長鏈非編碼RNA在肝癌中分子機(jī)制和臨床應(yīng)用的研究進(jìn)展

陳 琳

天津市第二人民醫(yī)院檢驗(yàn)科 300192

肝癌是全球范圍內(nèi)最常見一種侵襲性的腫瘤，發(fā)病率在全世界范圍內(nèi)排名第五，是亞洲范圍內(nèi)死亡率的第二位。肝癌發(fā)生的分子機(jī)制是相當(dāng)復(fù)雜的，包括細(xì)胞周期的失調(diào)，凋亡，癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移。盡管現(xiàn)在肝癌診斷和治療的水平都比較先進(jìn)，但是肝癌的發(fā)生率和死亡率卻在不斷地增長。因此闡明肝癌發(fā)生的分子機(jī)制對(duì)提高肝癌的診斷、治療和預(yù)后至關(guān)重要。

1 長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA,lncRNA)

lncRNA是一類轉(zhuǎn)錄本長度超200核苷酸的RNA 分子，它們并不編碼蛋白質(zhì)。lncRNA可以通過多種方式與DNA、RNA、蛋白質(zhì)相互作用從而調(diào)節(jié)DNA的表達(dá)和蛋白質(zhì)的合成。它們可以通過激活基因的表達(dá)對(duì)細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)和發(fā)育進(jìn)程進(jìn)行調(diào)節(jié)。很多文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)lncRNA的異常調(diào)節(jié)作用與很多疾病有關(guān)，比如心血管疾病，家族遺傳病，神經(jīng)系統(tǒng)疾病，免疫系統(tǒng)失常和癌癥。根據(jù)lcRNA在基因組中的定位將其分為基因內(nèi)、基因間、正義、反義lncRNA。根據(jù)功能其分為信號(hào)、誘餌、引導(dǎo)、骨架lncRNA。信號(hào)lncRNA主要是作為一種轉(zhuǎn)錄因子或在多種信號(hào)通路中起到調(diào)節(jié)作用。誘餌lncRNA作為“分子海綿”通過結(jié)合或隔離轉(zhuǎn)錄因子，使其不能與靶基因結(jié)合。引導(dǎo)lncRNA通過招募染色質(zhì)修飾酶進(jìn)行染色質(zhì)重塑從而調(diào)節(jié)基因的表達(dá)。骨架lncRNA作為招募染色質(zhì)修飾物的支架，與核糖核蛋白(RNP)形成復(fù)合物從而調(diào)節(jié)下游信號(hào)通路。

在高通量測序和基因芯片技術(shù)的幫助下，很多l(xiāng)ncRNA被鑒定出來。它們大多在腫瘤中異常表達(dá)，如肝癌、肺癌、乳腺癌、結(jié)腸癌等。現(xiàn)在文獻(xiàn)已經(jīng)報(bào)道了lncRNA參與調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化、血管形成、轉(zhuǎn)移、自噬等。在臨床標(biāo)本像血，尿中可特異性檢測出lncRNA的存在，從而使其具有成為腫瘤標(biāo)志物的潛在可能。因此，更好的理解肝癌特異性的lncRNA對(duì)肝癌的診斷和治療具有很大幫助。

2 肝癌中的癌基因lncRNA

2.1 肝癌高表達(dá)轉(zhuǎn)錄本(Highly upregulated in liver cancer, HULC) HULC是一個(gè)500堿基對(duì)的lncRNA，最早是在肝癌中高表達(dá)而被發(fā)現(xiàn)，不僅是在肝癌組織，在肝癌細(xì)胞系和肝癌病人的血清中HULC也顯著的升高，使其具有成為肝癌生物標(biāo)志物的潛能。HULC調(diào)節(jié)很多細(xì)胞進(jìn)程，包括增殖、上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化、血管形成、自噬和耐藥性。另外，HULC的過表達(dá)與腫瘤的大小、臨床TNM分期、復(fù)發(fā)、生存率有關(guān)。

Wang等人報(bào)道了一個(gè)起誘餌作用的HULC，在肝癌細(xì)胞中它通過“分子海綿”的功能下調(diào)miR-372的表達(dá)[1]，間接促進(jìn)miR-372的靶基因蛋白激酶A催化亞單位β(PRKACB)的表達(dá)升高，PRKACB進(jìn)而活化CAMP效應(yīng)反應(yīng)原件結(jié)合蛋白(CREB)，CREB又可以反過來誘導(dǎo)HULC的表達(dá)，這樣就形成了一個(gè)CREB-HULC-miR372-PRKACB的正反饋調(diào)節(jié)通路[1]，從而使HULC在肝癌維持高表達(dá)水平。研究報(bào)道了肝癌中許多HULC這樣類似的調(diào)節(jié)通路，促進(jìn)肝癌的發(fā)生，如：通過HULC/USP22/Sirt1通路誘導(dǎo)細(xì)胞自噬[2]。由此可見HULC具有成為肝癌診斷生物標(biāo)志物的潛在可能。

2.2 肺腺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)轉(zhuǎn)錄本1(Metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1,MALAT1) MALAT1是最早在研究非小細(xì)胞肺癌的轉(zhuǎn)移時(shí)被發(fā)現(xiàn)的長約8 700個(gè)核苷酸的lncRNA，編碼基因位于染色11q13，又被稱作核富集常染色體轉(zhuǎn)錄本2(Nuclera-enriched autosomal transcript 2, NEAT2)。MALAT1在肝癌組織和細(xì)胞中均高表達(dá)，并且與肝移植后腫瘤復(fù)發(fā)有關(guān)，暗示了MALAT1在肝癌復(fù)發(fā)中起著重要的作用。研究發(fā)現(xiàn)MALAT1與肝癌細(xì)胞的多種表型都有關(guān)，它可以促進(jìn)肝癌細(xì)胞的生長、侵襲、轉(zhuǎn)移、自噬及耐藥性。MALAT1可以作為內(nèi)源性競爭RNA，與miR-195競爭EGFR結(jié)合，從消除miR-195對(duì)表皮生長因子受體(EGFR)的調(diào)控作用，失去調(diào)控的EGFR通過對(duì)PI3K/AKT和 JAK/STAT 信號(hào)通路的激活，從而促進(jìn)肝癌細(xì)胞的增殖[3]。由此可見，MALAT1可以通過誘餌或內(nèi)源競爭作用調(diào)節(jié)肝癌細(xì)胞的進(jìn)程，暗示著它將來成為肝癌的治療靶位的可能。

3 肝癌中的抑癌基因lncRNA

3.1 母系表達(dá)基因3(Maternally expressed gene 3，MEG3) MEG3第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)具有腫瘤抑制作用的lncRNA，在很多正常組織中都有表達(dá)。最近研究發(fā)現(xiàn)miR-26a和MEG3在肝癌組織中的表達(dá)比癌旁正常組織中的表達(dá)下降，在肝癌細(xì)胞中上調(diào)miR-26a的表達(dá)可以使肝癌細(xì)胞的增殖、侵襲和遷移能力顯著降低，他們認(rèn)為DNA甲基轉(zhuǎn)移酶3b(DNMT3B)是miR-26a的直接靶基因，過表達(dá)miR-26a抑制了DNMT3B的表達(dá)，而封閉DNMT3B的表達(dá)則會(huì)使MEG3的表達(dá)水平升高。另外，在肝癌組織中高水平的DNMT3B和低水平的miR-26a和MEG3呈負(fù)相關(guān)，這些研究證明了肝癌進(jìn)展中的一個(gè)新機(jī)制即miR-26a/DNMT3B/MEG3的調(diào)節(jié)軸的存在[4]。研究證明，TF和NF-κB可以結(jié)合到MEG3的啟動(dòng)子區(qū)域，影響其轉(zhuǎn)錄，而MEG3的過表達(dá)可通過“海綿”作用與miR-664競爭，去除其對(duì)乙醇脫氫酶4(ADH4)的抑制作用，從而抑制肝癌細(xì)胞的增殖[5]。這些結(jié)果證明MEG3可以作為預(yù)測肝癌預(yù)后的生物標(biāo)志物。

3.2 生長停滯特異基因5(Growth arrest specific 5，GAS5) 有研究顯示GAS5在肝癌組織中的表達(dá)水平要比癌旁正常組織中的低。GAS5的過表達(dá)可以抑制肝癌細(xì)胞的增殖、侵襲、促進(jìn)肝癌細(xì)胞的凋亡，并能下調(diào)波形蛋白和上調(diào)E鈣黏素的表達(dá)水平[6]。GAS5的過表達(dá)可以降低肝癌細(xì)胞的遷移和侵襲，而miR-21則可以消除GAS5對(duì)肝癌細(xì)胞遷移侵襲的影響作用，這意味著GAS5作為一種腫瘤抑制因子是通過負(fù)向調(diào)節(jié)miR-21的表達(dá)實(shí)現(xiàn)的[7]。

4 lncRNA作為肝癌診斷生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)

越來越多的證據(jù)證明，許多l(xiāng)ncRNA在肝癌發(fā)生中起到了關(guān)鍵的作用，或者作為癌基因或是作為抑癌基因。lncRNA的異常表達(dá)和癌癥的生長、轉(zhuǎn)移、總體生存率、無病生存率、無復(fù)發(fā)生成率和腫瘤的TNM分期都有著顯著的聯(lián)系。多變量分析進(jìn)一步揭示lncRNA可以獨(dú)立的預(yù)測肝癌的復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)歸。隨著分子診斷學(xué)的高速發(fā)展，如測序技術(shù)、實(shí)時(shí)定量PCR、基因芯片技術(shù)、RNA免疫共沉淀技術(shù)等，使得lncRNA能夠簡單地在各種體液中檢測到，這就為lncRNA作為新型的肝癌診斷和預(yù)后標(biāo)志物打下了基礎(chǔ)。例如，癌基因HULC在肝癌患者的組織和血漿中的表達(dá)都異常升高，它就可能成為一種新型的肝癌診斷生物標(biāo)志物。除了在血漿中，血清和外泌體中也可以用于lncRNA的檢測[8]。例如，HEIH，一種癌基因lncRNA，在肝癌組織中高表達(dá)，并且在肝癌患者的血清和外泌體中也一樣表達(dá)升高[9]。lncRNA作為癌基因或抑癌基因，在肝癌中異常表達(dá)，進(jìn)而影響到許多下游靶基因及其相關(guān)信號(hào)通路。使這些異常表達(dá)的lncRNA恢復(fù)到正常水平是一種值得思考的治療方法，尤其是為那些對(duì)化療藥物產(chǎn)生耐受的患者多出一種可選擇的治療方式。因此，明確lncRNA特異性的作用分子機(jī)制將會(huì)大大提升以lncRNA為基礎(chǔ)的肝癌診斷和治療水平。

肝癌是常見的惡性腫瘤，它的惡性程度高，預(yù)后比較差，并且具有很強(qiáng)的侵襲和轉(zhuǎn)移能力。盡管現(xiàn)在有多種治療肝癌的手段，但其臨床療效，復(fù)發(fā)率和生存率并不理想。lncRNA在肝癌中的研究越來越多，許多研究證明lncRNA在肝癌發(fā)生，發(fā)展和治療方面都起著重要作用。這種功能使得lncRNA有望成為肝癌診斷和治療的手段，雖然關(guān)于lncRNA的研究報(bào)道越來越多，使我們了解到許多l(xiāng)ncRNA及其作用的分子機(jī)制，然而還需進(jìn)一步研究去開啟更多關(guān)于lncRNA的研究方法，更進(jìn)一步的證明lncRNA在生物制藥方面的可能性。相信在不久的將來，一些與肝癌相關(guān)的lncRNA可能成為肝癌的診斷和預(yù)后的生物學(xué)標(biāo)志和治療靶點(diǎn)應(yīng)用于臨床。