miRNA與肝細胞癌的關系研究進展

潘麗英，韋麗軍，黃贊松，鐘國強，林巖

1 右江民族醫學院附屬醫院消化內科 廣西肝膽疾病臨床醫學研究中心，廣西百色 533000；2 右江民族醫學院研究生學院

肝細胞癌（HCC）是原發性肝癌最常見的病理類型，由于其發病隱匿、惡性程度高、易轉移、治療難度大，目前仍是我國癌癥相關死亡的第二大原因［1］。目前，國內外認為HCC 發生、發展是遺傳、環境雙重因素交互作用的結果，但其確切致病機制仍未完全闡明。因此，對HCC 發病機制和治療的研究一直是研究的難點和熱點。微小RNA（miRNA）是一類由18～22 個核苷酸組成的非編碼內源性性小RNA，是近年來醫學科學研究領域研究的熱點。miRNA 生理學機制復雜，可通過促進靶miRNA 的降解或抑制其翻譯過程而參與細胞生長、增殖、分化以及凋亡等過程［2］。近年來，對miRNA 在HCC 形成過程中的分子機制研究發現，miRNA 可作為致癌基因或抑癌基因調控HCC細胞的分化、增殖、凋亡、侵襲轉移、代謝重編程和自噬。研究表明，HCC 有其特異的miRNA表達譜，許多miRNA 在HCC 中表達失調，在功能上扮演著類似于癌基因或抑癌基因的角色，相當于一把雙刃劍，通過多種機制在HCC 的發生、發展、耐藥性中發揮正向調節或負向調節作用，并且有潛力成為HCC 診斷、療效預測標志物和治療新靶點［3］。本文對miRNA與HCC關系的研究進展進行綜述。

1 miRNA調控HCC細胞增殖、凋亡

肝細胞的異常增殖是HCC 發生的標志之一，而癌細胞的凋亡逃逸促進HCC 的發展。miRNA-21 是最早被發現的人類微小核糖核酸之一，其基因定位于人17 號染色體q32.2 區域。CAO 等［4］研究表明，miRNA-21 在HCC 細胞中過度表達，并通過靶向下調磷酸酶和張力蛋白同系物（PTEN）基因的表達抑制腫瘤細胞的凋亡，從而促進腫瘤細胞的生長增殖。通過添加miRNA-21抑制劑可以逆轉miRNA-21對肝癌細胞的上述作用。其機制可能是miRNA-21 通過下調PTEN 基因表達從而激活了其下游的Akt通路。GUO 等［5］研究發現，miRNA-301b-3p 在HCC 中高度表達，其通過靶向并負調控類癌蛋白4 的表達促進癌細胞增殖和細胞周期進程并抑制HCC 細胞凋亡。TOLL樣受體3（TLR3）有誘導并促進炎癥反應、促進肝癌細胞凋亡的作用。YIN 等［6］研究證實，HCC 中miRNA-155表達明顯上調，miRNA-155靶向TLR3并抑制其表達。 Au-antimiR-155 納米復合物在HepG2HCC 細胞內自組裝，可有效沉默miRNA-155的表達，從而恢復TLR3 的水平，后者通過介導NF-κB轉錄、蛋白酶Caspase-8激活和白細胞介素1β釋放來抑制HCC 細胞增殖、遷移，并促進其凋亡。另外，有研究發現，HCC 組織中miRNA-145 的表達明顯低于正常組織，恢復miRNA-155 的表達可以抑制癌細胞周期，并通過激活ROCK1/NF-κB 信號通路誘導癌細胞凋亡［7］。

2 miRNA調控HCC細胞侵襲轉移

腫瘤的侵襲轉移是一個多步驟、多因素參與的復雜過程。異常表達的miRNA 通過靶向與腫瘤侵襲轉移過程密切相關的基因和信號通路調節轉移的關鍵環節，如腫瘤血管生成、上皮-間充質轉化（EMT），進而在HCC 細胞侵襲轉移中發揮正向或負向調控作用。

2.1 正向調控HCC侵襲轉移 在HCC細胞侵襲轉移過程中，miRNA 高表達通過抑制其靶腫瘤抑制基因表達或促進其靶癌基因過表達，在HCC 細胞侵襲轉移中起正向調控作用。有研究發現，HCC 患者血清和肝癌細胞條件培養液可檢測到高水平的外泌體miRNA-210，其通過靶向抑制內皮細胞的SMAD4 蛋白、信號轉導及轉錄激活蛋白6（STAT6）的表達促進腫瘤血管生成，而腫瘤血管生成是腫瘤進行血行轉移的先決條件［8］。另有研究顯示，miRNA-216a/217簇在HCC 中過表達，其通過靶向PTEN 和SMAD7 激活PI3K/Akt和TGF-β通路誘導EMT發生，增強了上皮HCC 細胞的干細胞性、遷移和轉移能力［9］。還有研究證實，HCC中上調的miRNA-509-3p可以通過抑制E-鈣黏蛋白表達和促進N-鈣黏蛋白、波形蛋白的表達來調節EMT，促進HCC細胞的遷移和侵襲［10］。

2.2 負向調控HCC細胞侵襲轉移 在HCC細胞侵襲轉移過程中下調miRNA 表達，導致其靶癌基因過度表達，進而發揮負向調節HCC 細胞侵襲轉移的作用，當恢復相關miRNA的表達水平可抑制HCC細胞侵襲轉移的關鍵環節。HU 等［11］研究結果顯示，miRNA-126低表達通過上調表皮生長因子樣結構域7促進腫瘤血管生成，最終促進HCC 細胞侵襲轉移；若恢復miRNA-126 的表達可以抑制腫瘤細胞增殖和血管生成，起到抑制HCC 的侵襲轉移作用。WANG 等［12］研究發現，miRNA-122 低表達通過調節激活EMT途徑的Wnt/β-連環蛋白信號通路，促進肝癌細胞的增殖、遷移和侵襲，當恢復miRNA-122 表達可抑制上述惡性進程。

2.3 影響HCC 的腫瘤微環境（TME） 惡性腫瘤的發生、發展以及轉移不僅取決于腫瘤細胞本身，還取決于TME。腫瘤細胞與TME 之間的相互作用誘發轉移所必需的多種生物學過程，包括血管生成、免疫抑制等，這些過程受miRNA 的調節。FANG 等［13］研究證實，HCC 細胞分泌的外泌體miRNA-1247-3p 促進腫瘤干性、EMT、化療耐藥性和肺轉移，機制可能是miRNA-1247-3p 靶向β-1，4-半乳糖基轉移酶3 基因激活NF-kB信號通路導致腫瘤相關成纖維細胞的活化。FU 等［14］研究發現，miRNA-223 低表達通過靶向上調缺氧誘導因子-1α 的表達激活程序性死亡受體1/程序性死亡受體-配體1通路，從而促進HCC癌細胞血管生成、增殖、慢性炎癥和纖維化。TME 誘導的全身炎癥和免疫抑制，有利于癌細胞的擴散和免疫逃逸，促進HCC 細胞的轉移。有證據表明，恢復miRNA-206在HCC組織中的表達可明顯降低小鼠血漿中的轉化生長因子β1水平，使細胞毒性T淋巴細胞水平恢復而調節性T細胞減少，最終促進肝癌細胞的凋亡并恢復機體的免疫監視功能［15］。總之，轉移相關的miRNA 參與腫瘤細胞與TME 細胞之間的通訊，這在HCC細胞侵襲轉移中發揮關鍵作用。

3 miRNA調控HCC細胞代謝重編程

代謝重編程是惡性腫瘤的標志，癌細胞需要獲得與非腫瘤細胞不同的代謝狀態才能增殖、侵襲和轉移。糖酵解是腫瘤細胞獲取能量的主要代謝模式，通過抑制腫瘤細胞的糖酵解可有效抑制腫瘤細胞的生長。JIA 等［16］研究發現，恢復HCC 組織中miRNA-592 的表達可以阻遏HCC 糖酵解，阻止HCC的發展，其作用機制可能是miRNA-592 抑制HIF-1α的表達，而HIF-1α 誘導的轉錄調控控制著對癌癥葡萄糖代謝失調至關重要的關鍵基因。此外，脂質和膽固醇代謝的異常也與腫瘤發生和進展有關。為了滿足腫瘤發生、發展的高能量需求，癌細胞通常需要尋求除了糖酵解之外的能量來源，如脂肪酸的β 氧化。LIU等［17］研究表明，HCC細胞中miRNA-612表達降低可促進脂肪酸的β氧化，產生大量的乙酰輔酶A和三磷酸腺苷，不僅為癌細胞的生長、發展提供能量，也為膽固醇的合成提供充足的原料，而膽固醇是保證HCC 侵襲性偽足正常結構和功能的關鍵物質。還有研究表明，在HCC 組織中上調miRNA-4310，可通過減少脂質合成而抑制腫瘤細胞的生長、轉移［18］。深入研究miRNA調控HCC代謝的具體機制，有望尋找有效的HCC分子診斷和治療新靶點。

4 miRNA調控HCC細胞自噬

真核生物在自噬相關基因的調控下，利用溶酶體降解并去除受損、死亡或多余的細胞器以及錯誤折疊的蛋白質的分解代謝過程稱為自噬，它是進化上高度調節且保守的過程。自噬已被證實在限制腫瘤發生的最早階段中發揮作用，然而，在細胞轉化并癌變后，自噬通過增強壓力耐受性并提供可以滿足癌細胞大量營養和能量需求的替代途徑，進而促進腫瘤的發展。已有相關研究發現，miRNA 通過靶向自噬相關基因或信號通路參與自噬的調節，并通過促進或抑制自噬來調節HCC 細胞增殖、轉移、凋亡和耐藥性。

4.1 促進HCC 細胞自噬 BI 等［19］研究結果顯示，M2 型巨噬細胞來源的miRNA-210 促進HCC 細胞的自噬，結果增強了癌細胞增殖、侵襲的能力而降低其凋亡水平，這可能與PI3K/AKT/mTOR 信號通路的失活有關。此外，有研究發現，miRNA-25 在人類HCC組織中的表達上調，其通過降低F框/WD-40域蛋白7（FBXW7）的表達促進HCC 細胞自噬，進而增強肝癌細胞的淋巴轉移和對索拉菲尼的耐藥性［20］。

4.2 抑制HCC 細胞自噬 自噬相關基因7（ATG7）通過控制自噬體膜的擴張和組裝在HCC 細胞自噬啟動中起主要作用。miRNA-490-3p 在HCC 細胞系和組織中低表達，HepG2細胞轉染miRNA-490-3p模擬物后，可通過靶向下調ATG7 的表達抑制HCC 細胞自噬，最終抑制癌細胞增殖、延緩癌細胞周期并促進其凋亡［21］。在HCC 細胞系中，miRNA-193a-3p 表達下調，其模擬物通過靶向降低轉化生長因子-β2的表達來抑制HCC 細胞自噬，并促進癌細胞凋亡。此外，該研究還證實，腫瘤抑制因子Mig-6 是miRNA-193a-3p 的上游調控因子，兩者在HCC 細胞系的表達呈負相關［22］。

5 miRNA調控HCC細胞耐藥性

miRNA 已被證明在調控HCC 耐藥性中發揮重要作用，其中所涉及的機制包括藥物外排轉運蛋白的表達增加、細胞凋亡減少、自噬增強和癌癥干細胞（CSC）的激活等。系統化療對已發生遠處轉移的HCC 患者有一定的治療作用，但是肝癌細胞抵抗大多數化療藥物。HCC 多重耐藥的最重要機制之一是通過ATP結合盒（ABC）轉運蛋白家族將藥物外排降低細胞內藥物濃度。有研究發現，miRNA-590-5p可通過調節Yes 相關蛋白1 水平調控ABC 轉運蛋白的表達，增加HCC 細胞對阿霉素的靈敏度［23］。HCC化療耐藥也和CSC 的存在密切相關，CSC 干性在于具有自我更新和分化為癌細胞的異質譜系的能力。miRNA-589-5p在HCC中過表達，可增強癌癥干細胞因子的表達和線粒體電位，并抑制多柔比星體外誘導的細胞凋亡。進一步研究其機制發現，miRNA-589-5p 通過激活信號轉導和轉錄激活因子3 相關信號通路來維持CSC 干性進而介導HCC 細胞化學抗性［24］。索拉菲尼作為最早用于HCC 系統抗腫瘤治療的分子靶向藥物，對于晚期HCC 患者具有一定的生存獲益，但HCC 的耐藥性降低了其臨床有效率。LI 等［25］研究表明，在索拉非尼耐藥HCC 細胞系中低表達的miRNA-138-1p 靶向絲/蘇氨酸激酶5 激活β-catenin/ABCB1信號通路，進而增加多藥耐藥蛋白1 的表達。也有研究表明，miRNA-23b-3p 在索拉菲尼耐藥HCC 細胞中表達減少，恢復miRNA-23b-3p可以通過下調自噬相關基因12 的表達抑制HCC 細胞自噬，進而增強腫瘤細胞對索拉菲尼的靈敏度［26］。從以上研究可以發現，miRNA 與HCC 細胞產生耐藥性密切相關，通過調控miRNA 表達可能會逆轉癌細胞對藥物的耐藥性，提高其對藥物的靈敏度。

6 miRNA是HCC新的治療靶點

靶向治療也被稱為“分子靶向治療”或“精準醫療”，是一種利用人類基因和蛋白質信息來治療疾病的醫療形式，因其精準、創傷小等特點成為許多抗癌藥物開發的重點。miRNA 及其靶標的利用已成為最近開發新型分子靶向治療研究的焦點。利用miRNA 靶標的一個例子是通過恢復miRNA-940 的表達誘導腫瘤細胞凋亡并抑制HCC 生長，而在抑制其靶標雌激素相關受體γ后也顯示出相同的效果［27］。通過向HCC 組織遞送miRNA 模擬物和抑制劑也可起到抗癌作用，如miRNA-221 抑制劑和miR-122 模擬物可抑制癌細胞增殖和血管生成，同時誘導腫瘤細胞凋亡和壞死，從而顯示出良好的抗HCC 效果［28］。此外，miRNA-34 通過靶向EMT 轉錄因子和一些重要的信號通路參與EMT，在抑制腫瘤進展中起關鍵作用，其模擬物MRX34 在晚期實體瘤（包括HCC）患者中進行了Ⅰ期臨床試驗評估，在一部分難治性晚期實體瘤患者中顯示出抗腫瘤活性，但因口服地塞米松作為預治療和每日靜脈注射MRX34有嚴重的不良反應，甚至導致患者死亡，而終止了Ⅱ期臨床試驗［29］。另外，金納米材料可以通過釋放miRNA抑制劑或模擬物恢復miRNA 的生物學功能，這意味著它們能攜帶可以刺激內源性miRNA 的治療劑，如攜帶miRNA-326 模擬物的金納米顆粒通過靶向PDK1/AKT/c-myc軸抑制了HCC的生長［30］。

綜上，基于miRNA 的抗HCC 療法，其中部分已經進入臨床試驗，但其有效性及安全性仍有待進一步明確。

7 miRNA是HCC潛在的診斷標志物

目前，較低的早期檢測率導致HCC 高病死率和不良預后，因此，迫切需要找到診斷早期HCC 的新型腫瘤標志物。組織特異性miRNA 通常與特定組織的疾病有關，miRNA 表達譜可提示腫瘤的來源和分期，因此，miRNA 有望成為診斷HCC 的新型腫瘤標志物。ZUO 等［31］研究發現，對于甲胎蛋白（AFP）陰性的HCC 患者，聯合使用miRNA-125b 和miRNA-27a 診斷HBV 相關的早期HCC 的靈敏度和特異度分別為80.0%、87.2%。YANG 等［32］研究表明，血清miRNA-224 可用于區分早期HCC 患者和良性病變患者，其靈敏度和特異度分別為0.868和0.792，均顯著優于AFP。將miR-224與AFP結合，靈敏度和特異度分別提高到0.882、0.808。此外，外泌體miRNA異常表達與HCC的發生、發展密切相關，由于其穩定性高，不易受到外界環境的影響，檢測血清外泌體miRNA對HCC的早期診斷具有重要意義。有研究發現，HCC患者血清中外泌體miRNA-122、外泌體miRNA-148a 和外泌體miRNA-1246 明顯高于肝硬化和正常對照組，三者和AFP 聯合在區分肝細胞癌和肝硬化的受體操作曲線方面比AFP 具有更高的診斷性能。對于AFP 陰性的患者，外泌體miRNA-10b-5p聯合外泌體miRNA-221-3p 和miRNA-223-3p 診斷HCC 曲線下面積為0.84，靈敏度為86%［33-34］。這表明外泌體miRNA 具有作為診斷HCC 生物標志物的潛能。

8 miRNA對HCC預后的影響

HCC 患者的發病率高，預后差，尋找新的預后標志物是一項緊迫的任務。已有研究顯示，HCC 中miRNA 異常表達是致癌進展和侵襲的最重要機制之一，是被公認為預后不良的因素。一項對血清miRNA17-92簇在HCC中表達的薈萃分析顯示，血清miRNA17-92 簇過表達與HCC 患者的不良總生存期（OS）和無復發生存期密切相關［35］。HCC 樣本中的miRNA-223-3p表達明顯下調，血清miRNA-223-3p與腫瘤大小和巴塞羅那分期呈負相關，多變量分析顯示血清miRNA-223-3p 是HCC 患者OS 的獨立預后因素［36］。CHI 等［37］通過對652 例HCC 腫瘤組織樣本中miRNA-652-3p 的表達進行分析，發現miRNA-652-3p 過表達與高TNM 分期、淋巴轉移和遠處轉移有關，高miRNA-652-3p 表達對HCC 患者OS 的預測具有消極作用。另有研究檢測了90 例術前HCC 患者血清和組織中miRNA-497 和miRNA-1246 的表達，發現miRNA-497 表達下調，而miRNA-1246 高表達，且二者的表達與TNM 分期、分化程度和轉移相關，低miRNA-497 和高miRNA-1246 均與患者術后OS短有關［38］。這些研究均證明，miRNA 異常表達與癌癥進展有關，具有成為HCC 預后分子標志物的潛力。

HCC 發生、發展的分子機制極其復雜，迄今仍未完全闡明，其發生、發展過程涉及到miRNA 的失調，現有的研究資料表明，多種miRNA 在HCC 中表達不同，表達上調的miRNA可以促進HCC細胞的增殖和遷移，而表達下調的miRNA 充分發揮了抑制細胞增殖和誘導凋亡的作用，可將其作為潛在的癌基因或抑癌基因。miRNA 通過結合靶mRNA 的3'端降解靶基因或抑制其表達發揮生物學作用，參與調控HCC 的增殖、凋亡、侵襲、轉移、代謝重編程和自噬等惡性進程，并通過多種機制調控HCC 的耐藥性。此外，miRNA 不僅是HCC 診斷及療效預測的有前景的生物標志物，也是潛在的治療靶點。期望新的研究實驗和臨床試驗能驗證其安全性和有效性，能盡快應用于HCC 臨床治療，改善HCC 患者的預后。