miRNAs 在肝細(xì)胞肝癌發(fā)生機(jī)制中的研究進(jìn)展

毛玉熠，王志煒，童銘炯，王建忠，費(fèi)迎明

原發(fā)性肝癌主要包括肝細(xì)胞癌（HCC）、肝內(nèi)膽管癌及混合性肝癌，其中HCC 占80%以上。隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展，諸如異常凝血酶原、甲胎蛋白異質(zhì)體及高爾基體蛋白73 等實(shí)驗(yàn)室檢查可為HCC的早期診斷提供依據(jù)，肝臟切除術(shù)、射頻消融術(shù)及肝移植術(shù)等治療手段使部分早期HCC 得到控制。流行病學(xué)數(shù)據(jù)結(jié)果顯示，HCC 預(yù)后依舊較差，究其原因主要是早期HCC無(wú)明顯癥狀及體征，多數(shù)患者明確診斷時(shí)就已進(jìn)展成晚期。miRNA 是一類(lèi)廣泛存在于真核生物中的小分子非編碼RNA，參與生物體中的多種生理、病理過(guò)程。多項(xiàng)研究證實(shí)，一些miRNAs能調(diào)控腫瘤的發(fā)生發(fā)展，故往往在大多數(shù)癌癥中是失調(diào)的。本文就miRNAs 在HCC 發(fā)病機(jī)制中的分子及功能作用進(jìn)行綜述，報(bào)道如下。

1 miRNAs 概述

非編碼RNA具體是指不能編碼蛋白質(zhì)的RNA，包括長(zhǎng)20 ～30 個(gè)核苷酸堿基的小分子RNA 和長(zhǎng)度＞200 個(gè)核苷酸的長(zhǎng)非編碼RNA（LncRNA）。小分子非編碼RNA 主要包括miRNA、小干擾RNA（siRNA）、piwi 相互作用RNA（piRNA）等。miRNA是一類(lèi)廣泛存在于真核生物體內(nèi)的單鏈內(nèi)源性非編碼小分子RNA，其對(duì)靶基因的信使RNA（mRNAs）的作用取決于兩者轉(zhuǎn)錄體序列互補(bǔ)程度，通過(guò)發(fā)揮引導(dǎo)酶切、阻遏靶基因翻譯或結(jié)合抑制方式，進(jìn)而起到基因調(diào)節(jié)作用。

研究發(fā)現(xiàn)，miRNAs 也能夠調(diào)控各種腫瘤抑制因子或致癌基因，多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)在大多數(shù)癌癥中miRNAs 表達(dá)是失調(diào)的，這些失調(diào)往往與表觀(guān)遺傳變異或基因突變相關(guān)。故miRNAs 的表達(dá)情況對(duì)癌癥的發(fā)生、發(fā)展、診斷及預(yù)后具有重要意義[1-2]。也有學(xué)者指出，miRNAs 的表達(dá)失調(diào)與肝臟代謝紊亂，肝損傷，肝纖維化，甚至HCC 的發(fā)生發(fā)展均有密切相關(guān)性[3]，這些miRNAs為HCC診斷、治療及評(píng)估預(yù)后提供了新靶點(diǎn)，具有可靠的臨床研究?jī)r(jià)值。

2 HCC 可能的發(fā)病機(jī)制

HCC 的發(fā)病機(jī)制是一個(gè)多階段、多步驟的復(fù)雜過(guò)程，分為啟動(dòng)、促進(jìn)、進(jìn)展階段。在啟動(dòng)階段，如過(guò)量酒精、肝炎病毒、致癌物等均能促使肝臟DNA 受損，賦予轉(zhuǎn)化細(xì)胞惡性生長(zhǎng)能力；在促進(jìn)階段，肝臟持續(xù)受炎癥刺激，導(dǎo)致基因組不穩(wěn)定，進(jìn)而出現(xiàn)細(xì)胞異常增殖，部分異常細(xì)胞衰老、凋亡后，機(jī)體能及時(shí)清除異常細(xì)胞，但在進(jìn)展階段，這些異常增殖細(xì)胞未能及時(shí)被清除，而進(jìn)一步演變成具有惡性表型的腫瘤，進(jìn)行無(wú)限增殖，最后出現(xiàn)侵襲及轉(zhuǎn)移。故深入探究肝臟惡性腫瘤的侵襲、轉(zhuǎn)移的具體分子機(jī)制對(duì)抑制肝癌復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移、延長(zhǎng)患者生存時(shí)間及提高患者生活質(zhì)量具有重要意義。

隨著新一代測(cè)序技術(shù)的逐步成熟，研究人員通過(guò)全外顯子測(cè)序及肝癌全基因DNA 拷貝數(shù)分析發(fā)現(xiàn)肝癌發(fā)生、診治和預(yù)防過(guò)程中主要通過(guò)以下多個(gè)信號(hào)通路及炎癥因子進(jìn)行調(diào)控如P53 信號(hào)通路、Wnt/ -catenin 信號(hào)通路、STAT3 信號(hào)通路等[4]。近來(lái)，也有眾多臨床研究及實(shí)驗(yàn)表明，腸道菌群的失調(diào)在慢性肝病發(fā)展成HCC的過(guò)程中也起到關(guān)鍵作用，其可能與抗腫瘤免疫應(yīng)答相關(guān)[5]。

值得注意的是，無(wú)論是肝炎病毒感染、非酒精性脂肪性肝病、酒精性肝病、藥物性肝病、毒物或寄生蟲(chóng)等引起的慢性肝臟炎癥或DNA 受損，均可誘導(dǎo)HCC 的發(fā)生。

3 miRNAs在HCC發(fā)生過(guò)程中對(duì)肝再生的作用機(jī)制

與其他器官相比，肝臟具有顯著的再生能力，在急性肝損傷時(shí)，肝細(xì)胞和膽道上皮細(xì)胞（BECs）可通過(guò)不斷增殖、控制炎癥反應(yīng)、重建損傷區(qū)域恢復(fù)肝臟體積及功能。在長(zhǎng)期持續(xù)損傷的情況下，肝細(xì)胞衰老，肝臟會(huì)逐漸失去再生能力，慢性炎癥隨之而來(lái)，促進(jìn)活化的肝星狀細(xì)胞（aHSC）持續(xù)激活，導(dǎo)致肝組織內(nèi)細(xì)胞外基質(zhì)ECM 過(guò)度沉積，進(jìn)而形成肝纖維化，最終導(dǎo)致HCC[4]。有研究指出，HCC 的發(fā)生發(fā)展及復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移也與正常肝再生和異常肝再生之間失衡相關(guān)。異常肝再生是指異常表達(dá)的肝再生調(diào)控因子及相關(guān)受體，紊亂激活或失活的信號(hào)通路，失序的組織結(jié)構(gòu)改變等，統(tǒng)稱(chēng)為異?；驉夯母卧偕鶾6]。

3.1 miRNAs 對(duì)HCC 細(xì)胞增殖的影響 在肝損傷后的肝再生過(guò)程中，肝細(xì)胞需要經(jīng)歷啟動(dòng)、增殖及終止3 個(gè)階段。在啟動(dòng)階段，肝細(xì)胞受細(xì)胞因子如白介素-6（IL-6）和腫瘤壞死因子-（TNF- ）的刺激后，從G0 進(jìn)入到G1 期。在隨后的增殖階段，G1 期肝細(xì)胞在細(xì)胞生長(zhǎng)因子HGF的刺激下，以周期素依賴(lài)性促進(jìn)細(xì)胞增殖。當(dāng)肝細(xì)胞體積及功能恢復(fù)正常時(shí)，肝再生進(jìn)入終止階段，肝細(xì)胞在TGF- 和actin 的刺激下終止增殖，回到G0 期。肝臟再生受到多種分子機(jī)制的精確控制。近年來(lái)，miRNAs 被證明在細(xì)胞增殖過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

研究顯示，多種miRNAs 在部分肝切術(shù)后3 ～24 h明顯上調(diào)，其作為細(xì)胞增殖的起始信號(hào)，為肝細(xì)胞再生提供負(fù)反饋，促進(jìn)肝細(xì)胞增殖[7]。多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)表明，miR-21 在肝再生的增殖階段起到至關(guān)重要的作用。體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)[8]，miR-21 可以通過(guò)靶向抑制抑癌基因PTEN 加速肝細(xì)胞進(jìn)行DNA 合成。Lv 等[9]通過(guò)敲除大鼠中的Dicer1 基因發(fā)現(xiàn)miR-21 明顯下調(diào)會(huì)導(dǎo)致肝再生抑制，其主要通過(guò)靶向抑制抑癌基因PTEN 和Ras 同源家族成員B（Rhob）發(fā)揮調(diào)控作用。miR-221 也被證實(shí)為一種促增殖基因，其可調(diào)控p27 表達(dá)發(fā)揮生物學(xué)作用[10]。有學(xué)者研究顯示[11]，miR-155-5p 可通過(guò)靶向下調(diào)CTHRC1 的表達(dá)，促進(jìn)Wnt/ -catenin 信號(hào)通路激活，致使肝癌細(xì)胞增殖。與上述miRNAs 不同，miR-26a 可能是HCC 再生過(guò)程中的負(fù)調(diào)控因子。Zhou 等[12]通過(guò)對(duì)部分肝切除術(shù)后的小鼠模型進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，24 h 內(nèi)miR-26a 的表達(dá)顯著下調(diào)，其可能通過(guò)調(diào)節(jié)特定細(xì)胞周期影響腫瘤細(xì)胞增殖過(guò)程。也有研究發(fā)現(xiàn)miR-26a 的上調(diào)通過(guò)抑制Zeste基因增強(qiáng)子同源物2EZH2 的表達(dá)進(jìn)而阻遏肝腫瘤細(xì)胞增殖及遷移[13]。

3.2 miRNAs對(duì)肝癌細(xì)胞的凋亡的影響 凋亡是指高度調(diào)控的細(xì)胞自主有序的死亡，它發(fā)生于生物體各個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育階段，還用于嚴(yán)格控制細(xì)胞數(shù)量，其可通過(guò)清除受損細(xì)胞在肝臟脂肪變性、肝臟炎癥及纖維化，甚至HCC 中發(fā)揮作用。一些miRNAs 可以通過(guò)靶向抑制細(xì)胞凋亡通路分子，影響HCC的發(fā)生進(jìn)展。

研究人員發(fā)現(xiàn)，在嚴(yán)重肝臟疾病中，miR-15b 和miR-16 在肝臟組織中均呈現(xiàn)上調(diào)趨勢(shì)。An 等發(fā)現(xiàn)miR-15b 和miR-16 可以通過(guò)靶向常見(jiàn)的抗凋亡基因BCL2 介導(dǎo)TNF 下調(diào)進(jìn)而促進(jìn)肝癌細(xì)胞凋亡，延緩HCC 進(jìn)展。除了參與肝癌細(xì)胞增殖，miR-26a 還介導(dǎo)著肝癌細(xì)胞的凋亡。體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)[14]，miR-26a靶向癌基因MDM2 下調(diào)，激活MDM2/P53 負(fù)反饋環(huán)，刺激抑癌基因P53 上調(diào)，促進(jìn)肝細(xì)胞凋亡。miR-125b 的異常表達(dá)在各種癌癥中都很常見(jiàn)。

4 miRNAs 對(duì)HCC 發(fā)生發(fā)展的作用機(jī)制

HCC 細(xì)胞具有高度多樣化的細(xì)胞群，稱(chēng)之為腫瘤的異質(zhì)性。HCC 的發(fā)生發(fā)展不僅僅與腫瘤細(xì)胞異質(zhì)性相關(guān)，還與微環(huán)境之間的相互作用密切聯(lián)系。腫瘤免疫微環(huán)境通過(guò)免疫抑制致使免疫逃逸，促進(jìn)HCC 增殖、侵襲與轉(zhuǎn)移，其過(guò)程復(fù)雜多樣，目前國(guó)內(nèi)外研究尚未完全明確機(jī)制。但已有學(xué)者證實(shí)，miRNAs幾乎參與整個(gè)HCC 發(fā)生發(fā)展階段，即便是早期HCC患者中，某些miRNAs 在組織或血清中也體現(xiàn)了其差異性，這為臨床早期診斷及治療HCC 提供重要依據(jù)。

4.1 促進(jìn)HCC發(fā)生發(fā)展的miRNAs miR-155 參與各種肝臟疾病發(fā)病過(guò)程，可能致使肝癌發(fā)生發(fā)展[3]。Xin 等[15]發(fā)現(xiàn)miR-155 通過(guò)抑制翻譯H3F3A 促使細(xì)胞周期蛋白CDK2 與CyclinE 相互作用，進(jìn)而抑制抑癌基因P21WAF1/CIP1 的表達(dá)，促進(jìn)了肝癌細(xì)胞的生長(zhǎng)。研究顯示[16]，miR-155 可以通過(guò)靶向SOCS1蛋白激活STAT3 信號(hào)，導(dǎo)致基質(zhì)金屬蛋白酶9（MMP9）的上調(diào)，促使HCC 的侵襲轉(zhuǎn)移。有研究通過(guò)對(duì)HCC 患者進(jìn)行血清學(xué)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)其miR-155 水平明顯高于正常人群，根據(jù)其敏感性及特異性結(jié)果對(duì)比，認(rèn)為miR-155 或可成為HCC診斷及預(yù)后判斷的指標(biāo)之一[17-18]。Frundt 等[19]通過(guò)對(duì)HCC 患者的血漿測(cè)定發(fā)現(xiàn)miR-192、miR-146 表達(dá)失調(diào)，且呈現(xiàn)高表達(dá)，是HCC和肝硬化患者有希望的診斷和預(yù)后標(biāo)志物。

4.2 抑制HCC 發(fā)生發(fā)展的miRNAs miR-34a 已被證實(shí)是抑癌基因P53 的直接靶標(biāo)，在人類(lèi)多種癌癥組織中呈異常表達(dá)，或可成為腫瘤診斷或判斷預(yù)后的生物學(xué)標(biāo)志物[20]。它在病毒性肝炎、NAFLD、NASH、酒精肝、肝纖維化和HCC 等肝臟疾病中發(fā)揮關(guān)鍵作用[21]。有研究發(fā)現(xiàn)，miR-34a 靶向抑制間質(zhì)表皮轉(zhuǎn)化因子（MET）進(jìn)而抑制HCC 細(xì)胞增殖、分化、轉(zhuǎn)移及凋亡，延緩腫瘤的侵襲與生長(zhǎng)。但在-catenin 突變亞型的HCC 中，研究發(fā)現(xiàn)miR-34a 呈過(guò)表達(dá)狀態(tài)，Gougelet等[22]證實(shí)miR-34a抑制劑可以通過(guò)靶向腫瘤抑制因子HNF-4 ，下調(diào)細(xì)胞周期蛋白D1進(jìn)而發(fā)揮抗肝癌細(xì)胞增殖活性，這為HCC不同亞型患者個(gè)體化治療奠定了理論基礎(chǔ)。在一項(xiàng)體內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)，miR-29 過(guò)表達(dá)通過(guò)直接靶向抗凋亡蛋白如BCL2 和MCL1 誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，顯著抑制HCC 發(fā)生進(jìn)展[3]。Fang 等[23]研究發(fā)現(xiàn)，miR-29b 通過(guò)靶向抑制MMP-2 的表達(dá)，進(jìn)而損害內(nèi)皮細(xì)胞中的血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體2（VEGF R2）信號(hào)傳導(dǎo)通路，延緩HCC腫瘤血管生成、侵襲及轉(zhuǎn)移。此外，各類(lèi)肝炎中炎癥誘導(dǎo)的miR-122 下調(diào)會(huì)導(dǎo)致肝臟癌變，這提示并增miR-122 可能是預(yù)防肝炎患者HCC 發(fā)生的有效策略[24]。Dong 等[25]研究證實(shí)，miR-145-5p 可直接靶向下調(diào)SPATS2，進(jìn)而消除對(duì)HCC 惡性表型的調(diào)節(jié)作用，miR-145-5p 可作為HCC 的潛在治療靶標(biāo)。

5 小結(jié)與展望

證據(jù)表明，多種miRNAs 在HCC 生物學(xué)過(guò)程中均發(fā)揮了至關(guān)重要的調(diào)控作用，其可促進(jìn)或抑制HCC 進(jìn)展，見(jiàn)表1。miRNAs 在肝癌患者中的異常表達(dá)，有助于為臨床尋求潛在的早期診斷HCC的生物標(biāo)志物和預(yù)后標(biāo)志物。

表1 可能參與HCC 發(fā)生發(fā)展的miRNAs

利益沖突 所有作者聲明無(wú)利益沖突