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

miRNA在肝細(xì)胞癌中的研究進(jìn)展?

戚　鵬　高春芳??

（第二軍醫(yī)大學(xué)東方肝膽外科醫(yī)院實(shí)驗(yàn)診斷科　上海　200438）

摘要　微小RNA（microRNA,，miRNA）是一類(lèi)長(zhǎng)度為二十幾個(gè)核苷酸的內(nèi)源性非編碼調(diào)控RNA,，通過(guò)序列特異性翻譯抑制或mRNA裂解來(lái)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(jìn)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(jìn)展和預(yù)后等相關(guān),。作為一類(lèi)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(guó)常見(jiàn)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(guò)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(jī)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(diǎn),。微小RNA（microRNA，miRNA）是一些5′端帶磷酸基團(tuán),、3′端帶羥基的,，長(zhǎng)度為二十幾個(gè)核苷酸的非編碼調(diào)控RNA家族［1］。迄今在人類(lèi),、動(dòng)植物等物種中已有六千余種miRNAs被發(fā)現(xiàn),，通過(guò)調(diào)控基因表達(dá)來(lái)參與生命過(guò)程中的一系列重要進(jìn)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(huì)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(xiàng)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(diǎn)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(diǎn)之一,。本文就miRNA與肝細(xì)胞癌的相關(guān)性作一綜述。

1　miRNA來(lái)源和作用機(jī)制

與siRNA加工合成類(lèi)似,，miRNA也是由一系列RNaseIII內(nèi)切酶和轉(zhuǎn)運(yùn)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(jí)miRNA（pri?miRNA）,，經(jīng)過(guò)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(yùn)出細(xì)胞核，隨后在細(xì)胞質(zhì)內(nèi),，被Dicer／TRBP剪切成21～25個(gè)核苷酸長(zhǎng)度的雙鏈RNA,。通常，上述雙鏈RNA中的一條單鏈會(huì)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(huì)打開(kāi)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(chēng)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(bǔ)時(shí)多采取第一種方式,，在植物中多見(jiàn),。而在動(dòng)物中，多數(shù)情況下miRNA和靶mRNA3′?UTR不完全互補(bǔ)配對(duì),，通過(guò)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(bǔ)結(jié)合時(shí),，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(bǔ)結(jié)合時(shí),，起調(diào)節(jié)基因表達(dá)的作用，如線蟲(chóng)中的let?7與靶mRNA3′?UTR不完全配對(duì)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(jī)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(bǔ)，他們把miR?125b轉(zhuǎn)入人類(lèi)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(gè)miRNA可調(diào)節(jié)數(shù)百個(gè)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(jī)制對(duì)于我們認(rèn)識(shí)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(lái)看,，動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)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(jìn)程的異常在腫瘤中常見(jiàn),。miRNA在動(dòng)物生長(zhǎng)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(duì)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(kāi)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(guò)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(lái)促進(jìn)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(jìn)一步證實(shí)，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(jìn)細(xì)胞周期的進(jìn)程,，同時(shí)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(guò)表達(dá)c?Myc和miR?17?92基因簇的腫瘤與僅有c?Myc過(guò)表達(dá)的腫瘤相比,，具有更強(qiáng)的增殖能力和更低的細(xì)胞死亡率［9］,。此外，在人類(lèi)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(guò)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(shí)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(guò)表達(dá)，提示其在腫瘤形成過(guò)程中起廣泛的致癌作用,。進(jìn)一步的研究表明,，miR?21通過(guò)直接下調(diào)抑癌基因tropomyosin?1（TPM?1）而發(fā)揮作用。Jennifer等通過(guò)對(duì)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(guò)抑制關(guān)鍵性的凋亡相關(guān)基因的表達(dá)而促進(jìn)惡性腫瘤的形成,。