陆新元1， 谷晓媛2 综述, 丛文铭1 审校
(1. 第二军医大学东方肝胆外科医院病理科，上海 200438；2. 上海市静安区市北医院肿瘤科，上海 200443)
【摘要】微小RNA(miRNA)是近年来研究较多的内源性非编码小RNA，能与靶基因3’UTR进行不完全配对，通过序列特异性翻译抑制或信使RNA降解来调控靶基因表达，参与细胞发育、增殖、分化、凋亡等一系列重要生物学进程，并在肿瘤的发生和发展过程中起着重要作用。越来越多的研究证实miRNA与肝细胞癌的发生发展、侵袭转移、血管生成、术后复发等生物学行为相关；并有研究者将miRNA用于肝细胞癌的早期诊断及治疗。本文就与肝细胞癌相关的miRNA研究作一综述。
【关键词】肝细胞肿瘤； 微小RNA； 研究进展
肝细胞癌(hepatocellular carcinoma， HCC)是全球第5大癌症，第3大致死性恶性肿瘤[1]。HBV及HCV感染是HCC发生的主要危险因素，尽管随着乙型肝炎疫苗预防接种的普及，其发病率有所减缓，但每年仍有60～70万新发病例，其死亡率居高不下，其中一半的新发及死亡病例发生在中国。5年生存率低于5%[2]。HCC约占肝脏恶性肿瘤的80%～90%，具有侵袭力强和死亡率高的特点，因此，探索HCC发生的分子机制、评估HCC的生物学特性、预测HCC侵袭转移潜能以及判断HCC患者的临床预后就成为当今肝癌分子病理学特性研究的热点课题，而microRNA(miRNA)研究就成为肝癌分子病理学领域开展上述研究的重要切入点。
miRNA是一类长约21～23个核苷酸的内源性非编码的小分子RNA，通常是在核内由RNA聚合酶II转录生成具有5′端帽子结构和多聚腺苷酸尾巴的pri-miRNA，pri-miRNA在核酸酶Drosha和其辅助因子Pasha的作用下加工成为70个核苷酸组成的pre-miRNA，再经RAN-GTP和Exportin-5转运至细胞质。pre-miRNA在胞质内经过Dicer的进一步剪切形成成熟miRNA双链，这种双链很快被引导进入沉默复合体(RNA-induced silencing complex， RISC)复合体中，成熟的miRNA结合到与其互补的mRNA的位点通过碱基配对调控基因表达。miRNA本身并不编码蛋白质，而是通过不完全互补结合于靶基因mRNA的3′UTRs，对靶基因转录后水平产生负性调控作用，从而降低靶基因的表达水平。迄今为止，在人类估计约有1000多种miRNA，目前已被证实的miRNA就达500多个。miRNA调节多种基因表达，参与调节肿瘤细胞的增殖、分化和凋亡等多个生物学过程，其突变、缺失或表达水平的异常与人类肿瘤发生发展密切相关。miRNA的表达具有一定的组织特异性，在不同器官组织中，miRNA的表达水平不尽相同；同时，miRNA在不同肿瘤组织中也有着特异的miRNA表达谱，表达水平也各不相同，甚至相反表达，可见miRNA的作用机制具有其复杂性。由于miRNA分子量小，在组织中相对稳定，miRNA在适当制备和保存的福尔马林固定石蜡包埋(FFPE)组织中可以长期稳定存在，完全可以达到定量检测的目的，这一特性使得它非常适合作为分子病理检测的靶分子。
miRNA与细胞周期调控相关，例如miR-26a和miR-195通过抑制E2F的表达协同克服G1/S期细胞阻断。与此相反，miR-106b和miR-93则是通过抑制E2F1基因诱导的凋亡，从而促进了肝癌的发生。miR-34a作用于cyclin D1，周期蛋白依赖激酶4(cyclin-dependent kinase 4， CDK4)和CDK2等抑癌基因p53的下游基因，并将p53信号通路与细胞周期调节联系起来。miR-193b和miR-250b可以通过诱导cyclin D1-介导的G1期阻滞从而在体外抑制克隆形成，并在体内抑制肿瘤生成。miR-21通过作用于HEPN1基因从而促进肝癌细胞增殖[3]。
miRNA作用于与肝细胞癌浸润和转移相关的基因，可以促进或抑制肿瘤细胞的转移，例如Let-7g可作用与Ⅰ型胶原蛋白a2基因的miRNA，这种胶原蛋白是一种可溶性蛋白，在肿瘤细胞的侵袭和转移中起到促进作用，而Let-7g特异性的降解了miRNA，从而抑制了肿瘤的转移。有研究发现，miR-143在肿瘤中明显上调，可作用于一种细胞运动调节器-Ⅲ型纤连蛋白，从而促进肿瘤的浸润和转移。miR-122在肝癌中的表达缺失也可影响肿瘤的转移能力，其部分机制可能是通过上调金属蛋白水解酶17(ADAM17)和金属蛋白水解酶10(ADAM10)这两个癌基因，从而影响肿瘤细胞黏附、迁移和转移。miR-16、miR-30a、let-7e及miR-204对HBV相关肝癌的转移有促进作用[4]。miR-122可以抑制TNFα转化酶的表达，从而抑制肝癌的血管生成和肝内转移。miR-200b/200c/429通过作用于Rho/ROCK信号通路抑制肝细胞癌转移[5]。miR-29b和miR-125b通过上调基质金属蛋白酶2(MMP2)和胎盘生长因子(PGF)增加了肝癌的血管生成及肿瘤转移[6-7]。在对不同复发时间间隔肝细胞癌的miRNA研究中也发现了一组表达差异的miRNA，其中miR-483-5p在细胞学功能上有促进迁移和转移的作用，但对肿瘤细胞的增殖无明显影响。
血管生成对肿瘤的生长、转移都有重要作用，尤其对血供丰富HCC意义更加重要，HCC肿瘤组织中小血管生成十分活跃，这也导致了HCC极易侵犯血管和肝内转移，而miRNA对肿瘤的血管生成也有重要作用。研究[8]表明，miR-195通过抑制VEGF、VAV2和CDC42的表达从而抑制肝癌的血管生成和转移；miR-503可以作用于FGF2和EGFA，产生抑制肿瘤血管生成[9]；miR-29b通过调节基质金属蛋白酶，抑制肿瘤的血管生成、侵袭和转移[10]；miR-126-3p通过抑制LRP6和PIK3R2基因，起到抑制肿瘤的转移和血管生成的作用[11]；miR-26a抑制HCC的血管生成，可能与肝细胞生长因子(HGF)及其受体cMet受抑制有关[12]，也有可能与PIK3C2α/Akt/HIF-1α信号通路受抑制从而下调VEGFA水平有关[13]。
miR-139与肝细胞癌转移的某些特点相关，如血管侵犯、卫星灶、包膜缺失及分化较差等，故而其下调与肝癌患者不良的预后相关[14]。miR-222及C19MC miRNA的高表达与不良的临床病理特点相关，如肿瘤复发风险增大以及总体生存期缩短[15]。
有研究[16]发现，在肝移植术后肝癌复发的患者中，肿瘤组织内miR-155的表达较未复发患者的高，且是预后的独立的危险因素。miR-17-5p在肝癌组织中明显上调[17]，且在转移病例中miR-17-5p的表达水平明显高于未转移组，它是影响复发和生存的独立危险因素。同时大量研究报道了其他miRNA，如miR-29、miR-199b[18]、miR-145[19]、miR-182[20]、miR-22等均对患者的预后有影响。
肝细胞癌的早期诊断和早期治疗是影响肝癌预后的重要因素，目前早期肝癌诊断的主要方法包括甲胎蛋白(α-fetoprotein， AFP)和影像学手段。影像学可以发现直径1cm的肝脏微小占位，但是明确诊断依赖肿瘤的密度、形状及其血供等情况，准确性仍有待提高。AFP虽作为常用的筛查手段之一，但其敏感度较低(大约30%)，因此迫切需要寻找一种高效、精确的分子诊断标志物。
有研究发现，一组血清学miRNA可以精确区分肝癌患者与对照人群，其敏感度达到97.9%，特异性为99.1%。Tomimaru等[21]发现，血浆miR-21在肝癌切除后明显下降，而且肝癌患者的血浆miR-21较对照的肝炎患者明显升高，如联合血浆miR-21和AFP可更有效地诊断早期肝癌。另有研究[22]发现一组血清miRNA的组合(miR-122， miR-192， miR-21， miR-223，miR-26a， miR-27a及miR-801)可以有效提高诊断准确率。高分化小肝细胞癌常是组织学上的诊断难点，有研究通过对比肝癌组织与非肿瘤组织样本，发现3个明显上调、5个下调的miRNA，应用这些异常表达的miRNA可以准确预测肝癌，精度达到97.8%；同时发现miR692， miR620和miR618的表达水平与肝癌的分化程度呈负相关。
体外实验已经看到，通过下调癌基因作用的miRNA或上调具有抑癌基因作用的miRNA可以改变肝癌细胞的恶性表型。通过改变体内某些miRNA的表达水平可以抑制肿瘤的发生、发展。小鼠动物实验已经证实全身使用miR-26a，可以抑制肝癌细胞增殖，诱导肿瘤细胞特异性凋亡，有效控制肿瘤进展，而且无明显毒副作用。两个独立的实验[23-24]分别使用了抗miR-221的寡核苷酸和抗miR-221的胆固醇修饰亚型作用于肝癌小鼠模型，分别观察到小鼠生存时间延长且肿瘤体积减小。
miRNA还可以影响抗癌药物的敏感性，例如miR-21高表达的肝癌患者对IFN-α/5-FU联合化疗不敏感，而miR-181b可以提高肝癌细胞对阿霉素的抵抗；miR-877可以作用于FOXM1基因，从而影响紫杉醇类化疗药物的敏感性[25]。相关miRNA类似物或其拮抗剂可能提高化疗药物的功效。相反，如恢复肝癌细胞中miR-122的表达量，可以抑制多药耐药蛋白的表达而提高肿瘤细胞对阿霉素和长春新碱的敏感性。有研究显示，肝细胞癌的靶向治疗药物索拉菲尼，索拉菲尼治疗后，患者血清分泌性miR423-5p明显上调，miR423-5p可以作为预测索拉菲尼的疗效预测。
miRNA作为HCC新一代分子标志物，将在HCC的分子诊断、生物学特性评估、疗效判断以及预后预测等方面发挥重要作用。特别是分子病理学检测技术水平的提高，从FFTE组织中检测miRNA将可能成为常规手段。在检测过程中要特别注意标本的处理，对组织固定时间要严格控制，实验需在认证的PCR实验室内进行，抽提时严格防止污染，设立阳性及阴性对照，做好实验的质控。除了常规的定量PCR检测，还可以使用原位杂交技术，了解其在肿瘤中的定位。在完善检测方法的同时，需不断调整优化miRNA检测谱，增加新的miRNA分子，使检测谱更加特异、敏感。
miRNA与肝癌的发生发展、转移复发、预后和治疗等紧密相关，临床上已经通过对血浆或肿瘤组织中进行相关miRNA的检测工作，以判断高危人群的肿瘤发生风险及肝癌术后的转移复发风险，miRNA分子病理检测已展现出良好的应用前景。但在应用过程中还需要进一步完善检测方法，对于术前患者，可采取血浆检测分泌miRNA，提高早期诊断率；对于术后患者，检测肿瘤组织中的miRNA水平可以有效判断肿瘤内特异性的miRNA变化，对肿瘤的增殖、侵袭、转移及复发能力进行有效判断，为患者提供精准的个体化诊疗。
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Progress in hepatocellular carcinoma-related microRNA
LU Xin-yuan1， GU Xiao-yuan2， CONG Wen-ming1
(1. Dept. of Pathology， Eastern Hepatobiliary Surgery Hospital， Second Military Medical University， Shanghai 200438， China；
2. Dept. of Oncology， Shanghai Shibei Hospital of Jingan District， Shanghai 200443， China)
【Abstract】MicroRNAs(miRNAs) are endogenous non coding small RNA， which can pair incompletely with 3’UTR of target genes. MicroRNA regulate the expression of target genes through sequence specific translation inhibition or messenger RNA degradation， involving in cell growth， proliferation， differentiation and apoptosis and also playing an important role in on cogenesis. Studies have shown that miRNAs are related to occurrence， development， invasion and metastasis， angiogenesis， postoperative recurrence of hepatocellular carcinoma, indicating that they maybe used for early diagnosis and treatment of hepatocellular carcinoma. In this paper， we reviewed the research progress of to hepatocellular carcinoma-related miRNAs.
【Key words】hepatocellular carcinoma； microRNA； research progress
doi：10.16118/j.1008-0392.2016.04.025
收稿日期：2016-01-26
基金项目：上海市卫生和计划生育委员会青年科研项目(2013Y121，20144Y0047)；国家自然基金面上项目(81272662)
作者简介：陆新元(1981—)，男，主治医师，硕士.E-mail： xinyuanlu@163.com
通信作者：丛文铭.E-mail： wmcong@smmu.edu.cn
【中图分类号】R 735.7
【文献标志码】A
【文章编号】1008-0392(2016)04-0124-04