microRNAs與原發性肝細胞肝癌相關性的研究進展

胡婷婷 董玲 張丹瑛

（復旦大學附屬中山醫院消化內科，上海 200032）

microRNAs（miRNAs）可通過調控其靶標基因參與的信號通路影響腫瘤的發生和發展，發揮類似于癌基因或抑癌基因的功能。本文就目前miRNAs在原發性肝細胞肝癌（hepatocellular carcinoma，HCC）發生發展中的作用及治療中的應用等研究進展作一綜述。

1 miRNAs與HCC的發生

1.1 miR－122 miR－122是肝臟特異性的 miRNA。Tsai等［1］在150只小鼠中的研究，結果顯示，敲除miR－122可引起小鼠HCC；而在被敲除miR－122的3個月齡的小鼠中重新注入該基因后，持續表達的miR－122能阻遏腫瘤的發生和發展。miR－122a可調控HCC細胞系中細胞周期蛋白G1（cyclin G1）的表達量，在HCC中，兩者呈負相關，提示了cyclin G1是miR－122a的一個靶點。cyclin G1是目前已知的唯一被p53腫瘤抑制基因激活轉錄的細胞周期蛋白，該蛋白還通過使磷酸酶2A（phosphatase 2A，PP2A）B亞單位去磷酸化，對p53腫瘤抑制蛋白進行負反饋調節，從而促進腫瘤細胞的生長［2］。

1.2 miR－221 miR－221是人類腫瘤中較為常見的表達上調的miRNAs之一。為證實miR－221是腫瘤促發因子，Callegari等［3］建立了一批在肝臟中高表達miR－221的轉基因小鼠模型，近50%的雄性小鼠出現了自發性結節性的肝占位；實驗還表明，在體內注入抗miR－221的寡核苷酸能顯著地降低腫瘤結節的數量和大小。Gramantieri等［4］通過熒光素酶報告實驗證實了Bmf是miR－221的靶點，Bmf能激活caspase－3，由此推測Bmf通過影響HCC細胞的凋亡來調控腫瘤的發生。此外，miR－221還作用于其他許多關鍵的腫瘤抑制因子，包括p27Kip1［5］、p57Kip2［6－7］、張力蛋白同源的10號染色體缺失的磷酸酶基因（phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome ten，PTEN）［8］、金屬蛋白酶－3的組織抑制因子（tissue inhibitor of metalloproteinase－3，TIMP3）［8］以及 DNA損傷誘導轉錄子 4（human DNA damage－inducible transcript 4 protein，DDIT4）［9］，從而介導腫瘤的發生和發展。

2 miRNAs與HCC的增殖、侵襲與轉移

2.1 miR－21 Meng等［10］對正常肝細胞和 HCC細胞中miRNAs分子的表達譜進行分析，結果表明，miR－21的濃度在HCC細胞中比正常肝細胞高9倍。HCC細胞中miR－21的上調可抑制PTEN的表達。PTEN蛋白是3－磷酸肌醇激酶（phosphoinositide 3－kinase，PI3K）／絲／蘇氨酸蛋白激酶（serine／threonine kinase，AKT）通路的重要抑制蛋白，因此 HCC中 miR－21的上調可導致 PI3K／AKT通路的激活，促進腫瘤細胞的增殖。實驗還表明，轉染了miR－21前體的正常人類肝細胞轉移能力提高；而在培養的HCC細胞系中，抑制miR－21可增加PTEN的表達，從而降低腫瘤細胞的增殖、侵襲和轉移能力。miR－21也可抑制程序性細胞死亡 因 子 4（programmed cell death protein 4，PDCD4）的表達，從而抑制轉化生長因子β（transforming growth factor beta，TGF－β）誘導的細胞凋亡。

2.2 miR－125b Liang等［11］研究發現，miR－125b在大約70%的HCC中被抑制，并且與細胞增殖指數ki－67的表達呈負相關，miR－125b能抑制細胞的增殖以及HCC細胞的轉移。該作者以HepG2及Huh－7兩株人HCC細胞系的細胞周期時相分布為研究對象，研究表明，miR－125b高表達的細胞與對照組相比，G1期的細胞數量增加，而在S期的細胞數量明顯減少。進一步研究發現，miR－125b阻遏細胞周期的轉化是通過使p21Cip1／Waf1表達上調而實現的。作者還發現在HCC中，癌基因LIN28B是miR－125b直接的、功能性的下游靶點，miR－125b的表達增加可以使內源性的LIN28B蛋白表達下調。

2.3 miR－10a Yan等［12］發現，過表達的 miR－10a在體外能促進人HCC細胞系QGY－7703和HepG2的遷移和侵襲，而在體內能抑制細胞的轉移。細胞黏附學說表明，后者是通過抑制HCC細胞對基質的黏附而實現的。Eph酪氨酸蛋白激酶受體（EphA4）被認為是miR－10a直接的、功能性的靶基因，miR－10a通過作用于EphA4轉錄產物的3′UTR位點使EphA4表達下調。該作者進一步證實miR－10a和EphA4調控了上皮間質轉化（epithelial mesenchymal transition，EMT）從而影響細胞的遷移和侵襲，而EMT是驅動腫瘤轉移的關鍵過程［13］。

3 miRNAs與HCC的診斷

以往對于miRNAs的研究多集中于組織和細胞，近幾年的研究表明，循環中也存在大量的miRNAs，其表達改變與疾病密切相關。Yamamoto等［14］首先報告了循環 miRNA－500可作為 HCC無創診斷標記；miR－500作為一種癌胚miRNA，在許多人類HCC細胞系以及45%的HCC組織中高表達。隨后，Li等［15］的報告將一組血漿 miRNAs（miRNA－25、miRNA－375以及let－7f）用于 HCC診斷，其靈敏度為100%，特異度為96%。Zhou等［16］以934例患者為研究對象，研究了血漿miRNAs表達譜，發現一組 miRNAs（miR－122、miR－192、miR－21、miR－223、miR－26a、miR－27a 及 miR－801）可用于區分HCC患者、健康人群、慢性乙型肝炎患者以及肝硬化患者。這些研究表明，miRNAs表達譜的改變與HCC疾病的進程相關，有望作為HCC無創診斷的新方法。

4 miRNAs與HCC的治療

4.1 miR－122 阿霉素是中期HCC患者常用的化療藥，它通過p53依賴或p53非依賴的途徑來誘導細胞凋亡。Fornari等［2］在 HepG2和 Huh－7兩種人HCC細胞系中的研究表明，轉染了miR－122后再予以阿霉素治療腫瘤細胞的凋亡數量較單純阿霉素治療增加。

4.2 miR－221 Park等［17］發現，2′－O－甲基化硫代磷酸修飾的抗miR－221的寡聚核苷酸在體外能有效地抑制腫瘤細胞增殖（在48 h和72 h時間點上均能使細胞增殖下降25%）。研究［18］表明，被膽固醇修飾的抗 miR－221的同型化合物（cholanti－miR－221）在藥物代謝動力學以及肝臟組織分布方面顯示出更好的優勢，應用cholanti－miR－2211周內，miR－221在肝組織中的水平顯著下降，通過原位雜交的方法證實這種寡聚核苷酸在體內腫瘤細胞中沉積良好。進一步研究發現，應用這種物質能抑制腫瘤細胞的增殖、增加凋亡標記物含量并阻遏細胞周期，使腫瘤的倍增時間延長到原來的1.6倍，從而延長小鼠的生存期。

5 問題與展望

對miRNAs功能的深入了解可能為HCC的分子基礎研究提供一個全新的視角，為早期診斷HCC、判斷疾病預后提供新的方法。通過基因敲除或反義核苷酸及miRNAs修飾來沉默作為癌基因的miRNAs有望成為未來HCC治療的新途徑。盡管miRNAs在HCC等惡性腫瘤中的研究取得了一些進展，但有許多問題需要我們探索和解決：（1）miRNAs的下游靶基因較為復雜，一個miRNA可以調節多個靶基因，而一個靶基因又可以受多個miRNAs調節，兩者關系錯綜復雜；（2）以往的研究只是鑒定miRNAs的表達豐度，而核苷酸序列是否突變也應受到重視；（3）目前的研究大多關注miRNAs對mRNA的轉錄后調節，而miRNAs自身受哪些因素調控尚不明確；（4）如何開發在體內有更高活性同時也有較高選擇性的miRNAs類似物或反義核苷酸來活化或抑制相應miRNAs的表達，以達到治療腫瘤的目的，值得進一步研究。

［1］ Tsai WC，Hsu SD，Hsu CS，et al.MicroRNA－122 plays a critical role in liver homeostasis and hepatocarcinogenesis［J］.J Clin Invest，2012，122（8）：2884－2897.

［2］ Fornari F，Gramantieri L，Giovannini C，et al.MiR－122／cyclin G1interaction modulates p53 activity and affects doxorubicin sensitivity of human hepatocarcinoma cells［J］.Cancer Res，2009，69（14）：5761－5767.

［3］ Callegari E，Elamin BK，Giannone F，et al.Liver tumorigenicity promoted by microRNA－221 in a mouse transgenic model［J］.Hepatology，2012，56（3）：1025－1033.

［4］ Gramantieri L，Fornari F，Ferracin M，et al.MicroRNA－221 targets Bmf in hepatocellular carcinoma and correlates with tumor multifocality［J］.Clin Cancer Res，2009，15（16）：5073－5081.

［5］ Galardi S，Mercatelli N，Giorda E，et al.miR－221 and miR－222 expression affects the proliferation potential of human prostate carcinoma cell lines by targeting p27Kip1［J］.J Biol Chem，2007，282（32）：23716－23724.

［6］ Fornari F，Gramantieri L，Ferracin M，et al.MiR－221 controls CDKN1C／p57 and CDKN1B／p27 expression in human hepatocellular carcinoma［J］.Oncogene，2008，27（43）：5651－5661.

［7］ Medina R，Zaidi SK，Liu CG，et al.MicroRNAs 221 and 222 bypass quiescence and compromise cell survival［J］.Cancer Res，2008，68（8）：2773－2780.

［8］ Garofalo M，Di Leva G，Romano G，et al.miR－221 ＆222 regulate TRAIL resistance and enhance tumorigenicity through PTEN and TIMP3 downregulation［J］.Cancer Cell，2009，16（6）：498－509.

［9］ Pineau P，Volinia S，McJunkin K，et al.miR－221 overexpression contributes to liver tumorigenesis［J］.Proc Natl Acad Sci U S A，2010，107（1）：264－269.

［10］ Meng F，Henson R，Wehbe－Janek H，et al.MicroRNA－21 regulates expression of the PTEN tumor suppressor gene in human hepatocellular cancer［J］.Gastroenterology，2007，133（2）：647－658.

［11］ Liang L，Wong CM，Ying Q，et al.MicroRNA－125b suppressesed human liver cancer cell proliferation and metastasis by directly targeting oncogene LIN28B2［J］.Hepatology，2010，52（5）：1731－1740.

［12］ Yan Y，Luo YC，Wan HY，et al.MicroRNA－10a is involved in metastatic process by regulating Eph tyrosine kinase receptor A4－mediated epithelial－mesenchymal transition and adhesion in hepatoma cells［J］.Hepatology，2013，57（2）：667－677.

［13］ Kraljevic Pavelic S，Sedic M，Bosnjak H，et al.Metastasis：new perspectives on an old problem［J］.Mol Cancer，2011，10：22.

［14］ Yamamoto Y，Kosaka N，Tanaka M，et al.MicroRNA－500 as apotential diagnostic marker for hepatocellular carcinoma［J］.Biomarkers，2009，14（7）：529－538.

［15］ Li LM，Hu ZB，Zhou ZX，et al.Serum microRNA profiles serve as novel biomarkers for HBV infection and diagnosis of HBV－positive hepatocarcinoma［J］.Cancer Res，2010，70（23）：9798－9807.

［16］ Zhou J，Yu L，Gao X，et al.Plasma microRNA panel to diagnose hepatitis B virus－related hepatocellular carcinoma［J］.J Clin Oncol，2011，29（36）：4781－4788.

［17］ Park JK，Kogure T，Nuovo GJ，et al.miR－221 silencing blocks hepatocellular carcinoma and promotes survival［J］.Cancer Res，2011，71（24）：7608－7616.

［18］ Krützfeldt J，Rajewsky N，Braich R，et al.Silencing of microRNAs in vivo with＇antagomirs＇［J］.Nature，2005，438（7068）：685－689.