分化型甲狀腺癌NIS與TSHR研究進(jìn)展

茹曉婷　劉勤江　楊榮

·綜述·

分化型甲狀腺癌NIS與TSHR研究進(jìn)展

茹曉婷劉勤江楊榮

目前，放射性核素131I已成為甲狀腺癌治療的一種重要手段。但對于某些碘抵抗的甲狀腺癌患者來說，這種治療方法已經(jīng)失去了療效。研究發(fā)現(xiàn)，NIS和TSHR與甲狀腺癌組織的碘代謝密切相關(guān)，通過將NIS基因轉(zhuǎn)染到惡性腫瘤細(xì)胞中，會增加癌細(xì)胞的攝碘能力，從而使放射性核素治療有意義。本文通過復(fù)習(xí)相關(guān)文獻(xiàn)對NIS和TSHR在DTC中的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

分化型甲狀腺癌；鈉碘同向轉(zhuǎn)運(yùn)體；促甲狀腺激素受體

1　鈉碘同向轉(zhuǎn)運(yùn)體

1.1NIS的功能、分布與調(diào)控NIS主要分布于甲狀

腺濾泡上皮細(xì)胞的基底膜，借助于鈉、鉀離子交換所產(chǎn)生的離子濃度梯度將血液中的碘離子轉(zhuǎn)運(yùn)入甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞，是甲狀腺合成甲狀腺激素的一個(gè)限速步驟［1］。NIS并不是甲狀腺所特有，在其它正常組織器官如唾液腺、淚腺及胃黏膜和結(jié)腸黏膜以及乳腺癌中也表達(dá)，并且有聚碘能力。人的NIS基因定位于染色體19p13，TSH通過不同的機(jī)制刺激甲狀腺濾泡細(xì)胞的碘攝入，TSH可上調(diào)NIS的mRNA及蛋白表達(dá)。其次，碘的過多攝入會抑制NISmRNA及蛋白的表達(dá)。另外，一些細(xì)胞因子如甲狀腺轉(zhuǎn)錄因子-1/2（TTF-1/2）、配對盒轉(zhuǎn)錄因子-8（Pax8）等正調(diào)節(jié)因子以及腫瘤壞死因子（TNF）、白細(xì)胞介素-6（IL-6）和干擾素等負(fù)調(diào)節(jié)因子都會不同程度影響NIS的表達(dá)。除此之外，其他因子如維甲酸、雌激素還有阿霉素會促進(jìn)NIS的表達(dá)。

1.2NIS與甲狀腺癌的診斷眾所周知，BRAFT1799A（V600E）突變是甲狀腺癌最常見的基因突變之一，有研究認(rèn)為其過高的突變已經(jīng)對患者預(yù)后評估價(jià)值不大。有研究指出NIS在乳頭狀和濾泡狀高分化的甲狀腺癌中表達(dá)降低或缺乏表達(dá)［2］。Bastos等［3］研究指出，BRAF基因突變的甲狀腺乳頭狀微小癌（papillary thyroid microcarcinoma，mPTC）中，NIS表達(dá)下降，并且腫瘤的侵襲性更強(qiáng)，而這種相關(guān)性并未在mPTC中被發(fā)現(xiàn)。一項(xiàng)關(guān)于PTC的Meta分析表明，NIS基因的甲基化與PTC的侵襲性和遠(yuǎn)距離轉(zhuǎn)移相關(guān)［4］。因此BRAF基因突變聯(lián)合NIS表達(dá)對診斷PTC和mPTC具有重要意義，同時(shí)NIS基因的甲基化也可評估PTC預(yù)后。

1.3NIS與甲狀腺癌的治療目前甲狀腺癌標(biāo)準(zhǔn)治療方案是以手術(shù)為主，輔以131I和TSH抑制治療。一些甲狀腺癌組織對放射性核素131I治療產(chǎn)生抵抗，導(dǎo)致治療效果不佳。那么，這些癌組織為什么會產(chǎn)生碘抵抗，有研究指出，在乳頭狀甲狀腺癌中NIS的表達(dá)量會增加，研究者得出結(jié)論，盡管NIS高表達(dá)但并不能聚集碘，并且NIS的表達(dá)可能受其他未知因素的調(diào)控［5］。國內(nèi)研究表明NIS在甲狀腺癌中的表達(dá)具有以NISmRNA表達(dá)下降并同時(shí)伴有NIS蛋白表達(dá)上升的特征，NIS蛋白主要定位于細(xì)胞質(zhì)可能是造成癌組織不能聚碘的主要原因［6］。有研究指出，NIS在甲狀腺癌組織中的表達(dá)異?？赡芘cBRAF T1799A（V600E）突變有關(guān)，通過沉默BRAF基因并補(bǔ)充TSH可增加甲狀腺癌細(xì)胞對碘的攝入量［7］。Choi［8］等認(rèn)為，BRAF基因突變抑制NIS的表達(dá)是通過調(diào)控甲基化酶-1（DNMT1）來實(shí)現(xiàn)的，NIS啟動(dòng)子甲基化被BRAF T1799A（V600E）突變誘導(dǎo)是NIS在DTC中表達(dá)下降的原因之一。目前，如何使癌組織恢復(fù)攝碘并提高放射性核素治療的敏感性已成為一大研究熱點(diǎn)，主要從三方面考慮：①如何使癌組織NIS正確定位到細(xì)胞膜恢復(fù)攝碘；②如何延長碘在癌組織中的滯留時(shí)間；③如何利用腫瘤特異性啟動(dòng)子來調(diào)控NIS的表達(dá)。有研究將巨細(xì)胞病毒啟動(dòng)子（cytomegalovirus，CMV）插入到肺癌細(xì)胞，結(jié)果NIS表達(dá)量明顯升高并且癌組織聚碘能力也明顯提高［9］。Jungle等［10］將CMV和端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶（human telomerase reverse transcripase，TERT）的啟動(dòng)子插入到DTC細(xì)胞發(fā)現(xiàn)CMV-NIS細(xì)胞系與TERT-NIS細(xì)胞系相比，NIS表達(dá)量增加，具有更高的攝碘率，而且增加了癌細(xì)胞的凋亡。另外，Grunwald等［11］研究發(fā)現(xiàn)，通過復(fù)制選擇性溶瘤腺病毒（replication-selective oncolytic adenovirus）在體內(nèi)轉(zhuǎn)染NIS基因，可以誘導(dǎo)放射性核素顯著的治療效果，可以通過額外的131I被增強(qiáng)。

2　促甲狀腺激素受體

2.1TSHR的分布與功能TSHR表達(dá)于甲狀腺濾泡細(xì)胞的基底外側(cè)膜上，屬于G蛋白偶聯(lián)受體。TSHR基因定位于14q13，TSHR與其配體TSH結(jié)合，可刺激細(xì)胞生長、分化及甲狀腺激素合成。TSHR受體激活后，與刺激性G蛋白Gsα偶聯(lián)，進(jìn)而激活腺苷酸環(huán)化酶，使胞內(nèi)cAMP合成增加、蛋白激酶A磷酸化以及大量胞質(zhì)內(nèi)靶蛋白及核內(nèi)靶蛋白的激活。研究發(fā)現(xiàn)TSHR在正常甲狀腺組織和DTC組織均有表達(dá)，但其表達(dá)水平不同，在DTC組織中，TSHR的表達(dá)與腫瘤病理分期、有無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及年齡有關(guān)，而與性別、腫瘤塊大小無關(guān)［12］。TSHR也與碘代謝相關(guān)，除了在生理狀態(tài)下促進(jìn)甲狀腺細(xì)胞攝碘外，還可以上調(diào)NIS的表達(dá)以及調(diào)控轉(zhuǎn)錄后向細(xì)胞膜的靶向運(yùn)輸［13］。

2.2TSHR與甲狀腺癌在分化型甲狀腺癌治療過程中，通過TSH刺激可以使癌組織有效聚碘而實(shí)施放療，但仍有30%的腫瘤不能有效聚碘，可能是由于TSH與TSHR結(jié)合發(fā)生異常，使得TSHR大量積累而對NIS蛋白的表達(dá)及定位起到負(fù)調(diào)控作用。另有研究指出，TSHR基因的異常甲基化也與甲狀腺癌的發(fā)生密切相關(guān)，而且TSHR基因啟動(dòng)子的高甲基化在PTC發(fā)病機(jī)理中起著重要作用，可能成為治療PTC的潛在靶點(diǎn)［14］。有文獻(xiàn)報(bào)道，在PTC中相應(yīng)基因的甲基化可能是TSHR蛋白表達(dá)減弱的原因，并推測BRAF基因突變是TSHR蛋白表達(dá)減弱的根本原因，由于BRAF基因突變導(dǎo)致TSHR基因發(fā)生甲基化，使得TSHR蛋白表達(dá)異常，癌組織攝碘功能喪失，以至于惡性程度增加，但該假設(shè)還需進(jìn)一步驗(yàn)證，具體機(jī)制目前還不清楚。TSHR作為腫瘤信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的關(guān)鍵點(diǎn)，其過多或過少表達(dá)都會使正常細(xì)胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化。TSHR表達(dá)異?？赡芘c基因突變等一系列遺傳因素密切相關(guān)，大多數(shù)細(xì)胞癌基因編碼的蛋白在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中有著重要的作用。

另有研究認(rèn)為，TSHR基因突變還可能與過氧化物酶增殖物激活受體-γ（peroxisome proliferator-activat-edreceptor gamma，PPARγ）表達(dá)有關(guān)。研究指出，促甲狀腺素受體（TSHβ）突變小鼠的甲狀腺很快經(jīng)歷過度增生、囊性增生、失分化等一系列病理過程而發(fā)展為乳頭狀癌，這其中的機(jī)制也是可能由于對PPAR-γ表達(dá)的抑制所引起的［15］?？梢酝茰y，在分化型甲狀腺癌中，PPARγ基因也可能會影響TSHR的表達(dá)進(jìn)而影響甲狀腺癌細(xì)胞的行為。目前有研究指出，激活PPAR-γ也能有效抑制乳腺癌細(xì)胞增殖及細(xì)胞株中脂質(zhì)累積，這些抗增殖效應(yīng)大多數(shù)是通過阻滯細(xì)胞周期和誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡來實(shí)現(xiàn)的。而且PPARγ激動(dòng)劑對胰腺癌等癌癥也有較強(qiáng)的抑制作用，并且已完成I期臨床試驗(yàn)。因此，在DTC中，我們可以利用PPARγ激動(dòng)劑，使PPAR-γ發(fā)揮功能，恢復(fù)TSHR的正常表達(dá)。

3　結(jié)語

綜上所述，NIS和TSHR對甲狀腺癌患者的診斷和恢復(fù)碘抵抗患者癌組織的攝碘功能從而增加治療的敏感性具有重要意義。而NIS和TSHR在DTC中的表達(dá)受多種復(fù)雜因素的調(diào)控，目前，在這方面雖然取得了一定的進(jìn)展，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，因?yàn)槟壳按蠖鄶?shù)研究只能在動(dòng)物模型或體外細(xì)胞轉(zhuǎn)染的條件下進(jìn)行。另外不管是模型的建立還是體外細(xì)胞轉(zhuǎn)染試驗(yàn)都不可能與人體內(nèi)腫瘤形成有關(guān)的復(fù)雜微環(huán)境完全一致。因此，還需要付出更大的努力，深入研究NIS和TSHR在腫瘤中的作用，尋找更多分子治療的有效靶點(diǎn)，并與傳統(tǒng)的治療方式相結(jié)合，提高甲狀腺癌的治療效果。

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A

1004-2725（2016）04-0262-03分化型甲狀腺癌（differentiated thyroid carcinoma，DTC）占所有甲狀腺癌的90%以上。目前，甲狀腺癌公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)治療原則是以手術(shù)為主，輔以放射性核素131I治療和促甲狀腺激素（thyroid-stimulating hormone TSH）抑制治療在內(nèi)的綜合治療。雖然DTC來源于甲狀腺濾泡上皮，癌組織具有一定的攝碘功能，但仍然有一部分甲狀腺癌患者會產(chǎn)生碘抵抗，癌組織已經(jīng)完全失去了攝碘能力。要行放射性核素131I治療，必須有一個(gè)大前提即癌組織必須可以攝碘，因此，對于那些碘抵抗的甲狀腺癌患者，這種治療方法已無效。而對于TSH抑制治療來說，不同患者個(gè)體間的差異也比較大。目前已有研究指出鈉碘同向轉(zhuǎn)運(yùn)體（Sodium iodide symporter，NIS）和促甲狀腺激素受體（thyroidstimulating hormone receptor，TSHR）與癌組織攝碘功能有關(guān)，有望成為一種分子靶向治療的手段。

北京醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)勵(lì)基金會資助項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：YJHYXKYJJ-206）

730000甘肅 蘭州，蘭州大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院（茹曉婷）；730050甘肅 蘭州，甘肅省腫瘤醫(yī)院頭頸外科（劉勤江）；730050甘肅 蘭州，甘肅省腫瘤醫(yī)院病理科（楊榮）

劉勤江，E-mail:liuqj@126.com