長鏈非編碼RNA在肝細胞癌中的作用

張樂佳，庹大云，甘進鋒，李金平

(桂林醫學院，廣西 桂林 541199)

原發性肝癌大多為肝細胞癌(Hepatocellular carcinoma，HCC)，是危害人類健康的常見惡性腫瘤，是全球第三大癌癥死亡原因[1]。由于HCC發病隱匿、惡性程度高、預后差且易侵襲轉移，多數患者確診時已處于中晚期，失去了最佳手術機會，患者5年生存率低[2]。盡管近年來HCC臨床診療手段取得很大進展，但HCC整體療效仍不能令人滿意。早發現、早診斷和早治療是提高HCC臨床療效的有效途徑，但目前普遍缺少用于HCC早期診療的有效腫瘤分子標志物。長鏈非編碼RNA (long noncoding RNA，lncRNA) 是一類長度大于200 nt的RNA，研究發現[1]，lncRNA在惡性腫瘤細胞增殖、周期、凋亡、侵襲和轉移等進程中[2]發揮了十分重要的作用，有望成為臨床HCC等惡性腫瘤早期診療的分子標志物。就lncRNA在HCC中的作用及分子機制進行概述，以期為提高HCC診療效果提供理論依據。

1 lncRNA概述

非編碼RNA包括小干擾RNA (small interfering RNA，siRNA)、微小核糖核酸 (micro RNA，miRNA)、與Piwi蛋白相互作用的RNA (Piwi interacting RNA，piRNA) 及lncRNA，其中lncRNA是指長度大于200個nt的非編碼RNA，是一類不能翻譯為蛋白的功能性RNA分子。研究表明，lncRNA在細胞生物進程中發揮著關鍵的調控作用，其可以通過調控靶基因表達，通過與染色質、蛋白分子及其他編碼或非編碼RNA相互作用，從而參與細胞增殖、凋亡、自噬、侵襲或轉移等生物學過程[3-4]。

隨著對lncRNA研究的不斷深入，lncRNA在惡性腫瘤中的作用倍受關注。大量研究表明，lncRNA在乳腺癌、胃癌、HCC、結直腸癌和宮頸癌中異常表達[5-9]，且這種異常表達與惡性腫瘤的發生發展及預后有關[10]。迄今為止，研究人員借助高通量測序及芯片技術已篩選出大量lncRNA[11]，并通過生物學技術和方法發現lncRNA可通過多種方式參與惡性腫瘤的生物進程，如癌細胞增殖、凋亡、遷移和侵襲等[3-4]。在lncRNA作用機制研究方面，lncRNA作為表觀遺傳因子的支架是研究最多的是一種分子機制。此外，lncRNA具有海綿式吸附miRNA能力，通過充當內源競爭RNA (competing endogenous RNAs, ceRNA) 來調節miRNA靶向基因的表達[12]。由此可見，lncRNA在惡性腫瘤生物進程中發揮了重要作用。

2 lncRNA在HCC中的作用及機制

2.1 lncRNA與HCC細胞增殖

正常細胞的增殖受有絲分裂原、生長因子、原癌基因和抑癌基因的調控，它們的共同作用使細胞處于相對穩定的狀態。然而，細胞癌變會打破這種相對穩定的狀態，癌細胞會獲得持續性存活和不可控制的增殖能力[13]，從而促進癌癥發生發展。研究發現，多種lncRNA都與HCC細胞增殖有關，它們通過促進或抑制癌細胞增殖影響HCC的發生發展。

我國約有50%的肝癌是由乙型肝炎病毒(HBV)感染引起的[14]。HBX是 HBV基因組中最小的開放閱讀框架的乙型肝炎病毒X蛋白(hepatitis B virus X protein，HBx)，后者被認為是HCC表觀遺傳修飾和調節的癌基因。在HBV相關HCC中，目前鑒定出一種可被HBx下調的lncRNA (down-regulated in hepatocellular carcinoma，DREH)，研究發現DREH在HCC中可能起到腫瘤抑制作用，體外和體內實驗證實其能抑制HCC的生長和轉移[15]。此外，lncRNA F11-AS1通過競爭性海綿miR-211-5p上調NR1I3表達，從而阻止HBV相關HCC進展[16]，表明lncRNA F11-AS1在HCC中發揮了抑癌基因作用。

2.2 lncRNA與HCC細胞凋亡

近年來發現了多個與細胞凋亡相關的lncRNA[17]。已有文獻證實lncRNA轉移相關肺腺癌轉錄本1 (metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1，MALAT1) 在HCC中作為癌基因發揮作用，并參與調控癌細胞增殖、凋亡和自噬，其機制可能通過靶向microRNA-146a/PI3K/Akt/mTOR軸[18]。癌易感性候選基因2 (Cancer susceptibility candidate 2，CASC2)是位于染色體10q26上的lncRNA，已被證實在腎細胞癌等多種癌癥中發揮重要作用。有研究報道CASC2在HCC中發揮了抑癌基因作用，可能通過調節miR-24-3p抑制HCC細胞活性并誘導其凋亡，從而抑制HCC發生發展[19]。

2.3 lncRNA與HCC自噬

細胞自噬在腫瘤進程中呈現雙向性[20]，一方面，自噬在腫瘤中可發揮抑癌作用。主要通過維持基因組的穩定性、降低代謝和氧化應激、增加抗癌免疫原性等細胞自主效應發揮保護作用[20-21]；另一方面，自噬發揮促癌作用。自噬可通過增加非腫瘤細胞在微環境中的營養供應和抑制CD8+ T細胞介導的抗腫瘤免疫而促進休眠狀態癌細胞存活和轉移[21]。lncRNA 核富集轉錄體1 (nuclear enriched abundant transcript 1，NEAT1)已被證實與HCC自噬相關，可能通過調節miR-204/ATG3和增強HCC細胞對索拉非尼耐藥促進自噬[22]，從而抑制HCC發展。

2.4 lncRNA與HCC侵襲轉移

侵襲和轉移是導致癌癥相關死亡的一個主要原因，通過獲得分子和表型的變化使原發腫瘤細胞能在遠處器官部位擴散和定植。lncRNA可通過上皮-間質轉化 (epithelial-to-mesenchymal transition, EMT)、侵襲和遷移及腫瘤血管新生，促進腫瘤轉移[23]。lncRNA 腫瘤蛋白53靶基因1 (Tumor protein 53 target gene 1，TP53TG1)是一種由p53誘導的位于染色體7q21上的lncRNA，能通過調節PRDX4/β-catenin信號通路抑制HCC侵襲轉移[24]。

2.4.1 lncRNA與EMT

EMT是指細胞失去上皮特征并獲得間充質特性的生物學過程，其主要特征有細胞黏附分子E-鈣黏蛋白 (E-cadherin) 減少和波形蛋白 (Vimentin) 增加[25]。EMT使上皮細胞失去與基底膜的連接，從而使上皮細胞來源的惡性腫瘤細胞獲得較高的侵襲轉移能力。轉錄和轉錄后調控網絡都可誘導EMT，其中轉錄后調控網絡包括miRNA和lncRNA家族。研究發現，過表達lncRNA CASC2可顯著促進MHCC-97H細胞中E-cadherin表達并抑制Vimentin表達，而沉默CASC2則降低Hep-3B細胞中E-cadherin表達并增加Vimentin表達，結果提示CASC2是一種腫瘤抑制因子[26-27]。機制探討方面，CASC2可反向調節HCC細胞EMT，并通過CASC2/ miR-367/FBXW7發揮腫瘤抑制作用[26]，這為HCC治療提供了新的治療靶點。

2.4.2 lncRNA與腫瘤血管生成

新生血管不僅為腫瘤細胞提供氧氣和營養，也是腫瘤細胞進入循環并轉移到其他器官的主要途徑。有研究發現一種與HCC微血管浸潤相關的lncRNA (lncRNAs associated with microvascular invasion in HCC，MVIH)可通過抑制磷酸甘油酸激酶1(phosphoglycerate kinase 1 , PKG1)分泌激活血管生成[28]，從而導致HCC患者生存率低下。有研究報道四跨膜蛋白12 (tetraspanin 12， TSPAN12)在伴有微血管侵犯 (microvascular invasion，MVI) 的HCC中有較高表達，并與不良臨床病理特征和不良預后相關，表明lncRNA TSPAN12在HCC進展中可能作為促癌基因發揮作用[29]，并可作為伴有MVI的HCC中潛在的微血管浸潤相關生物標記物和治療靶點。

3 lncRNA與HCC分子診斷標志物與靶向治療

lncRNA在惡性腫瘤中發揮促癌或抑癌作用[30]，隨著分子生物學技術的發展，如聚合酶鏈式反應、DNA測序、熒光原位雜交技術、基因芯片技術等，使lncRNA的檢測方法變得更為簡單，這為lncRNA作為新型腫瘤分子標志物打下了堅實的基礎。

甲胎蛋白 (alpha fetoprotein，AFP) 是一種糖蛋白，在成人血清中含量極低，但在HCC中可表現出較高濃度，在臨床上可作為原發性HCC的血清診斷標志物。然而，臨床對于AFP陰性的HCC患者，需要借助其他指標進行檢測。lncRNA MT1JP在多種惡性腫瘤中異常表達，血清MT1JP表達水平與腫瘤大小、TNM分期、分化、淋巴結轉移等有關[31]，因此，檢測血清MT1JP或聯合檢測AFP血清水平可有助于提高HCC診斷。

4 總結與展望

HCC因早期癥狀隱匿或無特異性癥狀而不易被察覺，一經確診往往病程已處于中晚期。隨著越來越多的lncRNA被發現，lncRNA在HCC中的作用將會被進一步闡明，這些研究有助于進一步理解lncRNA的分子機制，有助于挖掘HCC相關lncRNA應用于HCC的臨床診斷和治療。