长链非编码RNA在原发性肝癌中的研究进展

殷宏振 郭化磊 裴颖 晁旭 黄峰

[摘要] 肝细胞癌（HCC）是临床最常见的原发性肝脏恶性肿瘤，我国HCC患病率在世界范围内较高。HCC的恶性程度高，治疗困难，易复发，预后极差，因此，越来越多的研究集中于为HCC诊断、治疗和预后评估寻找新的分子标志物。长链非编码RNA（lncRNA）是非编码RNA中的一种。表达失调的lncRNA其本身充当癌基因或肿瘤抑制基因，参与恶性肿瘤的发生发展。新近研究发现，lncRNA表达失调参与了HCC的许多生物过程，本文主要总结梳理近年关于lncRNA在HCC肿瘤发生发展中作用的研究，为lncRNA用于HCC诊断、预后或作为治疗靶点提供相应理论依据。

[关键词] 长链非编码RNA;原发性肝癌;分子标志物;研究进展

[中图分类号] R735.7          [文献标识码] A          [文章编号] 1673-7210（2019）07（b）-0034-05

Research progress of long noncoding RNA in primary liver cancer

YIN Hongzhen1*   GUO Hualei1*   PEI Ying1   CHAO Xu2   HUANG Feng3

1.The First Clinical Medical College， Shaanxi University of Chinese Medicine， Shaanxi Province， Xianyang   712000， China; 2.Basic Medical College， Shaanxi University of Chinese Medicine， Shaanxi Province， Xianyang   712000， China; 3.Department of Hepatology， Affiliated Hospital of Shaanxi University of Chinese Medicine， Shaanxi Province， Xianyang   712000， China

[Abstract] Hepatocellular carcinoma （HCC） is the most common primary liver cancer in clinic. The prevalence of HCC in China is higher around the world. HCC is highly malignant， difficult to treat， prone to recurrence， with poor prognosis. Therefore， more and more studies focus on finding new molecular markers for the diagnosis， treatment and prognosis evaluation of HCC. Long noncoding RNA （lncRNA） is one of the non-coding RNA. The imbalanced expression of lncRNA acts as oncogene or tumor suppressor gene and participates in the occurrence and development of malignant tumors. Recent studies have found that the imbalance of lncRNA expression is involved in many biological processes of HCC. This paper mainly summarizes recent studies on the role of lncRNA in the occurrence and development of HCC tumors， and provides theoretical basis for the use of lncRNA in the diagnosis， prognosis or treatment of HCC.

[Key words] Long noncoding RNA; Primary liver cancer; Molecular markers; Research progress

原發性肝癌（以下简称“肝癌”）是指发生在肝细胞或肝内胆管细胞的癌肿，主要包括肝细胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）、肝内胆管细胞癌（intrahepatic cholangiocarcinoma，ICC）和来源于它们两者的混合型等病理类型[1]。我国肝癌患病率在世界范围内较高，其发病率占世界发病率达40%[2]。肝癌的恶性程度高，治疗困难，易复发，预后极差，其总体5年生存率为5%～9%[3]。早期识别风险患者、寻找新型诊断肝癌生物标志物及治疗靶点、深入了解HCC的分子发病进展机制便成为攻克肝癌的前提条件，但目前关于肝癌的恶性进展机制尚未完全阐明，并且临床上缺乏特异性肝癌生物标志物。

近年来，研究发现长链非编码RNA（lncRNA）表达异常与肿瘤发生发展存在相关性，其在诸多恶性肿瘤的早期诊断和临床治疗上具有重要潜在价值。观察发现lncRNA表达量与肝癌临床病例相关指标具有密切联系，lncRNA的失调是新发现的一种肿瘤进展作用机制[4]。本文就近期lncRNA在肝癌中的研究工作作一总结梳理，着重阐明lncRNA在肝癌诊断、治疗及预后上的应用及其表达失调导致肝癌恶性进展的作用机制。

1 lncRNA概述

lncRNA是非编码RNA中的一种，除此之外非编码RNA还包括环状RNA（circ RNA）和微小RNA（micro RNA），而lncRNA是指那些分子质量超过200 bt的RNA，其不参与或很少参与蛋白质编码。最先此类RNA被研究人员误认为只有逆转录功能，而不参与具体其他功能，但是随着国内外研究的不断深入，发现lncRNA具有调节激酶、诱变蛋白质的功能;另外lncRNA可以发挥调节相邻基因表达的作用，尤其是表现在调控下游基因或被上游基因调控，从而充当癌基因或抑癌基因角色层面都具有重要作用。通过对不同类型恶性肿瘤中的大量研究发现，lncRNA表达或多或少都存在失调的现象，这表明lncRNA在恶性肿瘤中可能发挥癌基因或抑癌基因的作用，并且lncRNA可能是癌症诊断、治疗和预后的潜在生物标志物。大量文献报道，lncRNA在乳腺癌、胃癌、肝细胞癌、结直肠癌，和宫颈癌中都存在异常表达[5-7]，并且越来越多的证据表明lncRNA在肝癌发生发展及临床预后过程中具有重要作用。

2 lncRNA扮演原癌基因角色

2.1 HULC

HULC位于6p24.3，全长500 nt，是第一个在人类HCC标本中观测到的异常高表达的lncRNA。HULC可通过上调鞘氨醇激酶1（sphingosine kinase 1，SPHK1）进而影响肝癌肿瘤血管生发速度，最终临床表现为促使HCC不断恶化[8]。相关试验证明HULC通过降低成熟15a来增加P62的表达，另外过量的HULC在转录水平上增加LC3的表达，然后通过Sirt1（脱乙酰酶）激活LC3，并提高自噬相关基因（becline-1）的表达而表现为加速肝癌细胞的恶性进展。

2.2 lncRNA CCAT1

CCAT1位于染色体8q24.21上，Xiang等[9]通过基因敲除技术在2014年便证实CCAT1能够调控c-Myc基因表达上调，表现为促进肿瘤发生。CCAT1能够抑制Let-7与靶基因完全或不完全互补结合，导致其内生性c-Myc的下调，而促进细胞增殖及转移。CCAT1作用机制是通过作为分子海绵进而与分子Let-7的内源性靶基因HMGA2和c-myc结合，对抗分子Let-7对其靶基因的抑制作用，导致肝癌细胞的增殖和迁移增强。

2.3 lncRNA UCA1

UCA1定位于人染色体19p13.12，长度达1439 nt。王海博等[10]通过体外培养肝癌HepG2细胞并染色lncRNA UCA1特异性hRNA质粒，发现沉默lncRNA UCA1表达明显抑制肝癌HepG2细胞的生长，同时抑制肝癌细胞侵袭和迁移。这与临床报道的lncRNA UCA1促进金属蛋白酶MMP-9合成，进而降解正常细胞外基质，从而变现为加速肿瘤浸润转移过程的结果不谋而合。除此之外，Xiao等[11]发现UCA1也可通过吸附miR-203激活转录因子Snail2的表达，从而促进上皮-间质转化（EMT）过程，进而促进HCC细胞增殖。

2.4 lncRNA HNF1A-AS1

HNF1A-AS1定位于人染色体12q24.31，全长2455 nt。Liu等[12]研究证实肿瘤组织内高表达的HNF1A-AS1与肿瘤大小、癌组织分化程度及TNM分期密切相关。该团队发现外源性沉默HNF1A-AS1的表达在饥饿条件下能够显著降低LC3BII/LC3BI的比例，并促进p62的表达，利用共聚焦显微镜观察到自噬体的形成受到明显抑制。此外，HNF1A-AS1还可以作为内源竞争性海绵吸附miR-30b，miR-30b在肝癌中可以阻断饥饿条件下的肿瘤细胞发生自噬，由此可见HNF1A-AS1间接充当原癌基因角色。

2.5 LINC-ITGB1

有研究发现血清LINC-ITGB1水平与肿瘤大小和遠处肿瘤转移显著相关。后通过实验证明LINC-ITGB1过表达促进HCC细胞的增殖、迁移和侵袭，以及ROCK1的表达;ROCK1抑制剂能够降低LINC-ITGB1过表达对细胞增殖、迁移和侵袭的影响。由此看出，lncRNA LINC-ITGB1可通过上调ROCK1促进HCC细胞的增殖、迁移和侵袭。Hu等[13]认为ITGB1能否通过EMT化或者去EMT化过程参与肿瘤细胞的侵袭转移过程但其具体作用机制尚待研究。

2.6 其他lncRNA

除了上述几种lncRNA，还有许多肝癌相关性lncRNA已经被发现：①lncRNA GIHCG通过上调miR-200b/a/429启动子区域组蛋白H3K27甲基化水平，进而沉默miR-200b/a/429表达，促进HCC细胞的增殖和转移。②Chen等[14]发现NR027113在HCC组织样品中显著上调，认为可通过PTEN/PI3K/AKT信号通路促进HCC的增殖、侵袭，可能成为未来HCC治疗的潜在治疗靶点。③HCCL5促进细胞生长、G1/S转换、侵袭和转移，此外，HCCL5在TGF-β1诱导的经典上皮-间质转化（EMT）模型中上调，并且该lncRNA通过上调转录因子Snail、Slug、ZEB1和Twist1的表达反过来加速EMT表型[15]。

3 lncRNA扮演抑癌基因角色

3.1 CASC2

CASC2定位于人类基因组10号染色体上，过表达CASC2可明显地抑制MHCC-97H细胞的迁移和转移能力;相反，沉默CASC2可明显促进Hep-3B细胞的迁移和转移能力。Palmieri等[16]研究证实CASC2能抑制肝癌细胞的上皮-间质细胞转变，达到抑制肝癌细胞增殖、迁移和侵袭的目的，并通过抑制MAPK信号通路而促进肝癌细胞凋亡。

3.2 lncRNA FER1L4

研究发现FER1L4过表达明显减弱细胞增殖、迁移和侵袭。Pu等[17]进一步研究发现FER1L4对PI3K/AKT信号通路活化产生影响，证实了PI3K/AKT信号通路参与介导FER1L4在HCC细胞中的进展调节作用。我们课题组发现炎症小体NLRP3在肝癌细胞中基本不表达。进一步实验发现FER1L4过表达明显减弱细胞增殖、迁移和侵袭，通过预实验结果推测lncRNA FER1L4可能介导PI3K/AKT信号通路，促进肝癌细胞焦亡。

3.3 lncRNA OGFRP1

lncRNA OGFRP1的下调明显抑制Hep3B细胞的增殖（P < 0.05）。研究发现它可下调EMT的Wnt/β-连环蛋白信号通路使其失活，进一步实验还发现lnc-RNA OGFRP1敲低对Hep3B的抑制作用是由AKT/mTOR信号通路介导的，而AKT信号激活因子IGF-1可以拯救细胞表型，实验结果表明敲低lncRNA OGFRP1后则不影响HepG2细胞中的细胞增殖、迁移和侵袭[18]。

3.4 lncRNA 00607

HCC肿瘤中lncRNA 00607的表达水平与匹配的正常肝组织相比明显较低，并且其低表达显示HCC的预后较差。其机制通过lncRNA 00607与p65启动子区域结合来抑制p65转录，因此有助于增加HCC中的p53水平。Sun团队[19]认为TNF-α/IL-6-lncRNA 00607-NF-κB p65/p53信号轴是一种癌症治疗中的新途径。

3.5 lncRNA TUSC7

lncRNA TUSC7在HCC组织中的表达显著降低，低表达的TUSC7有较差的存活率。TUSC7主要通过海绵吸附竞争性结合miR-10a抑制HCC细胞增殖、转移和上皮-间充质转化，另外发现通过MiR-10a可以影响NLRP3升高发挥出促进癌细胞焦亡的作用。细胞焦亡是新发现的一种细胞程序性死亡方式，目前关于lncRNA与肝癌细胞焦亡的研究资料较少，是一個新兴的热点话题与方向。

3.6 其他lncRNA

①研究证明FOXN3-AS2高表达可显著抑制肝癌细胞的增殖能力（P < 0.05）和侵袭作用（P < 0.05），其机制可能是调控miR-34a-Sn及KLF4基因的表达而呈现出抑制肝癌HepG2细胞的增殖和侵袭[20]。②DGCR5的过表达能够抑制HepG2和SNU-449细胞中HCC的生长、迁移和侵袭能力，其机制是DGCR5上调通过抑制β-连环蛋白，细胞周期蛋白D1和增加GSK-3β水平来灭活Wnt信号传导途径。③TSLNC8的表达与肿瘤大小、远处转移、肿瘤、淋巴结和转移分期呈负相关，其机制是TSLNC8在HCC中诱导IL-6/STAT3通路失活，发挥抑癌作用[21]。

4 肝癌早期预防、诊疗、预后具有显著意义

4.1 lncRNA GAS5

lncRNA GAS5基因位于1q25.2，全长651个核苷酸，具有抑制肿瘤生长、增殖的作用。Wang等[22]通过追踪调查发现lncRNA GAS5的低表达和肝癌患者的肿瘤数量、大小、淋巴结转移及患者5年生存率等具有明显相关性。另外，研究发现GAS5在肝癌分泌的外泌体中呈现富集，这提示我们可以将其作为判断肝癌预后的一个指标。

4.2 lncRNA-AK125512

lncRNA-AK125512位于人类1号染色体q41区段，有报道称肝癌组织中lncRNA-AK125512表达量明显低于癌旁正常肝组织，蔡杰等[23]通过大数据临床研究发现肝癌组织中lncRNA-AK125512较低表达者与其肝癌分化分级、体内血AFP数值呈现负相关。以上证据表明lncRNA-AK125512有可能成为肝癌恶性进展或其预后的一个新型潜在标志物。

4.3 EHHADH-AS1

研究发现EHHADH-AS1能够抑制肝癌组织的细胞周期，能正向调节肝细胞代谢和ATP生成，参与一些药物的代谢和外排，而负向调控肝癌细胞的增殖和迁移。也有研究表明，EHHADH-AS1通过抑制肝癌细胞的DNA复制和细胞周期发挥抗癌作用，这有望成为原发性肝细胞癌新的诊疗指标。

4.4 HOTAIR

HOTAIR位于染色体12q13.13。有学者认为HOTAIR可能通过与细胞黏附、细胞外基质-受体相互作用等相关途径参与HCC转移进展，并且有可能在将来成为独立的治疗靶标。Yang团队[24]同样认为HCC组织中HOTAIR高表达可作为HCC复发的独立预后因素[风险比（HR）=3.564，P = 0.001]。

4.5 lnc-PCDH9-13：1

唾液lnc-PCDH9-13：1是一种有前途的非侵入性和理想的HCC生物标志物。HCC患者的HCC组织与健康对照组和几种良性肝病组织相比，血浆和唾液中Lnc-PCDH9-13：1显著升高，治愈性肝切除术后其水平显著降低，但如果发生HCC复发则会再次显著升高[25]。因此，唾液Lnc-PCDH9-13：1是早期HCC的理想生物标志物，唾液Lnc-PCDH9-13：1在检测HCC中的特异性和敏感性可能优于目前已建立的HCC甲胎蛋白（AFP）生物标志物。

4.6 其他lncRNA

①Sun等[26]已证实lncRNA Sox2ot的敲低下调Twist1和N-cadherin的mRNA和蛋白质表达，但上调MHCC97H和SMCC-7721细胞中的E-钙黏蛋白表达水平。②研究发现RP11-466I1.1在HCC组织（P < 0.01）和血清（P < 0.05）中上调，尤其在组织学分级差（P < 0.01）和不完全肿瘤囊（P < 0.01）的HCC组织中上调更加明显[27]。③研究发现HCC患者血清LRB1水平显著升高，血清LRB1水平与AFP表达、肿瘤大小、肿瘤分期（肿瘤-淋巴结转移或巴塞罗那临床肝癌分期）和静脉侵袭呈正相关，LRB1可作为HCC进展中的重要调节因子，LRB1可被认为是诊断和预测HCC预后的新型生物标志物。

5 总结

目前肝癌治疗措施有限，病死率高，复发率高，探寻肝癌早期诊疗标志物成为迫在眉睫的任务。lncRNA是目前生物医学领域的热点问题之一，lncRNA的研究兴起推动了肿瘤研究的新进展。

本文介绍了部分不同lncRNA在肝癌发生发展中或扮演抑癌基因角色，或扮演癌基因角色及其部分lncRNA在肿瘤进展中的具体作用机制，详细探讨了不同lncRNA作用机制，为今后肝癌的早期预防、诊断提供了新的潜在分子标志物，为利用lncRNA进行分子靶向治疗HCC提供了理论依据及治疗靶点。lncRNA为肝癌临床诊治提供新的开创性思路。

然而，人类对于lncRNA的认识才刚刚起步，在lncRNA研究领域，目前尚无统一的命名原则，针对lncRNA的研究多数还停留在发现和寻找疾病相关性lncRNA的阶段，lncRNA的种类多、作用多种多样，且其分子调控机制复杂，对于lncRNA在生物学过程中起到具体作用的研究还非常少，绝大多数种类功能尚未阐明。总之，相关lncRNA在肝癌的诊疗中拥有更加广阔的前景，因此我们需要进一步研究lncRNA在肝癌中表达失调的潜在分子机制，从而最大化挖掘lncRNA在肝癌中的临床潜在应用价值。尤其是在细胞焦亡这一新型细胞程序性死亡方式领域，进一步探讨lncRNA在肝癌细胞焦亡中的机制，是我们下一步的研究方向。

[参考文献]

[1]  李照，朱继业.《原发性肝癌诊疗规范（2017年版）》解读[J].临床肝胆病杂志，2017，33（9）：1655-1657.

[2]  Chen W，Zheng R，Baade PD，et al. Cancer statistics in China，2015 [J]. CA Cancer J Clin，2016，66（2）：115-132.

[3]  Li C，Chen J，Zhang K，et al. Progress and Prospects of Long Noncoding RNAs（lncRNAs）in Hepatocellular Carcinoma [J]. Cell Physiol Biochem，2015，36（2）：423-434.

[4]  Shi X，Sun M，Wu Y，et al. Post-transcriptional regulation of long noncoding RNAs in cancer [J]. Tumor Biol，2015， 36（2）：503-513.

[5]  Luo J，Qu J，Wu DK，et al. Long non-coding RNAs：a rising biotarget in colorectal cancer [J]. Oncotarget，2017，8（13）：22187-22202.

[6]  Jin T，Wu X，Yang H，et al. Association of the miR-17-5p variants with susceptibility to cervical cancer in a Chinese population [J]. Oncotarget，2016，7（47）：76647-76655.

[7]  Takahashi K，Yan IK，Haga H，et al. Modulation of hypoxia-signaling pathways by extracellular linc-RoR [J]. J Cell Sci，2014，127（7）：1585-1594.

[8]  Yang L，Lin C，Jin C，et al. LncRNA-Dependent Mechanisms of Androgen Receptor-regulated Gene Activation Programs [J]. Nature，2013，500（7464）：598-602.

[9]  Xiang JF，Yin QF，Chen T，et al. Human colorectal cancer-specific CCAT1-L lncRNA regulates long-range chromatin interactions at the MYC locus [J]. Cell Res，2014， 24（9）：1150.

[10]  王海博，李忠廉.lncRNA UCA1在肝癌中的表達及对肝癌HepG2细胞增殖和侵袭的作用及机制[J].天津医药，2018，46（7）：682-686.

[11]  Xiao JN，Yan TH，Yu RM，et al. Long non-coding RNA UCA1 regulates the expression of Snail2 by miR-203 to promote hepatocellular carcinoma progression [J]. J Cancer Res Clin Oncol，2017，143（6）：981-990.

[12]  Liu Z，Wei X，Zhang A，et al. Long non-coding RNA HNF1A-AS1 functioned as an oncogene and autophagy promoter in hepatocellular carcinoma through sponging hsa-miR-30b-5p [J]. Biochem Biophys Res Commun，2016，473（4）：1268-1275.

[13]  Hu P，Yang J，Hou Y，et al. LncRNA expression signatures of twist-induced epithelial-to-mesenchymal transition in MCF10A cells [J]. Cell Signal，2014，26（1）：83-93.

[14]  Chen Z，Zhou ZY，He CC，et al. Down-regulation of LncRNA NR027113 inhibits cell proliferation and metastasis via PTEN/PI3K/AKT signaling pathway in hepatocellular carcinoma [J]. Eur Rev Med Pharmacol Sci，2018，22（21）：7222-7232.

[15]  Chen G，Wang Z，Wang D，et al. LncRNA Disease：a database for long-non-coding RNA-associated diseases [J]. Nucleic Acids Res，2013，41（Database issue）：D983-D986.

[16]  Palmieri G，Paliogiannis P，Sini MC，et al. Long non-coding RNA CASC2 in human cancer [J]. Crit Rev Oncol Hematol，2017，111：31-38.

[17]  Pu XH，Li F，Miao XL，et al. Transforming growth factor beta regulates hepatic progenitor cells migration via PI3K/AKT/mTOR/p70S6K pathway [J]. Zhonghua Gan Zang Bing Za Zhi，2018，26（9）：680-685.

[18]  Wei C，Jia Y，Qi Z，et al. Downregulation of lncRNA OG-FRP1 inhibits hepatocellular carcinoma progression by AKT/mTOR and Wnt/β-catenin signaling pathways [J]. Cancer Manag Res，2018，10：1817-1826.

[19]  Sun QM，Hu B，Fu PY，et al. Long non-coding RNA 00607 as a tumor suppressor by modulating NF-κB p65/p53 signaling axis in hepatocellular carcinoma [J]. Carcinogenesis，2018，39（12）：1438-1446.

[20]  蔡民，許浏，沈兰，等.长链非编码RNA FOXN3-AS2在肝癌中的表达及其对肝癌细胞增殖和侵袭的影响[J].中国临床药理学与治疗学，2018，23（11）：52-57.

[21]  Zhang J，Li Z，Liu L，et al. Long noncoding RNA TSLNC8 is a tumor suppressor that inactivates the interleukin-6/STAT3 signaling pathway [J]. Hepatology，2018，67（1）：171-187.

[22]  Wang Y，Jing W，Ma W，et al. Down-regulation of long non-coding RNA GAS5-AS1 and its prognostic and diagnostic significance in hepatocellular carcinoma [J]. Cancer Biomark，2018，22（2）：227-236.

[23]  蔡杰，林孔英，袁声贤，等.长链非编码RNA AK125512在肝癌组织中的表达及其临床意义[J].肝胆胰外科杂志，2016，28（2）：93-97.

[24]  Yang Z，Zhou L，Wu LM，et al. Overexpression of Long Non-coding RNA HOTAIR Predicts Tumor Recurrence in Hepatocellular Carcinoma Patients Following Liver Transplantation [J]. Ann Surg Oncol，2011，18（5）：1243-1250.

[25]  Zijun X，Fangyuan Z，Yidong Y，et al. Lnc-PCDH9-13：1 Is a Hypersensitive and Specific Biomarker for Early Hepatocellular Carcinoma [J]. EBioMedicine，2018，33：57-67.

[26]  Sun J，Wei X，Xu L. Upregulation of lncRNA Sox2ot indicates a poor prognosis for patients with hepatocellular carcinoma and promotes cell invasion [J]. Oncol Lett，2018，16（1）：1189-1195.

[27]  Zhang J，Zhang D，Zhao Q，et al. A distinctively expressed long noncodingRNA，RP11-466I1.1，may serve as a prognostic biomarker in hepatocellular carcinoma [J]. Cancer Med，2018，7（7）：2960-2968.