高 超,王江斌 ,張 全
肝癌是世界上最常見的惡性腫瘤之一, 相比于2018 年全球癌癥統(tǒng)計數(shù)據(jù),2020 年最新版全球癌癥統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,原發(fā)性肝癌是2020 年世界第六大最常被診斷的癌癥并且已經(jīng)超越胃癌成為第三大癌癥死亡原因,2020 年全球大約有肝癌新發(fā)病例 90.6 萬例和肝癌死亡病例 83 萬例[1-2]。 盡管許多年來對肝癌的發(fā)病機(jī)制等方面有了更為深入的認(rèn)識,臨床診療手段也有所進(jìn)步,但肝癌作為威脅人類生命健康的重要疾病目前的形勢仍然嚴(yán)峻,亟需對其進(jìn)行更為深入的研究。
得益于高通量測序等新技術(shù)的不斷發(fā)展,長鏈非編碼RNA(lncRNA)的研究方興未艾,所謂長鏈非編碼RNA,就是指長度大于200 個核苷酸且不具有蛋白編碼功能的RNA[3]。它可以與DNA、RNA、蛋白質(zhì)等相互作用,在表觀遺傳學(xué)、轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控腫瘤相關(guān)基因表達(dá), 其中l(wèi)ncRNA 通過競爭性內(nèi)源RNA(ceRNA)機(jī)制所發(fā)揮的調(diào)控作用就是其在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控基因表達(dá)的一個重要研究方向。 本研究主要對近期新發(fā)現(xiàn)的lncRNA 作為ceRNA 在肝細(xì)胞肝癌(HCC)中的調(diào)控機(jī)制及其在臨床診斷治療等方面的研究進(jìn)展作一綜述。
鑒于多年來miRNA 已被眾多研究證明能夠與靶mRNA的 3’端非編碼區(qū)域(3'UTR)的 miRNA 反應(yīng)原件(microRNA response elements,MREs)結(jié)合發(fā)揮負(fù)性調(diào)控作用,進(jìn)而調(diào)控多種經(jīng)典信號通路,參與細(xì)胞增殖、分化、凋亡以及個體生命活動的各種生理病理過程[4-5]。目前認(rèn)為人體內(nèi)的mRNA、假基因、lncRNA、circRNA 等在 3'UTR 區(qū)都擁有 miRNA 反應(yīng)原件,能夠彼此競爭性結(jié)合相同的miRNA,導(dǎo)致miRNA 豐度變化, 進(jìn)而調(diào)控靶基因表達(dá)。 ceRNA 假說的提出極大豐富了RNA 調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)容,為腫瘤發(fā)病機(jī)制的深入研究提供了一個新的思路,而lncRNA 作為能夠競爭性結(jié)合miRNA 的分子之一, 在肝細(xì)胞肝癌發(fā)病機(jī)制的研究以及診療手段的探索中,具有獨特而重要的地位。
2.1 lncRNA 作為ceRNA 參與HCC 細(xì)胞增殖 腫瘤細(xì)胞可以在沒有外部刺激的條件下不斷增殖,這是它區(qū)別于正常細(xì)胞的一個重要特點。 最近確定的一種新型的人類lncRNA LNC-HC 被證明可以與hsa-miR-183-5p 直接結(jié)合并作為其內(nèi)源海綿抑制其表達(dá)進(jìn)而調(diào)節(jié)腫瘤抑制因子AKAP12、DYRK2、FOXN3、FOXO1 和 LATS2 表達(dá),發(fā)揮抑制 HCC 細(xì)胞增殖的作用[6]。 同樣作為新鑒定的一種 lncRNA,TINCR 在HCC 腫瘤和細(xì)胞系中表達(dá)上調(diào), 敲低TINCR 可能通過靶向miR-218-5p / DDX5 軸使AKT 信號通路失活而抑制了HCC細(xì)胞的增殖和侵襲[7]。 此外,LncRNA SNAI3-AS1 則被證明可以作為 ceRNA 結(jié)合 miR-27a-3p 和 miR-34a-5p,進(jìn)而促進(jìn) PEG10 介導(dǎo) 的 HCC 細(xì) 胞的增殖 和 轉(zhuǎn)移[8]。 lncRNA 通過ceRNA 機(jī)制廣泛地參與了調(diào)控HCC 細(xì)胞的增殖, 對此機(jī)制的深入研究必將有助于肝細(xì)胞肝癌發(fā)病機(jī)理的揭示及臨床診療的拓展。
2.2 lncRNA 作為 ceRNA 參與 HCC 細(xì)胞凋亡 細(xì)胞凋亡是基因控制的細(xì)胞自主程序性死亡,細(xì)胞凋亡減少可導(dǎo)致異常細(xì)胞的存活和積累,進(jìn)而導(dǎo)致腫瘤的進(jìn)展。 lncRNA 已被證明可以通過ceRNA 機(jī)制影響細(xì)胞凋亡進(jìn)程進(jìn)而影響HCC的發(fā)生發(fā)展。 比如,LINC00205 可以通過充當(dāng)分子海綿抑制miR‐184 進(jìn)而調(diào)節(jié)EPHX1 的表達(dá), 而EPHX1 的低表達(dá)能夠誘導(dǎo)HCC 細(xì)胞增殖并抑制細(xì)胞凋亡[9]。 最近的研究表明,lncRNA MALAT1 在肝癌中表達(dá)上調(diào), 它可以通過靶向microRNA-146a/PI3K/Akt/mTOR 軸抑制肝癌細(xì)胞的凋亡和自噬[10]。 而 lncRNA FENDRR 可以通過負(fù)性調(diào)節(jié) miR-362-5p,促進(jìn)NPR3 表達(dá)并抑制p38-MAPK 通路激活,最終促進(jìn)HCC 細(xì)胞凋亡[11]。 可見 lncRNA 作為 ceRNA 對 HCC 細(xì)胞凋亡具有重要的調(diào)控作用,利用此進(jìn)行臨床干預(yù),可能會成為未來肝癌治療的一個重要方式。
2.3 lncRNA 作為ceRNA 參與HCC 的上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化 上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)是指上皮細(xì)胞逐漸失去其表型而獲得間質(zhì)細(xì)胞表型的生物學(xué)進(jìn)程, 這意味著HCC 細(xì)胞易于突破基底膜,侵入血管、淋巴管,因此EMT 與HCC 侵襲轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。 研究發(fā)現(xiàn),SNHG3 被認(rèn)為是與肝癌患者預(yù)后不良有關(guān)的一種lncRNA,其在高轉(zhuǎn)移性 HCC 細(xì)胞(HCCLM3)中的表達(dá)明顯高于低轉(zhuǎn)移性 HCC 細(xì)胞(Hep3B 和 PLC/PRF/5),它可以通過miR-128/CD151 級聯(lián)激活誘導(dǎo)EMT,促進(jìn)HCC 侵襲轉(zhuǎn)移[12]。 此外,長鏈非編碼 RNA DANCR 可以海綿結(jié)合 miR‐27a‐3p, 通過 ROCK1/LIMK1/COFILIN1 途徑調(diào)節(jié) EMT 進(jìn)程,進(jìn)而促進(jìn) HCC 的發(fā)展[13]。 近期還有研究表明,長鏈非編碼 RNA LINC00355:8 在肝癌中顯著上調(diào), 它可以通過ceRNA 機(jī)制調(diào)節(jié) miR-6777-3p/Wnt10b, 進(jìn)而激活 Wnt/βcatenin 信號通路,促進(jìn) EMT 進(jìn)展[14]。 lncRNA 作為 ceRNA 影響EMT 過程的具體機(jī)制還需深入研究, 未來或許可以實現(xiàn)通過調(diào)控lncRNA 的表達(dá)進(jìn)而調(diào)控EMT 進(jìn)程最終干預(yù)HCC的進(jìn)展,這也為肝癌的治療提供了一個重要思路。
2.4 lncRNA 作為 ceRNA 參與 HCC 的血管形成 腫瘤新生血管的形成除了可以為腫瘤的生長提供更充足的養(yǎng)分之外,它也同樣對腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移具有重要意義,lncRNA 已被證明能夠通過ceRNA 機(jī)制影響血管形成過程進(jìn)而影響HCC 進(jìn)展。比如,lncRNA LINC00488 可以通過競爭性地抑制miR-330-5p 來調(diào)節(jié)TLN1 表達(dá), 進(jìn)而影響肝癌細(xì)胞生長和腫瘤血管生成[15]。 lncRNA OIP5-AS1 可以通過 競 爭性結(jié)合miR-3163,進(jìn)而影響VEGFA 的表達(dá),最終發(fā)揮誘導(dǎo)HCC 血管生成、促進(jìn) HCC 侵襲轉(zhuǎn)移的作用[16]。 而 lncRNA MALAT1可以競爭性結(jié)合miR-3064-5p, 通過抑制FOXA1/CD24/Src途徑發(fā)揮促進(jìn)HCC 血管生成的作用[30]。 腫瘤的血管生成與EMT 過程均被視為促進(jìn)HCC 侵襲轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵事件,lncRNA作為ceRNA 在其中發(fā)揮著獨特作用, 對相關(guān)機(jī)制與調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的深入探索有利于更全面的認(rèn)識肝細(xì)胞肝癌的侵襲和轉(zhuǎn)移過程,也將有利于未來肝細(xì)胞肝癌的診斷和治療。
2.5 lncRNA 作為ceRNA 參與肝癌干細(xì)胞的調(diào)控 肝癌干細(xì)胞(LCSCs)具有自我更新和分化的能力,它與肝癌的發(fā)生、轉(zhuǎn)移、復(fù)發(fā)、耐藥等過程均密切相關(guān)。 近年來已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一些lncRNA 能夠作為ceRNA 調(diào)控肝癌干細(xì)胞。 比如,lncRNA MALAT1 可以通過 ceRNA 機(jī)制結(jié)合 MIR-124,進(jìn)而通過PI3K/Akt 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路調(diào)節(jié)乙型肝炎病毒X 蛋白(HBx)誘導(dǎo)的 HepG2 肝癌干細(xì)胞特性[18]。 最近還有研究表明,MALAT1 在LCSC 中高度表達(dá), 它還可以通過海綿結(jié)合miR-375 上調(diào)YAP1 表達(dá)來促進(jìn)肝癌細(xì)胞的癌干細(xì)胞特性[19]。 此外,lncRNA H19 通過觸發(fā)和激活 miR-193b/MAPK1 軸來促進(jìn) HCC 的 EMT 和肝癌干細(xì)胞轉(zhuǎn)化, 介導(dǎo)HCC 與免疫微環(huán)境之間的串?dāng)_,并導(dǎo)致不良臨床結(jié)果[20]。肝癌干細(xì)胞是HCC 中的關(guān)鍵少數(shù),對于lncRNA 作為ceRNA與肝癌干細(xì)胞之間調(diào)控關(guān)系的充分了解和利用,對于肝癌的診治具有重要價值。
由于一些lncRNA 在HCC 中具有顯著的異常表達(dá),并且某些還可以在體液中檢測到,其濃度水平與HCC 進(jìn)展相關(guān),因此它們具有作為理想的HCC 診斷和預(yù)后評估的生物標(biāo)志物的巨大潛力[21]。比如,HULC 不僅在 HCC 細(xì)胞中上調(diào),還能在HCC 患者的血漿中檢測到水平升高,尤其在HCC 合并乙肝病毒(HBV)患者中的檢出率更高,且與腫瘤大小及腫瘤包膜浸潤相關(guān)[22-23]。 此外,HCC 患者血清中的 UCA1 水平也較高,ROC 曲線表明血清UCA1 水平可以區(qū)分HCC 患者和健康對照組(AUC=0.902),且具有較高的靈敏度和特異性,但在臨床使用時還要額外進(jìn)行GALAD (包括性別、 年齡、AFPL3、甲胎蛋白和脫羧基凝血酶原)和BALAD(包括膽紅素、白蛋白、AFP-L3、甲胎蛋白和脫羧基凝血酶原)評分計算才好[24-26]。 另外 lncRNA LINC00511 在 HCC 中的過表達(dá)與不良預(yù)后相關(guān), 并可通過調(diào)節(jié)肝細(xì)胞肝癌中的miR-424 促進(jìn)HCC細(xì)胞增殖和轉(zhuǎn)移[27]。 上文所提到的長鏈非編碼RNA TINCR、H19 等也均與 HCC 不良預(yù)后顯著相關(guān)[7,20]。
治療方面,越來越多的證據(jù)表明lncRNA 作為ceRNA 還參與了HCC 的化療耐藥。研究表明,長鏈非編碼RNA LINCROR 在 HCC 中上調(diào),其表達(dá)過程可被 FOXM1 激活,而LINC-ROR 對miR-876-5p 的海綿作用則又釋放了FOXM1,從而形成了正反饋回路, 而且已證明FOXM1 和LINC-ROR的上調(diào)都損害了HCC 細(xì)胞對索拉非尼的敏感性[28]。 此外,LncRNA NEAT1 通過調(diào)節(jié)miR-204/ATG3 促進(jìn)自噬并增強(qiáng)肝癌細(xì)胞對索拉非尼的耐藥性[29]。 lncRNA HEIH 可以通過ceRNA 機(jī)制競爭性結(jié)合MiR-98-5p,進(jìn)而激活PI3K/AKT途徑,最終增強(qiáng) HCC 索拉非尼耐藥性[30]。 研究 lncRNA 作為ceRNA 與HCC 化療耐藥的關(guān)系,提高化療用藥的敏感性,顯然對HCC 的臨床治療意義重大。
肝細(xì)胞肝癌作為一個發(fā)病率和死亡率高,臨床預(yù)后差的疾病, 其發(fā)病機(jī)制極為復(fù)雜, 本研究闡述了lncRNA 通過ceRNA 機(jī)制參與肝細(xì)胞肝癌的增殖、凋亡、EMT、血管形成以及肝癌干細(xì)胞等諸多生物學(xué)過程的調(diào)控, 以及l(fā)ncRNA 作為ceRNA 在HCC 臨床診療中的重要意義。 但是, 盡管對HCC中的lncRNA 相關(guān)ceRNA 網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)進(jìn)行了許多研究,然而這只是冰山一角,對于ceRNA 網(wǎng)絡(luò)的了解還很有限,目前可以說處在剛剛起步的階段, 一方面還有更多參與HCC 調(diào)控的lncRNA 相關(guān)ceRNA 網(wǎng)絡(luò)有待于發(fā)現(xiàn)和闡明,另一方面參與ceRNA 網(wǎng)絡(luò)的 lncRNA、miRNA 和 miRNA 的靶 mRNA 具有成為HCC 診斷標(biāo)志物和治療靶點的重要價值, 對它們的開發(fā)和應(yīng)用是極有前景的,應(yīng)當(dāng)在繼續(xù)把經(jīng)典生物標(biāo)志物和相關(guān)衍生評分作為HCC 診斷重要參考的基礎(chǔ)上, 積極進(jìn)行ceRNA 網(wǎng)絡(luò)相關(guān)新型生物標(biāo)志物驗證診斷的大型前瞻性研究, 同時把ceRNA 網(wǎng)絡(luò)相關(guān)新型靶點作為未來藥物研發(fā)的一個重要方向。