微小RNA在肝细胞癌治疗中的作用研究进展

杨耿侠，郑加生

(首都医科大学附属北京佑安医院，北京100069)

肝细胞癌(HCC)是肝癌中最常见的类型，在世界上癌症相关死亡原因中列第三位［1］，由于早期诊断困难，目前尚无有效的治疗手段。微小 RNA(miRNA)是一类非编码小RNAs，是重要的基因调节因子，到目前为止已经有近2 000个人类miRNA序列被注册［2］。一个miRNA能与数以百计的基因发生相互作用。miRNA具有重要的监管职能并能调控多种生物进程，其表达的改变能够导致癌症的发生及进展［3］。在人类HCC中多种miRNA表达异常，学者们已将此作为HCC治疗的靶点进行研究。现将miRNA在HCC治疗中的作用研究进展情况作一综述。

1 miRNA的生物特点

miRNA被RNA聚合酶Ⅱ(polyⅡ)转录为初级miRNA(pri-miRNA)，这些转录本在细胞核内被核糖核酸酶Ⅲ Drosha处理，并与其辅助因子DGCR8结合成为一个前体miRNA(pre-miRNA)。由70～90个核苷酸组成的发夹形pre-miRNA被输出蛋白-5(exportin-5)转运到细胞质，随后在细胞质内又进一步被核酸酶、剪切酶及伴侣分子TRBP进行第二次切割，形成一个由18～25个核苷酸组成的miRNA二聚体［4］。上述miRNA二聚体双链中的一条过客链与 RNA诱导的沉默复合体(RISC)结合，当miRNA过客链被降解后，另一条诱导链被装载进入RISC，然后介导信使RNA(mRNA)降解或翻译抑制。miRNA通过与目标基因的 3，端非翻译区(3'UTR)的互补作用控制目的mRNA的翻译和稳定性是，它会与目标mRNA的3'UTR结合而诱导其沉默［5］。

2 miRNA与HCC的关系

大部分HCC源于肝硬化或慢性弥漫性肝病。不同的miRNA在不同原因诱发的HCC中发挥作用。慢性酒精性肝硬化是HCC的危险因素之一，miR-217通过下调SIRT1而促进酒精诱导的肝脏脂肪聚集，而miR-126在酒精相关的HCC中表达降低。在酒精饮食小鼠体内，miR-199和miR-200表达下降［6］。不饱和脂肪酸能够增加miR-21的表达，后者能够下调肿瘤抑制因子张力蛋白(PTEN)表达，miR-155的目标是另一种肿瘤抑制因子C/EBP-β。miR-155和 iRNA-18a能够在转录水平调节HBV的感染。另外，HBV编码的蛋白可以影响细胞miRNA的表达。HCV慢性感染是另外一种HCC的独立危险因素。miR-196在 HCV诱导的HCC中发挥重要的保护作用，通过上调血红素氧合酶-1(HMOX-1)的表达并抑制HCV的转录［7］。Hou等［8］利用高通量技术对人类正常肝组织、肝炎组织及HCC组织中的所有miRNA进行检测，共发现了9种miRNA，最有代表性的是 miR-122、miR-192和miR-199a/b-3p，在HCC组织中miR-199a/b-3p表达持续降低与不良预后有关。Gramantieri等［3］研究发现在HCC组织与肝纤维化组织中有35种不同的miRNA，其中包括 miR-122。有研究［9］发现，正常与HCC细胞系中有40种miRNA的表达存在差异，分层聚类分析显示HCC细胞系中miR-1308的表达上调、miR-122的表达下调。事实上，miR-122是肝脏组织中最丰富的miRNA，其在调节肝脂质代谢和肝细胞分化中发挥重要作用，miR-122表达的缺失与线粒体的代谢损伤有关［10］。miR-122作为一个潜在的肿瘤抑制基因在两方面发挥作用:以细胞周期蛋白G1为目标，抑制HCC生长;针对与转移相关的BCL-w和ADAM17促进肝癌细胞的凋亡［8］。另外，miR-21、miR-221、miR-224 表达上调及 miR-223、miR-1、miR-101表达下调都能够导致肝癌细胞的周期控制缺失［3，11］。miRNA 可以通过突变、多态性、转录降低、缺陷和表观遗传修饰如DNA甲基化使得编码miRNA的基因沉默［11］。

3 miRNA在HCC治疗中的作用

3.1 miRNA拮抗剂在HCC治疗中的作用 使用miRNA拮抗剂抑制致瘤的 miRNA，如 antimiRs、locked nucleic acids(LNAs)或 antagomiRs［12］。miRNA拮抗剂是单链RNA分子，通过互补碱基与miRNA结合。为了实现对疾病相关miRNA的有效抑制，可对miRNA拮抗剂进行化学修饰，赋予其抗核酸酶的能力，也有利于细胞吸收［12］。miR-122的拮抗剂miravirsen是锁核酸修饰的硫代反义寡核苷酸，能与miR-122形成一个高度稳定的杂交双链，从而抑制其功能。Janssen等［13］对 miravirsen的安全性和有效性进行评估，发现miravirsen在36个慢性HCV 1型感染患者中表现出长期剂量依赖性降低HCV RNA水平的效应，并且未出现病毒抵抗性。miR-122能够上调被感染的肝细胞内HCV的复制，使 HCV RNA 减少［14］。SPC3649作为第 1个以miRNA为靶点的药物进入人体试验，Ⅰ期试验结果显示耐受良好，目前正在对聚乙二醇干扰素-α和利巴韦林无应答的HCV感染患者进行Ⅱ期临床试验。

3.2 miRNA模拟物在HCC治疗中的应用 将miRNA模拟物引入细胞，可恢复相关miRNA的功能，这种miRNA替代疗法已用于小鼠HCC模型，并证明 miR-26a、miR-122、miR-124 模拟物有效［15］。相反，致瘤的miR-221被抑制可以延长患者生存期并缩小肿瘤［16］。MRX34是一种脂质体包被的miR-34模拟物，作为抗肿瘤药物正在进行Ⅰ期临床试验［17］。miR-124可以防止和抑制小鼠肝癌发展［18］，具有治疗肝癌的潜力。

3.3 miRNA的给药方式对 HCC治疗的影响Coelho等［19］报道了一种新的治疗方法，即通过RNA干扰(RNAi)治疗甲状腺素转运蛋白淀粉样变，在Ⅰ期临床试验中，一个强力的抗甲状腺素转运蛋白小型RNAi被封装在脂质纳米颗粒中并送到人肝细胞中，导致甲状腺素转运蛋白显著减少。Kota等［20］用腺病毒载体传送miR-26a(其功能是抑制肿瘤细胞G1/S过度)治疗小鼠HCC，发现增殖受抑制的肿瘤细胞中miR-26a异位表达，诱导肿瘤细胞凋亡。使用自身互补腺病毒8(scAAV8)传送miR-26a至肝癌细胞，能够明显减少肿瘤细胞增殖，诱导肿瘤细胞凋亡，防止肝癌细胞转移，无不良反应。

3.4 miRNA在 HCC化疗中的应用 通常致癌的miR-21和miR-181b高表达的肿瘤具有抵抗IFN-5FU联合治疗和阿霉素治疗的作用［21］，抑制这些miRNA能够增加相关化疗药物的有效性。抑制miRNA-122可通过下调多药耐药性基因的表达而使得索拉非尼治疗HCC更敏感。

综上所述，miRNA参与各种生理和病理过程，部分miRNA的多种靶基因参与HCC的进展。虽然前期的临床试验表明miRNA在HCC治疗中有巨大潜力，但miRNA是否可用于HCC的治疗还有待进一步研究来确定。

［1］Gomaa AI，Khan SA，Toledano MB，et al.Hepatocellular carcinoma:epidemiology，risk factors and pathogenesis［J］.World J Gastroenterol，2008，14(27):4300-4308.

［2］D'Anzeo M，Faloppi L，Scartozzi M，et al.The role of micro-RNAs in hepatocellular carcinoma:from molecular biology to treatment［J］.Molecules，2014，19(5):6393-6406.

［3］Gramantieri L，Ferracin M，Fornari F，et al.Cyclin G1 is a target of miR-122a，a microRNA frequently down-regulated in human hepatocellular carcinoma［J］.Cancer Res，2007，67(13):6092-6099.

［4］Han JJ，Lee Y，Yeom KH，et al.The Drosha-DGCR8 complex in primary microRNA processing［J］.Genes Dev，2004，18(24):3016-3027.

［5］Yi R，Qin Y，Macara IG，et al.Exportin-5 mediates the nuclear export of pre-microRNAs and short hairpin RNAs［J］.Genes Dev，2003，17(24):3011-3016.

［6］Ladeiro Y，Couchy G，Balabaud C，et al.MicroRNA profiling in hepatocellular tumors is associated with clinical features and oncogene/tumor suppressor gene mutations［J］.Hepatology，2008，47(6):1955-1963.

［7］Hou W，Tian Q，Zheng J，et al.MicroRNA-196 represses Bach1 protein and hepatitis C virus gene expression in human hepatoma cells expressing hepatitis C viral proteins［J］.Hepatology，2010，51(5):1494-1504.

［8］Hou J，Lin L，Zhou W，et al.Identification of miRNomes in human liver and hepatocellular carcinoma reveals miR-199a/b-3p as therapeutic target for hepatocellular carcinoma［J］.Cancer Cell，2011，19(2):232-243.

［9］He TL，Zheng KL，Li G，et al.Identification of typical miRNAs and target genes in hepatocellular carcinoma by DNA microarray technique［J］.Eur Rev Med Pharmacol Sci，2014，18(1):108-116.

［10］Morita K，Taketomi A，Shirabe K，et al.Clinical significance and potential of hepatic microRNA-122 expression in hepatitis C［J］.Liver Int，2011，31(4):474-484.

［11］Budhu A，Jia HL，Forgues M，et al.Identification of metastasisrelated microRNAs in hepatocellular carcinoma［J］.Hepatology，2008，47(3):897-907.

［12］Krutzfeldt J，Kuwajima S，Braich R，et al.Specificity，duplex degradation and subcellular localization of antagomirs［J］.Nucleic Acids Res，2007，35(9):2885-2892.

［13］Janssen HL，Reesink HW，Lawitz EJ，et al.Treatment of HCV infection by targeting microRNA［J］.N Engl J Med，2013，(368):1685-1694.

［14］Lanford RE，Hildebrandt-Eriksen ES，Petri A，et al.Therapeutic silencing of microRNA-122 in primates with chronic hepatitis C virus infection［J］.Science，2010，327(2):198-201.

［15］Zhu Y，Lu Y，Zhang Q，et al.MicroRNA-26a/b and their host genes cooperate to inhibit the G1/S transition by activating the pRb protein［J］.Nucleic Acids Res，2012，40(10):4615-4625.

［16］Park JK，Kogure T，Nuovo GJ，et al.miR-221 silencing blocks hepatocellular carcinoma and promotes survival［J］.Cancer Res，2011，71(24):7608-7616.

［17］Ling H，Fabbri M，Calin GA.MicroRNAs and other non-coding RNAs as targets for anticancer drug development［J］.Nat Rev Drug Discov，2013，12(11):847-865.

［18］ Hatziapostolou M，Polytarchou C，Aggelidou E，et al.An HNF4alpha-miRNA inflammatory feedback circuit regulates hepatocellular oncogenesis［J］.Cell，2011，147(6):1233-1247.

［19］Coelho T，Adams D，Silva A，et al.Safety and efficacy of RNAi therapy for transthyretin amyloidosis［J］.N Engl J Med，2013，369(9):819-829.

［20］Kota J，Chivukula RR，O'Donnell KA，et al.Therapeutic microRNA delivery suppresses tumorigenesis in a murine liver cancer model［J］.Cell，2009，137(6):1005-1017.

［21］Tomimaru Y，Eguchi H，Nagano H，et al.MicroRNA-21 induces resistance to the anti-tumour effect of interferon-alpha/5-fluorouracil in hepatocellular carcinoma cells［J］.Br J Cancer，2010，103(10):1617-1626.