長鏈非編碼RNA在甲狀腺乳頭狀癌發(fā)生機制及臨床應(yīng)用的研究進展

韋柳興，李楊宏，盧冠銘

(1.右江民族醫(yī)學(xué)院研究生學(xué)院，廣西 百色 533000；2.右江民族醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院腺體外科，廣西 百色 533000)

甲狀腺乳頭狀癌(papillary thyroid cancer，PTC)是頭頸部內(nèi)分泌器官中最常見的惡性腫瘤之一，近年來發(fā)病率逐年增加[1]，其5年死亡率不到2%，但是定期追蹤發(fā)現(xiàn)超過25%的PTC患者在很長一段時間內(nèi)會復(fù)發(fā)[2]。長鏈非編碼(long noncoding RNA，LncRNA)是從一組不完全注釋的基因轉(zhuǎn)錄而來的非蛋白質(zhì)編碼RNA轉(zhuǎn)錄物，它是一類相對知之甚少的RNA，幾乎沒有編碼能力[3]。最近幾年，隨著基因芯片和高通量測序技術(shù)的發(fā)展，越來越多研究[4]證實LncRNA在PTC的增殖、侵襲和遷移過程中發(fā)揮重要作用。為深入了解LncRNA與PTC的內(nèi)在關(guān)系，本文就LncRNA在PTC中的作用及發(fā)生機制、臨床應(yīng)用(診斷、治療作用和預(yù)后價值判斷)綜述如下。

1 LncRNA在PTC發(fā)生發(fā)展中的作用及作用機制

目前對于LncRNA在PTC中的作用的相關(guān)研究尚處于起步階段，但隨著基因芯片和高通量的測序技術(shù)的發(fā)展，研究者們[2-3]在PTC及癌旁組織中發(fā)現(xiàn)多種LncRNA，包括抑癌性LncRNA(MEG3、NAMA)、致癌性LncRNA(CCAT1、PVT1)、致癌和抑癌雙重作用的LncRNA(BANCR、H19)等，它們在PCT的發(fā)生與發(fā)展中發(fā)揮著腫瘤抑制或致癌作用。

1.1MEG3 LncRNA MEG3(long non-coding RNA maternally expressed 3)位于人類染色體 14q32.3區(qū)域的印跡 DLK1-MEG3基因座上，由10個外顯子組成，長度約為 1，600 nt。MEG3在腦、胃、肝、胰腺和卵巢等多個器官中正常表達，在一些腫瘤組織中表達水平喪失或降低，在各類型的癌癥中MEG3啟動子的基因組織缺失和異常甲基化，導(dǎo)致腫瘤組織中MEG3下調(diào)[5]。Wang C等[6]通過qrT-PCR檢測PTC每個LncRNA的表達、構(gòu)建MEG3過度表達載體及用MEG3-MSCV病毒或陰性對照(NC)感染TPC-1和HTH83細胞進行評估，最終證實了MEG3的過度表達抑制PTC細胞的遷移和侵襲。此外，通過雙熒光素酶測定3UTR 內(nèi)的特定靶位點表明Rac1的表達與PTC組織中的MEG3表達呈負相關(guān)，表明MEG3通過靶向Rac1基因作為遷移和侵襲的新型抑制劑。研究表明[7]在131I抗性FTC-133和TPC-133細胞中MEG3的表達下降，而miR-182表達明顯增加；此外，MEG3過表達抑制131I抗性細胞的活性，促進細胞凋亡并誘導(dǎo)DNA損傷，最后證實MEG3通過海綿吸附miR-182使PTC對131I的敏感性增強。可見MEG3對PTC具有抑制作用，可作為PTC治療的靶點，但其具體分子通路、作用機制尚未明確，還需進一步探索與證實。

1.2NAMA LncRNA NAMA(long non-coding RNA associated with MAP kinase pathway and growth arrest)是一種與MAP激酶途徑和生長停滯有關(guān)的LncRNA，是2007年首次發(fā)現(xiàn)的PTC中第一個LncRNA。NAMA在人體組織中幾乎不表達，因缺乏顯著的ORF，并且大多數(shù)外顯子在人和小鼠之間顯示出非常低的序列同一性，故其被認為不是編碼蛋白質(zhì)的基因，而是非編碼RNA[8]。Yoon H等[9]發(fā)現(xiàn)在帶有BRAF(V600E)突變的PTC組織中NAMA低表達后，進一步測試NAMA是否受MAPK途徑的調(diào)控，結(jié)果證明NAMA不僅被BRAF或MEK抑制劑誘導(dǎo)，也可由NPA87細胞中的血清耗竭誘導(dǎo)，而不是由突變型BRAF的K1細胞來誘導(dǎo)。因此認為，通過MAPK途徑調(diào)節(jié)NAMA的表達并非只針對甲狀腺細胞。Zheng H等[10]通過RT-PCR分析了40對PTC組織及相鄰的正常組織中NAMA的表達情況，發(fā)現(xiàn)與正常組織相比，PTC中的NAMA表達顯著下調(diào)。由于甲狀腺細胞的增殖和功能是通過TSH與其受體的相互作用介導(dǎo)的，因此使用PTC的IHH-4細胞系來研究沉默的NAMA對TSH表達的影響，結(jié)果NAMA并未對IHH-4細胞系中TSH的表達產(chǎn)生顯著的影響。綜合以上研究：對于PTC，可通過MAPK途徑調(diào)控降低NAMA水平濃度，從而達到抑制PTC的進一步發(fā)展的目標，但具體方案及機制仍需廣大科研工作者進一步研究與探索。

1.3CCAT1 LncRNA CCAT1(long non-coding RNA colon cancer-associated transcript 1)又稱為CARLo-5或CCAT1-S，其基因定位于染色體 8q24.21上，長度為2826 nt[11]。劉麗云等[12]通過檢測人正常甲狀腺細胞Nthy-ori3-1及PTC TPC-1中CCAT1的表達水平，發(fā)現(xiàn)人PTC TPC-1中 CCAT1的表達水平明顯高于人正常甲狀腺細胞Nthy-ori3-1，并且在PTC中下調(diào)表達CCAT1可抑制癌細胞的侵襲、遷移能力，能通過影響B(tài)RAF、MUC15、RKIP蛋白的表達發(fā)揮上述功能。Boloix A等[13]研究顯示CCAT1在FTC-133細胞上表現(xiàn)的促進細胞活力、增殖、遷移和侵襲功能是通過抑制miR-143激活PI3K/AKT和MAPK信號通路。此外，CCAT1通過下調(diào)miR-143可促進FTC-133細胞中血管內(nèi)皮生長因子的表達，其可作為miR-143的競爭性內(nèi)源RNA?？梢?，我們可通過調(diào)節(jié)BRAF、MUC15、RKIP等相關(guān)蛋白，抑制PI3K/AKT和MAPK信號通路，降低CCAT1的表達水平，從而抑制PTC的發(fā)展。

1.4PVT1 LncRNA PVT1(long non-coding RNA plasmacytoma variant translocation 1)是由漿細胞瘤變種1基因編碼的一個LncRNA，它由1716個堿基組成，具有9～12個外顯子，位于8q24.21染色體上，該染色體區(qū)域因缺乏蛋白質(zhì)編碼基因被稱為基因沙漠，是包括易位、擴增、病毒整合的多重風(fēng)險位點，與癌癥的易感性及進展密切相關(guān)[14]。Zhang R等[15]的研究發(fā)現(xiàn)PVT1在從NT到PTC過程中均高度表達，其在PTC的發(fā)生發(fā)展中具有重要的調(diào)節(jié)作用。Feng K等[16]研究發(fā)現(xiàn)在PTC組織中PVT1高度表達，其表達與PTC的TNM分期、預(yù)后密切相關(guān)。該團隊進一步研究其機制發(fā)現(xiàn)，LncRNA PVT1可通過與miR-30a競爭性結(jié)合來增強IGF1R的表達，從而增強PTC細胞的侵襲力和活力。以上研究說明LncRNA PVT1與PTC密切相關(guān)，我們可通過慢病毒轉(zhuǎn)染、抑制LncRNA PVT1與miR-30a競爭性結(jié)合來降低PVT1的表達水平，抑制PTC細胞增殖、減弱其侵襲力和活力，從而延緩PTC的進展。

1.5BANCR LncRNA BANCR(BRAF-activated long non-coding RNA)是由BRAF基因發(fā)生BRAFV600E位點基因突變后激活產(chǎn)生的非蛋白質(zhì)編碼RNA，其基因位于9號染色體上且有4個外顯子，全長為693 bp[17]。最初于2012年由Flockhart RJ等[18]在具有BRAFV600E突變的黑色素瘤組織中發(fā)現(xiàn)，BANCR在黑色素瘤組織中高表達，并且與黑色素瘤的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移能力密切相關(guān)。研究表明[19]，BANCR可通過調(diào)節(jié)各種機制(包括改變細胞的增殖和遷移)來促進或抑制腫瘤的發(fā)生，其表達和功能具有組織特異性，既可以作為癌基因，又可以作為腫瘤抑制劑。Wang Y等[20]研究發(fā)現(xiàn)，BANCR在PTC組織和BCPAD細胞系中過表達，并且BANCR的過表達上調(diào)了c-Raf、MEK1/2和ERK1/2的表達，通過U0126的處理可抑制其作用。Zhou Q等[21]通過RT-PCR分析40對PTC組織及相鄰的正常組織相比BANCR表達明顯上調(diào)，PTC衍生細胞系(IHH-4)中的沉默BANCR 通過EZH2 染色質(zhì)募集減少導(dǎo)致TSHR表達的顯著抑制。結(jié)果表明，BANCR可通過調(diào)節(jié)細胞周期蛋白和TSHR來促進PTC的發(fā)生。然而，Liao T等[22]通過RT-PCR評估92例患者PTC組織和其他正常甲狀腺組織中BANCR的表達水平，同時使用慢病毒載體建立PTC細胞系來研究BANCR過表達對癌細胞增殖、凋亡、遷移、侵襲的影響，結(jié)果表明，PTC組織中BANCR的表達水平明顯低于正常組織，BANCR的過表達減少了PTC細胞的增殖并促進了細胞的凋亡，抑制了轉(zhuǎn)移。Zhang J等[23]的研究發(fā)現(xiàn)BANCR在PTC中的異常表達與腫瘤的大小、淋巴結(jié)的轉(zhuǎn)移呈負相關(guān)，BANCR的過表達抑制了癌細胞的增殖和轉(zhuǎn)移，并且BANCR通過激活ERK-MAPK和PI3K-AKt通路調(diào)節(jié)PTC細胞的增殖和轉(zhuǎn)移。綜上研究，BANCR通過調(diào)節(jié)細胞周期的樞紐節(jié)點和相關(guān)信號通路，影響PTC細胞的增殖和轉(zhuǎn)移，說明了BANCR同細胞周期調(diào)控機制、信號通路機制密切相關(guān)，將為PTC的診治提供重要參考。

1.6H19 LncRNA H19(long non-coding RNA imprinted maternally expressed transcript)位于人類染色體11p15.5上，長度約為2.3kb核苷酸，在胚胎前組織、胚胎本身和大多數(shù)胎兒組織中均高表達，但產(chǎn)后H19的表達出現(xiàn)大水平下降[24]。LncRNA H19在多種人類癌癥中均出現(xiàn)表達異常，致癌機制錯綜復(fù)雜，并且H19的過表達在不同腫瘤中作用不同，例如：在食管癌、胃癌、乳腺癌中，H19過表達促進癌癥的發(fā)生和發(fā)展，然而，H19過表達在骨肉瘤和腎細胞癌中，具有抑制腫瘤的作用。lncRNA H19具有完全相反的功能，很大程度上取決于癌癥的類型、細胞環(huán)境和分子伴侶[25]。同樣，LncRNA H19在PTC中的作用也存在爭議。Jiao X等[26]研究發(fā)現(xiàn)H19在PTC中低表達，并與患者年齡、腫瘤大小、病理類型、轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。Liang WQ等[27]研究發(fā)現(xiàn)，PTC組織中的H19表達水平明顯高于癌旁或正常組織，可促進甲狀腺乳頭狀癌上皮-間質(zhì)的轉(zhuǎn)化過程，并促進PTC細胞的轉(zhuǎn)移和侵襲。然而，有其他研究者得出了相反的結(jié)論。Lan X等[28]研究發(fā)現(xiàn)H19在PTC組織和細胞系中下調(diào)，并且與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，H19的過表達可抑制PTC細胞的增殖和轉(zhuǎn)移，同時抑制蛋白腫瘤壞死因子受體2的表達。H19在PTC中的表達及作用差異可能與腫瘤直徑、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、腫瘤分期和樣本例數(shù)有關(guān)，具體有待進一步研究。以上研究提示LncRNA H19可能與PTC細胞的轉(zhuǎn)移和增殖相關(guān)，但目前研究結(jié)論尚不一致，若能進一步研究明確LncRNA H19與PTC細胞的轉(zhuǎn)移和增殖的關(guān)系，將對PTC的早期診斷產(chǎn)生重要意義。

2 LncRNA 在PTC中的臨床應(yīng)用

2.1LncRNA作為PCT的診斷生物學(xué)標志物 在甲狀腺疾病中最重要的是將甲狀腺良性疾病和惡性腫瘤區(qū)分開來，但僅僅憑臨床表現(xiàn)難以區(qū)分，還需要依靠輔助檢查，例如放射性核素掃描、高分辨率超聲檢查、細針穿刺細胞學(xué)檢查(FNAB)等。目前FNAB是甲狀腺結(jié)節(jié)術(shù)前診斷最重要的方法，因為它具有較高的診斷可靠性和較低的并發(fā)癥風(fēng)險。盡管大多數(shù)甲狀腺病變可以通過FNAB識別，但由于受腫物大小、病理類型和穿刺技術(shù)等各方面的影響，仍有部分甲狀腺結(jié)節(jié)不能得到準確的診斷[29]。LncRNA的表達模式具有組織特異性，這使它們成為高度特異性診斷標記物的編碼RNA。Zhang K等[30]通過對76例PTC患者的研究發(fā)現(xiàn)，DANCR在PTC組織中表達下降，其表達與臨床分期和浸潤程度呈負相關(guān)，并且DANCR可以將PTC與正常組織區(qū)分開來，其診斷PTC的靈敏度為 85.29%，特異性為 66.18%。這項研究為DANCR作為新型診斷標記檢測PTC提供了證據(jù)。另外一研究[31]發(fā)現(xiàn)，血漿中的LncRNA GAS8-AS1是診斷PTC的潛在重要生物標志物，PTC患者血漿中GAS8-AS1表達下調(diào)，其低水平表達與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，在LNM預(yù)測中，GAS8-AS1的接收器工作特性曲線下的面積為0.746。Liu J等[32]研究報道，與配對的非癌組織相比，MALAT1在PTC中表達上調(diào)，并且和腫瘤大小、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、疾病的相關(guān)階段密切相關(guān)。MALAT1在淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、甲狀腺外擴展、疾病分期預(yù)測的曲線下面積分別為0.6320、0.7192、0.7089和0.7000。淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移是PTC最主要的挑戰(zhàn)，復(fù)發(fā)性癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移需要反復(fù)手術(shù)，這就增加手術(shù)并發(fā)癥的風(fēng)險，影響患者的預(yù)后。超聲檢查對淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的識別靈敏度非常低，這就需要LncRNA在PTC的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移診斷中發(fā)揮重要的作用。以上研究表明，通過對LncRNA及其相關(guān)靶向調(diào)控通路的研究，有望為PTC的發(fā)生發(fā)展提供新的早期診斷標志物及治療方案。

2.2LncRNA作為PCT的治療靶標 PCT是最常見的甲狀腺惡性腫瘤，與其他亞型相比，其患者預(yù)后相對較好，然而對于遠處轉(zhuǎn)移或復(fù)發(fā)性PTC患者，目前常用的治療方案臨床效果仍不理想。因此，弄清LncRNA與PTC發(fā)病的相關(guān)機制可有助于改善PTC患者的治療現(xiàn)狀。研究[33]發(fā)現(xiàn)，ASMTL-AS1通過調(diào)節(jié)miR-93-3p/miR-660/FOXO1途徑在 PTC中起著新型的抑癌作用。靶向ASMTL-AS1及其下游途徑成為甲狀腺癌患者的潛在治療靶標。另有研究[34]發(fā)現(xiàn)LINC00460 通過調(diào)節(jié) LINC00460/miR-485-5p/Raf1軸誘導(dǎo)PTC細胞的增殖、遷移、侵襲和EMT，表明LINC00460是PTC的潛在生物標志物和治療靶標。綜上所述，以上總結(jié)和討論的LncRNA(MEG3、NAMA、CCAT1、PVT1、BANCR、H19、ASMTL-AS1、LINC00460)及其他具有致癌或抑癌性的LncRNA均有可能稱為PTC的潛在的新型治療靶標。

2.3LncRNA作為PCT的預(yù)后生物標志物 許多研究[34-35]已經(jīng)證實LncRNA的表達異常與PTC的發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移過程和預(yù)后密切相關(guān)，LncRNA為PTC的預(yù)后生物標志物。Gu Y等[35]分析TCGA基因數(shù)據(jù)庫發(fā)現(xiàn)EMX2OS在PTC中顯著下調(diào)，并且可獨立預(yù)測經(jīng)典PCT的無復(fù)發(fā)生存期，是PTC中有價值的預(yù)后生物標志物。若在未來能通過檢測特異性LncRNA精確判斷或預(yù)測PTC患者的預(yù)后情況，必將會對臨床診治方案產(chǎn)生重要指導(dǎo)意義。

3 結(jié)語

PTC和其他惡性腫瘤一樣，其發(fā)生、發(fā)展也是一個多基因綜合改變的復(fù)雜過程，盡管目前對 LncRNA 與PTC的作用機制和調(diào)控方式仍不完全明確，但上述多數(shù)研究均發(fā)現(xiàn)LncRNA濃度降低和人群PTC發(fā)病相關(guān)，且具有預(yù)測PTC是否復(fù)發(fā)的價值，是PTC治療的靶標，因此，LncRNA可作為評估PTC病情變化情況的標志物之一，在臨床上應(yīng)逐漸重視LncRNA對PTC防治的價值。但后續(xù)在PTC病因、早期診斷、分子靶向治療和預(yù)測預(yù)后LncRNA靶點或靶點組合等方面仍需要更多的動物和臨床實驗加以驗證。若能闡明LncRNA水平和PTC的因果關(guān)系，通過檢測特異性LncRNA判斷PTC的病情及預(yù)后情況，并制定公認的與PTC直接相關(guān)的濃度參考值，探究一種安全有效的防治策略，降低PTC的發(fā)生率，延緩其發(fā)展速度，改善患者的臨床預(yù)后，達到提高患者生活質(zhì)量的目的，最終減輕患者自身與社會經(jīng)濟負擔(dān)，必將會對臨床治療起重要指導(dǎo)意義。