长链非编码RNA在肝细胞癌中的作用

2023-01-06张乐佳庹大云甘进锋李金平

黑龙江科学 2022年4期

张乐佳，庹大云，甘进锋，李金平

(桂林医学院，广西桂林 541199)

原发性肝癌大多为肝细胞癌(Hepatocellular carcinoma，HCC)，是危害人类健康的常见恶性肿瘤，是全球第三大癌症死亡原因[1]。由于HCC发病隐匿、恶性程度高、预后差且易侵袭转移，多数患者确诊时已处于中晚期，失去了最佳手术机会，患者5年生存率低[2]。尽管近年来HCC临床诊疗手段取得很大进展，但HCC整体疗效仍不能令人满意。早发现、早诊断和早治疗是提高HCC临床疗效的有效途径，但目前普遍缺少用于HCC早期诊疗的有效肿瘤分子标志物。长链非编码RNA (long noncoding RNA，lncRNA) 是一类长度大于200 nt的RNA，研究发现[1]，lncRNA在恶性肿瘤细胞增殖、周期、凋亡、侵袭和转移等进程中[2]发挥了十分重要的作用，有望成为临床HCC等恶性肿瘤早期诊疗的分子标志物。就lncRNA在HCC中的作用及分子机制进行概述，以期为提高HCC诊疗效果提供理论依据。

1 lncRNA概述

非编码RNA包括小干扰RNA (small interfering RNA，siRNA)、微小核糖核酸 (micro RNA，miRNA)、与Piwi蛋白相互作用的RNA (Piwi interacting RNA，piRNA) 及lncRNA，其中lncRNA是指长度大于200个nt的非编码RNA，是一类不能翻译为蛋白的功能性RNA分子。研究表明，lncRNA在细胞生物进程中发挥着关键的调控作用，其可以通过调控靶基因表达，通过与染色质、蛋白分子及其他编码或非编码RNA相互作用，从而参与细胞增殖、凋亡、自噬、侵袭或转移等生物学过程[3-4]。

随着对lncRNA研究的不断深入，lncRNA在恶性肿瘤中的作用倍受关注。大量研究表明，lncRNA在乳腺癌、胃癌、HCC、结直肠癌和宫颈癌中异常表达[5-9]，且这种异常表达与恶性肿瘤的发生发展及预后有关[10]。迄今为止，研究人员借助高通量测序及芯片技术已筛选出大量lncRNA[11]，并通过生物学技术和方法发现lncRNA可通过多种方式参与恶性肿瘤的生物进程，如癌细胞增殖、凋亡、迁移和侵袭等[3-4]。在lncRNA作用机制研究方面，lncRNA作为表观遗传因子的支架是研究最多的是一种分子机制。此外，lncRNA具有海绵式吸附miRNA能力，通过充当内源竞争RNA (competing endogenous RNAs, ceRNA) 来调节miRNA靶向基因的表达[12]。由此可见，lncRNA在恶性肿瘤生物进程中发挥了重要作用。

2 lncRNA在HCC中的作用及机制

2.1 lncRNA与HCC细胞增殖

正常细胞的增殖受有丝分裂原、生长因子、原癌基因和抑癌基因的调控，它们的共同作用使细胞处于相对稳定的状态。然而，细胞癌变会打破这种相对稳定的状态，癌细胞会获得持续性存活和不可控制的增殖能力[13]，从而促进癌症发生发展。研究发现，多种lncRNA都与HCC细胞增殖有关，它们通过促进或抑制癌细胞增殖影响HCC的发生发展。

我国约有50%的肝癌是由乙型肝炎病毒(HBV)感染引起的[14]。HBX是 HBV基因组中最小的开放阅读框架的乙型肝炎病毒X蛋白(hepatitis B virus X protein，HBx)，后者被认为是HCC表观遗传修饰和调节的癌基因。在HBV相关HCC中，目前鉴定出一种可被HBx下调的lncRNA (down-regulated in hepatocellular carcinoma，DREH)，研究发现DREH在HCC中可能起到肿瘤抑制作用，体外和体内实验证实其能抑制HCC的生长和转移[15]。此外，lncRNA F11-AS1通过竞争性海绵miR-211-5p上调NR1I3表达，从而阻止HBV相关HCC进展[16]，表明lncRNA F11-AS1在HCC中发挥了抑癌基因作用。

2.2 lncRNA与HCC细胞凋亡

近年来发现了多个与细胞凋亡相关的lncRNA[17]。已有文献证实lncRNA转移相关肺腺癌转录本1 (metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1，MALAT1) 在HCC中作为癌基因发挥作用，并参与调控癌细胞增殖、凋亡和自噬，其机制可能通过靶向microRNA-146a/PI3K/Akt/mTOR轴[18]。癌易感性候选基因2 (Cancer susceptibility candidate 2，CASC2)是位于染色体10q26上的lncRNA，已被证实在肾细胞癌等多种癌症中发挥重要作用。有研究报道CASC2在HCC中发挥了抑癌基因作用，可能通过调节miR-24-3p抑制HCC细胞活性并诱导其凋亡，从而抑制HCC发生发展[19]。

2.3 lncRNA与HCC自噬

细胞自噬在肿瘤进程中呈现双向性[20]，一方面，自噬在肿瘤中可发挥抑癌作用。主要通过维持基因组的稳定性、降低代谢和氧化应激、增加抗癌免疫原性等细胞自主效应发挥保护作用[20-21]；另一方面，自噬发挥促癌作用。自噬可通过增加非肿瘤细胞在微环境中的营养供应和抑制CD8+ T细胞介导的抗肿瘤免疫而促进休眠状态癌细胞存活和转移[21]。lncRNA 核富集转录体1 (nuclear enriched abundant transcript 1，NEAT1)已被证实与HCC自噬相关，可能通过调节miR-204/ATG3和增强HCC细胞对索拉非尼耐药促进自噬[22]，从而抑制HCC发展。

2.4 lncRNA与HCC侵袭转移

侵袭和转移是导致癌症相关死亡的一个主要原因，通过获得分子和表型的变化使原发肿瘤细胞能在远处器官部位扩散和定植。lncRNA可通过上皮-间质转化 (epithelial-to-mesenchymal transition, EMT)、侵袭和迁移及肿瘤血管新生，促进肿瘤转移[23]。lncRNA 肿瘤蛋白53靶基因1 (Tumor protein 53 target gene 1，TP53TG1)是一种由p53诱导的位于染色体7q21上的lncRNA，能通过调节PRDX4/β-catenin信号通路抑制HCC侵袭转移[24]。

2.4.1 lncRNA与EMT

EMT是指细胞失去上皮特征并获得间充质特性的生物学过程，其主要特征有细胞黏附分子E-钙黏蛋白 (E-cadherin) 减少和波形蛋白 (Vimentin) 增加[25]。EMT使上皮细胞失去与基底膜的连接，从而使上皮细胞来源的恶性肿瘤细胞获得较高的侵袭转移能力。转录和转录后调控网络都可诱导EMT，其中转录后调控网络包括miRNA和lncRNA家族。研究发现，过表达lncRNA CASC2可显著促进MHCC-97H细胞中E-cadherin表达并抑制Vimentin表达，而沉默CASC2则降低Hep-3B细胞中E-cadherin表达并增加Vimentin表达，结果提示CASC2是一种肿瘤抑制因子[26-27]。机制探讨方面，CASC2可反向调节HCC细胞EMT，并通过CASC2/ miR-367/FBXW7发挥肿瘤抑制作用[26]，这为HCC治疗提供了新的治疗靶点。

2.4.2 lncRNA与肿瘤血管生成

新生血管不仅为肿瘤细胞提供氧气和营养，也是肿瘤细胞进入循环并转移到其他器官的主要途径。有研究发现一种与HCC微血管浸润相关的lncRNA (lncRNAs associated with microvascular invasion in HCC，MVIH)可通过抑制磷酸甘油酸激酶1(phosphoglycerate kinase 1 , PKG1)分泌激活血管生成[28]，从而导致HCC患者生存率低下。有研究报道四跨膜蛋白12 (tetraspanin 12， TSPAN12)在伴有微血管侵犯 (microvascular invasion，MVI) 的HCC中有较高表达，并与不良临床病理特征和不良预后相关，表明lncRNA TSPAN12在HCC进展中可能作为促癌基因发挥作用[29]，并可作为伴有MVI的HCC中潜在的微血管浸润相关生物标记物和治疗靶点。

3 lncRNA与HCC分子诊断标志物与靶向治疗

lncRNA在恶性肿瘤中发挥促癌或抑癌作用[30]，随着分子生物学技术的发展，如聚合酶链式反应、DNA测序、荧光原位杂交技术、基因芯片技术等，使lncRNA的检测方法变得更为简单，这为lncRNA作为新型肿瘤分子标志物打下了坚实的基础。

甲胎蛋白 (alpha fetoprotein，AFP) 是一种糖蛋白，在成人血清中含量极低，但在HCC中可表现出较高浓度，在临床上可作为原发性HCC的血清诊断标志物。然而，临床对于AFP阴性的HCC患者，需要借助其他指标进行检测。lncRNA MT1JP在多种恶性肿瘤中异常表达，血清MT1JP表达水平与肿瘤大小、TNM分期、分化、淋巴结转移等有关[31]，因此，检测血清MT1JP或联合检测AFP血清水平可有助于提高HCC诊断。