长链非编码RNA在肝癌中的研究进展

龚艳清，韩涛，章坤，张倩

(1天津医科大学第三中心临床学院，天津300170；2天津医科大学)



长链非编码RNA在肝癌中的研究进展

龚艳清1，韩涛1，章坤2，张倩1

(1天津医科大学第三中心临床学院，天津300170；2天津医科大学)

摘要：长链非编码RNA(lncRNA)是指长度超过200个核苷酸的非编码RNA，不具有编码蛋白质功能。近年来研究发现，与肝癌有关的lncRNA包括H19、HOC转录反义RNA、肝癌过表达转录本、肺腺癌转移相关转录本1、人母系表达基因3等，其与肝癌的发生、发展关系密切，有望成为新型的肝癌标志物及治疗靶点，在肝癌诊断、预后和治疗方面应用前景良好。

关键词：肝癌；长链非编码核糖核酸； 母源性印记基因；HOC转录反义RNA；肝癌过表达转录本；肺腺癌转移相关转录本1；人母系表达基因3

研究表明，人类基因组中至少80%的DNA序列有生物活性，其中一部分活跃转录成RNA，无翻译成蛋白质的功能，被称为非编码RNA(ncRNA),其中包括长链非编码RNA(lncRNA)[1]。近年来，lncRNA的功能和机制备受关注，其通过染色体剂量补偿作用、基因印记、表观修饰、核质运输、转录、剪接及翻译等多种作用模式，参与多种生命进程及多种疾病的病理生理过程[2,3]。有研究发现，一些lncRNA在肝癌组织中表达失控，与肝癌的发生、发展、转移关系密切，有望成为肝癌新的诊疗指标及治疗靶点。现就近年来研究与肝癌相关的lncRNA综述如下。

1H19

H19是母源性印记基因，位于人染色体11p15.5；人胚胎发育阶段在很多组织中高表达，但出生后仅在乳腺、心肌和骨骼肌中少量表达，在形成肿瘤时可被重新激活。胰岛素样生长因子2(IGF2)为父源性印记基因，与H19定位相近且交互印记，并在肝癌中检测到二者异常表观遗传性表达[4]。H19在肝癌中可通过不同机制发挥促癌或抑癌的相反效应，与其上游调控区及下游的通路不同有关。

许多研究表明，H19在肝癌中发挥促癌作用。目前主要有以下研究证据支持：H19在肝癌组织中表达水平明显高于正常组织；敲除H19基因后会导致肝癌细胞的增殖和侵袭能力明显减弱；H19在HCC中出现双基因表达；黄曲霉素B1可通过提高H19和转录因子E2F1的表达水平而促进肝癌细胞的增殖和侵袭能力，并且E2F1可与H19基因启动子相结合[5]。H19的表达可被在肝癌细胞中频繁过表达的癌基因产物c-Myc诱导，c-Myc可作为转录因子与活化的母源染色体上H19印记调控区附近高度保守的E盒结合,促进组蛋白乙酰化并启动H19的表达，过表达的H19增加了肝癌细胞的增殖能力，其中一种可能机制是，H19可上调硫氧还蛋白，而该蛋白是一种信号转导的调控因子和肿瘤形成的增效剂[6]。

近来有研究证实，H19在肝癌中发挥抑癌作用，可抑制肿瘤细胞的增殖、侵袭能力及肿瘤新血管生成。Zhang等[7]研究发现，H19在肝癌组织中的表达低于相对应癌旁正常肝组织，且瘤内外H19表达量的低比值与肝内转移率及肿瘤包膜的不完整性相关，并伴随较短无复发生存率，是提示肝癌预后不良的独立危险因素，进一步阐明其机制是H19可激活miRNA-200的表达，从而抑制或反转上皮细胞间质转变(EMT)，抑制进展期HCC的浸润与转移；并发现抑制H19和miR-675表达，可通过 AKT/GSK-3β/Cdc25A信号通路发挥效应，促进肝癌细胞的迁移与浸润

2 肝癌过表达转录本(HULC)

HULC是首个被发现的肝癌细胞质中特异性过表达的ncRNA,定位于人染色体Chr6p24.3。其在多数正常组织中不表达，在乙型病毒肝炎导致的肝癌(HBV-HCC)中发挥重要作用，不仅在肝癌组织中可检测到，在结肠癌肝转移瘤中也过表达，亦可在血液中检测到，为其临床应用提供有利条件。HULC在肝癌细胞质中过表达可能的机制是: HULC可作为ceRNA吸附并抑制多种miRNA的活性，包括与miRNA-372结合，使miRNA-372对靶基因PRKACB(一种cAMP依赖性的蛋白激酶的催化亚基)抑制作用减弱，从而促进激酶生成并使环磷腺苷效应元件结合蛋白(CREB)磷酸化，而HULC在肝癌细胞中的表达受转录因子CREB的调控，最终结果增加HULC的表达，是一种正反馈自调节过程[14]。有研究表明，HBV-HCC组织中HULC表达水平与乙型肝炎x蛋白(HBx)呈正相关，而HBx对HCC的发生、发展起重要作用；且体外实验中证明，人肝正常细胞L-02和HepG2癌细胞中HBx可利用CREB上调HULC表达，上调的HULC会通过抑制p18促进肝癌细胞的增殖[8]。另外，有研究显示，结肠癌肝脏转移瘤也能检测到HULC过表达，而结肠原发癌中未检测到HULC过表达，这提示HULC过表达可能与肝脏的内环境有关[9]。

3HOC转录反义RNA(HOTAIR)和肺腺癌转移相关转录本1(MALAT1)

HOTAIR来源于人类染色体12q13.13 HOXC基因的反义链，是第1个被发现的具有反式调控作用的lncRNA，远距离调控2号染色体上的HOXD基因。HOTAIR在肝癌中的表达明显上调，促进肝癌生长、转移，与肝癌术后复发及预后密切相关。有研究显示，肝癌组织中过表达HOTAIR的患者肝移植术后易出现肿瘤复发及淋巴结转移，无复发生存期缩短，是肝移植术后肝癌复发的独立危险因素；且体外实验中利用siRNA抑制肝癌细胞系中HOTAIR的表达，可影响肝癌细胞的生存力和侵袭力，并提高对化疗药物的敏感性[10]。以上提示肝癌中过表达的lncRNA-HOTAIR可促进肝癌细胞的生长及转移，并有望成为新的肝癌预后分子及治疗靶点。值得注意的是，最近有研究发现HOTAIR在一部分肝癌细胞中低表达，需进一步研究。

MALAT1是最早被确定的转移相关基因，来源于人染色体chr11p。其在人体大多数正常组织中均表达，可以通过调节细胞核中磷酸化形式的丝氨酸/精氨酸丰富剪接因子(SR蛋白)的水平来调控选择性剪接，在转录后水平调控基因表达。与HOTAIR类似，研究表明MALAT1在体外肝癌细胞株和体内肝癌组织中均上调表达，过表达的MALAT1可作为肝移植术后复发的独立危险因素，尤其适用于超出米兰标准的患者；且体外实验中干扰HepG2细胞珠中MALAT1的表达会明显影响细胞的生存力、迁移活力和侵袭能力，增加对化疗药物的敏感性[11]。

综合分析，lncRNA-HOTAIR及MALAT1单独或联合作用可能在肝癌进展中发挥重要作用，并且有机会作为肝移植后肝癌复发新的生物标记物和肝癌治疗靶点。

4人母系表达基因3 (MEG3)

MEG3来源于人染色体14q32.3的母系印记基因, 是小鼠母系印记基因Gtl2的人类同源物，在多数正常细胞中表达，在很多人的肿瘤中起抑癌作用并表达下调。有研究显示，MEG3在肝癌中表达下调210倍，其表达抑制受表观遗传学的调控。肝癌细胞中MEG3的启动子的CRE区域存在CpG超甲基化，从而影响MEG3的转录；且MEG3可作为miRNA-29的靶分子，调控肝癌细胞生长。研究表明，MEG3在肝癌中通过p53依赖途径和p53非依赖途径发挥抑癌作用，MEG3可使E3泛素连接酶MDM2水平下调，进而减少p53泛素化而提高p53蛋白水平，同时增加p53与细胞增殖抑制剂GDF15启动子的结合并促进后者转录而抑制肝癌的发生；实验进一步发现，MEG3也可抑制敲除了p53基因的肝癌细胞增殖。因此，MEG3可通过其他途径发挥抑癌作用[12]。

5其他lncRNA

研究发现，MVIH是一种过表达的肝癌微血管侵犯相关lncRNA，其可通过抑制肝癌细胞分泌磷酸甘油酸激酶1(PGK1),从而使PGK1的抗肿瘤血管生成作用受到抑制，促进肿瘤诱导的微血管生成作用，从而促进肝癌生长和肝内外转移[13]。

HEIH是一种在肝癌中高表达的lncRNA，可通过与Zeste 同源序列2的增强子(EZH2)相互作用，从而作用于其靶基因如p15、p16、p21、p57,催化启动子组蛋白过度甲基化而抑制细胞周期相关基因的表达，在表观遗传学层面参与肝癌细胞周期调控，促进肿瘤细胞增殖[14]。

Huang等[15]研究发现，Dreh是由HBx下调表达的一种lncRNA，可以通过抑制中间丝的波形蛋白，导致正常的细胞骨架结构改变，在体内外均抑制肝癌细胞的生长与转移，在HBV-HCC发展过程中起抑癌作用。

LET是一种在肿瘤中低表达的lncRNA，在正常组织中发挥抑癌基因作用，而在癌组织中与低氧诱导癌转移相关。癌组织形成的低氧微环境促使组蛋白去乙酰酶3水平升高，后者抑制调控LET表达，进而减少核因子90(NF90)的降解，使得NF90下游靶基因HIF1 等蛋白水平发生改变，从而促进肝细胞转移。体内外实验表明，LET可有效抑制肝癌的侵袭转移能力[16]。

uc002mbe.2是一种在肝癌组织中低表达的lncRNA，是潜在的抑癌基因，能介导组蛋白去乙酰化酶抑制剂曲古抑菌素A(TSA)诱导的肝癌细胞凋亡。最近研究显示，在HCC的TSA的治疗中，uc002mbe.2表达反应性上调300倍，并且敲除uc002mbe.2基因可有效降低TSA的促凋亡效应，证明TSA诱导的癌细胞凋亡作用依赖于uc002mbe.2的参与[17]。

有研究报道，RNA结合蛋白PCBP2基因9号外显子位置有可转录出一种命名为TUC338的超保守元件,独立于PCBP2蛋白表达。TUC338高表达于肝癌细胞中，并可调控癌变细胞增殖及周期，促进肝癌发展，其机制仍需进一步研究。另外，还有很多lncRNA被发现，如ROR也是在肝细胞癌中呈高表达的lncRNA，可诱导多功能干细胞及表皮干细胞的活性，促进癌细胞无限增殖，并与耐药形成有关[18]。

现阶段人们对lncRNA及其功能的研究只是冰山一角，但已为人类对于基因组表达和疾病的发生机制提供了新的视角。随着人们对lncRNA与肝癌关系的日益重视，越来越多的与肝癌相关的lncRNA会被发现和研究；同时，它们在肝癌发生、发展中的作用机制将逐渐被丰富，有望帮助人们对肝癌有更深入的了解，并期待能为临床做出贡献，在肝癌的预测、诊断、预后和治疗中有新的应用。

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(收稿日期：2015-12-02)

中图分类号：R735.7

文献标志码：A

文章编号：1002-266X(2016)10-0096-03

doi：10.3969/j.issn.1002-266X.2016.10.044

通信作者：韩涛(E-mail: hantaomd@126.com)

基金项目：国家科技第十二五重大专项(2012ZX10002004-011)；天津市科委基金项目(13RCGFSY19200)。