中国生物工程杂志 ChinaBiotechnology，2008，28（12）：94～101
miRNA在肝细胞癌中的研究进展?
戚 鹏 高春芳??
（第二军医大学东方肝胆外科医院实验诊断科 上海 200438）
摘要 微小RNA（microRNA，miRNA）是一类长度为二十几个核苷酸的内源性非编码调控RNA，通过序列特异性翻译抑制或mRNA裂解来调控基因表达，参与细胞发育、增殖、分化、凋亡等一系列重要生物学进程。近期的研究发现，miRNA具有癌基因和抑癌基因的作用，在肿瘤的发生和发展中起着重要的作用。已发现若干miRNA直接参与肝细胞癌的发生和发展，miRNA表达谱与肝细胞癌的诊断、分期、进展和预后等相关。作为一类新的分子靶标，miRNA应用于肝细胞癌的诊断和生物治疗具有广阔的前景。
肝细胞癌（hepatocellularcarcinoma，HCC）是我国常见的恶性肿瘤，其死亡率位居第二。肝细胞癌的发生、发展是多因素、多步骤的复杂过程。寻找肝细胞癌发生、发展的相关基因，了解肝细胞癌的分子遗传学机制从而为肝细胞癌的诊断、治疗提供理论基础为目前的研究热点。微小RNA（microRNA，miRNA）是一些5′端带磷酸基团、3′端带羟基的，长度为二十几个核苷酸的非编码调控RNA家族［1］。迄今在人类、动植物等物种中已有六千余种miRNAs被发现，通过调控基因表达来参与生命过程中的一系列重要进程，包括早期发育、细胞增殖、细胞分化以及细胞凋亡（MiRBasehttp：／／microrna．sanger．ac．uk／sequences／）。许多病毒也会与宿主的miRNAs相互作用，并且相当一部分病毒还能编码自己的miRNAs，调控自身蛋白的表达或者钝化宿主本身的防御系统［2］。最近多项研究发现，若干miRNAs在各种肿瘤组织中的表达水平有不同程度上调或下调，这一现象初步揭示了肿瘤发生与miRNA表达之间存在相关性。该领域的研究虽刚刚起步，新的发现与观点却层出不穷，miRNA与肿瘤的关系已成为当前众多科学家关注的热点之一。本文就miRNA与肝细胞癌的相关性作一综述。
1 miRNA来源和作用机制
与siRNA加工合成类似，miRNA也是由一系列RNaseIII内切酶和转运蛋白等逐步加工完成［3］。在细胞核内，首先由RNA聚合酶II或聚合酶III转录合成初级miRNA（pri?miRNA），经过Drosha及DGCR8剪切形成miRNA前体（pre?miRNA），然后在输出蛋白5（Exportin?5）和Ran复合物协助下转运出细胞核，随后在细胞质内，被Dicer／TRBP剪切成21～25个核苷酸长度的双链RNA。通常，上述双链RNA中的一条单链会与RNA诱导的沉默复合体（RNA?inducedsilencingcomplex，RISC）结合，另一条链发生降解；也有一些miRNA双链会打开并分别与不同的RISC结合。miRNA5′端第2～8核苷酸与mRNA3′端非翻译区（untranslatedregion，UTR）部分序列的结合很重要，被称为种子序列（seedsequence）。miRNA参与的基因调控主要有两种方式，即靶mRNA的降解和翻译抑制。当miRNA和靶mRNA接近完全互补时多采取第一种方式，在植物中多见。而在动物中，多数情况下miRNA和靶mRNA3′?UTR不完全互补配对，通过翻译抑制靶mRNA的表达。此外，也可以具有以上两种作用模式，即当与靶基因完全互补结合时，直接切割mRNA，如果蝇和HeLa细胞中let?7直接介导RISC分裂切割靶mRNA；而当与靶基因不完全互补结合时，起调节基因表达的作用，如线虫中的let?7与靶mRNA3′?UTR不完全配对结合后，抑制基因的翻译［4］。最近Wu等［5］又提出另外一种去腺苷酸化机制也参与了miRNA的基因调控，已知lin?28mRNA的3′?UTR与miR?125b不完全互补，他们把miR?125b转入人类胚胎肾细胞293T后，观察到连接了lin?28的β?球蛋白mRNA明显缩短，这种缩短又与3′腺苷酸尾的清除有关。一个miRNA可调节数百个靶基因包括转录因子、细胞因子、受体等，几种miRNAs也可以联合调控单一基因的表达，miRNAs和靶基因组成了复杂的调节网络［6］。揭示miRNA的作用机制对于我们认识体内miRNAs之间、miRNAs与mRNA之间、miRNAs与蛋白质以及与DNA之间的网络交互作用具有重要的意义。
2 miRNA与肿瘤的关系
从细胞生物学角度来看，动物生长发育过程是与其细胞增殖、分化和死亡相互联系的，而细胞增殖、分化和凋亡等生物学进程的异常在肿瘤中常见。miRNA在动物生长发育、细胞增殖、分化、凋亡及基因调控中的作用，引发了人们对miRNA与肿瘤之间关系的思考。
原癌miRNA组学（Oncomirs）这一崭新概念的提出，开辟了将miRNA应用于肿瘤细胞研究的新篇章［7］。如果miRNA在肿瘤中表达上调，就属于有致癌基因作用的miRNA，它通过负性抑制肿瘤抑癌基因和／或控制细胞的分化或凋亡途径来促进肿瘤的发展；而在肿瘤生成中，有些miRNA的表达是下调的，则这些miRNA起抑癌基因的作用。
2．1 有致癌基因作用的miRNA
在B细胞淋巴瘤、滤泡型淋巴瘤及套细胞淋巴瘤中，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）似乎起着癌基因的作用［8］。研究进一步证实，miR?17?5p、miR?20a的靶基因是转录因子E2F1，原癌基因c?Myc一方面促进细胞周期的进程，同时激活miR?17?92基因簇的表达，转录后抑制E2F1促细胞凋亡的作用，促使细胞逃离正常的凋亡途径，获得永生性。过表达c?Myc和miR?17?92基因簇的肿瘤与仅有c?Myc过表达的肿瘤相比，具有更强的增殖能力和更低的细胞死亡率［9］。此外，在人类B细胞肿瘤中及胰腺癌中发现另一和c?Myc有协同作用的miR?155／BIC的过表达［10～12］，miR?155直接参与了这些疾病的发生与发展。
Volinia等［13］用芯片分析了6种实体瘤（肺癌、乳腺癌、结肠癌、胃癌、前列腺癌、胰管癌）的miRNA表达谱发现，miR?21均显著过表达，提示其在肿瘤形成过程中起广泛的致癌作用。进一步的研究表明，miR?21通过直接下调抑癌基因tropomyosin?1（TPM?1）而发挥作用。Jennifer等通过对原代多形性恶性胶质瘤细胞、体外建立的6种恶性胶质瘤细胞系（A172，U87，U373，LN229，LN428，LN308）与正常的胎儿及成人脑组织以及体外培养的正常的神经胶质细胞的比较分析，发现在恶性胶质瘤中miR?21的表达水平也大大提升，且与caspases相关的细胞凋亡途径相关［14］。这些研究表明miR?21可能是通过抑制关键性的凋亡相关基因的表达而促进恶性肿瘤的形成。
