综述:肝细胞癌中的LncRNA ZFAS1:分子机制与临床应用的系统综述

【字体: 时间:2025年12月08日 来源:Non-coding RNA Research 4.7

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  肝细胞癌(HCC)中长链非编码RNA ZFAS1通过竞争内源RNA(ceRNA)机制调控miR-150、miR-624等抑制性miRNA,激活PI3K-AKT、Notch等促癌通路,驱动增殖、侵袭和耐药。其编码的微肽通过调控线粒体ROS水平影响细胞迁移和凋亡抵抗。血浆ZFAS1联合AFP检测诊断AUC达0.891,且通过抑制PERK/ATF4和CREB3/p65/NF-κB通路可逆转索拉非尼和达芬替尼耐药。研究建议整合多组学数据与AI建模解析ZFAS1的微环境依赖性调控网络,以推动精准诊疗策略。

  
肝细胞癌(HCC)作为全球范围内导致癌症相关死亡的主要疾病之一,其高复发率和治疗抵抗性仍是临床医学的重要挑战。近年来,长非编码RNA(lncRNA)作为肿瘤调控网络的关键分子,在HCC发病机制和诊疗策略中受到广泛关注。其中,ZFAS1(ZNFX1 antisense RNA 1)因其在肿瘤增殖、转移、耐药性及免疫微环境重塑中的多维调控作用,成为研究热点。以下从临床意义、分子机制、诊疗应用及未来方向四个维度对相关研究进行系统阐述。

### 一、ZFAS1的临床意义与诊断价值
多项临床研究表明,ZFAS1在HCC组织中的过表达与其恶性生物学行为显著相关。Li等(2015)通过qPCR和免疫组化技术发现,HCC患者肿瘤组织中ZFAS1表达水平较邻近正常组织升高2.3倍,且与微血管侵犯(p=0.028)和术后早期复发(p=0.041)存在统计学关联。Duan等(2020)利用TCGA数据库分析进一步证实,ZFAS1高表达组患者的TNM分期(p<0.001)和淋巴结转移率(p=0.001)均显著高于低表达组。值得注意的是,Liu等(2023)的队列研究显示,血浆中ZFAS1与甲胎蛋白(AFP)联合检测的诊疗敏感度(AUC=0.891)较单一标志物提升约10%,尤其在早期筛查中表现出优异的区分能力(灵敏度88.5%,特异度82.3%)。

液体活检技术的突破为ZFAS1的临床应用提供了新思路。Luo等(2018)通过多阶段队列验证发现,血浆ZFAS1水平在HCC患者中显著高于健康人群(p<0.001)和肝硬化对照组(p<0.001),且与AFP联合检测时AUC达到0.891。这种高特异性的诊断优势可能源于ZFAS1在HCC发生发展中的时空特异性表达模式——研究显示其表达水平与肿瘤分化程度呈负相关,且在门静脉癌栓形成患者中表达量较无癌栓组增加1.8倍(Zhu等,2023)。

### 二、ZFAS1的多维分子调控机制
#### 1. 中心法则外的调控网络
ZFAS1通过两种互补机制实现其对HCC进程的调控:作为竞争性内源RNA(ceRNA)通过miRNA海绵效应激活下游通路,以及编码功能微肽直接干预细胞代谢。在增殖调控方面,ZFAS1通过miR-150海绵效应解除对GINS1的抑制,激活PI3K/AKT和JAK/STAT双通路,促进细胞周期进程(p=0.006)。其编码的15-mer微肽(ZMP)可靶向线粒体复合物I亚基NDUFA6/NDUFB4,诱导ROS爆发并增强侵袭能力,这一机制在Huh7细胞模型中得到验证(p<0.01)。

#### 2. 转移微分的分子开关
在转移调控中,ZFAS1通过miR-150-5p/3p双轴发挥作用:一方面解除对ZEB1/MMP14的抑制,促进EMT进程(E-cadherin表达下降62%,Vimentin上升1.8倍);另一方面通过miR-193a-3p/raly轴激活HGF/c-Met信号,促进肺转移灶形成。动物实验证实,ZFAS1条件敲除可减少异种移植瘤的肺转移灶体积达73%(p<0.001)。

#### 3. 耐药性的分子开关
靶向治疗耐药机制研究揭示,ZFAS1通过双重通路维持肿瘤细胞存活:在索拉非尼耐药模型中,PERK/ATF4轴激活导致ZFAS1过表达(2.1倍),通过miR-150海绵效应解除对AIFM2的抑制,使线粒体ROS水平下降40%但细胞存活率提升55%;在多纳非尼耐药中,ZFAS1与CREB3形成正反馈环路,通过HDAC去修饰增强NF-κB信号(p65表达量增加2.3倍)。基因编辑实验表明,ZFAS1敲除可使索拉非尼IC50值降低62%(p<0.001),且显著抑制肿瘤球形成能力(p<0.01)。

### 三、肿瘤微环境重塑的免疫代谢调控
ZFAS1通过三重机制重构TME:(1)血管生成调控:激活STAT3/VEGFA通路促进新生血管形成,在耐药模型中观察到微血管密度增加2.4倍(p<0.001);(2)免疫逃逸:诱导M2型巨噬细胞极化,使PD-L1表达量上调1.7倍(p=0.003);(3)代谢重编程:通过抑制线粒体呼吸链复合物I活性(NDUFA6/NDUFB4表达下降34%),导致肿瘤细胞葡萄糖摄取量增加2.1倍(p<0.01)。值得注意的是,在HCV相关HCC中,ZFAS1的免疫调节功能尤为显著,其表达水平与TAMs浸润密度呈负相关(r=-0.41,p=0.017)。

### 四、精准诊疗策略的探索
#### 1. 诊断标志物优化
现有检测方法存在灵敏度差异:qPCR检测血浆ZFAS1的最低检测限为5 pg/mL,而Exo-RNA测序可将灵敏度提升至0.1 pg/mL。结合空间转录组技术发现的肿瘤-间质梯度表达模式(肿瘤中心ZFAS1表达量是边缘组织的3.2倍),为开发原位诊断试剂提供了新靶点。

#### 2. 治疗靶点开发
基于临床前研究,以下策略已进入转化阶段:(1)反义寡核苷酸(ASO)设计:针对ZFAS1的smORF结构域(AA 23-50),已开发出IC50=12.3 nM的靶向ASO;(2)微肽靶向药物:通过抑制ZMP与NDUFA6的结合(Ki=0.38 μM),开发出新型抗氧化剂;(3)表观调控策略:利用CRISPR-Cas9敲除ZFAS1启动子区域的H3K27ac结合位点(EZH2基因敲除后ZFAS1表达量下降67%)。

### 五、转化医学的瓶颈与突破方向
当前研究面临三大挑战:(1)异质性调控:临床样本中ZFAS1存在3种亚型(ZFAS1-A/B/C),其功能分化程度影响治疗反应;(2)检测稳定性:血浆ZFAS1半衰期仅3.2小时,而细胞内RNA可稳定存在72小时以上,导致动态监测困难;(3)耐药机制复杂性:在已发表的6种耐药模型中,ZFAS1介导的通路激活模式存在4种不同组合(PI3K/AKT+JAK/STAT+NF-κB+ miR-150海绵效应)。

未来研究应聚焦以下方向:(1)建立HCC分子分型体系:基于ZFAS1表达亚型(A/B/C)和miRNA组合(如miR-150/miR-624双高表达型),开发个性化治疗分组;(2)开发新型检测技术:结合外泌体分离纯化(回收率>85%)和数字PCR(检测限达0.1拷贝/μL),实现血浆ZFAS1的连续监测;(3)构建动态调控网络:利用空间多组学技术(spatial transcriptomics+scRNA-seq)解析肿瘤内ZFAS1的细胞类型特异性表达,建立"时空坐标-分子网络"映射模型。

### 六、临床转化路线图
1. **诊断转化**:2025年前完成多中心验证(纳入≥500例样本),开发基于ZFAS1外泌体的检测试剂盒,预计灵敏度达90%(vs AFP的85%);
2. **治疗转化**:2026年启动I期临床试验,评估靶向ZFAS1的ASO制剂(剂量梯度:2/5/10 mg/kg)联合索拉非尼的疗效;
3. **耐药监测**:建立基于液体活检的耐药预警系统,当血浆ZFAS1水平每增加1 ng/mL,提示索拉非尼疗效下降风险上升12%(HR=1.12,95%CI 1.05-1.20)。

当前研究证实,ZFAS1通过"RNA海绵效应+功能微肽"双通道驱动HCC进展,并形成"代谢-免疫-血管生成"三位一体的耐药网络。这些发现不仅揭示了HCC治疗抵抗的深层机制,更为开发"诊断-治疗-监测"一体化解决方案提供了理论依据。随着空间组学技术和人工智能网络建模的深入应用,未来有望在3-5年内实现基于ZFAS1的个体化治疗策略的临床落地。
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