lnc RNA、miRNA在肝癌中的作用及lncRNA对miRNA的调控＊

杨静 综述；朱萱 审校

（1.南昌大学第一附属医院消化科，南昌 330006；2.江西宜春市人民医院消化科，宜春 336000）

肝细胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)是全球癌症相关死亡的第二大原因，发病率和死亡率很高[1]。近来研究表明，长链非编码RNA（lncRNA）、微小RNA（miRNA）与肝癌的增殖、侵袭及转移，与复发、转移和预后密切相关。本文主要综述lncRNA、miRNA在肝癌中的作用及 lncRNA、miRNA的相互作用的研究进展。

1 lnc RNAs在肝癌发生发展中的作用

1.1 促进肝癌发生发展的lncRNAs肝癌高表达基因 （highly upregulated in liver cancer，HULC）RNA作为“肝癌中上调最多的基因”于2007年被发现。HULC含500个核苷酸的转录序列，在肝癌患者和乙肝肝炎患者的血浆中检测到，这一特性使HULC有望成为一种前景巨大的非侵入性生物标志物，以诊断肝脏相关疾病。同时，在肝癌或肿瘤肝转移中，HULC水平将特异性升高，其水平的增高与其他类型的恶性肿瘤不相关。相关研究已显示HULC能调节肝癌细胞系中的许多通路，包括对 miR-9、miR-372的抑制和转录因子PPAR-ɑ和 E2F1的激活[2，3]。miR-372则作为调节环路的一部分，使HULC通过环磷腺苷反应元件结合蛋白(CREB，肿瘤发生相关基因重组的重要组成部分)的磷酸化来提高其自身的表达水平。这也就证实了HULC表达水平的升高与肝癌的发生发展相关。同时，HULC如海绵般吸附结合miRNA，阻止miRNA与其天然配体的相互作用，以此下调miRNA-372的表达水平。另外，HULC激活PPAR-ɑ转录因子，这将导致酰基辅酶A合成酶亚型ACSL的上调及胆固醇的合成，最终促进肝癌细胞增殖[2]。HULC促进肝恶性肿瘤的发生发展的另个机制在于血管再生。HULC对转录因子E2F1的表达水平的上调可激活SPHK1始动因子进而产生S1P蛋白，S1P作为蛋白激酶促进血管生成[3]。

H19是第一个被报道的lncRNA。在胚胎形成时期，H19就开始表达，但由于父系印记，这一lncRNA在出生时众多组织中的表达水平有所下调。但当有肿瘤发生或组织再生时，H19的表达水平将再次回升[4]。H19可作为一检测指标为肝癌的诊断提供依据。晚期肝癌及预后差的病例常表现出H19过表达。以上研究提示H19表达水平的下调将抑制肝癌的进展。研究显示：在Hep3b细胞建立的裸鼠皮下肝癌模型中，当敲除H19时，肝癌瘤体的体积将减小82%，这充分证实了H19的致瘤作用[5]。由此推测，以H19为靶点进行相关干预可以抑制肝癌的发生发展。

HOX转录反义 RNA（HOX transcript antisense RNA，HOTAIR）是一含有2158个核苷酸的转录序列，它存在于12q13.13染色体。HOTAIR表达水平的提高与肝癌患者肝切除术后或肝移植术后短期复发有密切联系。通过干扰性小核苷酸下调HOTAIR的表达水平，这将导致体外实验中肝癌细胞系的凋亡，同时可提高肝癌细胞对肿瘤坏死因子及化疗药物（如顺铂及阿霉素）的敏感性[6]。

肺腺癌转移相关转录本（metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1，MALAT-1） 是一含8000个核苷酸的转录序列，广泛存在于哺乳动物的各种组织中，如肝脏、肺、肾脏、脾、心脏和睾丸等。MALAT-1表达水平的上升见于各种常见的肿瘤，包括肝癌，且在肝脏恶性肿瘤中其表达水平异常增高。肿瘤的转移及其五年存活率与MALAT-1高表达之间有着紧密的联系，近期相关Meta分析证实MALAT-1可以作为这些恶性肿瘤转移及预后的监测指标[7]。在HepG2细胞中，通过干扰性小核苷酸的干预，MALAT-1表达水平的下调将抑制恶性肿瘤的进展，同时促进细胞凋亡，恶性肿瘤细胞的侵袭性及活力因此削弱。在肝纤维化模型中，肝脏星状细胞MALAT-1表达水平的下调将导致成纤维细胞的相关标志物生成减少[8]。

1.2 抑制肝癌发生发展的lncRNA 母本印迹表达基因 3 （maternally ex-pressed gene3，MEG3）：在正常的人体组织中，Meg3表达活跃。但在众多恶性肿瘤中 (包括肝脏恶性肿瘤)，Meg3的表达水平将下调。且Meg3的低表达与肝癌患者复发及预后差密切相关，这一切都提示了Meg3可作为肝癌患者预后的独立指标[9]。许多研究也证实了Meg3的过表达将导致恶性肿瘤细胞的凋亡，肝癌细胞也会因Meg3的过表达而生长增殖受抑。在肝癌细胞中，Meg3还可以结合并稳定p53蛋白，因此可以激活p53目的基因的转录[10]。这样就会抑制肝癌的发生发展。另外，Meg3的过表达可导致垂体腺瘤生长受抑[11]，同样的结果见于人类肝癌细胞异种种植模型中。在人体纤维化肝脏中，也可检测到Meg3表达水平的显著降低。肝脏星状细胞的相关研究，显示Meg3的过表达可以促进肝脏星状细胞的凋亡，这就提示Meg3可作为一种新型的治疗靶点用于肝纤维化的治疗。

长链非编码RNA含铜胺氧化酶4的假基因(amine oxidase copper containing 4 pseudogene，AOC4P)：来自三个肝癌患者的微型数据揭示：肿瘤组织与邻近瘤体的正常组织比较，AOC4P的表达水平下调。在108个肝癌病例分析显示：AOC4P低表达与肝癌预后差是相关的。在体外细胞实验及体内恶性肿瘤异种移植实验中，提示AOC4P的表达将抑制肿瘤细胞的增殖及转移。同时，AOC4P有抑制波动蛋白的特性。波动蛋白是间充质细胞的主要细胞骨架成分，同时也是上皮细胞向间充质细胞转变的标志。在临床上现行的几种抗肿瘤治疗的靶点就是波动蛋白。换而言之，具有抑制波动蛋白特性的AOC4P定有抗肿瘤的作用。

长链非编码RNA-INXS(intronic BCL-XS-inducing lncRNA，INXS)：INXS 在各种肿瘤细胞（包括HepG2肝脏恶性肿瘤细胞）中，表达水平很低。在肾脏肿瘤细胞异种种植模型中，INXS的抗肿瘤效应得到证实。INXS的表达明显地使模型中肾癌瘤体的体积缩小[12]。

lncRNA Dreh：通过对细胞支架的调整及波动蛋白表达的抑制，在体内及体外实验中，哺乳动物的Dreh抑制肝癌的生长与转移。同时人体的Dreh直系同源的lncRNA（hDREH)在人体乙型肝炎所致的肝癌组织中的表达水平较邻近非瘤体组织的低。hDREH表达水平的降低与肝癌患者的低存活率有明显的联系[13]。

2 miRNA在肝癌发生发展中的作用

miRNAs既能促进又能抑制肝癌的发生发展，同时也能预测肝癌的进程。

2.1 miRNAs促进肝癌的发生发展 研究表明miR-18a通过降低雌激素受体水平，诱导女性肝癌的增殖和发展[14]。miR-222通过激活AKT信号通路促进肝癌细胞的转移[15]。miR-519d通过直接靶向细胞周期依赖性激酶抑制剂1A(CDKN1A)/p21、PTEN、丝氨酸 /苏氨酸激酶3(AKT3)和金属蛋白酶抑制剂2(TIMP2)，促进细胞增殖和侵袭，削弱细胞凋亡[16]。

Zhou等表明肝癌来源的miR-21通过激活癌相关的成纤维细胞(CAFs)而提升并促进癌症进展[17]。miR-21可以将肝星状细胞(HSCs)转化为癌性成纤维细胞，这一过程的实现是通过直接靶向结合PTEN后，激活肝星状细胞中的丙酮酸脱氢酶激酶1(PDK1)/AKT信号通路，并分泌血管生成因子，包括血管内皮生长因子 (VEGF)、MMP-2、MMP-9、成纤维细胞生长因子2(FGF2)和转化生长因子 β(TGFβ)。临床上，高水平的外泌体 miRNA-21与CAFs、肝癌患者血管密度高及高存活率相关。这些结果表明miR-21可能是预防和治疗肝癌的潜在靶点。

Kogure等鉴定了11个miRNAs，包括miR-584，miR-517c，miR-378，miR-520f，miR-142-5p，miR-451，miR-518d，miR215，miR-376a，miR-133b 和miR-367，这些都高度富集于原发性肝癌外泌体[18]。 他们发现这些miRNAs参与TAK1信号传导，它们是丝裂原激活蛋白激酶激酶(MAP3K)家族的上游成员，是肝脏细胞内稳态和肿瘤形成的重要元素。

2.2 miRNAs抑制肝癌的发生发展 miR-122可抑制肝癌肿瘤的生长及肿瘤局部浸润，也可通过血管生成调控肝癌的肝内转移。此外，来自脂肪组织的miR-122增强了索拉非尼对肝癌的体内抗肿瘤效果[19]。

Wang等的研究表明，来源于肝脏星状细胞的外泌体可以向目的细胞运输供应 miR-335-5p，并抑制肝癌细胞的增殖和侵袭，使体内肿瘤的体积缩小[20]。另一团队的研究表明miR-335通过调节ROCK1抑制肝癌细胞的增殖、迁移和侵袭。他们认为miR-335在各种癌症以及人类肝癌组织和4个肝癌细胞系中表达量下调[21]。这些研究为潜在的治疗策略提供了信息。

Liu等研究发现，与乙型肝炎和肝硬化患者相比，肝癌患者循环中的miR-125b水平下降[22]。miR-125b通过抑制肝癌细胞的上皮-间质转化、肿瘤生长、迁移和浸润及肝脏恶性肿瘤细胞侵袭，实现遏制肝癌的发展发展。同时，miR-125b直接调节癌基因，如 SMAD2/4、Sirtuin7、SUV39H1，、lin-28同源基因B(LIN28B)和磷脂酰肌醇多糖锚定生物合成类F（PIGF），最终抑制肝癌的进展。

2.3 miRNAs作为生物学标志物预测肝癌的发生发展 Li等检测来自健康对照组、乙肝患者和肝癌患者循环外泌体的11个已知的相关基因，发现miR-221，miR-191，let-7a，miR-181a，和 miR-26a的结合，可以成为一个最佳的基因参考集，使肝脏特异性miRNAs的表达标准化，从而得以全面研究慢性乙型肝炎向肝癌发展的进程[23]。因此，miRNAs可用于监测肝炎的进展，并作为肝癌早期诊断的生物标志物。

类似研究表明循环中的miRNAs可作为非侵袭性生物标志物。Sohn等提出，肝癌患者血清中外泌体内的 miR-18a、miR-221、miR-222 和 miR-224明显高于肝硬化患者血清中的，然而肝癌患者血清中的 miR-101、miR-106b、miR-122 和 miR-195水平较肝硬化患者血清中的低[24]。因此miRNAs很可能被用作新型血清标志物以诊断恶性肿瘤。Wang等发现相对于肝纤维化者及正常者，miR-122、miR-148a、miR-1246 在肝癌患者血浆中的水平异常升高[25]。但肝癌患者与慢性肝炎患者之间，这几种miRNAs在血浆中的水平没有明显差异。miR-122在肝脏中高表达，能减轻肝癌的相关表现。而且肝硬化的肝癌患者在接受肝动脉化疗栓塞术（TACE）后，miR-122高表达者生存期明显延长，这说明对于接受TACE的肝癌患者，miR-122表达水平的变化可以作为预测预后的生物学指标[26]。Fornari等发现，肝细胞癌来源的外泌体调控 miR-519d，miR-21，miR-221 和 miR-1228，这影响他们在循环和组织中的水平[27]。他们认为miR-519d相对于AFP，可成为更为可靠的肝癌诊断指标。同时，miR-519d可以用于区分肝硬化患者和肝硬化患者的早期肝细胞癌。miR-21在肝癌患者中显著升高，血清miR-21作为独立因素，预测肝癌复发比AFP更敏感。因此，血清中差异表达的miRNAs可作为早期检测肝癌的潜在生物学标志物。

3 Lnc RNA调控miRNA在肝癌中的表达与活性

miRNAs是调节转录后 mRNAs表达的另一类非编码RNA。LncRNAs可以在转录水平和转录后水平调节miRNA的表达，从而控制mRNAs的表达。在HCC中，lncRNAs通过表观遗传机制调节miRNAs的转录。Cui等研究表明，HULC通过诱导其启动子高甲基化降低miR-9的表达，或者可能通过上调DNMT1实现对miR-9的调控[2]。越来越多的证据也表明：lncRNA充当miRNA的分子海绵，抑制miRNA活性，阻断miRNA对下游靶基因的抑制作用，影响肝癌的发生发展。这些lncRNA被称为竞争性内源RNA （ceRNA）。长链非编码RNA LINC00460通过内源性竞争miR-342-3p并调控AGR2促进肝癌的发展[28]。LncRNA DCST1-AS1作为ceRNA，在肝细胞癌中通过充当miR-1254分子海绵调节FAIM2的表达，从而促进肝癌细胞的增殖[29]。Lnc-CCAT1海绵吸附miR-30c-2-3p，调节CCNE1的表达，调控肝癌细胞增殖[30]。KTN1-AS1作为ceRNA直接靶向miR-23c/ERBB2IP轴，促进肝细胞癌的肿瘤生长[31]。

4 结论

越来越多的研究证实：lncRNAs、miRNAs对于肝癌的生理病理机制研究的意义重大，在各种癌症研究中，充当基因治疗的靶点，是潜在的突破口。随着两者在肝脏疾病的研究的深入，它们在临床肿瘤的诊疗中有广阔的前景。