劉昊天 徐劍鋒 潘立鑫 王秋雁 向邦德 鐘鑒宏

作者單位：南寧 530021 1廣西醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院肝膽外科/區(qū)域性高發(fā)腫瘤早期防治研究教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（廣西醫(yī)科大學(xué)）/廣西區(qū)域性高發(fā)腫瘤早期防治研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；2廣西醫(yī)科大學(xué)基因組與個(gè)體化醫(yī)學(xué)研究中心/廣西基因組與個(gè)體化醫(yī)學(xué)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/廣西基因組與個(gè)體化醫(yī)學(xué)協(xié)同創(chuàng)新中心

肝細(xì)胞癌（以下簡稱肝癌）是最常見的原發(fā)性肝臟惡性腫瘤，發(fā)病率在全球多個(gè)地區(qū)呈增長趨勢，也是全球第二大腫瘤死亡病因［1］。肝癌的發(fā)生由環(huán)境、遺傳和表觀遺傳等因素相互作用引起，慢性病毒性肝炎感染、飲酒、黃曲霉毒素暴露和代謝性疾病等是肝癌發(fā)生的主要危險(xiǎn)因素［2］。近年來，盡管肝癌早診早治的比例升高、手術(shù)與圍手術(shù)期護(hù)理技術(shù)提高，以及晚期肝癌靶向和免疫治療的興起與普及等提高了患者的生存時(shí)間，但由于肝癌的高發(fā)病率、高復(fù)發(fā)率以及有限的治療策略，其總體生存率仍不理想。因此，進(jìn)一步探索肝癌發(fā)生發(fā)展的機(jī)制，對防治肝癌及改善患者預(yù)后具有重要意義。

隨著醫(yī)學(xué)及生物學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，microRNAs（miRNAs）逐漸成為腫瘤領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。miRNAs主要參與介導(dǎo)蛋白質(zhì)編碼基因轉(zhuǎn)錄后的調(diào)控，在細(xì)胞生長、凋亡、分化以及免疫中發(fā)揮重要作用［3］。目前已有研究表明，miRNAs可作為致癌或抑癌基因參與肝癌相關(guān)基因表達(dá)的調(diào)控，進(jìn)而影響細(xì)胞增殖、遷移、侵襲和耐藥性等［4］。本文就近年來miRNAs在肝癌中的作用機(jī)制及其臨床應(yīng)用研究進(jìn)展作一綜述。

1 miRNAs與肝癌的關(guān)系

miRNAs是一類序列較短的非編碼單鏈RNA（長度為19～25個(gè)核苷酸），首次發(fā)現(xiàn)于1993年，主要通過調(diào)控基因表達(dá)和細(xì)胞過程而在腫瘤中發(fā)揮重要作用［5］。研究顯示，單個(gè) miRNAs可靶向多個(gè)mRNAs，而多個(gè)miRNAs也可共同靶向一個(gè)mRNA，miRNAs還能調(diào)節(jié)包括多種與腫瘤相關(guān)的致癌或抑癌基因［6］。miRNAs在基因組上主要定位于與腫瘤相關(guān)的脆性位點(diǎn)和斷裂位點(diǎn)。而編碼與功能障礙相關(guān)的miRNAs的基因組區(qū)域可能發(fā)生突變、擴(kuò)增、缺失或插入等遺傳學(xué)改變，從而導(dǎo)致腫瘤發(fā)生［7］。多項(xiàng)研究表明miRNAs在包括肝癌在內(nèi)的腫瘤發(fā)生發(fā)展中起關(guān)鍵作用［8-9］。部分miRNAs的轉(zhuǎn)錄受到致癌相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子的激活，例如c-Myc，一種調(diào)節(jié)10%～15%人類基因的原癌基因，可通過與E-box結(jié)合激活miR-17-92的轉(zhuǎn)錄而在肝癌中發(fā)揮促癌作用［10］。部分miRNAs的轉(zhuǎn)錄受DNA甲基化和組蛋白乙?；缺碛^遺傳水平調(diào)控，例如在肝癌中，組蛋白去乙?；竿ㄟ^抑制miR-449的表達(dá)發(fā)揮促癌作用［11］。此外，轉(zhuǎn)錄后調(diào)控也是控制miRNAs表達(dá)的重要方式。有研究表明，miRNAs加工成熟過程中 Drosha、DGCR8、Exportin-5、Dicer、TRBP 和 Ago等關(guān)鍵酶/蛋白的減少或缺失會(huì)減少成熟miRNAs的合成，從而導(dǎo)致肝癌的發(fā)生發(fā)展［12］。還有研究發(fā)現(xiàn)，miRNAs與不同的疾病狀態(tài)如病毒性肝炎、脂肪性肝炎、肝纖維化、肝硬化等慢性肝病相關(guān)［13］。綜上認(rèn)為，miRNAs與肝癌密切相關(guān)，在肝癌的早期診斷、治療及預(yù)后等方面有著廣闊的應(yīng)用前景。

2 miRNAs在肝癌中的作用機(jī)制

由于肝癌的高度異質(zhì)性，以及由不同病因引起的肝癌復(fù)雜多變的免疫微環(huán)境，目前肝癌發(fā)生發(fā)展的確切機(jī)制仍未明確。研究表明miRNAs失調(diào)幾乎涉及肝癌發(fā)生的全過程，其中大多靶向與肝癌癌變過程密切相關(guān)的基因和信號通路，見表1。即使在早期階段，與健康人群相比，肝癌患者的miRNAs水平也表現(xiàn)出明顯差異［14-15］。因此，研究miRNAs在肝癌中的作用機(jī)制能為肝癌的臨床診療策略提供重要依據(jù)。

表1 miRNAs在肝癌中的作用機(jī)制

2.1 促癌作用

miRNAs可通過增強(qiáng)肝癌細(xì)胞增殖、遷移和侵襲能力而在肝癌的發(fā)生發(fā)展過程中起促癌作用。目前多種miRNAs被發(fā)現(xiàn)在肝癌中發(fā)揮促癌作用，在調(diào)控細(xì)胞增殖方面，CHEN等［23］發(fā)現(xiàn)miR-155-5p可通過靶向抑制CTHRC1的表達(dá)來激活Wnt/β-catenin信號通路，從而促進(jìn)肝癌細(xì)胞增殖。在調(diào)控細(xì)胞凋亡中，LIU等［17］研究報(bào)道，miR-103a可通過靶向調(diào)控ATP11A和EIF5的表達(dá)，促進(jìn)糖酵解代謝途徑并抑制肝癌細(xì)胞凋亡，從而導(dǎo)致肝癌進(jìn)展。WANG等［16］研究也顯示，miR-21可在體外通過靶向KLF5 3′-UTR區(qū)抑制其表達(dá)從而促進(jìn)肝癌細(xì)胞的遷移和侵襲。還有研究［30］報(bào)道，miR-145-5p可直接靶向結(jié)合SPATS2，從而抑制肝癌細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移。

2.2 抑癌作用

在尋找肝癌致癌基因的同時(shí)，抑癌基因也成為研究的重點(diǎn)，目的是在肝癌進(jìn)程中甚至在發(fā)生前抑制其發(fā)生發(fā)展。ZHANG等［24］研究發(fā)現(xiàn)miR-199a可通過負(fù)調(diào)節(jié)HK2和PKM2兩個(gè)糖酵解關(guān)鍵因子抑制肝癌細(xì)胞中的糖酵解代謝，從而抑制肝癌細(xì)胞增殖。LI等［25］發(fā)現(xiàn)miR-199a-3p在不同類型的細(xì)胞中發(fā)揮不同的作用，其中可通過靶向抑制PDCD4進(jìn)而抑制肝細(xì)胞凋亡和肝損傷，同時(shí)抑制肝癌細(xì)胞的生長。WANG等［26］報(bào)道，miR-195可通過靶向負(fù)調(diào)節(jié)VEGF、VAV2和CDC42的表達(dá)，從而抑制肝癌細(xì)胞的血管生成及轉(zhuǎn)移。XU等［31］研究表明miR-195-5p可通過抑制PHF19的表達(dá)水平，從而抑制肝癌細(xì)胞增殖、遷移及侵襲。總之，miRNAs主要通過參與調(diào)控細(xì)胞增殖、侵襲轉(zhuǎn)移、凋亡和自噬等途徑對肝癌的惡性進(jìn)程發(fā)揮抑制作用。

3 miRNAs在肝癌中的臨床應(yīng)用

3.1 miRNAs與肝癌診斷

尋找有效的肝癌早期診斷生物標(biāo)志物一直是該領(lǐng)域?qū)W者努力的方向。目前，盡管臨床上常用的標(biāo)志物如甲胎蛋白（AFP）、異常凝血酶原（PIVKA-Ⅱ）等發(fā)揮了重要作用，但其敏感度和特異度仍不理想［32］。既往大量研究已顯示了miRNAs在肝癌中的診斷價(jià)值。此外，miRNAs具有可在包括血清、外泌體、凋亡小體等穩(wěn)定存在的特性，因此可能是早期肝癌較為理想的生物標(biāo)志物［33］。WANG等［34］研究發(fā)現(xiàn)，在肝硬化、早期肝癌和晚期肝癌患者的組織和血清中miR-21依次顯著上調(diào)，且在大鼠模型中發(fā)現(xiàn)血清miR-21的改變較AFP早，因此認(rèn)為miR-21具有成為肝癌早期診斷生物標(biāo)志物的潛力。FRüNDT等［18］通過檢測肝癌、肝硬化患者和健康個(gè)體血漿中的外泌體，發(fā)現(xiàn)miR-192、miR-146a和miR-16顯著失調(diào)，其中miR-146a診斷肝癌的受試者工作特征（ROC）曲線下的面積（AUC）為0.800，敏感度為81%，特異度為78%，也在肝癌和肝硬化患者的早期診斷中顯示了一定潛力。ZHANG等［19］研究發(fā)現(xiàn)，血漿中靶向TFF3的miR-203a-3p在肝癌患者中顯著上調(diào)，且miR-203a-3p在診斷肝癌中表現(xiàn)出了良好的效能，AUC為0.860，敏感度為77.3%，特異度為75.1%。WANG等［35］在肝癌患者血清中檢測miR-122和miR-148a的表達(dá)水平，也發(fā)現(xiàn)兩個(gè)指標(biāo)的表達(dá)水平均顯著高于肝硬化患者和健康個(gè)體，但與慢性乙肝患者相比無明顯差異。該研究還驗(yàn)證了miR-122、miR-148a單獨(dú)和聯(lián)合甲胎蛋白在區(qū)分肝癌和肝硬化中的診斷能力，結(jié)果發(fā)現(xiàn)三者組合的診斷效能最佳，AUC達(dá)0.931，敏感度和特異度分別為86.0%和87.5%。未來隨著研究的深入，相信越來越多血漿或血清中與早期肝癌相關(guān)的miRNAs會(huì)被發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用，成為無創(chuàng)、快捷的早期肝癌診斷生物標(biāo)志物。

3.2 miRNAs與肝癌治療和預(yù)后

目前肝癌的治療主要以手術(shù)切除、肝移植等根治性治療為主，然而由于肝癌的高度異質(zhì)性和免疫耐受，其總體療效仍不能令人滿意。既往研究發(fā)現(xiàn)與肝癌相關(guān)的miRNAs不僅可用于肝癌的預(yù)后預(yù)測，也可能是肝癌潛在的治療靶點(diǎn)［36］。多項(xiàng)研究已證實(shí)miRNAs療法能改變肝癌細(xì)胞中相應(yīng)的miRNAs表達(dá)，從而調(diào)控關(guān)鍵mRNA的轉(zhuǎn)錄，進(jìn)而抑制肝癌細(xì)胞增殖或誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡［37-38］。因此，在肝癌中miRNAs靶向治療的研究越來越受關(guān)注。有研究顯示，約三分之一的肝癌患者存在β-catenin基因突變，miR-34a在肝癌組織和細(xì)胞中上調(diào)，且miR-34a在具有β-catenin基因突變的肝腫瘤中發(fā)揮了關(guān)鍵的致癌作用［20］。該研究還發(fā)現(xiàn)，鎖定核酸（locked nucleic acid，LNA）修飾后的miR-34a能在無明顯毒性的情況下，通過激活腫瘤抑制因子HNF-4α促進(jìn)Caspase-2和Caspase-3調(diào)控的凋亡信號來發(fā)揮抗腫瘤作用，說明miR-34a可能是肝癌潛在的治療靶標(biāo)。KOTA等［39］報(bào)道m(xù)iR-26a在肝癌組織中表達(dá)下調(diào)，且miR-26a可通過抑制肝癌細(xì)胞中的細(xì)胞周期蛋白D2和E2誘導(dǎo)細(xì)胞周期阻滯從而發(fā)揮抑癌作用；而用腺相關(guān)病毒載體將已修飾的miR-26a注入肝癌小鼠體內(nèi)，發(fā)現(xiàn)可以抑制肝癌發(fā)展，且無明顯毒副作用。說明腺相關(guān)病毒載體可用于輸送miRNAs抑制劑或miRNAs前體，從而促進(jìn)抑癌基因的表達(dá)或阻斷靶基因的致癌能力，為基因治療在實(shí)體瘤中的應(yīng)用提供了可能。在預(yù)后預(yù)測方面，CHANG等［21］報(bào)道m(xù)iR-487a在肝癌組織和細(xì)胞中表達(dá)上調(diào)，且其高表達(dá)水平與肝癌患者的不良預(yù)后相關(guān)，在小鼠體內(nèi)經(jīng)靜脈注射miR-487a抑制劑可顯著抑制小鼠體內(nèi)腫瘤生長和轉(zhuǎn)移。CAO等［22］在肝癌組織和細(xì)胞系中發(fā)現(xiàn)miR-182-5p均異常過表達(dá)且與微血管侵犯和甲胎蛋白相關(guān)，可能是肝癌患者的獨(dú)立預(yù)后因子。還有研究發(fā)現(xiàn)，在經(jīng)載藥微球經(jīng)肝動(dòng)脈化療栓塞治療的肝癌患者中，血清中的miR-21、miR-122可能作為預(yù)后預(yù)測標(biāo)志物［40］。綜上，miRNAs已在肝癌治療和預(yù)后評估中顯示了良好的應(yīng)用前景，但不同腫瘤細(xì)胞、不同腫瘤發(fā)展階段中同一miRNAs可結(jié)合多個(gè)不同靶點(diǎn)，從而發(fā)揮不同乃至完全相反的作用，因此單一miRNAs在肝癌治療和預(yù)后預(yù)測中的價(jià)值仍需探索。

3.3 miRNAs與肝癌的耐藥性

肝癌治療藥物主要包括索拉非尼、侖伐替尼等分子靶向藥物，順鉑、5-氟尿嘧啶等化療藥物，以及免疫檢查點(diǎn)抑制劑在內(nèi)的免疫治療［41］。近年來，盡管肝癌的藥物治療取得了很大進(jìn)展，但在殺死癌細(xì)胞的同時(shí)，這些藥物也會(huì)通過激活Wnt/β-catenin等多個(gè)信號通路致使細(xì)胞對藥物產(chǎn)生抗性［42］。多項(xiàng)研究表明，miRNAs可通過影響與細(xì)胞增殖和凋亡相關(guān)的基因影響肝癌的耐藥性［43-44］。如ZHANG等［27］研究發(fā)現(xiàn)miR-374b通過拮抗PKM2介導(dǎo)的糖酵解途徑使肝癌細(xì)胞恢復(fù)對索拉非尼治療的敏感性。ZHAO等［28］也報(bào)道m(xù)iR-338-5p可直接抑制或通過EGFR/ERK1/2信號通路間接抑制ABCB1的表達(dá)，從而增強(qiáng)肝癌細(xì)胞對阿霉素和長春新堿治療的敏感性。近年來，放療在肝癌治療中也扮演了越來越重要的角色。SHAO等［29］研究發(fā)現(xiàn)miR-621能在體內(nèi)外通過直接抑制SETDB1的表達(dá)并激活p53信號通路，從而增強(qiáng)肝癌細(xì)胞對放療的敏感性。還有研究顯示，miRNAs可調(diào)節(jié)腫瘤微環(huán)境中的免疫檢查點(diǎn)分子的表達(dá)［45］，但miRNAs參與免疫檢查點(diǎn)抑制劑耐藥的具體機(jī)制尚不清楚。肝癌的耐藥性仍然是影響患者長期生存的重要因素，因此闡明miRNAs調(diào)控肝癌耐藥的機(jī)制將有助于預(yù)測和增強(qiáng)藥物敏感性以及開發(fā)克服耐藥性的治療策略，從而改善患者預(yù)后。

4 小結(jié)與展望

miRNAs作為表觀遺傳調(diào)節(jié)因子不僅在肝癌的發(fā)病機(jī)制中起著至關(guān)重要的作用，在肝癌早期診斷、耐藥性、治療及預(yù)后判斷中也表現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景。未來隨著對miRNAs生物學(xué)功能及其與肝癌相關(guān)性研究的不斷深入，更多的miRNAs有望被挖掘，從而為開發(fā)更有效的肝癌治療策略提供新的靶點(diǎn)和思路。但是miRNAs與肝癌的研究也仍然面臨著多個(gè)亟待解決的關(guān)鍵問題，例如miRNAs的研究目前大多仍處于基礎(chǔ)研究階段，且多數(shù)研究著重探索單個(gè)miRNAs在肝癌發(fā)展過程中的作用，無法動(dòng)態(tài)識別和分析肝癌不同進(jìn)展階段，尤其是癌前病變微環(huán)境中miRNAs的作用及變化。此外，盡管miRNAs在肝癌的早期診斷和治療中的地位與日俱增，但仍有部分miRNAs與肝癌缺乏相關(guān)性，因此仍需挖掘更可靠和敏感的肝癌相關(guān)miRNAs。同時(shí)，miRNAs治療在臨床應(yīng)用中還面臨著包括藥物遞送效率低、脫靶效應(yīng)、有效劑量的確定以及安全性等問題。因此，繼續(xù)深入探索miRNAs在肝癌發(fā)生發(fā)展中的具體分子機(jī)制，仍然是尋求新的治療靶點(diǎn)和方法以及提高患者預(yù)后的重要途徑。