少用于HCC早期診療的有效腫瘤分子標(biāo)志物。長鏈非編碼RNA (long noncoding RNA，lncRNA) 是一類長度大于200 nt的RNA，研究發(fā)現(xiàn)[1]，lncRNA在惡性腫瘤細(xì)胞增殖、周期、凋亡、侵襲和轉(zhuǎn)移等進(jìn)程中[2]發(fā)揮了十分重要的作用，有望成為臨床HCC等惡性腫瘤早期診療的分子標(biāo)志物。就lncRNA在HCC中的作用及分子機(jī)制進(jìn)行概述，以期為提高HCC診療效果提供理論依據(jù)。

1 lncRNA概述

非編碼RNA包括小干擾RNA (small interfering RNA，siRNA)、微小核糖核酸 (micro RNA，miRNA)、與Piwi蛋白相互作用的RNA (Piwi interacting RNA，piRNA) 及l(fā)ncRNA，其中l(wèi)ncRNA是指長度大于200個nt的非編碼RNA，是一類不能翻譯為蛋白的功能性RNA分子。研究表明，lncRNA在細(xì)胞生物進(jìn)程中發(fā)揮著關(guān)鍵的調(diào)控作用，其可以通過調(diào)控靶基因表達(dá)，通過與染色質(zhì)、蛋白分子及其他編碼或非編碼RNA相互作用，從而參與細(xì)胞增殖、凋亡、自噬、侵襲或轉(zhuǎn)移等生物學(xué)過程[3-4]。

隨著對lncRNA研究的不斷深入，lncRNA在惡性腫瘤中的作用倍受關(guān)注。大量研究表明，lncRNA在乳腺癌、胃癌、HCC、結(jié)直腸癌和宮頸癌中異常表達(dá)[5-9]，且這種異常表達(dá)與惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展及預(yù)后有關(guān)[10]。迄今為止，研究人員借助高通量測序及芯片技術(shù)已篩選出大量lncRNA[11]，并通過生物學(xué)技術(shù)和方法發(fā)現(xiàn)lncRNA可通過多種方式參與惡性腫瘤的生物進(jìn)程，如癌細(xì)胞增殖、凋亡、遷移和侵襲等[3-4]。在lncRNA作用機(jī)制研究方面，lncRNA作為表觀遺傳因子的支架是研究最多的是一種分子機(jī)制。此外，lncRNA具有海綿式吸附miRNA能力，通過充當(dāng)內(nèi)源競爭RNA (competing endogenous RNAs, ceRNA) 來調(diào)節(jié)miRNA靶向基因的表達(dá)[12]。由此可見，lncRNA在惡性腫瘤生物進(jìn)程中發(fā)揮了重要作用。

2 lncRNA在HCC中的作用及機(jī)制

2.1 lncRNA與HCC細(xì)胞增殖

正常細(xì)胞的增殖受有絲分裂原、生長因子、原癌基因和抑癌基因的調(diào)控，它們的共同作用使細(xì)胞處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)。然而，細(xì)胞癌變會打破這種相對穩(wěn)定的狀態(tài)，癌細(xì)胞會獲得持續(xù)性存活和不可控制的增殖能力[13]，從而促進(jìn)癌癥發(fā)生發(fā)展。研究發(fā)現(xiàn)，多種lncRNA都與HCC細(xì)胞增殖有關(guān)，它們通過促進(jìn)或抑制癌細(xì)胞增殖影響HCC的發(fā)生發(fā)展。

我國約有50%的肝癌是由乙型肝炎病毒(HBV)感染引起的[14]。HBX是 HBV基因組中最小的開放閱讀框架的乙型肝炎病毒X蛋白(hepatitis B virus X protein，HBx)，后者被認(rèn)為是HCC表觀遺傳修飾和調(diào)節(jié)的癌基因。在HBV相關(guān)HCC中，目前鑒定出一種可被HBx下調(diào)的lncRNA (down-regulated in hepatocellular carcinoma，DREH)，研究發(fā)現(xiàn)DREH在HCC中可能起到腫瘤抑制作用，體外和體內(nèi)實驗證實其能抑制HCC的生長和轉(zhuǎn)移[15]。此外，lncRNA F11-AS1通過競爭性海綿miR-211-5p上調(diào)NR1I3表達(dá)，從而阻止HBV相關(guān)HCC進(jìn)展[16]，表明lncRNA F11-AS1在HCC中發(fā)揮了抑癌基因作用。

2.2 lncRNA與HCC細(xì)胞凋亡

近年來發(fā)現(xiàn)了多個與細(xì)胞凋亡相關(guān)的lncRNA[17]。已有文獻(xiàn)證實lncRNA轉(zhuǎn)移相關(guān)肺腺癌轉(zhuǎn)錄本1 (metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1，MALAT1) 在HCC中作為癌基因發(fā)揮作用，并參與調(diào)控癌細(xì)胞增殖、凋亡和自噬，其機(jī)制可能通過靶向microRNA-146a/PI3K/Akt/mTOR軸[18]。癌易感性候選基因2 (Cancer susceptibility candidate 2，CASC2)是位于染色體10q26上的lncRNA，已被證實在腎細(xì)胞癌等多種癌癥中發(fā)揮重要作用。有研究報道CASC2在HCC中發(fā)揮了抑癌基因作用，可能通過調(diào)節(jié)miR-24-3p抑制HCC細(xì)胞活性并誘導(dǎo)其凋亡，從而抑制HCC發(fā)生發(fā)展[19]。

2.3 lncRNA與HCC自噬

細(xì)胞自噬在腫瘤進(jìn)程中呈現(xiàn)雙向性[20]，一方面，自噬在腫瘤中可發(fā)揮抑癌作用。主要通過維持基因組的穩(wěn)定性、降低代謝和氧化應(yīng)激、增加抗癌免疫原性等細(xì)胞自主效應(yīng)發(fā)揮保護(hù)作用[20-21]；另一方面，自噬發(fā)揮促癌作用。自噬可通過增加非腫瘤細(xì)胞在微環(huán)境中的營養(yǎng)供應(yīng)和抑制CD8+ T細(xì)胞介導(dǎo)的抗腫瘤免疫而促進(jìn)休眠狀態(tài)癌細(xì)胞存活和轉(zhuǎn)移[21]。lncRNA 核富集轉(zhuǎn)錄體1 (nuclear enriched abundant transcript 1，NEAT1)已被證實與HCC自噬相關(guān)，可能通過調(diào)節(jié)miR-204/ATG3和增強(qiáng)HCC細(xì)胞對索拉非尼耐藥促進(jìn)自噬[22]，從而抑制HCC發(fā)展。

2.4 lncRNA與HCC侵襲轉(zhuǎn)移

侵襲和轉(zhuǎn)移是導(dǎo)致癌癥相關(guān)死亡的一個主要原因，通過獲得分子和表型的變化使原發(fā)腫瘤細(xì)胞能在遠(yuǎn)處器官部位擴(kuò)散和定植。lncRNA可通過上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化 (epithelial-to-mesenchymal transition, EMT)、侵襲和遷移及腫瘤血管新生，促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移[23]。lncRNA 腫瘤蛋白53靶基因1 (Tumor protein 53 target gene 1，TP53TG1)是一種由p53誘導(dǎo)的位于染色體7q21上的lncRNA，能通過調(diào)節(jié)PRDX4/β-catenin信號通路抑制HCC侵襲轉(zhuǎn)移[24]。

2.4.1 lncRNA與EMT

EMT是指細(xì)胞失去上皮特征并獲得間充質(zhì)特性的生物學(xué)過程，其主要特征有細(xì)胞黏附分子E-鈣黏蛋白 (E-cadherin) 減少和波形蛋白 (Vimentin) 增加[25]。EMT使上皮細(xì)胞失去與基底膜的連接，從而使上皮細(xì)胞來源的惡性腫瘤細(xì)胞獲得較高的侵襲轉(zhuǎn)移能力。轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后調(diào)控網(wǎng)絡(luò)都可誘導(dǎo)EMT，其中轉(zhuǎn)錄后調(diào)控網(wǎng)絡(luò)包括miRNA和lncRNA家族。研究發(fā)現(xiàn)，過表達(dá)lncRNA CASC2可顯著促進(jìn)MHCC-97H細(xì)胞中E-cadherin表達(dá)并抑制Vimentin表達(dá)，而沉默CASC2則降低Hep-3B細(xì)胞中E-cadherin表達(dá)并增加Vimentin表達(dá)，結(jié)果提示CASC2是一種腫瘤抑制因子[26-27]。機(jī)制探討方面，CASC2可反向調(diào)節(jié)HCC細(xì)胞EMT，并通過CASC2/ miR-367/FBXW7發(fā)揮腫瘤抑制作用[26]，這為HCC治療提供了新的治療靶點。

2.4.2 lncRNA與腫瘤血管生成

新生血管不僅為腫瘤細(xì)胞提供氧氣和營養(yǎng)，也是腫瘤細(xì)胞進(jìn)入循環(huán)并轉(zhuǎn)移到其他器官的主要途徑。有研究發(fā)現(xiàn)一種與HCC微血管浸潤相關(guān)的lncRNA (lncRNAs associated with microvascular invasion in HCC，MVIH)可通過抑制磷酸甘油酸激酶1(phosphoglycerate kinase 1 , PKG1)分泌激活血管生成[28]，從而導(dǎo)致HCC患者生存率低下。有研究報道四跨膜蛋白12 (tetraspanin 12， TSPAN12)在伴有微血管侵犯 (microvascular invasion，MVI) 的HCC中有較高表達(dá)，并與不良臨床病理特征和不良預(yù)后相關(guān)，表明lncRNA TSPAN12在HCC進(jìn)展中可能作為促癌基因發(fā)揮作用[29]，并可作為伴有MVI的HCC中潛在的微血管浸潤相關(guān)生物標(biāo)記物和治療靶點。

3 lncRNA與HCC分子診斷標(biāo)志物與靶向治療

lncRNA在惡性腫瘤中發(fā)揮促癌或抑癌作用[30]，隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展，如聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)、DNA測序、熒光原位雜交技術(shù)、基因芯片技術(shù)等，使lncRNA的檢測方法變得更為簡單，這為lncRNA作為新型腫瘤分子標(biāo)志物打下了堅實的基礎(chǔ)。

甲胎蛋白 (alpha fetoprotein，AFP) 是一種糖蛋白，在成人血清中含量極低，但在HCC中可表現(xiàn)出較高濃度，在臨床上可作為原發(fā)性HCC的血清診斷標(biāo)志物。然而，臨床對于AFP陰性的HCC患者，需要借助其他指標(biāo)進(jìn)行檢測。lncRNA MT1JP在多種惡性腫瘤中異常表達(dá)，血清MT1JP表達(dá)水平與腫瘤大小、TNM分期、分化、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移等有關(guān)[31]，因此，檢測血清MT1JP或聯(lián)合檢測AFP血清水平可有助于提高HCC診斷。

4 總結(jié)與展望

HCC因早期癥狀隱匿或無特異性癥狀而不易被察覺，一經(jīng)確診往往病程已處于中晚期。隨著越來越多的lncRNA被發(fā)現(xiàn)，lncRNA在HCC中的作用將會被進(jìn)一步闡明，這些研究有助于進(jìn)一步理解lncRNA的分子機(jī)制，有助于挖掘HCC相關(guān)lncRNA應(yīng)用于HCC的臨床診斷和治療。