中國生物工程雜志　ChinaBiotechnology，2008,，28（12）：94～101

miRNA在肝細(xì)胞癌中的研究進展?

戚　鵬　高春芳??

（第二軍醫(yī)大學(xué)東方肝膽外科醫(yī)院實驗診斷科　上?！?00438）

摘要　微小RNA（microRNA,，miRNA）是一類長度為二十幾個核苷酸的內(nèi)源性非編碼調(diào)控RNA，通過序列特異性翻譯抑制或mRNA裂解來調(diào)控基因表達(dá),，參與細(xì)胞發(fā)育、增殖,、分化,、凋亡等一系列重要生物學(xué)進程。近期的研究發(fā)現(xiàn),，miRNA具有癌基因和抑癌基因的作用,，在腫瘤的發(fā)生和發(fā)展中起著重要的作用。已發(fā)現(xiàn)若干miRNA直接參與肝細(xì)胞癌的發(fā)生和發(fā)展,，miRNA表達(dá)譜與肝細(xì)胞癌的診斷,、分期、進展和預(yù)后等相關(guān),。作為一類新的分子靶標(biāo),，miRNA應(yīng)用于肝細(xì)胞癌的診斷和生物治療具有廣闊的前景,。

肝細(xì)胞癌（hepatocellularcarcinoma，HCC）是我國常見的惡性腫瘤,，其死亡率位居第二,。肝細(xì)胞癌的發(fā)生、發(fā)展是多因素,、多步驟的復(fù)雜過程,。尋找肝細(xì)胞癌發(fā)生、發(fā)展的相關(guān)基因,，了解肝細(xì)胞癌的分子遺傳學(xué)機制從而為肝細(xì)胞癌的診斷,、治療提供理論基礎(chǔ)為目前的研究熱點。微小RNA（microRNA,，miRNA）是一些5′端帶磷酸基團,、3′端帶羥基的，長度為二十幾個核苷酸的非編碼調(diào)控RNA家族［1］,。迄今在人類,、動植物等物種中已有六千余種miRNAs被發(fā)現(xiàn)，通過調(diào)控基因表達(dá)來參與生命過程中的一系列重要進程,，包括早期發(fā)育,、細(xì)胞增殖、細(xì)胞分化以及細(xì)胞凋亡（MiRBasehttp：／／microrna．sanger．a(chǎn)c．uk／sequences／）,。許多病毒也會與宿主的miRNAs相互作用,，并且相當(dāng)一部分病毒還能編碼自己的miRNAs，調(diào)控自身蛋白的表達(dá)或者鈍化宿主本身的防御系統(tǒng)［2］,。最近多項研究發(fā)現(xiàn),，若干miRNAs在各種腫瘤組織中的表達(dá)水平有不同程度上調(diào)或下調(diào)，這一現(xiàn)象初步揭示了腫瘤發(fā)生與miRNA表達(dá)之間存在相關(guān)性,。該領(lǐng)域的研究雖剛剛起步,，新的發(fā)現(xiàn)與觀點卻層出不窮，miRNA與腫瘤的關(guān)系已成為當(dāng)前眾多科學(xué)家關(guān)注的熱點之一,。本文就miRNA與肝細(xì)胞癌的相關(guān)性作一綜述,。

1　miRNA來源和作用機制

與siRNA加工合成類似，miRNA也是由一系列RNaseIII內(nèi)切酶和轉(zhuǎn)運蛋白等逐步加工完成［3］,。在細(xì)胞核內(nèi),，首先由RNA聚合酶II或聚合酶III轉(zhuǎn)錄合成初級miRNA（pri?miRNA），經(jīng)過Drosha及DGCR8剪切形成miRNA前體（pre?miRNA）,，然后在輸出蛋白5（Exportin?5）和Ran復(fù)合物協(xié)助下轉(zhuǎn)運出細(xì)胞核,，隨后在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，被Dicer／TRBP剪切成21～25個核苷酸長度的雙鏈RNA,。通常,，上述雙鏈RNA中的一條單鏈會與RNA誘導(dǎo)的沉默復(fù)合體（RNA?inducedsilencingcomplex,，RISC）結(jié)合，另一條鏈發(fā)生降解,；也有一些miRNA雙鏈會打開并分別與不同的RISC結(jié)合,。miRNA5′端第2～8核苷酸與mRNA3′端非翻譯區(qū)（untranslatedregion，UTR）部分序列的結(jié)合很重要,，被稱為種子序列（seedsequence）,。miRNA參與的基因調(diào)控主要有兩種方式，即靶mRNA的降解和翻譯抑制,。當(dāng)miRNA和靶mRNA接近完全互補時多采取第一種方式,，在植物中多見。而在動物中,，多數(shù)情況下miRNA和靶mRNA3′?UTR不完全互補配對,，通過翻譯抑制靶mRNA的表達(dá)。此外,，也可以具有以上兩種作用模式,，即當(dāng)與靶基因完全互補結(jié)合時，直接切割mRNA,，如果蠅和HeLa細(xì)胞中l(wèi)et?7直接介導(dǎo)RISC分裂切割靶mRNA,；而當(dāng)與靶基因不完全互補結(jié)合時，起調(diào)節(jié)基因表達(dá)的作用,，如線蟲中的let?7與靶mRNA3′?UTR不完全配對結(jié)合后,，抑制基因的翻譯［4］。最近Wu等［5］又提出另外一種去腺苷酸化機制也參與了miRNA的基因調(diào)控,，已知lin?28mRNA的3′?UTR與miR?125b不完全互補,，他們把miR?125b轉(zhuǎn)入人類胚胎腎細(xì)胞293T后，觀察到連接了lin?28的β?球蛋白mRNA明顯縮短,，這種縮短又與3′腺苷酸尾的清除有關(guān),。一個miRNA可調(diào)節(jié)數(shù)百個靶基因包括轉(zhuǎn)錄因子、細(xì)胞因子,、受體等,，幾種miRNAs也可以聯(lián)合調(diào)控單一基因的表達(dá)，miRNAs和靶基因組成了復(fù)雜的調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)［6］,。揭示miRNA的作用機制對于我們認(rèn)識體內(nèi)miRNAs之間、miRNAs與mRNA之間,、miRNAs與蛋白質(zhì)以及與DNA之間的網(wǎng)絡(luò)交互作用具有重要的意義,。

2　miRNA與腫瘤的關(guān)系

從細(xì)胞生物學(xué)角度來看，動物生長發(fā)育過程是與其細(xì)胞增殖,、分化和死亡相互聯(lián)系的,，而細(xì)胞增殖,、分化和凋亡等生物學(xué)進程的異常在腫瘤中常見。miRNA在動物生長發(fā)育,、細(xì)胞增殖,、分化、凋亡及基因調(diào)控中的作用,，引發(fā)了人們對miRNA與腫瘤之間關(guān)系的思考,。

原癌miRNA組學(xué)（Oncomirs）這一嶄新概念的提出，開辟了將miRNA應(yīng)用于腫瘤細(xì)胞研究的新篇章［7］,。如果miRNA在腫瘤中表達(dá)上調(diào),，就屬于有致癌基因作用的miRNA，它通過負(fù)性抑制腫瘤抑癌基因和／或控制細(xì)胞的分化或凋亡途徑來促進腫瘤的發(fā)展,；而在腫瘤生成中,，有些miRNA的表達(dá)是下調(diào)的，則這些miRNA起抑癌基因的作用,。

2．1　有致癌基因作用的miRNA

在B細(xì)胞淋巴瘤,、濾泡型淋巴瘤及套細(xì)胞淋巴瘤中，miR?17?92基因簇（包括miR?17?5p,、miR?17?3p,、miR?18a、miR?19a,、miR?20a,、miR?19b?1和miR?92?1）似乎起著癌基因的作用［8］。研究進一步證實,，miR?17?5p,、miR?20a的靶基因是轉(zhuǎn)錄因子E2F1，原癌基因c?Myc一方面促進細(xì)胞周期的進程,，同時激活miR?17?92基因簇的表達(dá),，轉(zhuǎn)錄后抑制E2F1促細(xì)胞凋亡的作用，促使細(xì)胞逃離正常的凋亡途徑,，獲得永生性,。過表達(dá)c?Myc和miR?17?92基因簇的腫瘤與僅有c?Myc過表達(dá)的腫瘤相比，具有更強的增殖能力和更低的細(xì)胞死亡率［9］,。此外,，在人類B細(xì)胞腫瘤中及胰腺癌中發(fā)現(xiàn)另一和c?Myc有協(xié)同作用的miR?155／BIC的過表達(dá)［10～12］，miR?155直接參與了這些疾病的發(fā)生與發(fā)展,。

Volinia等［13］用芯片分析了6種實體瘤（肺癌,、乳腺癌、結(jié)腸癌,、胃癌,、前列腺癌,、胰管癌）的miRNA表達(dá)譜發(fā)現(xiàn)，miR?21均顯著過表達(dá),，提示其在腫瘤形成過程中起廣泛的致癌作用,。進一步的研究表明，miR?21通過直接下調(diào)抑癌基因tropomyosin?1（TPM?1）而發(fā)揮作用,。Jennifer等通過對原代多形性惡性膠質(zhì)瘤細(xì)胞,、體外建立的6種惡性膠質(zhì)瘤細(xì)胞系（A172，U87,，U373,，LN229，LN428,，LN308）與正常的胎兒及成人腦組織以及體外培養(yǎng)的正常的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的比較分析,，發(fā)現(xiàn)在惡性膠質(zhì)瘤中miR?21的表達(dá)水平也大大提升，且與caspases相關(guān)的細(xì)胞凋亡途徑相關(guān)［14］,。這些研究表明miR?21可能是通過抑制關(guān)鍵性的凋亡相關(guān)基因的表達(dá)而促進惡性腫瘤的形成,。