長(zhǎng)鏈非編碼RNA在甲狀腺癌中的研究進(jìn)展

李寧 孟召偉 譚建

天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科 300052

甲狀腺癌是常見的內(nèi)分泌腫瘤，其發(fā)病率增長(zhǎng)迅速[1]。90%以上的甲狀腺癌為分化型甲狀腺癌（differentiated thyroid cancer，DTC）[2]，主要包括甲狀腺乳頭狀癌（papillary thyroid carcinoma，PTC）和甲狀腺濾泡狀癌（follicular thyroid carcinoma，F(xiàn)TC）兩種病理類型。DTC患者接受手術(shù)切除、131I消融和TSH抑制治療后預(yù)后通常較好，絕大多數(shù)患者10年生存率可達(dá)85%以上。甲狀腺未分化癌（anaplastic thyroid carcinoma，ATC）是惡性程度最高的甲狀腺癌，約為3%，患者總生存率僅為3～5個(gè)月[3]。

甲狀腺癌的發(fā)生發(fā)展與絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）/細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶（extracellular regulated protein kinases，ERK）通路和磷脂酰肌醇3-激酶（phosphatidylinositol-3-kinases，PI3K）/蛋白質(zhì)絲氨酸蘇氨酸激酶（proteinserine-threonine kinase，AKT）通路信號(hào)傳導(dǎo)失調(diào)密切相關(guān)[4]，某些基因遺傳失調(diào)導(dǎo)致上述兩條信號(hào)通路過度活化，使甲狀腺癌細(xì)胞過度增殖、轉(zhuǎn)移且不受控制。其中，BRAFV600E基因突變和RET/PTC等基因重排是最常見的遺傳改變[4]。近年來，長(zhǎng)鏈非編碼RNA（long non-coding RNAs，LncRNAs）受到研究者的極大關(guān)注，越來越多的研究發(fā)現(xiàn)[5]LncRNA與甲狀腺癌的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，其可在轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后以及表觀遺傳水平調(diào)控基因的表達(dá)，對(duì)甲狀腺癌細(xì)胞的增殖、凋亡、侵襲、轉(zhuǎn)移等方面具有重要的調(diào)節(jié)功能。這揭示了LncRNAs參與甲狀腺癌的發(fā)生發(fā)展，可為甲狀腺癌的分子診斷和判斷預(yù)后提供新思路，為難治性甲狀腺癌尋找治療新靶點(diǎn)。現(xiàn)將LncRNAs在甲狀腺癌中的最新研究進(jìn)展綜述如下。

1 LncRNAs的生物學(xué)特性和功能

LncRNAs是長(zhǎng)度超過200個(gè)核苷酸、本身不參與蛋白質(zhì)編碼但在多層面（表觀遺傳調(diào)控、轉(zhuǎn)錄調(diào)控以及轉(zhuǎn)錄后調(diào)控等）參與基因表達(dá)調(diào)控的一類RNA[6]，約占非編碼RNA的80%。與編碼RNA不同，LncRNAs保守性較低，呈時(shí)間和空間特異性表達(dá)。已有研究結(jié)果表明，LncRNAs參與染色質(zhì)的修飾、轉(zhuǎn)錄激活、核內(nèi)運(yùn)輸?shù)榷鄠€(gè)重要調(diào)控過程。一般來說，LncRNAs主要從以下3個(gè)層面實(shí)現(xiàn)對(duì)基因表達(dá)的調(diào)控，第一，對(duì)基因組表觀遺傳的調(diào)控：LncRNAs招募染色質(zhì)重構(gòu)復(fù)合體到特定位點(diǎn)進(jìn)而介導(dǎo)相關(guān)基因的表達(dá)沉默。第二，轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控：①LncRNAs轉(zhuǎn)錄可干擾相鄰基因的表達(dá)；②LncRNAs能通過封阻啟動(dòng)子區(qū)域干擾基因的表達(dá)；③LncRNAs可與RNA結(jié)合蛋白作用，并將其定位到基因啟動(dòng)子區(qū)從而調(diào)控基因表達(dá)；④LncRNAs也可通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子的活性實(shí)現(xiàn)基因表達(dá)調(diào)控。第三，轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)控：LncRNAs能夠在轉(zhuǎn)錄后水平通過與互補(bǔ)的mRNA形成雙鏈RNA（dsRNA），影響mRNA的加工、剪接、轉(zhuǎn)運(yùn)、翻譯和降解等過程，從而調(diào)控基因的表達(dá)[7]。在腫瘤組織中，LncRNAs可作為癌基因或腫瘤抑制因子與染色質(zhì)修飾酶和組蛋白相互作用，也可以通過PI3K/Akt和Wnt/β-catenin通路誘導(dǎo)上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial-mesenchymal transdifferentiation，EMT）[8]，在腫瘤血管生成、增殖、轉(zhuǎn)移中起重要作用[9]。

2 甲狀腺癌中異常表達(dá)的LncRNAs及其功能

2.1 致癌作用的LncRNAs

現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)多種LncRNAs在甲狀腺癌中表達(dá)升高，并可能通過不同的分子機(jī)制在甲狀腺癌的發(fā)生發(fā)展過程中起致癌作用。

2.1.1 核富集轉(zhuǎn)錄體1（nuclear enrichment abundant transcript 1，NEAT1）

NEAT1位于染色體11q13.1，有研究報(bào)道NEAT1與前列腺癌、肝癌、卵巢癌、急性早幼粒細(xì)胞白血病等多種惡性腫瘤的進(jìn)展密切相關(guān)。Li等[10]報(bào)道NEAT1在甲狀腺癌中表達(dá)增高，強(qiáng)烈促進(jìn)癌細(xì)胞生長(zhǎng)和侵襲，而在PTC細(xì)胞系TPC-1中下調(diào)NEAT1表達(dá)能顯著抑制細(xì)胞的生長(zhǎng)、侵襲和轉(zhuǎn)移。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)顯示敲低NEAT1可抑制裸鼠腫瘤細(xì)胞的存活、侵襲和致瘤潛力。研究結(jié)果表明，作為一種致癌LncRNAs，NEAT1與miRNA-214結(jié)合可抑制后者功能，通過對(duì)miRNA靶標(biāo)基因進(jìn)行轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)進(jìn)而驅(qū)動(dòng)甲狀腺癌的惡性進(jìn)展[11]。Zhang等[12]研究結(jié)果表明，NEAT1在PTC組織中的表達(dá)顯著高于癌旁組織，并可通過調(diào)控 miR-129-5p/激肽釋放酶7通路影響PTC細(xì)胞的增殖、凋亡和侵襲。Sun等[13]研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，NEAT1可以通過競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合miR-106b-5p，調(diào)控三磷酸腺苷酶家族蛋白2（ATAD2）的表達(dá)，在PTC中發(fā)揮抗凋亡及促侵襲轉(zhuǎn)移的作用。

2.1.2 轉(zhuǎn)移相關(guān)肺腺癌轉(zhuǎn)錄本1（metastasis-related lung adenocarcinoma transcript 1，MALAT1）

MALAT1位于染色體11q13.1，是一種參與細(xì)胞周期和遷移調(diào)節(jié)的LncRNAs，在肺癌、結(jié)腸癌、乳腺癌、胃癌、胰腺癌、膀胱癌[14]等多種惡性腫瘤中表達(dá)失調(diào)。Huang等[15-16]研究結(jié)果表明，F(xiàn)TC細(xì)胞系FTC133比ATC細(xì)胞系SW1736表達(dá)更高水平的MALAT1。MALAT1可通過調(diào)控成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子2的分泌而阻止免疫系統(tǒng)釋放炎性因子，促進(jìn)腫瘤增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移和血管生成。Zhang等[17]對(duì)195例良性和惡性甲狀腺腫瘤患者的研究結(jié)果顯示，MALAT1在PTC中的表達(dá)顯著高于正常甲狀腺組織，并參與腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移，但在低分化癌和未分化癌中MALAT1的表達(dá)則顯著低于正常組織，這提示MALAT1在不同病理類型的甲狀腺癌中作用各異。

在小鼠乳腺癌和肺癌模型中，通過基因敲除或反義寡核苷酸敲減MALAT1后可抑制腫瘤生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移[18]。此外，MALAT1被證明通過表觀遺傳沉默E-鈣粘蛋白表達(dá)來促進(jìn)EMT[19]。甲狀腺癌細(xì)胞中，轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β（TGFβ）介導(dǎo)的EMT可明顯上調(diào)MALAT1的表達(dá)[17]并增強(qiáng)細(xì)胞的侵襲能力[20]。

2.1.3 H19

H19位于染色體11p15.5，長(zhǎng)度約為2.3 kb，在乳腺癌、宮頸癌、膀胱癌、肝癌等腫瘤中表達(dá)增高。Liu等[21]研究報(bào)道，與正常甲狀腺細(xì)胞系和組織相比，H19在甲狀腺癌組織和甲狀腺癌細(xì)胞系中高表達(dá)，其可以結(jié)合miR-17-5p并上調(diào)下游靶基因YES1，促進(jìn)甲狀腺癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲，而敲減H19可導(dǎo)致甲狀腺癌細(xì)胞生長(zhǎng)停滯，減緩腫瘤在體內(nèi)外的惡性進(jìn)展。有研究發(fā)現(xiàn)高表達(dá)的H19與腫瘤直徑、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和TNM分期顯著相關(guān)，而且是生存率的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[22]。

Wang等[23]報(bào)道H19能通過負(fù)向調(diào)控胰島素受體底物-1（IRS-1），使PI3K/AKT信號(hào)通路和核因子κB失活，抑制細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移并誘導(dǎo)凋亡。Lan等[24]研究也表明，H19在PTC中有抑癌作用，其在PTC組織中呈顯著低表達(dá)并通過調(diào)控下游蛋白腫瘤壞死因子受體2，抑制PTC細(xì)胞的增殖和侵襲。

2.1.4 BRAF激活的非編碼RNA（BRAF-activated non-coding RNA，BANCR）

BANCR是長(zhǎng)度為693 bp的LncRNAs，因其被BRAF激活在黑素瘤中高表達(dá)并刺激細(xì)胞遷移而被首次發(fā)現(xiàn)并命名[25]。BANCR既是癌基因又是腫瘤抑制因子。Wang等[26-27]研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，BANCR在PTC中高表達(dá)并通過刺激自噬從而促進(jìn)PTC細(xì)胞增殖，抑制細(xì)胞凋亡。也可以通過激活Raf/MEK/ERK通路增強(qiáng)EMT，促進(jìn)腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移。Zheng等[28]報(bào)道，在PTC中BANCR表達(dá)高于正常甲狀腺組織，BANCR可激活TSH受體轉(zhuǎn)錄，顯著促進(jìn)PTC細(xì)胞系IHH-4（BRAF野生型）增殖。然而Liao等[29]研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，BANCR在PTC組織中表達(dá)下調(diào)，在PTC細(xì)胞系K1（BRAFV600E突變型）中過表達(dá)BANCR可顯著降低細(xì)胞增殖，并通過抑制MAPK/ERK通路促進(jìn)細(xì)胞凋亡，因此認(rèn)為BANCR在PTC中發(fā)揮抑癌基因的作用。上述差異可能與這些細(xì)胞系的BRAF基因狀態(tài)不同有關(guān)。

此外，還有一些LncRNAs高表達(dá)與甲狀腺癌有關(guān)，例如：HIT000218960表達(dá)增加與PTC淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、多灶性和TNM分期顯著相關(guān)[30]，其可能通過調(diào)節(jié)高移動(dòng)性A2蛋白的表達(dá)而起致癌作用[31]。NR_036575.1的高表達(dá)與甲狀腺外侵犯和腫瘤大小相關(guān)[32]。

2.2 抑癌作用的LncRNAs

2.2.1 NAMA

NAMA是與MAPK通路和生長(zhǎng)抑制相關(guān)的非編碼RNA，也是甲狀腺癌中發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)LncRNAs[33]。NAMA在包括甲狀腺癌在內(nèi)的多種腫瘤中表達(dá)下降[28,33]。用MAPK/ERK激酶抑制劑U0126處理甲狀腺癌細(xì)胞后NAMA顯著上調(diào)，這提示NAMA可能是MAPK/ERK通路的下游靶標(biāo)，并且可以通過該通路進(jìn)行負(fù)向調(diào)節(jié)。此外，用阿霉素和依托泊苷處理甲狀腺癌細(xì)胞，NAMA被上調(diào)后出現(xiàn)細(xì)胞生長(zhǎng)停滯和DNA損傷[33]。上述結(jié)果表明NAMA在甲狀腺癌中發(fā)揮抑制腫瘤的作用。

2.2.2 母系表達(dá)基因3（maternal expression gene 3，MEG3）

MEG3是一種在某些正常組織中表達(dá)但在腫瘤中表達(dá)缺失的LncRNAs。MEG3表達(dá)下降常見于非小細(xì)胞肺癌、膠質(zhì)瘤、前列腺癌、膀胱癌、胃癌和甲狀腺癌等[34]。Wang等[35]研究發(fā)現(xiàn)，MEG3在合并淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的PTC中比無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的PTC顯著下調(diào)，其表達(dá)水平與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。PTC中MEG3表達(dá)水平與Rac1呈負(fù)相關(guān)，MEG3通過靶向結(jié)合3′非翻譯區(qū)（3′UTR）下調(diào)Rac1蛋白，從而抑制腫瘤細(xì)胞的遷移和侵襲。上述結(jié)果表明，MEG3作為腫瘤抑制因子通過分子靶向Rac1參與甲狀腺癌細(xì)胞的遷移和侵襲的調(diào)節(jié)。

2.2.3GAS8-AS1

GAS8-AS1位于GAS8基因的第二個(gè)內(nèi)含子中。最近的研究結(jié)果表明，GAS8-AS1是我國PTC患者僅次于BRAF基因突變的第2位常見的突變基因（9.2%），GAS8-AS1突變與腫瘤分期密切相關(guān)[36]。GAS8-AS1在PTC組織中呈低表達(dá)，可顯著抑制PTC細(xì)胞增殖。Zhang等[37]發(fā)現(xiàn)低表達(dá)的GAS8-AS1與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)，GAS8-AS1診斷PTC淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的靈敏度為61.7%、特異度為90%。Qin等[38]對(duì)GAS8-AS1作用機(jī)制的研究發(fā)現(xiàn)，GAS8-AS1在PTC細(xì)胞系中通過調(diào)控自噬相關(guān)基因5（ATG5）激活細(xì)胞自噬，抑制腫瘤細(xì)胞增殖。

2.2.4 甲狀腺乳頭狀癌易感候選基因3（papillary thyroid carcinoma susceptibility candidate gene 3，PTCSC3）

PTCSC3位于染色體14q.13.3，長(zhǎng)度為1154 bp，PTCSC3導(dǎo)致PTC的易感性，其在甲狀腺中的表達(dá)具有高度組織特異性。PTCSC3在PTC中低表達(dá)，能抑制甲狀腺癌細(xì)胞的生長(zhǎng)并調(diào)控DNA的復(fù)制和修復(fù)；也可通過抑制S100鈣結(jié)合蛋白A4（S100A4）及其下游靶基因血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF）和基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP-9）的表達(dá)，導(dǎo)致細(xì)胞遷移性和侵襲性降低[39]。功能研究結(jié)果表明[40]，PTCSC3通過調(diào)控miR-574-5p抑制Wnt通路，抑制甲狀腺癌細(xì)胞生長(zhǎng)并誘導(dǎo)凋亡。

3 LncRNAs在甲狀腺癌診療中的應(yīng)用前景

許多LncRNAs與腫瘤的發(fā)生發(fā)展及轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，其表達(dá)有一定的組織特異性且能在組織和血液樣本中進(jìn)行檢測(cè)，這為進(jìn)一步探討LncRNAs在甲狀腺癌診斷和預(yù)后中的臨床應(yīng)用價(jià)值提供了可能性，但目前尚處于初始探索階段，缺乏大量臨床樣本的驗(yàn)證。

目前，有學(xué)者嘗試并探討使用LncRNAs做為甲狀腺癌診斷和預(yù)后的新指標(biāo)。NONHSAT037832在PTC組織中低表達(dá)且與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和腫瘤大小相關(guān)，Lan等[41]通過受試者工作特征曲線（ROC）評(píng)價(jià)NONHSAT037832，其診斷PTC的靈敏度為80%、特異度為86.2%，診斷淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的靈敏度為58.5%、特異度為70.4%。NONHSAT076754是纖連蛋白1轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物。Xia等[42]在72例PTC樣本（37例有轉(zhuǎn)移、35例無轉(zhuǎn)移）中發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)移灶有NONHSAT076754上調(diào)，并且是甲狀腺癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。NONHSAT076754結(jié)合甲狀腺超聲檢查能將PTC淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的診斷準(zhǔn)確率提高至87.5%，其靈敏度為91.9%、特異度為82.9%。Qiu等[43]在131I治療PTC肺轉(zhuǎn)移患者的研究中發(fā)現(xiàn)，131I攝取良好和不攝取131I的PTC患者血清中存在差異表達(dá)的LncRNAs，其中ENST0000046 2717、ENST00000415582、TCONS_00024700和NR_028494對(duì)于PTC肺轉(zhuǎn)移患者131I抵抗的發(fā)生有較高的診斷價(jià)值。Li等[44]通過癌癥基因組圖譜數(shù)據(jù)庫發(fā)現(xiàn)AC026150.8、CTD-2139B15.2、RP11-508M8.1、RP11-536N17.1表達(dá)量與患者術(shù)后生存時(shí)間密切相關(guān)，是預(yù)后的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，基于這4種LncRNAs構(gòu)建的生存模型可較好地評(píng)價(jià)患者生存狀況，評(píng)分較高的患者術(shù)后生存率更低。該模型也可有效評(píng)價(jià)PTC的復(fù)發(fā)，準(zhǔn)確率為91.7%、靈敏度為87.5%、特異度為92.3%。

綜上所述，目前甲狀腺癌中LncRNAs的研究尚處于初始探索階段，LncRNAs在甲狀腺癌發(fā)生發(fā)展中的作用、調(diào)控方式及具體機(jī)制仍不明確。隨著新一代測(cè)序和基因芯片技術(shù)的廣泛應(yīng)用，加之LncRNAs與甲狀腺癌關(guān)系研究的不斷深入，將有助于更加全面地揭示其在甲狀腺癌中的功能和作用機(jī)制，LncRNAs將有望成為甲狀腺癌診斷和預(yù)后評(píng)估新的生物標(biāo)志物及難治性甲狀腺癌藥物治療的潛在新靶點(diǎn)。