miR-122在肝细胞癌中的作用

谢亮海 吴福生

(浙江大学医学院附属第一医院肿瘤外科，浙江 杭州 310003)

MicroRNA(简称miR)作为新型基因调节剂，通过与特定mRNA结合，或者调节特定mRNA的蛋白翻译过程，发挥对基因表达的调节功能，继而调控细胞生长、细胞分化、细胞凋亡等多种生命活动〔1,2〕。另外，miR还具有一定的癌基因、抑癌基因的活性，并且对应特异性miRNA表达谱〔3〕。肝细胞癌(HCC)作为我国比较常见的恶性肿瘤，具有进展快、预后差、病死率高等特点，B超、CT、甲胎蛋白等检测方法，都是肝细胞癌的常用检测手段，但仍存在一定的漏诊率和误诊率，造成诊断不及时、治疗不及时，影响了治疗的临床疗效及患者的预后质量。miRNA-122在正常肝脏组织中呈现特异性高表达状态，而在HCC中表达呈显著性降低，因此，检测肝脏组织或血清中miRNA-122水平，能够提高肝细胞癌的早期诊断率，继而指导进一步治疗〔4,5〕。本文就miRNA-122的生物学特性、与HCC的发生、发展关系及用于临床诊断及治疗的研究进展进行综述。

1 miRNA-122的生物学特性

MicroRNA作为微小型内源性单链非编码RNA，能够在转录后水平调控靶基因表达。MicroRNA表达水平变化时，继而造成多种基因发生相同或不同的级联反应，据报道，超过1 400种人类MicroRNA，参与人类基因编码的调控作用，在细胞生长、分化、增殖、凋亡等过程中，发挥着重要的临床作用〔6〕。有研究〔7〕表明，在癌症相关基因表达区域，半数人类MicroRNA位于该区域，并且通过不断地扩增、重排、删除等方式，发挥着抑癌基因、癌基因等作用。

miRNA-122作为第18号染色体18q21.31位点的编码基因，源自hcr基因转录本，并且为肝脏特异性非编码多聚腺苷酸RNA，在肝脏组织中呈高表达，约占肝脏组织MicroRNA表达的70%〔8〕。miRNA-122在肝脏发育过程中呈现持续性表达状态，发挥着重要的生理、病理作用。生理状态下，miRNA-122参与肝细胞发育、肝细胞表型、分化代谢、肝细胞应答等多种生命活动。而在病理状态下，miRNA-122促进丙型肝炎病毒(HCV)在肝细胞内的复制，与HCC的发生、发展具有密切的相关性。

有报道〔9〕证实miRNA-122仅在肝细胞中表达，并且是表达量最高的一类miRNA。miRNA-122序列在核苷酸序列数据库中比对，发现hcr基因序列与之相匹配，后来被证实是miRNA-122的前体〔10〕。miRNA-122的最初应用于Dicer酶活性，继而评估对delta型RNA病毒性肝炎的影响，该结果也间接证实了miRNA-122在人类细胞中表达〔11〕。后来研究表明，小鼠肝脏组织中不仅存在miRNA-122，还存在miRNA-122亚型miRNA-122a、miRNA-122b〔12〕。另外，哺乳动物物种定向进化同源基因序列的基因组检测结果表明，miRNA-122在物种间的表达具有高度进化保守性，表明各物种间miRNA-122的原始前体在最早期动物谱系中是相同的〔13〕。

miRNA-122最早在小鼠胚胎12.5 d后的胚胎肝细胞中被检出，其表达量较低，但随着胚胎的发育，miRNA-122表达量呈加速升高趋势，出生前达到一个平台期，出生后仍继续升高，成年肝脏中每个肝细胞中miRNA-122表达量高达50 000拷贝〔13〕。并且，有研究表明，哺乳动物胚胎期细胞中miRNA-122前体hcr基因转录本与miRNA-122表达的变化规律基本相同，结果证实miRNA-122在肝脏中呈特异性高表达，并且在肝脏发育、分化过程中发挥着重要的调控作用〔14〕。

2 miRNA-122与HCC的发生、发展关系

miRNA-122在肝细胞生长、肝细胞应答、脂肪代谢、病毒感染及复制、基因表达等方面发挥着重要的临床作用。Fisher小鼠进食缺乏甲基食物，进行肝细胞癌造模实验，实验36 w后动物出现癌前病变，54 w后肝脏形成癌性病理变化。有研究〔15〕表明miRNA-122表达下调是HCC发生、发展中的重要生物学标志物。

miRNA-122通过调节细胞周期的细胞周期蛋白(cyclin G1)基因、癌细胞分化相关基因、氨基酰转运蛋白、抗凋亡基因的表达，参与HCC的发生、发展〔16～19〕。肝脏特异性表达的miRNA-122在HCC组织中的表达呈明显降低，miRNA-122表达下调必然导致其调控蛋白(如cyclin G1)表达的升高。因此，cyclin G1基因与miRNA-122在HCC组织中的表达呈负相关性。通过抑制cyclin G1表达，继而降低细胞增殖、诱导细胞凋亡，从而限制肿瘤细胞生长。癌细胞分化相关基因(NDRG1)在转染miRNA-122细胞中表达明显下调。与癌旁组织相比，NDRG1在HCC组织中的表达明显升高，并且与HCC的分化程度呈密切相关性，因此，NDRG1作为miRNA-122的作用靶基因之一，能够用于评估HCC患者的预后程度。氨基酰转运蛋白(CAT-1)作为miRNA-122的作用靶点之一，在各组织中均有表达，但在成人肝脏组织中的表达相对较低。miRNA-122通过与CAT-1特异性结合后，抑制CAT-1活性，从而解除“氨基酸饥饿”，因此，miRNA-122在肝细胞应激反应过程中，发挥着重要的临床作用。另外，miRNA-122还与抗凋亡基因(Bcl-w基因)特异性结合，调控其基因表达。

3 miRNA-122用于诊断及治疗的临床意义

miRNA-122通过调控抑癌基因、癌基因的表达，参与肿瘤细胞增殖、分化、凋亡、转移等生物过程的调控作用，由于miRNA-122在正常组织、癌组织中的表达存在明显差异性，因此，miRNA-122检测有利于正常组织与癌组织的鉴别诊断以及确定癌细胞的恶性特征，为肿瘤的诊断及预后评估提供重要的参考依据。

肿瘤是多基因突变所致的基因网络调控的结果，通过治疗有效调控致瘤因子，发挥缩小肿瘤或改变肿瘤特性的临床目的。miRNA-122作为靶点基因治疗的有效手段，通过导入miRNA-122调控肿瘤或诱导向正常方向发展，甚至实现肿瘤细胞的逆转。miRNA-122具有重要的癌基因、抑癌基因功能，通过与特异性靶基因结合，降低其活性或使其失活，继而减少相应蛋白质合成，从而发挥对肿瘤细胞的基因治疗作用〔20〕。对于HCC患者，导入外源性miRNA-122能够弥补miRNA-122在HCC组织中低表达水平所致的癌基因失调状况，从而抗肿瘤功效。

4 总 结

miRNA-122作为基因表达中的重要成分，参与多条信号通路的调控，明确HCC组织中miRNA-122表达情况，有利于明确HCC发生、发展的发病机制，为HCC诊断及治疗提供重要的理论参考依据。miRNA-122特征性表达有利于正常组织及癌组织的鉴别诊断，以miRNA-122作为靶基因分子，进行有效的基因治疗，利用miRNA-122表达谱，为HCC的诊断及预后评估提供准确的参考依据，也为HCC发生、防治提供新的思路及途径。

5 参考文献

1Tsai WC,Hsu SD,Hsu CS,etal. MiRNA-122 palys a critical role in liver homeostasis and hepatocarcinogenesis 〔J〕. J Clin Invest,2012;122(8):2884-97.

2Ding X,Ding J,Ning J,etal. Circulating microRNA-122 as a potential biomarker for liver injury 〔J〕. Mol Med Rep,2012;5(6):1428-32.

3晋 云，江 行，卿德科，等. MiR-122在肝细胞癌中的表达及其与肿瘤表型标志物的相关性研究〔J〕. 中华临床医师杂志(电子版)，2013;7(24)：11259-64.

4吴瑞珊，苏运钦，余广超，等. Taqman探针实时荧光定量PCR检测肝脏疾病患者血清中miR-122的表达水平及其临床意义〔J〕. 中国病理生理杂志，2013；29(2)：348-53.

5吴瑞珊，温旺荣. 外周血miRNA的诊断意义〔J〕. 分子诊断与治疗杂志，2012；4(2)：131-6.

6杨颖卓，康 鹏，高 杰，等. 肝特异性miR-122调控肝脏疾病的研究进展〔J〕. 临床肝胆病杂志，2014；30(5)：473-8.

7王 玲，徐 艳. MicroRNAs(miRNAs)-肿瘤形成过程中的重要参与者〔J〕. 中国医药导报，2012；9(6)：15-7.

8Hsu S,Wang B,Kota J,etal. Essential metabolic, anti-inflammatory, and anti-tumorigenic functions of miR-122 in liver 〔J〕. J Clin Invest,2012;122(8):2871-83.

9庄 鹏，李志莹，王柏彬. 肝特异性的miR-122对肝癌细胞增殖及凋亡的影响〔J〕. 中国免疫学杂志，2013;29(7)：686-8.

10Laudadio I,Manfroid I, Achouri Y,etal. A feedback loop between the liver-enriched transcription factor network and miR-122 controls hepatocyte differentiation 〔J〕. Gastroenterology, 2012;142(1):119-29.

11雷永红，吕文平，王 海. 肝细胞癌患者血清miR-221和miR-122的检测及其临床意义〔J〕. 河北医科大学学报，2013;34(5)：522-5.

12Karakatsanis A, Papaconstantinou I, Gazouli M,etal. Expression of miRNAs, miR-21, miR-31, miR-122, miR-145, miR-146a, miR-200c, miR-221, miR-222, and miR-223 in patients with hepatocellular carcinoma or intahepatic cholangiocarcinoma and its prognostic significance〔J〕. Mol Carcinog,2013;52(4):297-303.

13徐 洁，吴福生，蔡 荣. 肝脏特异性miR-122的分子生物学特性以及功能〔J〕. 生物物理学报，2009;25(3)：183-91.

14王跃华, 江 涛, 张 斌, 等. 肝细胞癌中 miR-122 的表达及其与血清 AFP水平的关系〔J〕. 临床肿瘤学杂志, 2012;17(8):704-7.

15Andorfer CA, Necefa BM, Thompson EA,etal. MicroRNA signatures:clinical biomarkers of the diagnosis and treatment of breast cancer〔J〕. Trends Mol Med,2011;17(6):313-9.

16Bubchard J,Zhang C,Liu AM,etal. miRNA-122 as a regulator of mitochondrial metabolic gene network in hepatocellular carcinoma〔J〕. Mol Syst Biol,2010;6:402.

17Zeng C,Wang R,Li D,etal. A novel GSK-3 beta-C/EBP alpha-miR-122-insulin-like growth factor 1 receptor regulatory circuitry in human hepatocellular carcinoma〔J〕. Hepatology,2010;52(5):1702-12.

18Mizuguchi Y, Mishima T,Yokomuro S,etal. Sequencing and bioinformatics-based analyses of the miRNA transcriptome in hepatitis B-related hepatocellular carcinoma〔J〕. PLos One,2011;6(1):e15304.

19Xu J,Zhu X,Wu L,etal. MicroRNA-122 suppresses cell profileration and induces cell apoptosis in hepatocellular carcinoma by directly targeting Wnt/β-catenin pathway〔J〕. Liver Int,2012;32(5):752-60.

20杨永平. 肝细胞癌防治热点与策略〔J〕. 临床肝胆病杂志，2013;29(1)：1-4.