肝細(xì)胞癌中l(wèi)ncRNA 的研究進展

鮑國林 趙士玉 許麗 劉義慶★

原發(fā)性肝癌是一種預(yù)后差、易轉(zhuǎn)移、惡性程度高，在全世界范圍內(nèi)死亡率很高的癌癥，肝細(xì)胞癌（Hepatocellular carcinoma，HCC）是其中的重要組成部分［1］。HCC 是最常見的惡性腫瘤之一，全世界每年新增肝細(xì)胞癌患者約70 萬［2］。HCC 是女性第七大常見癌癥，男性第五大常見癌癥［3］，也是全球人群癌癥相關(guān)死亡的第三大原因［4］。盡管世界上各國對肝細(xì)胞癌的增殖浸潤等機制方面的研究早已有了重大的突破，但由于肝細(xì)胞癌病情發(fā)展快，轉(zhuǎn)移幾率高，且不同的肝細(xì)胞癌分期有著不同的術(shù)式，使得手術(shù)切除治療較為繁瑣［5］；其次肝細(xì)胞癌對化療藥物容易產(chǎn)生耐藥性，治療效果并不理想，持續(xù)進展至病情終末期已無治愈可能；加之有關(guān)肝細(xì)胞癌的發(fā)生機制，進展過程以及治療預(yù)后等機制并未徹底研究透徹，所以對肝細(xì)胞癌的發(fā)生發(fā)展相關(guān)機制的研究仍有著極其重要的意義。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，在二代測序技術(shù)方面取得了重要進展，人們發(fā)現(xiàn)長鏈非編碼RNA（Long non-coding RNA，lncRNA）在多種癌癥細(xì)胞相關(guān)的機制內(nèi)都有著特殊的表達［6］，肝細(xì)胞癌也不例外。lncRNA 是一種長度大于200 個核苷酸的RNA 片段，缺少有效完整的開放閱讀框，幾乎無編碼蛋白質(zhì)的功能。但是lncRNA 有著相當(dāng)廣泛的功能，從蛋白質(zhì)的翻譯，到細(xì)胞的分化，乃至器官的形成以及個體的生長、發(fā)育，以及與惡性腫瘤、心腦血管疾病等多種疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)［7］。在肝細(xì)胞癌的研究中，lncRNA 已經(jīng)被證實密切參與肝細(xì)胞癌進展的調(diào)控［8-9］，本文回顧了lncRNA 自身的調(diào)控功能和其在肝細(xì)胞癌發(fā)生發(fā)展中的作用，以進一步了解其在肝細(xì)胞癌發(fā)生發(fā)展中的分子機制，從而為肝細(xì)胞癌的診斷治療以及預(yù)后評估找到新的方法。

1 lncRNA 的功能

1.1 lncRNA 與DNA 甲基化及去甲基化

同源異型框（homeobox，HOX）基因轉(zhuǎn)錄的反義RNA（HOX transcript antisense RNA，HOTAIR），長度為2.2 kb，位于人類染色體12q13.13 上，是在人類發(fā)現(xiàn)的第一個具有反轉(zhuǎn)錄作用的lncRNA。HOTAIR 具有表觀修飾功能，從而引起相鄰HOX基因染色質(zhì)的沉默［10］，在HOXC 內(nèi)轉(zhuǎn)錄的HOTAIR RNA 與多梳抑制復(fù)合物2（Polycomb repressive complex 2，PRC2）可以通過相互作用，使HOXD 位點的其中若干個基因甲基化和沉默［11］。HOTAIR 還可以導(dǎo)致組蛋白H3 賴氨酸27（histone H3 lysine 27，H3K27）的甲基化以及H3K4 的去甲基化改變，最終使表觀遺傳基因發(fā)生沉默［12-13］。

1.2 lncRNA 與轉(zhuǎn)錄的聯(lián)系

lncRNA 中將近一半在蛋白質(zhì)編碼基因附近，且許多l(xiāng)ncRNA 的產(chǎn)生途徑與蛋白質(zhì)編碼基因的轉(zhuǎn)錄方式極其相似［14］。定位于人染色體11q15 的肺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)轉(zhuǎn)錄本（Metastasis associated lung adenocarcinoma transcript1，MALAT1）是一個核內(nèi)保守的lncRNA，最初被發(fā)現(xiàn)于非小細(xì)胞肺癌中并可調(diào)控肺癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移［15］，作為分子腳手架，MALAT1 能夠在肝細(xì)胞癌細(xì)胞中介導(dǎo)BRG1 到P65 轉(zhuǎn)錄結(jié)合位點，從而促進HCC 進一步發(fā)展［16］。

1.3 lncRNA 操控RNA 的代謝

miRNA 是DNA 轉(zhuǎn)錄后的另一種非編碼RNA，lncRNA 可以在轉(zhuǎn)錄水平和轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)節(jié)miRNA 的表達。在HCC 的相關(guān)進程中，lncRNA可以通過表觀遺傳機制調(diào)節(jié)miRNA 的轉(zhuǎn)錄。lncRNA DCST1-AS1 作為競爭性內(nèi)源RNA（competing endogenous RNAs，ceRNA），在HCC 中通過充當(dāng)miR-1254 分子海綿調(diào)節(jié)FAIM2 的表達，從而促進肝細(xì)胞癌細(xì)胞的增殖［17］。

1.4 lncRNA 與微肽

lncRNA 同源盒蛋白B8 基因反義RNA3（lncRNA homeobox protein B8 gene antisense RNA3，lncRNA HOXB-AS3）可以編碼產(chǎn)生一個含有53 個氨基酸的保守多肽，該多肽可以抑制癌細(xì)胞的發(fā)生生長、增殖克隆和浸潤侵襲［18］。

1.5 lncRNA 與特殊蛋白

lncRNA 具有一定的分離作用，可抑制相關(guān)蛋白質(zhì)的活性。lncRNA Gas5 就可以通過相關(guān)反應(yīng)來模擬糖皮質(zhì)激素反應(yīng)素，從而阻止糖皮質(zhì)激素的相關(guān)轉(zhuǎn)錄激活等活動［19］。lncRNA 還可以與組蛋白產(chǎn)生相互作用，lncRNA RepA 與X染色體失活特異轉(zhuǎn)錄本（X inactive specific transcription factor，Xist）協(xié)同包裹X 染色體并募集異染色質(zhì)修飾蛋白（Polycomb repressive complex 2，PRC2），引起X 染色體失活［20-21］。

2 lncRNA 參與肝細(xì)胞癌進展的調(diào)控

2.1 肝細(xì)胞癌的發(fā)生和發(fā)展

HOTAIR 是一種與腫瘤發(fā)生密切相關(guān)的長鏈非編碼RNA。研究發(fā)現(xiàn)HOTAIR 除了可以使H3K27 和H3K4 發(fā)生甲基化及去甲基化［12-13］，還與肝細(xì)胞癌的發(fā)生發(fā)展有關(guān)。Li 等［22］在若干例人類肝細(xì)胞癌細(xì)胞中檢測到HOTAIR，并與同一患者相鄰的非癌組織進行比較，RT-PCR 顯示肝細(xì)胞癌細(xì)胞中HOTAIR 水平顯著高于相鄰非癌組織，且SETD2 的表達與非癌組織相比減少，故可以得出HOTAIR 通過對SETD2 的下調(diào)來促進肝細(xì)胞癌細(xì)胞的發(fā)生發(fā)展?，F(xiàn)階段，越來越多的研究證實，HOTAIR 除參與HCC 的發(fā)生發(fā)展之外，還可以控制細(xì)胞的生長、凋亡以及DNA 修復(fù)和代謝等過程［23］，且高HOTAIR 水平與肝腫瘤細(xì)胞的進展、侵襲和不良預(yù)后等密切相關(guān)。

脂質(zhì)代謝對腫瘤的發(fā)生和發(fā)展至關(guān)重要，靶向脂質(zhì)代謝可能是一種潛在的腫瘤治療策略。Peng等［24］研究發(fā)現(xiàn)了一種新的促癌lncRNA，F(xiàn)ASRL，它的表達受一種失調(diào)的超增強子調(diào)控，可以促進脂肪酸的從頭合成，從而促進肝細(xì)胞癌的發(fā)生。FASRL 增加了HCC 細(xì)胞中FA 的從頭合成，加速了脂質(zhì)積累，有助于為HCC 的發(fā)展提供足夠的營養(yǎng)水平。研究人員表示，直接操縱腫瘤細(xì)胞中的脂質(zhì)是很困難的，相反，通過靶向上游因子，如FASRL，更容易調(diào)控脂質(zhì)代謝。此外，這一發(fā)現(xiàn)可能是一種新的、易于控制的促進ACACA 磷酸化的方法。因此，下調(diào)FASRL 或其上游TF 的表達可能會減少FASRL 與ACACA 的結(jié)合，從而減緩HCC的進展。

HOXA遠端轉(zhuǎn)錄本（HOXA transcript at the distal tip，HOTTIP），是位于HOXA基因5′端的一種lncRNA，其可通過與WDR5/MLL 復(fù)合物相互作用進而直接控制HOXA基因的表達［25］。肝細(xì)胞癌高表達lncRNA（long chain non-coding RNA high expression in HCC，lncRNA-HEIH）是一種由RNA 聚合酶Ⅱ催化其轉(zhuǎn)錄的多聚腺苷酸化的lncRNA，lncRNA-HEIH 的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物位于肝細(xì)胞癌細(xì)胞的胞核及胞質(zhì)中。研究表明，lncRNA-HEIH 在HBV 相關(guān)的HCC 中的表達水平與腫瘤預(yù)后密切相關(guān)，并且是存活的獨立預(yù)后因子［26］。當(dāng)lncRNA-HEIH 過表達時，細(xì)胞周期調(diào)控基因p15 的表達降低；當(dāng)lncRNA-HEIH 被摘除時，其表達增加，說明lncRNA-HEIH 是促癌lncRNA，充分表明了lncRNA-HEIH 是HCC 進展中的關(guān)鍵調(diào)控因子［27］。這些研究均表明lncRNA HOTTIP 和lncRNA-HEIH對診斷及評估腫瘤發(fā)生發(fā)展以及預(yù)后具有重要意義，并且二者有望成為肝細(xì)胞癌患者的診療及預(yù)后過程中新的標(biāo)志物。

2.2 肝細(xì)胞癌的增殖以及侵襲

lncRNA 肝細(xì)胞癌高表達轉(zhuǎn)錄本（highly upregula-ted in liver cancer，HULC）是位于人類染色體6p24.3 的第一個被發(fā)現(xiàn)在肝細(xì)胞癌中過表達的lncRNA。HULC 參與調(diào)控了肝細(xì)胞癌細(xì)胞增殖、抗凋亡、侵襲及上皮間質(zhì)化等諸多腫瘤惡性生物學(xué)行為。HULC 在HCC 患者的血液中高度上調(diào)，表達水平顯著增高，且在HBV 陽性的HCC患者中，HULC 更容易被檢出［27］。HULC 的啟動子含有環(huán)腺苷酸反應(yīng)元件結(jié)合蛋白（cyclic AMP responsive element-binding protein，CREB）的結(jié)合位點，CREB 可與之結(jié)合，且HBx 與CREB 之間的作用間接加強了HULC 的表達，過表達的HULC又可抑制p18 啟動子的活性［28］，最終促進肝細(xì)胞癌細(xì)胞增殖。HULC 還可以降低miR372 的活性，miR372 的低水平表達可以誘導(dǎo)CREB 磷酸化，使與CREB 結(jié)合位點特異性結(jié)合，并最終導(dǎo)致肝細(xì)胞癌細(xì)胞HULC 基因轉(zhuǎn)錄增加［29］。

2.3 肝細(xì)胞癌的預(yù)后

Ding 等［30］使用lncRNA 微陣列分析，發(fā)現(xiàn)了在HCC 中高表達的lncCAMTA1，其實驗顯示，lncCAMTA1 的過表達可以促進HCC 的進展及預(yù)后，敲低lncCAMTA1 的表達會抑制HCC 的發(fā)展，HCC 中l(wèi)ncCAMTA1 高表達通常提示預(yù)后不良。此研究表明了lncCAMTA1 有希望成為相對有效的診斷及預(yù)后標(biāo)志物以及治療靶點。

3 總結(jié)與展望

越來越多的研究證實lncRNAs 在肝細(xì)胞癌中發(fā)揮了重要作用。而腫瘤細(xì)胞中表達異常的lncRNA 往往與這些過程有關(guān)。肝細(xì)胞癌是常見的惡性腫瘤，lncRNA 通常與其病情發(fā)展快，轉(zhuǎn)移幾率高，手術(shù)切除治療較為繁瑣有關(guān)。傳統(tǒng)腫瘤標(biāo)志物AFP 的特異度和敏感度均較低，無法滿足當(dāng)前的診療需求，故AFP 在臨床診療中受到一定的限制。因此，探索一種新穎的腫瘤標(biāo)志物迫在眉睫。近年來，與腫瘤相關(guān)的miRNA 已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)在多種成分中，而且有望成為新的腫瘤標(biāo)志物，所以，lncRNA 也有成為新的非侵襲性腫瘤標(biāo)志物的潛力。然而，目前人們對于lncRNA 自身及其功能相關(guān)的分子機制的研究仍處于起步階段，徹底闡釋其與肝細(xì)胞癌的發(fā)生發(fā)展等階段的相關(guān)機制至關(guān)重要。對肝細(xì)胞癌相關(guān)的lncRNA 分子機制的深入研究將對肝細(xì)胞癌的早期診斷、篩查及治療方案有著巨大的意義。人們?nèi)孕枭钊胩剿鱨ncRNA 在肝細(xì)胞癌中發(fā)揮作用的機制。