LncRNA MALAT1作为竞争性内源RNA在肝癌中的研究进展

孙永康，赵志坚，赵秀芬，马 波，唐才喜

肝细胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC)是全球发病率和病死率均较高的恶性肿瘤，已成为癌症相关死亡的第二大原因[1]。近年HCC的诊断和治疗取得较大进展，但晚期HCC患者预后仍较差。目前HCC的发病机制仍未完全阐明，深入分析HCC的发生、发展机制，将有助于发现新的HCC诊断标志物和治疗靶点。肺腺癌转移相关转录子1(metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1, MALAT1)是最早发现在癌症中起作用的LncRNA，定位于染色体11q13上[2]。近年研究表明，MALAT1在HCC中表达增高，参与HCC的发生、发展并调控其多种生物学过程，可作为HCC的诊断和预后标志物[3-4]。在MALAT1参与HCC进展的多种调节机制中，MALAT1发挥竞争性内源RNA(competing endogenous RNA, ceRNA)作用，充当miRNA分子海绵调节下游靶基因或信号通路的机制在HCC发生、发展中起关键作用[3,5]。因此，理解MALAT1作为ceRNA促进HCC发生、发展的机制可能为HCC的诊断和治疗提供新线索。

1 MALAT1简述

长链非编码RNA(long non-coding RNA, LncRNA)是一类长度大于200个核苷酸的非编码RNA，在肿瘤的发生、发展中起关键作用[6]。MALAT1作为LncRNA家族成员之一，由Ji等于2003年研究早期非小细胞肺癌时被发现，是最早被确定在肿瘤中起作用的LncRNA，其在哺乳动物中高度保守，长度约8.5 kb，定位于染色体11q13上。近年研究表明[3,5]，MALAT1在HCC中呈高表达，参与HCC发生、发展中的多种调控通路及生物学过程；其中，MALAT1参与ceRNA调控网络，调节miRNA下游靶基因或信号通路的机制成为HCC的主要特征[7]。越来越多的证据表明[3-4]，MALAT1有望成为HCC的分子诊断及预后标志物和潜在治疗靶点。

2 MALAT1作为ceRNA在HCC中的作用

近年ceRNA调控网络备受学术界关注，研究表明致癌或抑癌的LncRNA可以作为ceRNA，海绵miRNA调节其靶基因[8]。其概念是指一种RNA能够通过miRNA反应元件(miRNA response element, MRE)竞争性结合相同MRE的miRNA，从而减弱miRNA对另一种靶RNA的抑制作用，此亦称为“海绵作用”[9]。当LncRNA高表达时，通过MRE桥梁与更多的miRNA结合，间接地调控靶RNA的表达水平，从而调控细胞功能。因此，相比传统的miRNA-mRNA调控模式，LncRNA-miRNA-mRNA是一种新的基因表达调控模式[8]。越来越多的研究表明[7,10-12]，LncRNA MALAT1作为ceRNA表现出致癌特性，间接性减弱miRNA对下游靶基因或通路的抑制，从而通过干细胞更新、血管生成、增殖、侵袭、转移、凋亡、自噬、上皮-间充质转化(epithelial-mesenchymal transition, EMT)以及化疗耐药等生物学功能促进HCC的进展。本文归纳并总结了MALAT介导的ceRNA调控网络在HCC中的功能(表1)。

表1 肝细胞癌中MALAT1介导的ceRNA调控网络

2.1 HCC干细胞HCC干细胞具有高增殖、自我更新、高致瘤性、耐化疗等特点，其丰度同HCC恶性程度呈正相关。研究HCC干细胞的调控机制有助于理解HCC的发病机制和寻找新的治疗策略。有证据表明，LncRNA MALAT1通过充当miRNA的ceRNA启动HCC的发展，从而有助于维持癌症干细胞的特性。He等[7]发现乙肝病毒X(HBx)蛋白通过依赖PI3K/Akt信号通路，能诱导HCC促进HCC干细胞的产生，其具体机制是MALAT1通过ceRNA作用，充当miR-124海绵激活PI3K/Akt信号通路，从而增强HBx蛋白诱导的肿瘤干细胞特性，最终促进HBV相关性HCC的发展。此外，有研究表明，LncRNA-MALAT1反向剪切而产生的circ-MALAT1可以作为miR-6887-3p的海绵增强JAK2的磷酸化水平，从而激活JAK2/STAT3信号通路并促进HCC干细胞的自我更新[13]。因此，MALAT1介导的ceRNA调控网络可能成为HCC干细胞潜在的治疗靶点。

2.2 HCC血管生成血管生成与HCC的生长、增殖、侵袭和转移密切相关[14]。HCC血管生成的机制复杂，探讨调控HCC血管生成的因素对提高抗血管生成治疗水平具有重要意义。新的证据表明，MALAT1作为ceRNA与HCC血管生成密切相关。在HCC患者、异种小鼠模型和HCC细胞系的研究中发现，miR-3064-5p通过抑制FOXA1/CD24/Src通路发挥抗血管生成作用，然而MALAT1可通过海绵吸附miR-3064-5p发挥ceRNA作用，减轻对FOXA1通路的抑制作用，从而促成HCC血管生成[10]。此外，Hou等[14]发现miR-140是MALAT1的重要下游靶点，miR-140能靶向抑制VEGFA和M2巨噬细胞极化的表达，从而抑制血管生成、减弱免疫抑制特性，然而MALAT1可作为miR-140分子海绵，抑制miR-140的调控作用，促进HCC细胞的血管生成和免疫抑制。因此，MALAT1介导的ceRNA调控网络可能是HCC抗血管生成治疗的靶点。

2.3 HCC增殖、凋亡、自噬、侵袭、转移和EMTMALAT1作为ceRNA调控miRNA下游的靶基因和信号通路，从而调节HCC细胞的增殖、凋亡、自噬、侵袭、转移和EMT。近年的两项研究发现，MALAT1介导的ceRNA调控网络通过调控miRNA下游信号通路发挥其生物学功能。Peng等[12]发现MALAT1可通过海绵吸附miR-146a来调控HCC细胞的增殖、凋亡和自噬，而miR-146a下调能靶向上调PI3K，继而影响下游Akt和mTOR的磷酸化，从而通过靶向PI3K/Akt/mTOR信号轴抑制HCC细胞的凋亡和自噬；Liu等[15]研究结果表明，MALAT1充当分子海绵吸收miR-195，使miR-195不能抑制下游靶点EGFR，EGFR过表达激活PI3K/Akt和JAK/STAT通路，促进HCC细胞的生长活性。此外，众多研究发现，MALAT1介导的ceRNA调控网络可以通过调节miRNA的靶基因发挥生物学功能。Yu等[3]发现MALAT1作为miR-142-3p的ceRNA，减弱对靶基因SMAD5的抑制作用，从而抑制细胞凋亡、促进HCC细胞的增殖和侵袭；Chen等[16]研究发现MALAT1可通过海绵化miR-143-3p调节ZEB1的表达，促进HCC细胞的增殖和侵袭；Liu等[17]研究结果显示，致瘤转录因子FOXM1是miR-125a-3p的靶点，miR-125a-3p可抑制其在HCC中的表达，进一步发现MALAT1可作为miR-125a-3p的分子海绵，正向调控FOXM1表达，促进HCC的侵袭和转移；Cui等[18]在体外HCC细胞试验中发现，miR-124-3p上调能抑制下游靶点Slug的mRNA和蛋白的表达，从而抑制HCC的侵袭和转移，而MALAT1作为内源性海绵抑制miR-124-3p与其靶基因Slug的结合，从而增加Slug的表达，促进HCC的侵袭和转移；Li等[11]研究结果表明miR-146b-5p通过靶向TRAF6介导的Akt磷酸化抑制HCC的生长和转移，MALAT1作为miR-146b-5p的分子海绵下调其在HCC中的表达，从而促进HCC的生长和转移；Hou等[19]研究发现MALAT1通过竞争性结合miR-204，减少其对SIRT1的抑制作用，促进SIRT1对HCC的侵袭和转移过程。少数研究发现，EMT、缺氧机制以及调控下游蛋白能促进HCC发生、发展。SNAI1作为EMT中的关键转录因子，也是miR-22的直接靶点，MALAT1能海绵吸附miR-22，并能促进EZH2在miR-22启动子区域富集而抑制miR-22的转录，正向调节SNAI1的表达，从而促成HCC细胞通过EMT获得间充质特性发生侵袭和远处转移[20]；Pan等[21]研究结果表明，MALAT1可以作为ceRNA竞争性结合miR-30a-5p，从而调节下游vimentin的表达，促进HCC的侵袭和转移；Zhao等[1]证实miR-200a能抑制HCC细胞增殖，但在缺氧条件下的体外HCC细胞中发现，MALAT1通过“海绵”作用负向调控miR-200a表达促进HCC细胞增殖，但参与其调控的潜在分子机制待进一步研究。因此，结合上述研究结果，MALAT1介导的ceRNA调控网络有望成为HCC的潜在治疗靶点，但靶向治疗在HCC临床应用中的适用性和表观遗传学调节仍需进行更多的研究。

2.4 HCC耐药放化疗能延长HCC患者生存时间，但远期疗效不佳，临床若出现耐药，肿瘤更易发生复发和转移。近年有实验证明，MALAT1作为ceRNA在介导HCC耐药中发挥着重要作用。Fan等[22]研究发现miR-140-5p/Aurora-A信号轴参与了索拉非尼耐药，MALAT1通过竞争性结合miR-140-5p上调Aurora-A的表达，从而促进HCC细胞对索拉非尼的耐药性；Yuan等[23]研究发现HCC细胞在缺氧状态下，HIF-2α的上调能诱导MALAT1表达，MALAT1通过ceRNA作用下调miR-216b增强自噬，故通过HIF-2α-MALAT1-miR-216b轴调节自噬而产生多重耐药。因此，MALAT1介导的ceRNA调控网络可能为克服HCC耐药提供新线索，但未来仍需进一步深入探究其耐药机制，将有助于提高HCC治疗水平。

3 结语

MALTA1介导的ceRNA调控网络提供了一种新的调控模式，不仅在HCC的发生、发展中起关键作用，而且为HCC的诊断和治疗提供参考。虽然近年MALAT1作为ceRNA调控HCC的报道越来越多，但是ceRNA调控网络的详细机制以及MALAT1和HCC关系的深入研究仍处于初步阶段。因此，未来仍需要深入探究大量的分子机制，以探索HCC中特异性MALAT1介导的ceRNA轴，这将为识别新的HCC诊断和预后标志物以及为HCC患者治疗提供有希望的靶点。