LncRNAs在甲狀腺癌中的生物學(xué)功能及其臨床價(jià)值研究進(jìn)展*

唐平，盛健峰 綜述，黨好 審校

621000 四川 綿陽(yáng)，綿陽(yáng)市第三人民醫(yī)院/四川省精神衛(wèi)生中心 甲狀腺頭頸頜面外科(唐平、盛健峰)，臨床醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)科(黨好)

甲狀腺癌是最常見(jiàn)的內(nèi)分泌系統(tǒng)惡性腫瘤之一，近幾十年來(lái)其在全球的發(fā)病率呈逐漸上升趨勢(shì)。2018年，甲狀腺癌在全球范圍內(nèi)約有567 000例病例，發(fā)病率在各大癌癥中排名第九[1]。按照病理類(lèi)型，甲狀腺癌可分為甲狀腺乳頭狀癌(papillary thyroid cancer,PTC)、甲狀腺濾泡性癌(follicular thyroid cancer,FTC)、甲狀腺低分化癌和甲狀腺未分化癌(anaplastic thyroid cancer,ATC)。甲狀腺癌中有超過(guò)90%的患者為分化良好的甲狀腺癌(well-differentiated thyroid cancer,WDTC)，即PTC和FTC。大多數(shù)WDTC患者可通過(guò)手術(shù)和放射性碘治療治愈，且通常預(yù)后良好，但仍有約10%的患者可分化為預(yù)后不良的甲狀腺癌[2]。近年來(lái)已發(fā)現(xiàn)了許多基因和表觀遺傳學(xué)改變會(huì)導(dǎo)致甲狀腺癌的發(fā)生發(fā)展，但其具體發(fā)病機(jī)制仍不明確。因此，進(jìn)一步研究甲狀腺癌的發(fā)病機(jī)制將有助于為甲狀腺癌的早期診斷、治療和預(yù)后提供新方向。

已有大量研究發(fā)現(xiàn)，遺傳學(xué)改變?cè)赑TC的發(fā)生發(fā)展中起到了重要作用，如RAS點(diǎn)突變[3]、BRAFV600E[4-5]、TP53[6]、TERT[7-8]等。近年來(lái)，大規(guī)模癌癥基因組學(xué)項(xiàng)目如癌癥基因組圖譜(The Cancer Genome Atlas,TCGA)顯示癌癥中發(fā)現(xiàn)的許多突變和拷貝數(shù)變化與蛋白質(zhì)編碼基因不重疊[9-10]，而是通常位于非編碼基因如增強(qiáng)子以及非編碼RNA基因中[11]。最早在癌癥中受到關(guān)注的非編碼RNA為microRNAs(miRNAs)，已有了大量的研究證據(jù)顯示其可作為癌癥治療的靶點(diǎn)或生物標(biāo)志物[12]。目前研究者已發(fā)現(xiàn)人基因組中有超過(guò)100 000個(gè)長(zhǎng)鏈非編碼RNA(long non-coding RNA,lncRNA)基因[13]，它們?cè)诜蔷幋a轉(zhuǎn)錄本中數(shù)量最多且最多樣化，其與癌癥的相關(guān)性成為研究熱點(diǎn)[14]。LncRNA 是一類(lèi)轉(zhuǎn)錄本長(zhǎng)度超過(guò)200nt(核苷酸單位)的RNA分子，由RNA聚合酶II轉(zhuǎn)錄，通常來(lái)自基因間區(qū)域[14-15]。LncRNA可作為分子支架，結(jié)構(gòu)RNA或多種細(xì)胞功能(表觀遺傳基因調(diào)控，mRNA剪接，mRNA穩(wěn)定性及翻譯功能等)的調(diào)節(jié)分子，以及作為miRNA或轉(zhuǎn)錄因子的誘餌或“海綿”[16]。

雖然有越來(lái)越多的證據(jù)表明lncRNAs在人類(lèi)癌癥發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮作用，但其在甲狀腺癌中的具體作用和機(jī)制仍不明確。因此，我們總結(jié)了近年來(lái)與甲狀腺癌相關(guān)的lncRNAs的新發(fā)現(xiàn)，并討論其作為甲狀腺癌診斷、預(yù)后生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)的潛在價(jià)值。

1 lncRNAs在甲狀腺癌中異常表達(dá)

研究者們已鑒定出大量lncRNAs在甲狀腺癌組織或癌細(xì)胞系中表達(dá)上調(diào)或下調(diào)，從而影響甲狀腺腫瘤的發(fā)生發(fā)展，并研究了部分lncRNAs在甲狀腺癌中的具體生物學(xué)功能和可能作用機(jī)制。

1.1 甲狀腺癌中表達(dá)上調(diào)的lncRNAs

ANRIL為INK4基因座中的反義非編碼RNA，位于染色體9p21，是一種長(zhǎng)度為3.8 kb的lncRNA，最先發(fā)現(xiàn)于黑素瘤患者組織。Zhao等[17]發(fā)現(xiàn)ANRIL在甲狀腺癌組織和細(xì)胞系中高表達(dá)，過(guò)表達(dá)ANRIL會(huì)抑制TGF-β/Smad信號(hào)傳導(dǎo)的活性，從而抑制p15INK4B表達(dá)，促進(jìn)甲狀腺癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移。通過(guò)裸鼠中人癌異種移植物的轉(zhuǎn)移，該研究還進(jìn)一步證實(shí)了ANRIL在體外的致癌作用。

核富集轉(zhuǎn)錄本1(Nuclear enriched abundant transcript 1,NEAT1)的編碼基因位于染色體11q13.1，與多種惡性腫瘤(包括PTC)的發(fā)生發(fā)展高度相關(guān)。Li 等[18]發(fā)現(xiàn)NEAT1在甲狀腺癌細(xì)胞中表達(dá)升高，在甲狀腺癌細(xì)胞TPC1中過(guò)表達(dá)NEAT1會(huì)促進(jìn)其生長(zhǎng)、侵襲和遷移，而敲低NEAT1則會(huì)顯著抑制其生長(zhǎng)、侵襲和轉(zhuǎn)移，并通過(guò)裸鼠實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其體內(nèi)作用。進(jìn)一步用RNA 免疫共沉淀實(shí)驗(yàn)證實(shí)，NEAT1可通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合miR-214，從而促使甲狀腺癌細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化。Zhang 等[19]研究則顯示NEAT1在PTC組織中高表達(dá)，并發(fā)現(xiàn)NEAT1可通過(guò)調(diào)控 miR-129-5p/激肽釋放酶7信號(hào)通路，促進(jìn)PTC細(xì)胞的增殖、侵襲。Sun等[20]研究發(fā)現(xiàn)NEAT1_2可以通過(guò)ceRNA機(jī)制，競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合miR-106b-5p，從而調(diào)控致癌基因三磷酸腺苷酶家族蛋白2的表達(dá)，在甲狀腺癌中起抗凋亡和促轉(zhuǎn)移侵襲的作用。

LOC100507661的編碼基因位于染色體3q26.2，長(zhǎng)度為745bp，由5個(gè)外顯子組成。Gene Expression Omnibus(GEO)數(shù)據(jù)庫(kù)顯示LOC100507661在多種癌癥(包括甲狀腺癌)中表達(dá)上調(diào)[21]，表明其可能在PTC中發(fā)揮促癌作用。進(jìn)一步功能實(shí)驗(yàn)表明，在甲狀腺癌細(xì)胞中過(guò)表達(dá)LOC100507661會(huì)促進(jìn)其增殖、遷移和侵襲能力。另外，LOC100507661表達(dá)增高與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、BRAFV600E突變和甲狀腺分化較低評(píng)分等臨床病理特征相關(guān)。

H19的編碼基因位于染色體 11p15.5，長(zhǎng)度約為2.3 kb。Liu等[22]研究發(fā)現(xiàn)，甲狀腺癌組織中H19呈高表達(dá)，且與患者預(yù)后不良相關(guān)。過(guò)表達(dá)H19會(huì)促進(jìn)甲狀腺癌細(xì)胞的增殖，遷移和侵襲，而體外和體內(nèi)敲低H19則會(huì)逆轉(zhuǎn)甲狀腺癌細(xì)胞的惡性轉(zhuǎn)化。進(jìn)一步的研究表明，H19能通過(guò)“海綿”作用吸附miR-17-5p，上調(diào)YES1的表達(dá)，從而促進(jìn)甲狀腺癌的發(fā)生發(fā)展。Liu等[23]報(bào)道，H19高表達(dá)與甲狀腺腫瘤直徑、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和TNM分期等臨床病理特征顯著相關(guān)，并與甲狀腺癌患者的不良預(yù)后相關(guān)。另一方面，Wang等[24]研究則發(fā)現(xiàn)H19 能通過(guò)下調(diào)甲狀腺癌細(xì)胞TPC-1和SW579中的胰島素受體底物-1，使PI3K/AKT和NF-κB信號(hào)通路失活，抑制腫瘤細(xì)胞增殖、遷移和侵襲，并誘導(dǎo)凋亡。Lan等[25]研究也顯示，H19在PTC組織中的表達(dá)顯著低于癌旁正常組織，提示其在PTC中可能起抑癌作用。進(jìn)一步研究證實(shí)，H19可通過(guò)調(diào)控下游蛋白腫瘤壞死因子受體2，抑制甲狀腺癌細(xì)胞的增殖和侵襲。且H19低表達(dá)與甲狀腺癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)。因此，對(duì)于H19在甲狀腺癌發(fā)生發(fā)展中的作用目前仍存在爭(zhēng)議，需要進(jìn)行更深入的研究。

1.2 甲狀腺癌中表達(dá)下調(diào)的lncRNAs

PTCSC3 的編碼基因位于染色體14q.13.3上的SNP rs944289附近，長(zhǎng)度為1154bp。PTCSC3在甲狀腺癌組織及細(xì)胞系中低表達(dá)，且具有高度的組織特異性。有研究顯示[26]，過(guò)表達(dá)PTCSC3可抑制甲狀腺癌細(xì)胞生長(zhǎng)，調(diào)節(jié)DNA復(fù)制和修復(fù)，改變腫瘤細(xì)胞形態(tài)，影響細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、凋亡等基因的表達(dá)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，PTCSC3可通過(guò)下調(diào)S100A4及其下游靶基因MMP-9和VEGF的表達(dá)，抑制甲狀腺癌細(xì)胞的遷移和侵襲能力[27]。另外，Wang 等[28]研究表明，PTCSC3可以通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合miR-574-5p，上調(diào)SCAI，抑制Wnt /β-連環(huán)蛋白的活性，從而抑制 PTC-1細(xì)胞的增殖和遷移；通過(guò)裸鼠實(shí)驗(yàn)，該研究還證實(shí)過(guò)表達(dá)PTCSC3能抑制腫瘤生長(zhǎng)。進(jìn)一步研究顯示[29]，PTCSC3在ATC組織和細(xì)胞系中低表達(dá)。PTCSC3可通過(guò)負(fù)調(diào)節(jié)STAT3，抑制INO80的表達(dá)，從而抑制ATC細(xì)胞的干細(xì)胞特性及其對(duì)化療藥物如阿霉素的耐藥性。

Ma等[30]研究表明，LINC00271在PTC組織中表達(dá)顯著下調(diào)，并且與PTC患者預(yù)后不良密切相關(guān)。多變量分析結(jié)果顯示，LINC00271是PTC患者甲狀腺外擴(kuò)展、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、晚期腫瘤III/IV期和復(fù)發(fā)的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。基因集富集分析顯示，與高表達(dá)LINC00271腫瘤相比，低表達(dá)LINC00271的腫瘤中顯著富集的基因包括細(xì)胞粘附分子，細(xì)胞周期，P53信號(hào)傳導(dǎo)途徑和JAK/STAT信號(hào)傳導(dǎo)途徑。研究提示LINC00271可能為PTC中的抑癌基因，其表達(dá)降低可能作為PTC預(yù)后不良的潛在預(yù)測(cè)因子。

GAS8-AS1位于GAS8基因的第二個(gè)內(nèi)含子中，長(zhǎng)度為994bp。Pan等[31]對(duì)91例PTC組織及其對(duì)應(yīng)的外周血進(jìn)行外顯子組測(cè)序和Sanger測(cè)序分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)，除BRAF基因外，GAS8-AS1 是表達(dá)變化最明顯的基因。GAS8-AS1 在PTC組織中低表達(dá)；進(jìn)一步細(xì)胞功能實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，敲低GAS8-AS1能促進(jìn)甲狀腺癌細(xì)胞增殖。Qin等[32]研究了GAS8-AS1抑制PTC細(xì)胞生長(zhǎng)的機(jī)制，結(jié)果顯示在PTC細(xì)胞系中，過(guò)表達(dá)GAS8-AS1 可以上調(diào)自噬相關(guān)基因5(ATG5)，從而激活細(xì)胞自噬，抑制細(xì)胞增殖?？傊?，GAS8-AS1可以在PTC中起腫瘤抑制劑的作用。

LINC00312位于染色體3p25.3，長(zhǎng)度為2887bp。Kai等[33]研究發(fā)現(xiàn)在211名甲狀腺癌患者腫瘤組織中LINC00312呈低表達(dá)，過(guò)表達(dá)LINC00312可通過(guò)下調(diào)miR-197-3p從而抑制甲狀腺癌細(xì)胞的增殖、侵襲和遷移能力。Min等[34]研究顯示，在甲狀腺癌組織和細(xì)胞系中LINC00312的表達(dá)顯著降低。在體外實(shí)驗(yàn)中，干擾LINC00312表達(dá)顯著促進(jìn)甲狀腺癌細(xì)胞的侵襲和增殖。而過(guò)表達(dá)LINC00312會(huì)抑制細(xì)胞增殖和侵襲能力，并減少裸鼠甲狀腺癌異種移植模型的致瘤性。LINC00312可能通過(guò)抑制PI3K/Akt信號(hào)通路和MMP-9的表達(dá)而在甲狀腺癌中起抑癌作用，并且PI3K抑制劑LY294002可減弱過(guò)表達(dá)LINC00312誘導(dǎo)的MMP-9表達(dá)的作用。

綜上所述，大量lncRNAs可能與甲狀腺癌的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)，但是目前關(guān)于lncRNAs在甲狀腺癌中的具體作用機(jī)制以及臨床價(jià)值仍未明確，需要開(kāi)展更深入的研究。

2 lncRNAs對(duì)甲狀腺癌診斷及預(yù)后的價(jià)值

隨著全基因組和轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)的飛速發(fā)展，lncRNAs受到越來(lái)越多的關(guān)注。目前大量證據(jù)支持lncRNAs參與甲狀腺癌的發(fā)生和發(fā)展，為研究其臨床意義提供了新的可能性。有研究顯示lncRNAs可通過(guò)外泌體等形式從腫瘤細(xì)胞中分泌到血液中，故或許可將其發(fā)展成為一種基于血液系統(tǒng)的新型無(wú)創(chuàng)生物標(biāo)志物用于癌癥診斷。目前，已經(jīng)鑒定出大量癌癥相關(guān)的lncRNAs[14]，其中一部分被報(bào)道可作為多種癌癥(包括甲狀腺癌)的診斷和預(yù)后生物標(biāo)志物[16]。然而，與其它惡性腫瘤相比，lncRNAs對(duì)甲狀腺癌診斷和預(yù)后的價(jià)值仍還有待深入探索。

Wang 等[35]通過(guò)挖掘TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)現(xiàn)，LA16c-380H5.2診斷甲狀腺癌的靈敏度和特異性分別為67.7%、83.8%，而RP11-203J24.8診斷甲狀腺癌的靈敏度和特異性分別為84.7%、78%，均具有較高的PTC診斷價(jià)值。Xia 等[36]研究發(fā)現(xiàn)NONHSAT076754在淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的PTC組織中高表達(dá)，是淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的獨(dú)立危險(xiǎn)因素；該LncRNA可促進(jìn)PTC的遷移和侵襲，將其與超聲檢查聯(lián)合能提高預(yù)測(cè)頸部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的效率，靈敏度可達(dá)91.89%，特異度達(dá)82.85%，準(zhǔn)確度達(dá)87.5%。Liao等[37]研究發(fā)現(xiàn)，與結(jié)節(jié)性甲狀腺腫患者相比，PTC患者血清中BLACAT1呈表達(dá)下調(diào)，且血清低表達(dá)BLACAT1與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)，是診斷甲狀腺癌的獨(dú)立危險(xiǎn)因素之一，使用 BLACAT1診斷PTC的靈敏度和特異度分別為89.53%和86.91%，診斷淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的靈敏度和特異度分別為77.48%和91.06%,提示BLACAT1可能是PTC中的抑制基因，并可作為PTC預(yù)后評(píng)價(jià)的潛在生物標(biāo)志物。

Li等[38]通過(guò) TCGA 數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)甲狀腺癌和配對(duì)癌旁組織進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)復(fù)發(fā)和無(wú)復(fù)發(fā)組織之間有111種存在表達(dá)差異的lncRNAs。然后他們通過(guò)多變量Cox比例風(fēng)險(xiǎn)回歸分析，選擇出了4種lncRNAs(RP11-536N17.1、RP11-508M8.1、AC026150.8和CTD-2139B15.2)可以作為獨(dú)立的預(yù)后生物標(biāo)志物，預(yù)測(cè)PTC患者的生存時(shí)間和復(fù)發(fā)率。利用這4種lncRNAs構(gòu)建生存模型，結(jié)果顯示，具有較高模型評(píng)分的患者的術(shù)后生存不良。該模型用于評(píng)價(jià)PTC的復(fù)發(fā)情況，靈敏度為87.5%，特異度達(dá)92.3%，準(zhǔn)確性達(dá)91.7%。通過(guò)進(jìn)一步在前瞻性隊(duì)列中進(jìn)行獨(dú)立驗(yàn)證，表面這些lncRNAs可能成為PTC的生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)。

Du等[39]通過(guò)分析PTC患者組織的RNA測(cè)序數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)5種新的lncRNAs(CTD-3193O13.11、RP5-1024C24.1、AC007255.8、HOXD-AS1和RP11-402L6.1)與臨床分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和腫瘤大小等臨床病理特征相關(guān)。其中l(wèi)ncRNA CTD-3193O13.11的作用最明顯，或可作為PTC腫瘤發(fā)生中信號(hào)傳導(dǎo)的中心節(jié)點(diǎn)。另外，Zhou等[40]研究發(fā)現(xiàn)，在甲狀腺癌組織中SPRY4-IT高表達(dá)也與甲狀腺癌的不良預(yù)后密切相關(guān)。

綜上所述，lncRNAs在甲狀腺癌的早期診斷和分子靶向治療中存在巨大潛力。然而 lncRNAs 對(duì)于甲狀腺癌診斷和預(yù)后的預(yù)測(cè)價(jià)值還處于初步探索階段，仍缺乏大量臨床樣本的驗(yàn)證，尚未真正開(kāi)展其臨床應(yīng)用。

3 展 望

甲狀腺癌是由基因和表觀遺傳學(xué)分子表達(dá)異常誘發(fā)的疾病[41]。目前的研究涵蓋了與甲狀腺癌的發(fā)生、進(jìn)展相關(guān)的基因改變，包括點(diǎn)突變、基因拷貝數(shù)變異和基因異常甲基化等。越來(lái)越多的證據(jù)表明，lncRNAs可參與甲狀腺癌細(xì)胞多種生物學(xué)功能的調(diào)節(jié)，包括腫瘤細(xì)胞的增殖、存活、凋亡和轉(zhuǎn)移。然而，lncRNAs對(duì)于甲狀腺癌診斷和預(yù)后的預(yù)測(cè)價(jià)值還處于初步探索階段，仍缺乏大量臨床樣本的驗(yàn)證，尚未真正開(kāi)展其臨床應(yīng)用研究，并且lncRNAs在甲狀腺癌中的作用和機(jī)制也仍需要進(jìn)一步深入探索。其中一些lncRNAs很可能成為甲狀腺癌的診斷、預(yù)后的生物標(biāo)志物和潛在治療靶點(diǎn)，能為提高甲狀腺癌患者的治愈率提供新思路。

作者聲明：本文全部作者對(duì)于研究和撰寫(xiě)的論文出現(xiàn)的不端行為承擔(dān)相應(yīng)責(zé)任；并承諾論文中涉及的原始圖片、數(shù)據(jù)資料等已按照有關(guān)規(guī)定保存，可接受核查。

學(xué)術(shù)不端：本文在初審、返修及出版前均通過(guò)中國(guó)知網(wǎng)(CNKI)科技期刊學(xué)術(shù)不端文獻(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)的學(xué)術(shù)不端檢測(cè)。

同行評(píng)議：經(jīng)同行專(zhuān)家雙盲外審，達(dá)到刊發(fā)要求。

利益沖突：所有作者均聲明不存在利益沖突。

文章版權(quán)：本文出版前已與全體作者簽署了論文授權(quán)書(shū)等協(xié)議。