肝细胞癌相关RNA结合蛋白研究进展

赵浩然 李满 综述 张玉宝 审校

原发性肝癌是国内常见的恶性肿瘤之一，根据目前相关统计显示国内每年肝癌发病人数约39.3万，占全球的36.7%；死亡人数约37万，占全球的47.2%[1]；随着诊疗水平的不断完善，肝癌早期检出率和治疗率也随之显著提升。但基于中国的人口基数，肝炎患者群体仍然十分庞大，这也是致使肝癌发生率长期以来居高不下的重要原因之一，其中肝细胞癌(Hepatocellular carcinoma，HCC)占原发性肝癌的90%以上。目前针对肝癌的诊断方法主要以影像学检查及血清学检查为主，治疗手段主要包括根治性治疗(手术切除，射频消融术)和姑息性治疗(经导管动脉化疗栓塞术，系统化疗，靶向治疗等)[2]。为了进一步提升HCC患者生存率，抑制肿瘤复发，研究者们在近些年发现参与调控转录后基因表达的RNA结合蛋白(RNA binding proteins，RBPs)的表达异常与多种恶性肿瘤的发生发展密切相关。通过对这些RBPs的潜在生物学效应及预后价值的深入研究有望筛选出对HCC诊断和治疗有价值的生物学靶标。本文将结合近些年与HCC相关的RBPs研究进展予以综述。

1 HCC相关RBPs中的侵袭性基因

1.1 Hu抗原R(Hu antigen R，HuR)

HuR作为一种多任务因子，能与靶标mRNA的3′-非翻译区(UTR)内富含AU的元件(ARE)相互作用。其过表达能够影响细胞凋亡、细胞周期、基因组稳定性、mRNA成熟和加工等多个方面。这些步骤与包括HCC在内的多种恶性肿瘤的分级和恶性程度密切相关[3]。在与HCC相关HuR潜在作用机制的报道中显示，在未刺激的条件下，HuR主要存在于细胞核中。而当细胞发生转化或处于刺激状态时，表达增强的HuR蛋白和mRNA则向细胞质输出。乙型肝炎编码X蛋白(Hpatitis B encoded X protein，HBx)能够诱导HuR的表达，通过去甲基化作用稳定HuR蛋白并调节其核质穿梭作用，这种胞质易位也是HuR调节mRNA稳定性或翻译能力的先决条件[4]。此外，高水平的HuR通过干扰TNF受体超家族成员6(TNF receptor superfamily member 6，Fas)mRNA的翻译，促使Fas表达降低同时提高Fas配体在HCC中的表达。随后对HCC衍生的细胞系和HCC侵袭过程中Fas介导的细胞凋亡机制产生抗性，最终导致HCC的发生发展[5]。在另一项研究中[3]，HuR/甲基化-HuR和AUF1在HCC进展过程中协同调节MAT基因，其中MAT家族中的MAT1A表达与细胞生长抑制有关，MAT2A表达与细胞的快速生长和去分化密切相关。HuR增强MAT2A mRNA的稳定性和稳态水平，同时AUF1降低MAT1A mRNA的稳定性和稳态水平，致使MAT1A和MAT2A表达失调，并最终导致肝组织发生恶性转化。

1.2 人核糖体蛋白S3(Human ribosomal protein S3，RPS3)

RPS3是40S核糖体亚基的一个组成部分，主要参与核糖体的成熟和翻译的启动。除此之外，RPS3还具有各种核糖体以外的功能，包括参与DNA修复、细胞凋亡调节、细胞信号转导和转录调控等[6-7]。基于目前研究表明，RPS3在人类HCC中发生上调与HCC侵袭性相关。沉默信息调节因子1(Silent information regulator 1，SIRT1)是哺乳动物沉默调节蛋白家族的成员，其过表达促进肝癌的发生并导致预后不良。而致癌基因SIRT1是RPS3的关键靶标，并且RPS3通过与其3′UTR结合来稳定SIRT1 mRNA，进而上调SIRT1。RPS3诱导的促肿瘤发生作用由SIRT1的过表达作为最终体现，并在HCC的进展过程中发挥至关重要的作用。Zhao等[8]通过对887份HCC临床样品进行差异性分析和生存分析，结果显示，RPS3高表达与中晚期TNM分期、不良的肿瘤分级和血管浸润密切相关(P<0.05)。RPS3高表达与HCC患者总生存期显著降低相关(P<0.01)，进一步对RPS3在HCC中的重要意义加以佐证。

1.3 负延伸因子E(Negative elongation factor E，NELFE)

NELFE是负延伸因子(NELF)的重要组成部分。NELF共包含四个多功能子单元(NELFA，NELFB，NELFC和NELFE)，且均涉及MYC(一种调节细胞生长、增殖、凋亡和代谢途径的原癌基因，与许多其他致癌机制协同作用，诱导肿瘤发生)的调控，并参与各种恶性肿瘤的发生过程[9-10]。最近的一项研究显示，NELFE在肝癌组织中显著上调，NELFE通过调节下游MYC靶标的稳定性或与MYC蛋白直接相互作用以增强转录来促进肝癌发生[11]。Dang等[12]通过对1200多个临床样本的肿瘤相关转录组和拷贝数的差异性分析，发现上调的NELFE表达量排在肿瘤和非肿瘤组织之间差异表达RBPs中的前三位。不仅如此，NELFE 在不同独立数据集中与整体存活率呈现出显著相关或未达到统计学显著性的相关趋势(LCI数据集：P=0.069，TCGA-LIHC数据集：P=0.001)。此外，NDRG2作为肿瘤抑制因子参与调节癌细胞的分化和增殖，NDRG2表达水平在包括肝癌在内的各种肿瘤组织中显著降低[13]。有研究表明，NELFE通过抑制NDRG2的表达来激活Wnt/β-catenin信号通路[12]。因此，NELFE/Wnt/β-catenin/NDRG2轴可能揭示了另外一种潜在的促使HCC发生的机制。

1.4 真核起始因子3C(Eukaryotic initiation factor 3，EIF3C)

EIF3C染色体位于16p11.2，是一类位于细胞质中的管家基因，在EIF3复合物以及一般起始复合物的组装过程中发挥重要作用。在既往的研究中，EIF3C基因已经被证明与许多人类肿瘤的细胞增殖密切相关[14]，且上调的EIF3C与HCC患者预后不良存在关联。基于目前探索的相关机制，EIF3C可能通过增加致癌外泌体的释放来介导肿瘤进展，增强肿瘤微环境中的血管生成和肿瘤发生。此外，Li等[15]通过对HCC相关的1542个RBPs表达与基因RNA序列数据进行富集分析发现，EIF3C高表达与KRAS、VEGF和Hedgehog信号通路呈正相关，且上述信号通路的异常激活可以诱导HCC肿瘤发生或促进细胞增殖，进一步揭示了EIF3C作为HCC治疗潜在靶标的应用价值。

1.5 IGF2 mRNA结合蛋白1(IGF2 mRNA-binding protein 1，IGF2BP1)

IGF2BP1是RNA结合IGF2BP蛋白家族的成员，又称为VICKZ蛋白，在哺乳动物中包括三个成员(IGF2BP1，IGF2BP2，IGF2BP3)[16]。最近的研究发现，IGF2BP1调控特定靶mRNA(包括细胞质中的ACTB，IGF2，MYC，CD44，CTNNB1和BTRC)的定位及翻译等过程，并在调节细胞增殖和迁移的基本功能过程中发挥重要作用。有研究表明[17]，包括HCC在内的某些癌症中，IGF2BP1的表达升高与转移率增加和总体预后不良相关。在该项研究中沉默IGF2BP1能够调节PTEN/HSP27信号通路，进而抑制细胞迁移和侵袭。在进一步的深入研究中发现，IGF2BP1通过调节MK5和PTEN信号传导来促进细胞迁移。在这一过程中，IGF2BP1在稳定和增强PTEN表达的同时能够拮抗PIP3诱导的各种信号传导分子的激活：如RAC1或AKT家族的蛋白激酶通过磷酸化包括HSP27在内的下游靶标来调节微丝组织。此外，在体外HSP27能够有效地隔离肌动蛋白单体，抑制AKT介导的磷酸化，从而减少细胞G-肌动蛋白的螯合，并动员细胞G-肌动蛋白进行聚合，从而促进细胞迁移的速度。上述机制说明IGF2BP1是有效的致癌因子，并初步揭示了IGF2BP1/PTEN/HSP27作为HCC特异性靶点的潜在可能性。

2 HCC相关RBPs中的保护性基因

2.1 RBM38

RBM38是RBP的RNA识别基序(RNA recognition motif，RRM)家族的成员，其基因位于20q13号染色体上。近些年，研究者们发现在HCC组织和细胞中，RBM38蛋白表达通常被沉默且RBM38 mRNA水平显著低于邻近肝组织[18]。在Xu等[19]的进一步研究中发现一种新的自动调节的反馈通路RBM38-MDM2-p53，其中RBM38能够独立地抑制MDM2的基因和蛋白表达，而不影响p53。RBM38通过与三个主要3′-UTR中的富含-AU/-U的元素结合而使转录不稳定，从而独立于MDP2抑制MDM2的基因和蛋白表达[20-21]。因此，抑制MDM2可以恢复p53。随后的功能测定结果表明，异位表达RBM38可以诱导肝癌细胞凋亡和衰老，抑制增殖和集落生长，并在体外抑制迁移和侵袭[19]。此外，Lucchesi等[22]发现RBM38可以通过阻止帽结合蛋白EIF4E与p53 mRNA的结合以抑制p53的过表达。因此，RBM38可以防止MDM2或p53的过表达，并稳定MDM2-p53通路。不仅如此，有实验研究表明[23]，缺乏RBM38的小鼠更易患自发性肿瘤，进一步证实了这一观点。基于上述研究，RBM38的正常表达在抑制HCC发生过程中充当一种潜在保护性因子，而其失活则促进HCC的发生发展。

2.2 SORBS2

Sorbin和SH3结构域连接蛋白2(Sorbin and SH3 domain-containing 2，SORBS2)位于人类基因组的4q35区域，它参与肌动蛋白动力学、信号转导和细胞骨架建立的调节。基于目前已知的其中一项生物学机制为SORBS2在HCC中通过抑制c-Abl/ERK信号通路来介导肿瘤的发生发展。Yan等[24]通过对102例HCC患者病理样本及相应匹配的正常组织样本进行研究发现，SORBS2在HCC组织中的表达明显降低，并且SORBS2的低表达与HCC患者的总体生存期缩短有关(P<0.05)。功能测定表明，SORBS2在体外抑制HCC细胞迁移、侵袭和上皮-间质转化，并在体内能够减弱转移。此外，肌细胞增强因子2D(Myocyte enhancer factor 2D，MEF2D)能够抑制SORBS2表达，进而抑制SORBS2介导的HCC转移抑制过程，最终促进HCC的发生[25]。这些结果表明SORBS2在未被MEF2D下调时，通过c-Abl-ERK信号传导在HCC中起到抑制肿瘤发生的作用。

2.3 RBMS2

RBMS2也称为细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂p21(Cyclin-dependent kinase inhibitor p21，CDKN1A)，作为RBM家族的一员具有保守的RNA结合域RNP1和RNP2，在促进细胞周期停滞和抑制细胞增殖过程中起到重要作用。目前已有多篇文章报道，下调CDKN1A的表达能够促进G1-S期的转换，最终促成肝癌的发生发展。包括组胺H3受体(HRH3)通过加速G1-S相变，进而抑制细胞凋亡并使cAMP/PKA/CREB信号通路失活，继而下调CDKN1A的表达，最终促进HCC的生长[26]。此外，有研究发现含有Jumonji C(JmjC)域的蛋白是导致各种恶性肿瘤发生发展的重要因素之一，JmjC域含蛋白5(JmjC domain-containing protein 5，JMJD5)通过与CDKN1A的启动子结合而直接增强CDKN1A转录，而JMJD5的表观遗传沉默通过直接下调CDKN1A转录来促进HCC细胞增殖[27]。

3 小结与展望

HCC由于其病理特性导致其发病率、致死率及复发率长年居高不下，直接影响患者的预后及生存质量。RBPs为HCC等恶性肿瘤的治疗提供了一个更为广阔的研究思路。由于RBPs调节并参与转录后基因表达多个环节，当RBPs失调时便会产生一系列不良的连锁效应，最终导致多种恶性肿瘤疾病的发生。目前HCC相关的单一RBPs的研究已日趋深入。随着人们对HCC相关RBPs的日益探索，相信未来与HCC相关的多种RBPs共同作用及基于这些RBPs建立预后模型也将更加充分的予以揭示与阐述，希望能够从中筛选出对疾病诊断、治疗及预后评价更有帮助甚至有所突破的生物学靶标，进而更有效地指导与服务临床治疗。