MicroRNA与肝癌的相关研究

游文献，张莉萍

重庆医科大学附属第一医院检验科，重庆 400016

随着MicroRNA在部分肿瘤发生发展中的重要作用得到证实，近年来，国内外许多学者对MicroRNA与肝癌发生、发展、转移等方面的关系进行了初步的研究，很多结果都提示MicroRNA与肝癌密切相关。本文就mRNA与肝癌的关系概述如下。

1 MicroRNA122与肝癌

MicroRNA122(miR-122)是一种调节肝脏发育的“肝特异性MicroRNA”。miR-122只在肝细胞中表达，每个细胞内约有50000个拷贝，约占肝细胞总MicroRNA量的70%。它不仅参与肝脏分化的调节，还在维持肝脏正常功能中起着重要作用［5］。因此对于miR-122与肝癌关系的研究逐渐成为热点。

Gramantieri等［6］利用含有 381个人类 MicroRNA探针的基因芯片检测17例原发性肝癌组织及21例肝硬化组织内MicroRNA的表达水平，发现35个MicroRNA在两种组织中差异性表达，其中包括多种在其他恶性肿瘤研究中提及过的MicroRNA，如miR-221、miR-145、let-7及miR-122a等。而miR-122a在被检测的70%的肝癌组织及所有肝癌细胞系中表达下调。进一步研究发现cyclin G1的mRNA为其作用靶点之一。而cyclin G1的异常高表达与基因组的不稳定性密切相关，在乳癌、结直肠癌等恶性肿瘤中cyclin G1的表达水平也明显上调［7-8］。同时在肿瘤细胞内抑制cyclin G1的表达，可以通过减少肿瘤细胞增殖及诱导肿瘤细胞凋亡的方式抑制肿瘤生长［9］。这些效应可能与抑制其表达使更多的细胞阻滞于G1期及间接调节P53依耐性细胞分裂路径相关。因此，miR-122a可能是通过抑制cyclin G1的表达达到维持染色体稳定、抑制细胞增殖、促进细胞凋亡的作用，在肝癌发生发展中扮演着肿瘤抑制物的角色。

Bai等［10］通过体外肝癌细胞培养和小鼠实验发现，与正常肝组织相比，miR-122在多种肝癌细胞系中低表达，而ADAM10、SRF以及lgf1R基因在这些肝癌细胞系中高表达。他们通过进一步研究证实 ADAM10、SRF以及lgf1R基因正是miR-122的作用靶点，而ADAM10、SRF及lgf1R的高表达可推动肿瘤细胞的发生、复制、滋养血管的生成并增加其侵袭力。miR-122可通过抑制上述基因的表达而防止肝癌的发生、发展。同时他们将抗肝癌药物sorafenib分别应用于转染和未转染miR-122的肝癌细胞，发现转染组可以减少sorafenib的用量。

Tsai等［11］发现在发生肝内转移的肝癌细胞系中，miR-122的表达明显下调。他们利用以生物信息学为基础的计算方法及基因芯片技术分析出其作用靶点可能为ADAM17基因，而该基因在调节细胞黏附、迁移和转移中起着重要作用。miR-122的下调导致ADAM17基因的过度表达，继而促进了肝癌的肝内转移。

2 MicroRNA21与肝癌

MicroRNA21(miR-21)是目前研究最多的MicroR-NA之一，参与多种肿瘤的发生和一系列病理生理改变，与肝脏再生、肝细胞代谢、肝脏免疫反应及肝癌发生发展有着密切联系。miR-21在肝癌组织中的表达明显高于正常肝组织，约为正常肝组织中表达量的10倍［12］。在肝癌细胞中抑制miR-21的表达明显降低其增殖力和侵袭力。基因PTEN是一种抑癌基因，其表达增加，可减少肿瘤细胞的增生、迁移和侵袭。由磷酸酰肌醇 3’-激酶(phos-phatidylinositol 3 kinase，PI3K)作用生成且能激活丝氨酸-苏氨酸蛋白激酶的磷酸酰肌醇一 3，4，5-三磷酸 (phos-phatidylinositol 3，4，5-triphosphate，PIP3)可通过蛋白激酶B促使细胞进入细胞分裂周期，抑制细胞凋亡，促进肿瘤发生，而PIP3是PTEN和灶性黏连激酶的底物，PTEN直接使PIP3的D3位去磷酸化，这是PTEN抑制细胞生长和促进凋亡的重要机制。肿瘤抑制基因PTEN是miR-21作用的靶点，miR-21的高表达明显抑制了PTEN的表达，从而促进肝癌的发生发展，增加其侵袭力。

3 MicroRNA221与肝癌

MicroRNA221(miR-221)在多种肿瘤中异常表达，如胶质母细胞瘤、前列腺癌等，提示其与肿瘤发生密切相关。许多学者的研究发现miR-221在肝癌组织中高表达［7，13-15］。Gramantieri等［13］在体外将肝癌细胞株分为miR-221转染及抑制组，利用荧光素酶基因检测法等方法进行检测及分析，发现miR-221抑制组可促进肿瘤细胞凋亡，而转染组中Bmf基因表达明显受抑制。经进一步的研究发现miR-221正是通过与Bmf基因mRNA3'-UTR结合抑制起表达。Bmf基因是一个重要的促进细胞凋亡的基因，miR-221通过抑制Bmf基因的表达，而促进肝癌的发生发展。近年来还有部分学者阐述其作用机制可能为高表达miR-221抑制细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂P27、P57的表达［14-15］，使得更多的细胞处于S期，促进了肿瘤生长。

4 MicroRNA199与肝癌

MicroRNA199(miR-199)在肝癌和其他恶性肿瘤中均有许多异常表达的报告［7，16-18］，Fornari等［19］也对其进行了深入研究，他们将39例肝癌标本及10例正常肝组织标本按一定标准筛选后，分别转染miR-199a-3p及抑制miR-199a-3p的表达，利用荧光素酶活性测定和实时PCR等方法，发现miR-199a-3p转染组可以使细胞周期阻滞于G1期，减少肝癌细胞侵袭力，提高肝癌细胞对缺氧诱导凋亡及阿霉素的敏感性，并最终证实mTOR和C-Met基因均为其作用靶点。mTOR基因在细胞生长、侵袭、凋亡及蛋白翻译、代谢等过程中起着重要作用，抑制其表达可以使细胞周期阻滞于G1期，从而促发细胞凋亡［20］。C-Met基因有促进新生血管形成，内皮细胞运动，保护细胞免受各种诱导细胞凋亡因子影响的作用［21］。miR-99a-3p正是通过抑制上述两种基因的表达从而促进肝癌细胞凋亡、减少其侵袭力，增加其对诱导因素的敏感性。

5 MicroRNA101与肝癌

Su等［22］利用含有308个人类MicroRNA的芯片，分析肝癌细胞株、手术切除肝癌组织和正常肝细胞中MicroRNA的表达谱，发现29个差异性表达的MicroRNA，其中包括 miR-125b、miR-195、miR-199a 及 miR-101等11个MicroRNA在既往肝癌研究中有类似变化，而miR-101明显下调，达94.1%。他们向肝癌细胞株及肝癌组织内转染miR-101，发现转染组肿瘤细胞，在体外克隆受抑制，而在体内肿瘤生长同样受抑制，并且转染组肿瘤细胞对饥饿及化疗药物更加敏感。进一步试验发现miR-101的靶基因为McL-1，McL-1是Bcl-2家族中的一种抗细胞凋亡基因，其主要致癌机制是保护细胞免受各种刺激细胞凋亡的因素的影响，降低其表达可以促进肿瘤细胞凋亡［23-24］。miR-101可以在转录后水平通过与McL-1的mRNA 3'-UTR区结合，抑制Mcl-1的表达，进而抑制肝癌的发生及发展。

6 MicroRNA602与HBV相关性肝癌

全球约有4亿人感染了乙肝病毒，与乙肝病毒感染相关的原发性肝癌可达50% ～55%［25］，而我国乙肝病毒携带者约2亿，因此，目前已有许多学者致力于MicroRNA与HBV相关性HCC的研究，Yang等［26］分别检测慢性乙型肝炎肝组织(CH)，乙肝病毒阳性肝硬化组织(CL)，乙肝病毒阳性肝癌(HCC)组织及正常肝组织的MicroRNA，发现miR-602在CH、CL、HCC中的表达明显高于正常肝脏组织，他们进一步的研究发现，miR-602的靶基因为 Ras-associated domain family member 1A(RASSF1A)，RASSF1A被证实是一种肿瘤抑制基因［27］。RASSF1A的失活导致 Ras作用的失衡，使其主要发挥了促进生长的作用，另一方面RASSF1A基因通过抑制Ras激活生长效应信号的传导途径而促进细胞的凋亡、衰老、坏死和终末分化，过度表达的miR-602显著抑制RASSF1A的表达。研究指出miR-602在HBV感染早期阶段即过度表达，并通过抑制抑癌基因RASSF1A的表达来介导慢性乙型肝炎发展到HBV相关性肝癌的这一过程。他们还发现miR-602定位于9q34.3，是常见乙肝病毒基因整合位点，推测乙肝病毒在该区域的插入是导致miR-602过度上调表达的原因。miR-602可能作为HBV相关性肝癌在癌变前(如肝炎、肝硬化阶段)的一个早期检测物及在肝炎、肝硬化、肝癌阶段的作为治疗靶点。

7 MicroRNA152与肝癌

Huang等［28］研究发现，在 HBV相关性 HCC中，miR-152的表达较癌旁组织明显下降，且miR-152的异常表达导致DNA甲基化转移酶1(DNMT1)水平上调，DNMT1在人类恶性肿瘤CpG岛甲基化中起着重要作用［29］，而CpG岛的转录沉默是抑癌基因抑制肿瘤发生的重要机制，同时低表达的miR-152，增加两种抑癌基因 glutathione S-transferase pi 1(GSTP1)、E-cadherin 1(CDH1)的甲基化水平，因此他们指出，miR-152可通过上述两种机制抑制肝癌的发生，扮演着肿瘤抑制物的角色。

关于MicroRNA与肝癌的研究还有很多，但大多机制尚不十分明确，仍需进一步的研究及探讨。

8 结语

肝癌是侵袭力最强、死亡率最高的恶性肿瘤之一，其早期诊断困难，治疗手段有限，总体预后较差，严重危害人民健康。MicroRNA作为一类新的分子靶标，在很多恶性肿瘤中的作用得到证实，也有越来越多的MicroRNA被应用于肿瘤的诊断、治疗及预后判断等。许多研究都为MicroRNA应用于肝癌的基因诊断、治疗及预后判断提供了良好的依据，具有广阔的前景。但是总的来说，目前MicroRNA与肝癌关系的研究仍处于起步阶段，很多机制仍无法阐述，并且MicroRNA在不同细胞系内的特异性、稳定性均较低，应用于临床仍需更进一步的探索和更多证据的支持。

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