《Analytical Cellular Pathology》：Mechanisms of Action and Biomarker Potential of ncRNAs in Hepatocellular Carcinoma and Liver Fibrosis: A Review
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本文系统综述了长链非编码RNA（lncRNA）、环状RNA（circRNA）和PIWI-互作RNA（piRNA）等多种非编码RNA在肝细胞癌（HCC）和肝纤维化中的调控机制、功能角色及其作为新型治疗靶点和生物标志物的巨大潜力，为改善肝脏疾病的诊疗策略提供了重要的分子视角。
肝脏疾病，包括肝细胞癌（HCC）和肝纤维化，是全球主要的健康负担。尽管针对某些风险因素（如丙型肝炎感染）已开发出有效治疗策略，但大多数其他肝病的治疗方案仍然有限。非编码RNA（ncRNA）作为一类不编码蛋白质的RNA分子，在调控多种细胞和分子过程中发挥着核心作用，已成为肝脏疾病中极具前景的治疗靶点和生物标志物。本综述重点探讨了长链非编码RNA（lncRNA）、环状RNA（circRNA）和PIWI-互作RNA（piRNA）在肝纤维化和HCC中的作用机制与功能。
ncRNA的分类与基本特征
ncRNA根据核苷酸数量大致分为小于200个核苷酸的小型ncRNA（sncRNA）和大于200个核苷酸的长链ncRNA（lncRNA）。sncRNA主要包括微小RNA（miRNA）、PIWI-互作RNA（piRNA）和小干扰RNA（siRNA），它们主要在转录后水平调控基因表达。lncRNA缺乏开放阅读框，可作为支架组装核糖核蛋白复合物，在多种生物活动中起关键作用。circRNA则通过前体mRNA的反向剪接形成共价闭合环状结构，具有稳定性高、不易被核酸外切酶降解的特点，可作为miRNA的“海绵”、与RNA结合蛋白互作或编码蛋白质。
lncRNA在肝脏疾病中的作用
在HCC中，多种lncRNA的表达异常与肿瘤发生发展密切相关。例如，lncRNA HEIH在乙肝病毒（HBV）相关HCC中高表达，与肿瘤复发和不良预后相关，并通过上调zeste同源物2增强子（EZH2）表达导致细胞周期G0/G1期阻滞。lncRNA PVT1在HCC组织中表达上调，可通过稳定核仁蛋白NOP2增强核仁活性，或通过调控miRNA-214来促进HCC细胞增殖和干细胞样特性。另一lncRNA URHC的敲低可通过激活ZAK/ERK/MAPK通路抑制HCC细胞增殖并促进凋亡。而lncRNA MT1DP则被Yes相关蛋白（YAP）和Runt相关转录因子2抑制，是肝肿瘤发生所必需的。
在肝纤维化中，lncRNA同样扮演着重要角色。lncRNA HULC在非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）模型肝纤维化组织中高表达，其抑制可减轻MAPK信号通路、改善肝纤维化并减少肝细胞凋亡。lncRNA MEG3在纤维化肝脏和TGF-β1诱导的肝星状细胞（HSC）中表达下调。lncRNA-PVT1在活化的HSC和纤维化肝组织中表达上调，其耗竭可抑制HSC活化和体内胶原积累。相反，lincRNA-p21在肝纤维化过程中表达上调，并通过下调miRNA-30表达来增强肝细胞凋亡、抑制肝细胞增殖。
circRNA在肝脏疾病中的作用
circRNA通过海绵吸附miRNA或调控信号通路参与HCC进展。例如，circMTO1在HCC组织中表达下调，可通过海绵吸附miRNA-9并上调细胞周期相关基因p21的表达来抑制HCC细胞生长，或通过miRNA-541-5p/ZIC1轴调控上皮-间质转化（EMT）和Wnt/β-catenin信号通路。circBIRC6在HCC组织中高表达，通过靶向miRNA-3918/Bcl-2轴诱导凋亡、减少细胞增殖。circCDR1as在HCC组织中表达上调，可通过circCDR1as/miRNA-1287/Raf-1轴经MAPK/ERK通路调控HCC进展。circ0004018在HCC组织中表达下调，可通过miRNA-626/DKK3轴抑制HCC细胞迁移和增殖。
在肝纤维化中，circRNA通过调控HSC活化发挥作用。circMTO1可通过miRNA-17-5p/Smad7和miRNA-181b-5p/PTEN轴抑制HSC活化。circFBXW4在纤维化过程中表达下调，其过表达可减轻纤维化损伤。circ608在NASH相关肝纤维化中表达下调，通过PTEN/AKT和miRNA-222通路发挥抗纤维化作用。
在肝内胆管癌（iCCA）中，circRNA也显示出重要的调控功能。circSMARCA5在iCCA组织中表达下调，与不良预后相关。circACTN4在iCCA组织中表达上调，可作为miRNA-424-5p的海绵，并在细胞质中招募Y-盒结合蛋白1以启动FZD7转录，从而协同激活Hippo和Wnt信号通路。circNFIB表达下调可通过调控MAPK1/ERK信号通路抑制iCCA细胞增殖和转移。
piRNA在肝脏疾病中的作用
piRNA是一类长度为26-31个核苷酸的sncRNA，与PIWI蛋白家族成员结合形成功能复合物，在转录和转录后水平调控基因沉默，并在维持基因组完整性方面发挥关键作用。PIWI蛋白在HCC中异常表达，其耗竭可抑制肿瘤侵袭和转移。一些piRNA如piR013306、piR020498、piR-LLi 30552和piR-Hep1在HCC组织中表达上调。piR-Hep1沉默可通过降低AKT磷酸化来抑制HCC细胞活力和侵袭能力。piR823则与细胞外基质（ECM）成分α-平滑肌肌动蛋白（α-SMA）和I型胶原蛋白α1链（COL1A1）的产生有关，最终导致肝硬化。在非癌性肝病如NAFLD中，piRNA表达也发生改变，提示其可能参与疾病进展和纤维化过程。
ncRNA作为生物标志物和治疗靶点
ncRNA在人类体液中被发现，具有作为疾病生物标志物的潜力。一些循环lncRNA和circRNA已被确定为肝纤维化、肝硬化和HCC的潜在生物标志物。机器学习（ML）方法已被用于整合ncRNA数据，开发新型诊断模型和预后评分系统。例如，结合lncRNA和血清甲胎蛋白（AFP）水平可将HCC诊断灵敏度提高至100%。血清lincRNA-p21水平与肝纤维化分期呈负相关，是肝纤维化有前景的诊断生物标志物。
在治疗方面，反义寡核苷酸（ASO）可被设计用于靶向特定ncRNA序列，导致RNA降解或功能抑制，靶向致癌lncRNA HOTAIR和MALAT1的ASO代表了一种有前景的RNA肿瘤治疗策略。小干扰RNA（siRNA）和基于CRISPR的技术也已在临床前研究中用于靶向ncRNA。然而，这些方法大多仍处于临床前阶段，面临着递送效率、脱靶效应和长期安全性等挑战。
结论与展望
ncRNA在肝脏疾病生理和病理的多个关键方面发挥着重要的调控作用。它们通过转录后抑制、miRNA海绵吸附、信号通路调控和纤维化相关基因调控等机制，深度参与HCC和肝纤维化的病理生理学过程及转移。尽管ncRNA作为治疗靶点和生物标志物的应用研究已取得进展，但该领域仍处于转化和临床开发的早期阶段。未来的研究应侧重于整合多组学方法，将ncRNA谱与mRNA表达、蛋白质组和表观基因组数据相结合，以识别稳健的诊断组合并促进针对多种ncRNA通路的联合疗法开发。此外，将ncRNA特征与全面的临床信息及计算机断层扫描（CT）、磁共振成像（MRI）等影像学数据整合，对于提高诊断准确性和预测治疗反应至关重要。总体而言，整合性多组学策略对于推进肝脏疾病的精准医疗及将ncRNA研究成果转化为临床实用工具具有决定性意义。
