肝细胞癌中lncRNA 的研究进展

鲍国林 赵士玉 许丽 刘义庆★

原发性肝癌是一种预后差、易转移、恶性程度高，在全世界范围内死亡率很高的癌症，肝细胞癌（Hepatocellular carcinoma，HCC）是其中的重要组成部分［1］。HCC 是最常见的恶性肿瘤之一，全世界每年新增肝细胞癌患者约70 万［2］。HCC 是女性第七大常见癌症，男性第五大常见癌症［3］，也是全球人群癌症相关死亡的第三大原因［4］。尽管世界上各国对肝细胞癌的增殖浸润等机制方面的研究早已有了重大的突破，但由于肝细胞癌病情发展快，转移几率高，且不同的肝细胞癌分期有着不同的术式，使得手术切除治疗较为繁琐［5］；其次肝细胞癌对化疗药物容易产生耐药性，治疗效果并不理想，持续进展至病情终末期已无治愈可能；加之有关肝细胞癌的发生机制，进展过程以及治疗预后等机制并未彻底研究透彻，所以对肝细胞癌的发生发展相关机制的研究仍有着极其重要的意义。随着科学技术的不断进步，在二代测序技术方面取得了重要进展，人们发现长链非编码RNA（Long non-coding RNA，lncRNA）在多种癌症细胞相关的机制内都有着特殊的表达［6］，肝细胞癌也不例外。lncRNA 是一种长度大于200 个核苷酸的RNA 片段，缺少有效完整的开放阅读框，几乎无编码蛋白质的功能。但是lncRNA 有着相当广泛的功能，从蛋白质的翻译，到细胞的分化，乃至器官的形成以及个体的生长、发育，以及与恶性肿瘤、心脑血管疾病等多种疾病的发生发展密切相关［7］。在肝细胞癌的研究中，lncRNA 已经被证实密切参与肝细胞癌进展的调控［8-9］，本文回顾了lncRNA 自身的调控功能和其在肝细胞癌发生发展中的作用，以进一步了解其在肝细胞癌发生发展中的分子机制，从而为肝细胞癌的诊断治疗以及预后评估找到新的方法。

1 lncRNA 的功能

1.1 lncRNA 与DNA 甲基化及去甲基化

同源异型框（homeobox，HOX）基因转录的反义RNA（HOX transcript antisense RNA，HOTAIR），长度为2.2 kb，位于人类染色体12q13.13 上，是在人类发现的第一个具有反转录作用的lncRNA。HOTAIR 具有表观修饰功能，从而引起相邻HOX基因染色质的沉默［10］，在HOXC 内转录的HOTAIR RNA 与多梳抑制复合物2（Polycomb repressive complex 2，PRC2）可以通过相互作用，使HOXD 位点的其中若干个基因甲基化和沉默［11］。HOTAIR 还可以导致组蛋白H3 赖氨酸27（histone H3 lysine 27，H3K27）的甲基化以及H3K4 的去甲基化改变，最终使表观遗传基因发生沉默［12-13］。

1.2 lncRNA 与转录的联系

lncRNA 中将近一半在蛋白质编码基因附近，且许多lncRNA 的产生途径与蛋白质编码基因的转录方式极其相似［14］。定位于人染色体11q15 的肺癌转移相关转录本（Metastasis associated lung adenocarcinoma transcript1，MALAT1）是一个核内保守的lncRNA，最初被发现于非小细胞肺癌中并可调控肺癌细胞转移［15］，作为分子脚手架，MALAT1 能够在肝细胞癌细胞中介导BRG1 到P65 转录结合位点，从而促进HCC 进一步发展［16］。

1.3 lncRNA 操控RNA 的代谢

miRNA 是DNA 转录后的另一种非编码RNA，lncRNA 可以在转录水平和转录后水平调节miRNA 的表达。在HCC 的相关进程中，lncRNA可以通过表观遗传机制调节miRNA 的转录。lncRNA DCST1-AS1 作为竞争性内源RNA（competing endogenous RNAs，ceRNA），在HCC 中通过充当miR-1254 分子海绵调节FAIM2 的表达，从而促进肝细胞癌细胞的增殖［17］。

1.4 lncRNA 与微肽

lncRNA 同源盒蛋白B8 基因反义RNA3（lncRNA homeobox protein B8 gene antisense RNA3，lncRNA HOXB-AS3）可以编码产生一个含有53 个氨基酸的保守多肽，该多肽可以抑制癌细胞的发生生长、增殖克隆和浸润侵袭［18］。

1.5 lncRNA 与特殊蛋白

lncRNA 具有一定的分离作用，可抑制相关蛋白质的活性。lncRNA Gas5 就可以通过相关反应来模拟糖皮质激素反应素，从而阻止糖皮质激素的相关转录激活等活动［19］。lncRNA 还可以与组蛋白产生相互作用，lncRNA RepA 与X染色体失活特异转录本（X inactive specific transcription factor，Xist）协同包裹X 染色体并募集异染色质修饰蛋白（Polycomb repressive complex 2，PRC2），引起X 染色体失活［20-21］。

2 lncRNA 参与肝细胞癌进展的调控

2.1 肝细胞癌的发生和发展

HOTAIR 是一种与肿瘤发生密切相关的长链非编码RNA。研究发现HOTAIR 除了可以使H3K27 和H3K4 发生甲基化及去甲基化［12-13］，还与肝细胞癌的发生发展有关。Li 等［22］在若干例人类肝细胞癌细胞中检测到HOTAIR，并与同一患者相邻的非癌组织进行比较，RT-PCR 显示肝细胞癌细胞中HOTAIR 水平显著高于相邻非癌组织，且SETD2 的表达与非癌组织相比减少，故可以得出HOTAIR 通过对SETD2 的下调来促进肝细胞癌细胞的发生发展。现阶段，越来越多的研究证实，HOTAIR 除参与HCC 的发生发展之外，还可以控制细胞的生长、凋亡以及DNA 修复和代谢等过程［23］，且高HOTAIR 水平与肝肿瘤细胞的进展、侵袭和不良预后等密切相关。

脂质代谢对肿瘤的发生和发展至关重要，靶向脂质代谢可能是一种潜在的肿瘤治疗策略。Peng等［24］研究发现了一种新的促癌lncRNA，FASRL，它的表达受一种失调的超增强子调控，可以促进脂肪酸的从头合成，从而促进肝细胞癌的发生。FASRL 增加了HCC 细胞中FA 的从头合成，加速了脂质积累，有助于为HCC 的发展提供足够的营养水平。研究人员表示，直接操纵肿瘤细胞中的脂质是很困难的，相反，通过靶向上游因子，如FASRL，更容易调控脂质代谢。此外，这一发现可能是一种新的、易于控制的促进ACACA 磷酸化的方法。因此，下调FASRL 或其上游TF 的表达可能会减少FASRL 与ACACA 的结合，从而减缓HCC的进展。

HOXA远端转录本（HOXA transcript at the distal tip，HOTTIP），是位于HOXA基因5′端的一种lncRNA，其可通过与WDR5/MLL 复合物相互作用进而直接控制HOXA基因的表达［25］。肝细胞癌高表达lncRNA（long chain non-coding RNA high expression in HCC，lncRNA-HEIH）是一种由RNA 聚合酶Ⅱ催化其转录的多聚腺苷酸化的lncRNA，lncRNA-HEIH 的转录产物位于肝细胞癌细胞的胞核及胞质中。研究表明，lncRNA-HEIH 在HBV 相关的HCC 中的表达水平与肿瘤预后密切相关，并且是存活的独立预后因子［26］。当lncRNA-HEIH 过表达时，细胞周期调控基因p15 的表达降低；当lncRNA-HEIH 被摘除时，其表达增加，说明lncRNA-HEIH 是促癌lncRNA，充分表明了lncRNA-HEIH 是HCC 进展中的关键调控因子［27］。这些研究均表明lncRNA HOTTIP 和lncRNA-HEIH对诊断及评估肿瘤发生发展以及预后具有重要意义，并且二者有望成为肝细胞癌患者的诊疗及预后过程中新的标志物。

2.2 肝细胞癌的增殖以及侵袭

lncRNA 肝细胞癌高表达转录本（highly upregula-ted in liver cancer，HULC）是位于人类染色体6p24.3 的第一个被发现在肝细胞癌中过表达的lncRNA。HULC 参与调控了肝细胞癌细胞增殖、抗凋亡、侵袭及上皮间质化等诸多肿瘤恶性生物学行为。HULC 在HCC 患者的血液中高度上调，表达水平显著增高，且在HBV 阳性的HCC患者中，HULC 更容易被检出［27］。HULC 的启动子含有环腺苷酸反应元件结合蛋白（cyclic AMP responsive element-binding protein，CREB）的结合位点，CREB 可与之结合，且HBx 与CREB 之间的作用间接加强了HULC 的表达，过表达的HULC又可抑制p18 启动子的活性［28］，最终促进肝细胞癌细胞增殖。HULC 还可以降低miR372 的活性，miR372 的低水平表达可以诱导CREB 磷酸化，使与CREB 结合位点特异性结合，并最终导致肝细胞癌细胞HULC 基因转录增加［29］。

2.3 肝细胞癌的预后

Ding 等［30］使用lncRNA 微阵列分析，发现了在HCC 中高表达的lncCAMTA1，其实验显示，lncCAMTA1 的过表达可以促进HCC 的进展及预后，敲低lncCAMTA1 的表达会抑制HCC 的发展，HCC 中lncCAMTA1 高表达通常提示预后不良。此研究表明了lncCAMTA1 有希望成为相对有效的诊断及预后标志物以及治疗靶点。

3 总结与展望

越来越多的研究证实lncRNAs 在肝细胞癌中发挥了重要作用。而肿瘤细胞中表达异常的lncRNA 往往与这些过程有关。肝细胞癌是常见的恶性肿瘤，lncRNA 通常与其病情发展快，转移几率高，手术切除治疗较为繁琐有关。传统肿瘤标志物AFP 的特异度和敏感度均较低，无法满足当前的诊疗需求，故AFP 在临床诊疗中受到一定的限制。因此，探索一种新颖的肿瘤标志物迫在眉睫。近年来，与肿瘤相关的miRNA 已经被发现在多种成分中，而且有望成为新的肿瘤标志物，所以，lncRNA 也有成为新的非侵袭性肿瘤标志物的潜力。然而，目前人们对于lncRNA 自身及其功能相关的分子机制的研究仍处于起步阶段，彻底阐释其与肝细胞癌的发生发展等阶段的相关机制至关重要。对肝细胞癌相关的lncRNA 分子机制的深入研究将对肝细胞癌的早期诊断、筛查及治疗方案有着巨大的意义。人们仍需深入探索lncRNA 在肝细胞癌中发挥作用的机制。