miRNA在乙肝肝硬化演变为肝细胞癌过程

miRNA在乙肝肝硬化演变为肝细胞癌过程中的作用

王兆林王盖昊刘凯辉于晓辉

原发性肝癌分肝细胞癌(hepatocellularcarcinoma，HCC)、胆管细胞癌和混合型肝癌，是人类常见恶性肿瘤之一。据WHO国际癌症研究机构（TheInternationalAgencyforResearchonCancer，IARC）最近公布的年调查数据分析显示，全球肝癌的发病率依然居高不下，位列所有肿瘤疾病的第六位[1]；肝癌是癌症死亡第二个大因素，约占所有肿瘤死亡人数的9.1%[1]；其中，男性发病率和死亡率显著高于女性，而且肝癌的死亡率与发生率的地域分布还存在一定的正相关关系。就我国而言更是不容乐观，每年肝癌的新发病例83％发生在欠发达地区，而中国就占50%左右[1]。在我国肝癌的发生率仅次于肺癌、胃癌，位列第三位，是肿瘤第二大死亡原因，已经成了严重的社会和经济负担。

原发性肝癌的发生主要以HCC为主，HCC往往起病隐匿、早期症状不明显、病情发展迅速，临床发现时多已进入中晚期。近年来研究发现，HCC的发生是一个发病机制复杂、多步骤、多阶段的过程[2]。在HCC中，约85%有乙肝病毒感染，70%左右是由乙肝肝硬化迁延所致，故乙肝肝硬化引起HCC的分子机制的研究对早期预防和诊断，探索HCC治疗的新靶点具有重要意义。目前，HCC发病的分子机制虽尚未完全阐明[3]，随着研究的不断深入，该领域的研究已取得显著成果。本文将从miRNA的角度对乙肝后肝硬化所致的HCC分子机制的研究进展进行综述。

一、miRNA的介绍

微小核糖核酸(MicroRNAs，miRNAs)是一种广泛存在于真核生物中，由19～25个核苷酸组成，在进化上高度保守的非蛋白质编码的，具有组织特异性和时序性调节功能的内源性单链小分子RNA[4,5]。成熟的miRNA是在基因水平抑制靶mRNA的翻译，对基因的转录和转录后的翻译和表达进行负性调控。这种负性调控主要通过miRNA序列特异性[5]与靶mRNA的3末端非翻译区(3UTR)的互补靶基因特异性结合[4]，该特异性结合是通过完全或部分互补[6,7]两种方式来完成的。miRNA与靶mRNA的3UTR完全互补时，将促进mRNA降解，miRNA与靶mRNA的3UTR不完全互补时，则抑制mRNA转录或翻译。miRNA与3UTRs的相互作用可同时调节多个基因的表达，大约30％人体蛋白质的表达是受miRNA的调控[2,5]。

二、miRNA调控异常与慢性乙型病毒性肝炎发生的关系

乙型肝炎病毒是一种典型的非细胞致病病毒，不直接破坏感染的细胞，其致病主要是通过HBV感染发病机制是通过以下引起的免疫反应所介导。miRNA在HBV感染的免疫应答中也发挥着作用[8]，miRNA参与慢性病毒感染，并可调节病毒复制和控制病毒-宿主相互作用[9]，特异性miRNA也可以调节HBV复制和影响疾病的进展。例如，miR-是目前已知的肝脏中丰度最高的的一种特异性miRNA[10,11]，约占肝组织中miRNA含量70%，miR-可以抑制HBV复制和基因表达[12,13]，这种调控可能是通过调节不直接绑定到病毒基因组的细胞因子完成的[14]。在慢性乙型病毒性肝炎患者，miR-表达较正常人明显下降[12,15]。

三、miRNA调控异常与乙肝肝硬化形成的关系

与慢性乙型病毒性肝炎相同，miRNA表达异常同样存在于乙肝肝硬化患者的，并且较前者更为显著，在Bai等[11]的研究中发现肝硬化患者的肝组织中miR-较正常肝组织下降31％。研究还发现，纤维化程度较高的肝组织中miR-，和的表达水平明显低于纤维化程度低的肝组织[16]。在肝星状细胞间隔纤维化过程中，miR-和miR-29表达上调，可能与TGF-β等促纤维化因子有关[17]。许多关键的促纤维化因子是由多个miRNA的调节。

四、miRNA调控异常与HCC发生的关系

大量研究资料表明，miRNA参与调控个体发育及各细胞周期调控、细胞凋亡、增殖、分化、新陈代谢等[2,3,18]。50％以上的miRNA编码基因位于DNA的脆性位点或在癌症相关的基因突变的区域[5,6,18-20]，miRNA调节功能异常往往引起细胞过度增殖，凋亡受阻等，有学者认为miRNA可看作是在癌基因或肿瘤抑制基因[2,3,11]。近年来研究发现，miRNA的调控能力异常与多种癌症有密切关联，miRNA的多基因调控能力在癌症患者是失调的，其中也包括HCC，同时还发现不同类型的癌症有不同的miRNA表达谱[21]。研究还证实，miRNA调控异常对肝细胞的癌变有显著促进作用[7]，可直接或间接参与HCC发生和发展[2]，在原发性肝癌患者也发现了一些异常表达的miRNA，它们多对肝癌发生相关的基因或信号通路靶向作用，从而对HCC的发生起促进作用。

miRNA调控异常对肝细胞的致瘤作用是一个长期积累的过程，并贯穿于HCC的发生、发展和转移。Ura等[22]和Gao等[23]研究均表明，HCC的发生与HBV感染相关的miRNAs有一定关系。研究发现，miRNA-、miR-、miR-B、miR-16、miR-等的低表达和miR-、miR-、miR-、miR-21等的高表达均与HCC的发生有密切联系。这些miRNA的作用靶点主要涉及细胞周期、细胞凋亡、DNA损伤或者信号转导通路相关的基因等。

（一）miRNA介导的细胞周期调控异常引起乙肝肝硬化的癌变最近的研究报告表明，一些miRNA还可以调控细胞周期相关蛋白，在HCC的发生过程中起重要作用。miR-、miR-α-5p、miR-等细胞周期抑制相关的miRNA在HCC中的表达降低，而参与细胞增殖和凋亡抑制的miR-17-92多顺反子、miR-21、miR-96、miR-和miR-等表达增高[6]。结合Lin等[24]和Xie等[25]的试验研究分析，miR-和miR-均可抑制抑癌基因p21Cip1/Waf1的表达，进而促进HCC的形成，而且在二者的在HCC形成中存在交叉作用。相关研究还发现，miRNA-与肿瘤多灶性存在关联，miR-21调节PTEN肿瘤抑制因子的表达和PTEN依赖途径来促进肝癌生长。

Girard等[10]采用原位杂交试验证实在肝细胞中miR-大量表达，但在肝细胞癌患者几乎却检测不到。miR-可通过抑制细胞周期调控蛋白G1的表达，抑制原发性肝细胞癌发生。有资料显示，miR-表达下降极易引起肝细胞癌的发生。由此我们可以得出，从乙型病毒性肝炎、乙肝肝硬化到HCC的过程中，miR-的表达异常有明显的递增趋势[23]，进而可认为miR-的表达降低可以促进肝硬化向HCC转化。

NDRG3是N-myc基因的下游调控基因之一，miR-可以通过靶向调控NDRG3抑制乙肝肝硬化相关的肝癌细胞株HepG2.2.15细胞中HBV病毒复制[6]。在有肝硬化背景的肝癌组织中检查发现，miR-和miR-的表达是下调的。在HCC癌细胞系中，miR-a表达下调，使得其靶基因产物HNFs过表达，其为一组参与细胞周期核心调控的转录因子，可诱发细胞周期蛋白G1过度高表达，从而促进癌细胞的生长；Tsai等[26]在原位肝癌模型中，使miR-表达被恢复时，肿瘤的发生、血管生成及肝内转移都显著减少。Bai等关于miR-的最新研究[11]显示其还可抑制HCC癌细胞的致瘤性。

（二）miRNA可抑制细胞凋亡诱发HCCmiRNA具有抑制抗凋亡蛋白因子作用，因此可促进HCC细胞凋亡。前面我们还提到miR-17-92多顺反子、miR-21等表达增高对细胞凋亡有抑制作用。miR－可通过负性调控作用抑制细胞凋亡，Wang等[27]对例肝癌患者的种miRNA检测显示miRNA-的表达显著升高，他们还发现miR-可靶向调控凋亡抑制因子-5，从而导致HCC的发生。Lin等[28]发现miRNA-在HCC细胞低表达的直接靶点是Bcl-w，其介导内源性凋亡通路，能激活细胞凋亡蛋白酶3，降低Bcl-w/Bax比例，从而起到促凋亡作用。他们进一步研究发现，miRNA-的表达下调可以导致DNA的不稳定性，从而降低对周期蛋白G1的调控，提高Bcl-w/Bax比例，进而增强细胞抗凋亡活性，有助于细胞逃避凋亡，并促进HCC的发生[28]。有报告指出，miR-也可通过此途径的对HCC的细胞增殖和凋亡起调控作用而miR-15和miR-16和miR-b的作用靶点则是Bcl-2。

此外，miRNA也可通过调控相关信号通路诱导HCC的形成。如Xu等[29]研究发现miR-的过度表达还可以直接影响Wnt/β-catenin-TCF信号通路抑制HCC生长和促进细胞凋亡。在另一项研究中显示，miR-、miR-24等通过miRNA-炎症反馈回路引起肝细胞核因子4α的瞬时抑制，由此可诱导肿瘤特异性细胞凋亡，从而抑制HCC发生[30]。另有研究发现，提高miRNA-29的表达能增加肝癌细胞对各种凋亡信号的敏感性。这些miRNA表达异常可直接或间接影响相关信号通路，促进HCC的发生。

（三）线粒体DNA突变引起HCC发生可能有特定miRNA介导肝组织代谢旺盛，肝细胞中线粒体含量极丰富。由于线粒体DNA（mtDNA）持续暴露于氧化磷酸化产生的高水平活性氧（ROS）环境中，导致mtDNA极易发生突变。mtDNA突变有可能通过特定的miRNA介导的调控，参与肝癌的发病过程[31]。Jin等[31]研究表明，线粒体的多态性可能会通过对靶基因的调控阻止miRNA与mRNA的结合，进而增加HCC发病的风险。该研究组还发现，9-bp缺失多态性定位于miR-c5p和miR-a的潜在靶序列，其缺失会破坏miR-c-5p和miR-a与靶点的结合，从而增加HCC发病的风险。miR-表达增加还与线粒体代谢功能丧失相关，线粒体代谢功能的丧失可能对肝功能维持有不利影响，并促进HCC的发病[6,32]。结合前文所述，我们可得知miRNA-的表达升高或降低都可能会导致肝硬化向HCC发展。

（四）miRNA对雌激素受体调控介导HCC的发生前面我们提到男性HCC的发病率和死亡率明显高于女性，近年来的研究表明，这可能与不同性别的患者miRNA对雌激素与雌激素受体相互作用的调节存在差异有关。现在研究[33]已经表明，HCC中miRNA靶向结合3UTR使雌激素受体α（ERα）的表达下调，如miR-、miR-、miR-18a；而miR-22则直接通过3UTR抑制ERα的表达，人类HCC中miR-22表达也存在两性之间的差异。

有研究发现，miR-18a过度表达能够降ERα水平，从而激发肝癌细胞的增殖[34]；在男性癌旁组织中miR-22过高表达可以抑制ERα表达，进而减弱雌激素的保护作用，使IL-1α表达增加。IL-1α具有较强的致瘤性，有人将其看作人类肿瘤的癌前病变标志物。Jiang等[33]阐述了他们的提出的男性HCC发展模式：正常肝细胞一旦发生慢性肝脏炎症，雌激素和ERα抑制IL-1α的表达；miR-22水平的不断增加可以导致ERα表达降低，这样又可以反过来刺激IL-1α的转录。损伤的肝细胞IL-1α表达增加，刺激Kupffer细胞，致使肝细胞代偿性增生和肿瘤的发生。高水平雌激素可通过抑制Kupffer细胞释放IL-1α而起到一定的保护作用。miR-22肝癌组织中表达降低，但是，只有在男性瘤旁组织miR-22是显著高表达，而这与ERα低水平表达和IL-1α高水平表达相关[33]。因此，雌激素和ERα介导的保护性炎症作用在男性HCC患者是不存在的，这也进一步解释了HCC在男性高发的原因。

此外，另有研究表明，miR-26表达降低可以通过激活NF-κB和IL-6之间的信号通路导致HCC[35]；乙肝病毒蛋白（HBx）可以增强雄激素受体的转录活性，刺激肝癌在男性HBV携带者发病[34]。

综合上述，肝细胞癌是人类最常见的恶性肿瘤之一，其发病率和死亡率均位于各种肿瘤前列，大多数继发于乙肝肝硬化。近年来研究发现，多种miRNA在细胞周期活动、细胞凋亡、线粒体DNA突变、以及雌激素受体等方面调控异常可促进HCC的发生。目前，miRNA的研究已为HCC的诊疗提供了有效、可行的手段和方案，有些miRNA已被确定为HCC的标志物，对HCC的诊断和治疗[11]有重要价值。但miRNA在HCC的发生机制还不完全清楚。

参考文献

[1](IARC)TIAfRoC.IARCreleasesthelatestglobalcancertrendsinfivecontinents(Globocan)[EB].







































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