微小RNA參與調(diào)控肝細(xì)胞癌耐藥的相關(guān)研究進(jìn)展

羅舒 陳非 秦蓉聲 陳英 朱鵬

肝細(xì)胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)是臨床上十分常見(jiàn)的惡性腫瘤，導(dǎo)致了十分嚴(yán)重的衛(wèi)生及社會(huì)負(fù)擔(dān)[1]。由于慢性乙型肝炎病毒(hepatitis B virus，HBV)及丙型肝炎病毒(hepatitis C virus，HCV)感染的人群基數(shù)巨大，我國(guó)HCC的發(fā)病率一直處于較高水平。HCC的致病機(jī)制十分復(fù)雜，病毒、遺傳、酒精等均是導(dǎo)致HCC發(fā)生的高危因素[2]。對(duì)于不適于手術(shù)治療的中晚期HCC，系統(tǒng)性化療、靶向及免疫治療藥物被證實(shí)可有效延長(zhǎng)患者生存時(shí)間，這些藥物包括索拉非尼、瑞戈非尼、PD-1抑制劑、阿霉素、鉑類(lèi)藥物等[3]。即使上述藥物得到了廣泛應(yīng)用，絕大多數(shù)晚期HCC患者仍在短期內(nèi)病死。HCC耐藥十分常見(jiàn)，是導(dǎo)致藥物療效較差及預(yù)后不佳的重要原因之一。目前HCC耐藥的相關(guān)機(jī)制仍未完全闡明，學(xué)者也嘗試從分子生物學(xué)的層面闡述HCC耐藥的相關(guān)機(jī)制，也取得一些新的研究進(jìn)展[4]。微小RNA(micro-RNA，miRNA)是不具有翻譯功能的非編碼RNA(通常包含22個(gè)核苷酸序列)，其種類(lèi)繁多且分布廣泛，參與了對(duì)各類(lèi)病理生理過(guò)程的調(diào)控[5]。特異miRNA主要通過(guò)靶向結(jié)合到特定基因的3’-非編碼區(qū)(untranslated regions，UTRs)來(lái)抑制該基因翻譯相應(yīng)的功能蛋白，從而發(fā)揮相應(yīng)的功能。大量的研究數(shù)據(jù)顯示，特異miRNA通過(guò)影響多類(lèi)信號(hào)傳導(dǎo)通路參與了調(diào)節(jié)HCC致病及進(jìn)展的全過(guò)程，包括對(duì)HCC耐藥的調(diào)控[6, 7]。因此，本文對(duì)上述問(wèn)題相關(guān)的最新研究進(jìn)展進(jìn)行了簡(jiǎn)要的綜述。

一、miRNA參與對(duì)HCC增殖及轉(zhuǎn)移的調(diào)控

HCC的發(fā)生機(jī)制十分復(fù)雜，而現(xiàn)有的研究數(shù)據(jù)也顯示特異性miRNA在HCC的發(fā)生與發(fā)展中發(fā)揮著重要的調(diào)控作用[8]?，F(xiàn)有的研究大多僅對(duì)單個(gè)異常表達(dá)的miRNA功能機(jī)制進(jìn)行了分析，但是miRNA對(duì)HCC增殖及進(jìn)展的調(diào)控作用受多方面因素影響，不同miRNA、靶基因及功能蛋白之間可形成復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)來(lái)影響細(xì)胞功能，從而參與疾病形成與進(jìn)展。隨著分析技術(shù)的發(fā)展，對(duì)miRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的研究也能夠更為深入，有助于進(jìn)一步闡述miRNA在HCC發(fā)生及發(fā)展中的調(diào)控作用。

相關(guān)的研究方面，如Sulas等[9]發(fā)現(xiàn)，與健康對(duì)照相比，早期HCC患者癌組織中即存在30種miRNA的表達(dá)異常，KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)分析顯示，這些miRNA的主要調(diào)控靶點(diǎn)基因與HCC中細(xì)胞周期調(diào)控、凋亡、侵襲等功能具有重要的相關(guān)性。Tian等[10]的最新研究發(fā)現(xiàn)，與正常肝組織相比，HCC癌組織中的miRNA-497-5p的表達(dá)顯著降低，而其靶向調(diào)控的基因ACTG1(編碼重組人肌動(dòng)蛋白γ1)、CSNK1D(編碼酪蛋白激酶δ1)、PPP1CC(編碼蛋白磷酸酶催化亞基)及BIRC5(表達(dá)含桿狀病毒凋亡抑制蛋白重復(fù)序列蛋白5)等均存在顯著升高。且miRNA-497-5p表達(dá)越低，HCC瘤體越大，提示miRNA-497-5p通過(guò)對(duì)上述基因的調(diào)控參與了對(duì)HCC腫瘤的增殖調(diào)節(jié)。Wang等[11]也發(fā)現(xiàn)，HCC患者外周血清中的miRNA-1290表達(dá)存在顯著升高，將miRNA-1290質(zhì)粒轉(zhuǎn)導(dǎo)入內(nèi)皮細(xì)胞可顯著增強(qiáng)內(nèi)皮細(xì)胞的血管生成能力。機(jī)制研究顯示SMEK1是miRNA-1290的靶向調(diào)控基因，SMEK1基因編碼的SMEK1蛋白(分裂原活化蛋白激酶抑制蛋白)具有抑制VEGFR2功能的作用，而miRNA-1290能夠通過(guò)降低SMEK1表達(dá)來(lái)促進(jìn)HCC瘤體中的血管生成，從而促進(jìn)HCC的生長(zhǎng)。Chen等[12]的研究也顯示，在HCC癌組織及細(xì)胞株中，miRNA-369-3p的表達(dá)存在顯著降低，體外實(shí)驗(yàn)顯示，增高miRNA-369-3p的表達(dá)可以抑制模型細(xì)胞的增殖，機(jī)制分析顯示SOX4是miRNA-369-3p的靶向調(diào)控基因，而SOX4是胚胎發(fā)育及細(xì)胞周期的重要調(diào)控基因，在惡性腫瘤的發(fā)生中有重要調(diào)節(jié)作用。Yang等[13]的研究也發(fā)現(xiàn)，HCC癌組織中的miRNA-23b-5p的表達(dá)降低明顯，功能分析顯示，無(wú)論是在體內(nèi)還是體外實(shí)驗(yàn)中miRNA-23b-5p均能夠誘導(dǎo)G0/G1期細(xì)胞周期重置。熒光素酶檢測(cè)顯示FOXM1基因(編碼具有致腫瘤作用的哺乳動(dòng)物叉頭框蛋白M1)是miRNA-23b-5p的直接靶向調(diào)控基因，miRNA-23b-5p通過(guò)抑制FOXM1的表達(dá)來(lái)減弱cyclin D1及c-MYC蛋白的表達(dá)，從而抑制HCC腫瘤細(xì)胞的增殖。

轉(zhuǎn)移是HCC的重要臨床特點(diǎn)及致死的主要原因，既往研究證實(shí)細(xì)胞上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)是惡性腫瘤發(fā)生侵襲及轉(zhuǎn)移的重要機(jī)制，miRNA也通過(guò)參與對(duì)EMT的調(diào)節(jié)來(lái)影響HCC的侵襲及轉(zhuǎn)移[14]。如Li等[15]的研究發(fā)現(xiàn)，與慢乙肝患者及健康對(duì)照相比，CHB相關(guān)HCC患者血清miRNA-487b表達(dá)水平存在顯著升高，且高miRNA-487b表達(dá)與不良預(yù)后存在相關(guān)性，增強(qiáng)miRNA-487b表達(dá)可顯著增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的增殖、分化及侵襲能力，提示了miRNA-487b是促進(jìn)HCC遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的重要功能分子。Liu等[16]也發(fā)現(xiàn)，HCC患者腫瘤細(xì)胞中miRN-129-5p的表達(dá)存在異常升高，且高表達(dá)miRNA-129-5p的細(xì)胞增殖能力及侵襲能力更強(qiáng)。同時(shí)在臨床隊(duì)列中也發(fā)現(xiàn)，miRNA-129-5p的高表達(dá)與HCC患者更高的遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移率及更差的預(yù)后存在相關(guān)性。機(jī)制分析顯示骨形態(tài)發(fā)生蛋白(bone morphogenetic protein 2，BMP2)基因是miRNA-129-5p的下游靶標(biāo)基因，而B(niǎo)MP2具有增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞DNA合成及細(xì)胞復(fù)制的功能，同時(shí)還參與了腫瘤細(xì)胞的EMT過(guò)程，對(duì)腫瘤侵襲具有促進(jìn)作用。此外，Cao等[17]的研究也發(fā)現(xiàn)，在HCC癌組織及模型細(xì)胞中可觀察到miRNA-19a-3p及miRNA-376c-3p的表達(dá)升高，降低miRNA-19a-3p及miRNA-376c-3p的表達(dá)可以減緩HCC的進(jìn)展。生物信息學(xué)分析及熒光素酶實(shí)驗(yàn)顯示SOX6基因是上述miRNA的共同作用靶基因，SOX6基因編碼的SOX6蛋白能夠阻斷Wnt/β-catenin信號(hào)通路(惡性腫瘤EMT過(guò)程中發(fā)揮調(diào)控功能的重要信號(hào)通路)的表達(dá)，從而影響肝癌細(xì)胞的侵襲轉(zhuǎn)移能力。這也提示miRNA-19a-3p及miRNA-37c-3p的異常表達(dá)可能影響HCC的侵襲及轉(zhuǎn)移。上述研究結(jié)果均提示了特異性miRNA在HCC的侵襲及轉(zhuǎn)移過(guò)程中發(fā)揮著重要的調(diào)控作用。

二、miRNA與索拉非尼耐藥

索拉非尼是口服酪氨酸激酶抑制劑，大量研究證據(jù)顯示其可以有效延長(zhǎng)晚期HCC患者的總體生存時(shí)間，因此被各大臨床指南推薦作為中晚期HCC的一線治療藥物[18]。從2007年開(kāi)始，隨著索拉非尼的廣泛應(yīng)用，雖然使很多HCC患者得到了生存獲益，但是由于HCC本身復(fù)雜的生物學(xué)特性及索拉非尼較短的療效持續(xù)時(shí)間，HCC對(duì)索拉非尼的耐藥問(wèn)題也逐漸顯現(xiàn)[19]。

一方面，特異性miRNA參與了HCC對(duì)索拉非尼耐藥的形成。相關(guān)的研究方面，如Dietrich等[20]的最新研究顯示，索拉非尼耐藥的HCC中miRNA-622表達(dá)顯著降低，而野生型鼠類(lèi)肉瘤病毒癌基因(KRAS)是miRNA-622的靶向調(diào)節(jié)基因，KRAS具有促腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)及血管生長(zhǎng)的作用，miRNA-622表達(dá)降低所致的KRAS表達(dá)升高可導(dǎo)致腫瘤新生血管能力增強(qiáng)，從而引起對(duì)索拉非尼的耐藥。Han等[21]也發(fā)現(xiàn)，HCC原位癌組織中的miRNA-552表達(dá)存在顯著升高，功能研究顯示，miRNA-552能夠促進(jìn)HCC增殖及分化，其主要通過(guò)靶向抑制PTEN基因(重要的抑癌基因)的表達(dá)來(lái)發(fā)揮上述作用，而且PTEN基因編碼的PTEN蛋白(一種磷脂酶和張力蛋白同源物)具有酪氨酸激酶活性，參與了索拉非尼耐藥的形成。此項(xiàng)研究還在臨床隊(duì)列中發(fā)現(xiàn)，高miRNA-552表達(dá)水平提示更高的索拉非尼耐藥率及更差的預(yù)后，且miRNA-552可能作為預(yù)測(cè)索拉非尼遠(yuǎn)期療效的風(fēng)險(xiǎn)因素。Kabir等[22]基于Huh-7(常用的肝癌細(xì)胞系)細(xì)胞株對(duì)索拉菲尼耐藥機(jī)制進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示，對(duì)索拉非尼耐藥的Huh-7細(xì)胞中miRNA-7-5p表達(dá)存在顯著降低，功能分析提示miRNA-7-5p表達(dá)降低可導(dǎo)致TYRO3基因(編碼酪氨酸蛋白激酶受體TYRO3)表達(dá)增強(qiáng)，從而增強(qiáng)PI3K/AKT信號(hào)通路(細(xì)胞內(nèi)重要的促生存信號(hào)通路)的表達(dá)，在增強(qiáng)細(xì)胞增殖及侵襲能力的同時(shí)，增強(qiáng)Huh-7細(xì)胞對(duì)索拉非尼的耐受度，加重耐藥形成。

另一方面，基于特異性miRNA在HCC對(duì)索拉非尼耐藥形成中的重要調(diào)控作用，學(xué)者們也嘗試通過(guò)靶向調(diào)控miRNA來(lái)改善索拉非尼的療效，尤其是降低耐藥的發(fā)生率。相關(guān)的研究方面，如Wan等[23]的研究發(fā)現(xiàn)，HCC患者癌組織中miRNA-216a-3p的表達(dá)與MAPK4蛋白(絲裂原活化蛋白激酶4)表達(dá)水平相關(guān)。增強(qiáng)miRNA-216-3p的表達(dá)可以提高腫瘤細(xì)胞對(duì)索拉非尼的敏感性，而miRNA-216-3p的這一功能作用主要是通過(guò)抑制MAPK4的表達(dá)來(lái)降低MEK/ERK/ATF2信號(hào)通路活性來(lái)實(shí)現(xiàn)。值得一提的是，研究還在相應(yīng)的動(dòng)物模型中驗(yàn)證了上述結(jié)論，提示了高miRNA-216a-3p表達(dá)與更佳的索拉非尼療效相關(guān)。Zhao等[24]基于HCC細(xì)胞模型的研究發(fā)現(xiàn)，提高miRNA-424表達(dá)可以抑制CBX4基因(編碼染色體盒同源物蛋白4)的表達(dá)，從而增強(qiáng)索拉非尼的體外抗腫瘤活性。上述作用主要是由于CBX4能夠誘導(dǎo)YAP1(Yes關(guān)聯(lián)蛋白1)的激活，而YAP1蛋白是促進(jìn)癌細(xì)胞增殖及轉(zhuǎn)移的重要功能蛋白。Li等[25]也發(fā)現(xiàn)，索拉非尼耐受的HCC患者原位癌組織中miRNA-375表達(dá)存在顯著降低，miRNA-375能夠靶向抑制血小板趨化生長(zhǎng)因子C基因(PDGFC)的表達(dá)來(lái)抑制腫瘤新生血管生長(zhǎng)，而通過(guò)升高miRNA-375表達(dá)則可以增強(qiáng)索拉非尼的抗腫瘤血管生成作用，從而抑制HCC生長(zhǎng)。Li等[26]的也研究發(fā)現(xiàn)，miRNA-93具有增強(qiáng)肝臟細(xì)胞的瘤變趨勢(shì)的功能，干擾miRNA-93表達(dá)則可以逆轉(zhuǎn)上述作用。此外，索拉非尼耐藥的HCC腫瘤組織中miRNA-93表達(dá)存在顯著升高，通過(guò)抑制miRNA-93的表達(dá)則可以增加對(duì)索拉非尼治療的敏感性。同時(shí)研究者還在臨床患者隊(duì)列中觀察到低miRNA-93表達(dá)的HCC患者能夠在TACE或索拉非尼治療中更多的獲益，提示了miRNA-93還可能作為索拉非尼療效的預(yù)測(cè)因子。上述研究結(jié)果也為將來(lái)開(kāi)發(fā)索拉非尼治療的輔助治療藥物提供了重要思路。

三、miRNA參與其他藥物耐藥

在臨床上，HCC不僅存在對(duì)索拉非尼的耐藥，對(duì)如順鉑、阿霉素等臨床應(yīng)用較多且應(yīng)用時(shí)間較長(zhǎng)的藥物也存在耐藥的情況。耐藥可能導(dǎo)致患者腫瘤快速進(jìn)展及病死率增高，同時(shí)也增加了患者的負(fù)擔(dān)。特異的miRNA不僅在索拉非尼耐藥中有著重要調(diào)控作用，也有大量研究顯示，miRNA也參與了如氟尿嘧啶、鉑類(lèi)、阿霉素等藥物耐藥的形成[27]。其他藥物如樂(lè)伐替尼、瑞戈非尼、PD-1/PD-L1抑制劑等，由于臨床應(yīng)用時(shí)間較短，耐藥情況及機(jī)制分析相關(guān)的研究證據(jù)仍較為匱乏，下一步的研究中還需要更加關(guān)注HCC對(duì)這些新型藥物的耐藥情況及特定miRNA在其中的調(diào)控機(jī)制。

鉑類(lèi)藥物是臨床上應(yīng)用較多的治療惡性腫瘤的藥物，主要包括順鉑、卡鉑、奧沙利鉑等， HCC對(duì)鉑類(lèi)藥物的耐藥在臨床上也較為常見(jiàn)。特異性miRNA的異常表達(dá)在其中也發(fā)揮了重要調(diào)控作用。如Zeng等[28]的研究發(fā)現(xiàn)，在HCC模型細(xì)胞中，轉(zhuǎn)染miRNA-138微粒可以顯著增強(qiáng)順鉑治療的敏感度。熒光素酶分析顯示，miRNA-138主要的靶基因是EZH2(編碼組蛋白-賴(lài)氨酸N-甲基轉(zhuǎn)移酶)，而且miRNA-138主要通過(guò)抑制EZH2的表達(dá)來(lái)減緩順鉑治療所誘發(fā)的EMT，從而發(fā)揮改善治療效果的作用。Li等[29]的研究也發(fā)現(xiàn)，在順鉑耐藥的HCC組織中存在miRNA-155-5p表達(dá)升高，使用靶向miRNA-155-5p的circARNT21抑制miRNA-155-5p表達(dá)的同時(shí)可升高PDK1(丙酮酸脫氫酶激酶同工酶1，主要參與細(xì)胞的能量代謝調(diào)節(jié))表達(dá)，PDK1表達(dá)升高可以抑制腫瘤細(xì)胞的糖酵解，從而改善HCC細(xì)胞對(duì)順鉑的耐藥。Liu等[30]的研究也顯示，HCC原位組織及模型細(xì)胞中抑癌基因CASC2(癌易感性候選基因2)的表達(dá)存在顯著降低，尤其是在對(duì)順鉑耐藥的細(xì)胞中，且低CASC2表達(dá)與HCC患者不良預(yù)后相關(guān)?；隗w外細(xì)胞試驗(yàn)顯示，增高miRNA-222的表達(dá)則可以抑制CASC2表達(dá)，并增強(qiáng)HCC細(xì)胞對(duì)順鉑的敏感度，提高順鉑治療效果。

阿霉素也是臨床上應(yīng)用較多的抗HCC藥物，其耐藥的情況也相繼得到了報(bào)道，miRNA異常表達(dá)也參與了HCC對(duì)阿霉素耐藥的調(diào)節(jié)。如Cui等[31]的研究發(fā)現(xiàn)，增高miRNA-200a的表達(dá)可以抑制腫瘤代謝(包括ATP生成、線粒體呼吸、糖代謝等)，而降低miRNA-200a表達(dá)則可以增強(qiáng)上述代謝過(guò)程。此外，研究還發(fā)現(xiàn)，增高miRNA-200a表達(dá)的同時(shí)還可以增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的自噬作用以及提高阿霉素的治療效果，改善對(duì)阿霉素的耐藥。Yuan等[32]也觀察到，HCC組織及細(xì)胞模型中miRNA-26a-5p的表達(dá)存在顯著降低，功能實(shí)驗(yàn)顯示，在細(xì)胞株中加入miRNA-26a-5p微?？梢越档虷CC細(xì)胞的增殖程度，而且加入miRNA-26a-5p微粒后還可以增強(qiáng)HCC細(xì)胞株對(duì)阿霉素的治療敏感度，進(jìn)一步的機(jī)制分析顯示，miRNA-26a-5p的上述作用主要是通過(guò)靶向抑制極光激酶A表達(dá)來(lái)實(shí)現(xiàn)，而極光激酶A是腫瘤細(xì)胞有絲分裂的重要調(diào)節(jié)因子。此外，Gao等[33]的研究也發(fā)現(xiàn)，與癌旁及正常肝臟組織相比，HCC原位組織中的miRNA-140-5p表達(dá)程度更低，而在HCC細(xì)胞系中加入miRNA-140-5p微粒則能夠顯著增強(qiáng)阿霉素治療的敏感度，減弱對(duì)阿霉素的耐藥。進(jìn)一步的機(jī)制分析顯示，PIN1基因是miRNA-140-5p的靶向調(diào)控基因，而PIN1基因主要編碼肽酰脯氨酰順/反異構(gòu)酶蛋白結(jié)合蛋白1，其主要是在細(xì)胞有絲分裂及周期循環(huán)中發(fā)揮調(diào)節(jié)作用。

綜上所述，HCC的耐藥問(wèn)題是困擾臨床治療和影響患者預(yù)后的重要原因。特異性miRNA在HCC的發(fā)生與發(fā)展中發(fā)揮重要功能，也參與了HCC耐藥的發(fā)生。通過(guò)靶向調(diào)節(jié)特定miRNA的表達(dá)有可能進(jìn)一步開(kāi)發(fā)改善耐藥的藥物方法，從而提高針對(duì)HCC的臨床療效。雖然目前的大多數(shù)相關(guān)研究都只停留在細(xì)胞及動(dòng)物模型層面，但均顯示出了積極的結(jié)果，下一步的研究仍需更深入的探討miRNA參與HCC致病的相關(guān)機(jī)制，并嘗試通過(guò)改進(jìn)藥物合成技術(shù)來(lái)開(kāi)發(fā)更為安全有效的靶向miRNA治療方法，從而為降低HCC耐藥率提供安全有效的方法，使更多的患者從中獲益。