甲狀腺癌相關(guān)長(zhǎng)鏈非編碼RNA研究進(jìn)展

朱楚夢(mèng) 盧洪勝 陳琪

甲狀腺癌是最常見(jiàn)的內(nèi)分泌惡性腫瘤[1]。文獻(xiàn)報(bào)道我國(guó)甲狀腺癌年齡標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)病率為2.8/10萬(wàn)[2]。2018年全球范圍內(nèi)，甲狀腺癌新增病例567 000例，發(fā)病人數(shù)占所有癌癥發(fā)病人數(shù)的3.1%[3]，且發(fā)病率還在持續(xù)上升。甲狀腺癌分為甲狀腺濾泡狀癌、甲狀腺乳頭狀癌、甲狀腺髓樣癌和甲狀腺未分化癌，臨床以甲狀腺乳頭狀癌為主，約占85%[4]。近年來(lái)，關(guān)于甲狀腺癌的發(fā)生、發(fā)展及預(yù)后的研究不斷增多，特別是長(zhǎng)鏈非編碼RNA（long non-coding RNA,lncRNA）在甲狀腺癌中的作用機(jī)制仍有待進(jìn)一步探索?，F(xiàn)就甲狀腺癌相關(guān)lncRNA的研究進(jìn)展作一綜述。

1 lncRNA概述

非編碼RNA根據(jù)其核苷酸長(zhǎng)度是否超過(guò)200個(gè)核苷酸分為兩大類：一種是核苷酸長(zhǎng)度＜200個(gè)的短鏈非編碼 RNA，以微小 RNA（microRNA,miRNA）為主[5]，另一種則是lncRNA。lncRNA缺少完整的閱讀框架，不編碼蛋白質(zhì)。起初，lncRNA被認(rèn)為是基因轉(zhuǎn)錄的“噪音”，不具備生物學(xué)功能而被人們所忽視[6]。直到2007年lncRNA HOTAIR功能的發(fā)現(xiàn)，lncRNA才進(jìn)入人們的視線。許多研究揭示了lncRNA在基因調(diào)控中的關(guān)鍵作用，關(guān)于lncRNA的研究已經(jīng)成為了人類癌癥研究的前沿領(lǐng)域。lncRNA主要參與染色質(zhì)、轉(zhuǎn)錄、剪接和轉(zhuǎn)錄后等不同水平上的各種基因表達(dá)的表觀遺傳調(diào)控。它們?cè)诒碛^遺傳上調(diào)節(jié)許多重要基因的表達(dá)，而這些基因都參與了重要的細(xì)胞生物學(xué)過(guò)程，如細(xì)胞自噬、增殖、侵襲、遷移、凋亡和間充質(zhì)干細(xì)胞分化等[7]。學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)lncRNA的調(diào)節(jié)功能多種多樣，如lncRNA通過(guò)海綿吸附影響miRNA功能，如Chen等[8]發(fā)現(xiàn)lncRNA通過(guò)影響miRNA-9促進(jìn)細(xì)胞凋亡。lncRNA能與染色質(zhì)修飾劑非特異性結(jié)合調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子，如lncRNA RMST通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子SRY盒轉(zhuǎn)錄因子2（SRY-box transcription factor 2,SOX2）促進(jìn)神經(jīng)元的分化[9]。由此可見(jiàn)，lncRNA在不同的疾病中，存在不同的影響途徑。lncRNA XLOC_009167被發(fā)現(xiàn)在肺癌中高表達(dá)且發(fā)現(xiàn)其對(duì)肺癌的診斷價(jià)值高于傳統(tǒng)肺癌生物標(biāo)志物[10]。這表明lncRNA有望成為癌癥診斷的潛在生物標(biāo)志物。

2 lncRNA在甲狀腺癌中的作用方式

2.1 與特定蛋白結(jié)合，調(diào)節(jié)蛋白活性 研究表明lncRNA能通過(guò)與特定蛋白結(jié)合調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的活性或穩(wěn)定性來(lái)發(fā)揮其生物學(xué)作用。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)lncRNA LINC00941可直接結(jié)合鈣粘蛋白6（cadherin 6,CDH6）調(diào)節(jié)其活性從而促進(jìn)甲狀腺癌的侵襲性[11]。CDH6參與協(xié)調(diào)細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)和細(xì)胞間相互作用，沉默lncRNA LINC00941通過(guò)抑制CDH6的表達(dá)來(lái)誘導(dǎo)細(xì)胞骨架發(fā)生特殊的重組從而抑制甲狀腺癌細(xì)胞的遷移能力。

2.2 調(diào)控編碼蛋白基因啟動(dòng)子，干擾基因表達(dá) lncR－NA RAIN是調(diào)控甲狀腺癌編碼蛋白增強(qiáng)子相關(guān)的lncRNA[12]，它通過(guò)與WD重復(fù)域5（WD repeat domain 5,WDR5）結(jié)合促進(jìn)其在RUNX家族轉(zhuǎn)錄因子2（RUNX2）啟動(dòng)子的定位從而促進(jìn)轉(zhuǎn)錄啟動(dòng)，同時(shí)lncRNA RAIN充當(dāng)負(fù)延伸因子負(fù)延伸系數(shù)復(fù)合構(gòu)件E（negative elongation factor complex member E,NELFe）復(fù)合物的誘導(dǎo)劑和隔離劑，阻止NELFe復(fù)合物與RUNX2啟動(dòng)子結(jié)合從而抑制其對(duì)轉(zhuǎn)錄延伸的抑制功能。Zhao等[13]發(fā)現(xiàn)lncRNA LINC00313與無(wú)芒類同源異型盒4（aristalesslike homeobox 4,ALX4）啟動(dòng)子區(qū)結(jié)合，募集DNA甲基化相關(guān)蛋白DNA甲基轉(zhuǎn)移酶1和DNA甲基轉(zhuǎn)移酶3B來(lái)促進(jìn)ALX4啟動(dòng)子區(qū)域甲基化，抑制ALX4的表達(dá)，激活A(yù)KT/mTOR信號(hào)通路，從而促進(jìn)甲狀腺癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲能力。

2.3 通過(guò)海綿吸附作用調(diào)節(jié)miRNA生物學(xué)功能 lncRNA可作為小分子RNA（如miRNA）的前體分子，調(diào)控其表達(dá)。研究發(fā)現(xiàn)lncRNA可以通過(guò)海綿吸附miRNA，充當(dāng)miRNA的內(nèi)源競(jìng)爭(zhēng)RNA（competing endogenous RNAs,ceRNA）來(lái)影響甲狀腺癌的進(jìn)展：lncRNA TUG1通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性海綿吸附miR-145發(fā)揮促進(jìn)甲狀腺癌增殖、侵襲和上皮細(xì)胞間充質(zhì)轉(zhuǎn)化的作用[14]。lncRNA MCM3AP-AS負(fù)調(diào)節(jié)miR-211-5p，導(dǎo)致miR-211-5p的靶蛋白SPARC表達(dá)下調(diào)[15]。lncRNA LINC00460調(diào)控miR-485-5p促進(jìn)絲氨酸/蘇氨酸激酶（serine/threonine kinase,Raf1）表達(dá)從而促進(jìn)甲狀腺癌進(jìn)展，敲低lncRNA LINC00460抑制體內(nèi)腫瘤生長(zhǎng)[16]。

3 lncRNA在甲狀腺癌發(fā)生、發(fā)展中的調(diào)控機(jī)制

3.1 調(diào)控自噬 自噬是一種進(jìn)化高度保守的分解代謝過(guò)程，對(duì)維持細(xì)胞穩(wěn)態(tài)和適應(yīng)各種應(yīng)激情況是必不可少的[17]。大量研究證實(shí)自噬是包括癌癥在內(nèi)的多種疾病發(fā)病機(jī)制的重要參與者，同時(shí)自噬受到多種因素的調(diào)控，如lncRNA。lncRNA GAS8-AS1通過(guò)激活自噬并增加自噬相關(guān)蛋白 5（autophagy related proteins5,ATG5）的表達(dá)來(lái)抑制甲狀腺癌的增殖，同時(shí)下調(diào)ATG5可逆轉(zhuǎn)lncRNA GAS8-AS1介導(dǎo)的自噬激活[18]。lncRNA BANCR在甲狀腺癌組織中過(guò)表達(dá)并且促進(jìn)甲狀腺癌細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲能力，同時(shí)過(guò)表達(dá)lncRNA BANCR導(dǎo)致LC3Ⅱ/LC3Ⅰ比值增加[19]。這意味著lncRNA可通過(guò)激活自噬從而影響甲狀腺癌的進(jìn)展，這為尋找甲狀腺癌的治療提供了新的理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

3.2 調(diào)控凋亡 細(xì)胞凋亡是指為維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)，由基因控制的細(xì)胞自主有序的死亡，是細(xì)胞的主動(dòng)過(guò)程，細(xì)胞凋亡在許多過(guò)程中都起著重要作用，包括胚胎發(fā)育、正常細(xì)胞更新、神經(jīng)元選擇和免疫細(xì)胞穩(wěn)態(tài)[20]。腫瘤細(xì)胞對(duì)凋亡的抗性是大多數(shù)癌癥的放療抗性和化療抗性的主要原因，因此對(duì)細(xì)胞凋亡的調(diào)控是改善癌癥治療的關(guān)鍵目標(biāo)之一。lncRNA LINC01410通過(guò)靶向miR-3619-5P來(lái)正向調(diào)節(jié)叉頭箱M1（forkhead box M1,FOXM1）蛋白的表達(dá)從而促進(jìn)甲狀腺癌細(xì)胞的增殖和凋亡[21]。有學(xué)者通過(guò) 64例甲狀腺癌與癌旁組織的qRT-PCR實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)lncRNA PANDAR在甲狀腺癌組織中高表達(dá)，并且通過(guò)沉默lncRNA PANDAR后甲狀腺癌細(xì)胞增殖被阻滯在G0/G1期，并且細(xì)胞周期蛋白細(xì)胞周期檢測(cè)點(diǎn)激酶 1（cell cycle checkpoint kinase 1,CHK1）、細(xì)胞分裂周期因子25A（cell division cycle factor 25A,CDC25A）和G1/S-特異性周期蛋白-D1（G1/s-specific cyclin-D1,cyclin-D1）表達(dá)下降，同時(shí)發(fā)現(xiàn)抗凋亡蛋白B淋巴細(xì)胞瘤-2（B-cell lymphoma-2,BCL-2）表達(dá)降低，這表明lncRNA PANDAR可正向調(diào)控甲狀腺癌細(xì)胞凋亡和增殖[22]。lncRNA RP11-476D10.1在甲狀腺癌組織中高表達(dá)，沉默lncRNA RP11-476D10.1可誘導(dǎo)凋亡相關(guān)蛋白Beclin1、BAX的表達(dá)并降低抗凋亡蛋白BCL-2表達(dá)[23]。另一項(xiàng)相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA AFAP-AS1在甲狀腺癌組織和細(xì)胞系中表達(dá)均升高，同時(shí)發(fā)現(xiàn)敲低lncRNA AFAP-AS1后凋亡相關(guān)蛋白半胱氨酸蛋白酶-9（caspase-9）和半胱氨酸蛋白酶-3（caspase-3）表達(dá)升高[24]。由此可見(jiàn)，敲低甲狀腺癌相關(guān)lncRNA可以通過(guò)調(diào)控細(xì)胞凋亡促進(jìn)腫瘤細(xì)胞死亡，最終達(dá)到抑制腫瘤進(jìn)展的效果。這使得他們可能成為甲狀腺癌新的診斷和治療靶標(biāo)。

3.3 調(diào)節(jié)信號(hào)通路 迄今為止發(fā)現(xiàn)的腫瘤常見(jiàn)信號(hào)通路有很多，比如Notch通路、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β（transforming growth factor-β,TGF-β）通路、Wnt信號(hào)通路、JAK-STAT通路、Raf-P13K-mTOR通路等。研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA通過(guò)多種信號(hào)通路影響不同腫瘤的進(jìn)展。lncRNA XIST在甲狀腺癌組織中高表達(dá)并且通過(guò)使miR-34a海綿化并調(diào)節(jié)下游MET-P13K-AKT信號(hào)通路來(lái)促進(jìn)甲狀腺癌細(xì)胞的增殖、侵襲等能力[25]。TGF-β信號(hào)通路在腫瘤發(fā)生、發(fā)展中起著重要的作用。研究發(fā)現(xiàn)lncRNA FOXD3-AS1通過(guò)調(diào)控TGF-β-Smads信號(hào)通路從而促進(jìn)甲狀腺癌在體內(nèi)外的侵襲性生物學(xué)行為并且qRT-PCR實(shí)驗(yàn)證實(shí)lncRNA FOXD3-AS1在甲狀腺癌組織中表達(dá)高于癌旁組織[26]。敲低lncRNA LUCAT1能誘導(dǎo)p53表達(dá)，并上調(diào)下游凋亡相關(guān)蛋白BAX表達(dá)，從而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡改變細(xì)胞周期而影響甲狀腺癌的進(jìn)展[27]。

3.4 誘導(dǎo)腫瘤干細(xì)胞形成 腫瘤干細(xì)胞屬于腫瘤的一類亞群，它可能啟動(dòng)腫瘤發(fā)生，誘導(dǎo)化療和放療的抗性，具有多能特性，并可能導(dǎo)致復(fù)發(fā)性和轉(zhuǎn)移性疾病，因此抑制腫瘤干細(xì)胞的特性有助于腫瘤的治療。lncRNA H19和雌激素受體 β（estrogen receptorβ,ERβ）在甲狀腺癌干細(xì)胞中高表達(dá)，雌二醇（Estradiol,E2）通過(guò)ERβ促進(jìn)H19轉(zhuǎn)錄，沉默lncRNA H19可以抑制E2誘導(dǎo)的球形成能力，同時(shí)ERβ耗竭顯著逆轉(zhuǎn)lncRNA H19介導(dǎo)的甲狀腺癌細(xì)胞莖狀能力，這表明在甲狀腺癌中H19可能能夠影響腫瘤干細(xì)胞的能力[28]。Wang等[29]發(fā)現(xiàn)lncRNA BANCR在甲狀腺癌組織中高表達(dá)，同時(shí)可以通過(guò)Raf/MEK/ERK信號(hào)通路促進(jìn)甲狀腺腫瘤干細(xì)胞標(biāo)志物L(fēng)GR5和上皮細(xì)胞黏附分子（epithelial cell adhesion molecule,EPCAM）表達(dá)。同時(shí)Gao等[30]發(fā)現(xiàn)低表達(dá)的lncRNA LINC00311能夠抑制腫瘤干細(xì)胞標(biāo)志物乙醛脫氫酶 1（Aldehyde dehydrogenase 1,ALDH1）、簇分化抗原44 （cluster differentiation antigen,CD44）、NANOG、SOX2和OCT4的表達(dá)，這說(shuō)明lncRNA LINC00311敲低抑制了甲狀腺癌中的干細(xì)胞性和球狀體形成。綜上所述，lncRNA可通過(guò)誘導(dǎo)腫瘤干細(xì)胞形成促進(jìn)甲狀腺癌的進(jìn)展。

4 結(jié)語(yǔ)

目前關(guān)于甲狀腺癌與lncRNA關(guān)系的研究越來(lái)越多，如lncRNA BANCR等lncRNA已應(yīng)用于臨床診斷，但是這些lncRNA仍然未能滿足臨床診斷和治療的所有需求。許多研究表明，lncRNA在調(diào)節(jié)甲狀腺癌細(xì)胞活性中也發(fā)揮著作用。此外，甲狀腺癌中l(wèi)ncRNA的其他方面也正在進(jìn)行研究。例如，目前細(xì)針穿刺活檢和細(xì)胞學(xué)檢查是甲狀腺癌的主要診斷手段，但是至少有20%的活檢顯示細(xì)胞學(xué)檢查結(jié)果不清楚，不能區(qū)分惡性結(jié)節(jié)和良性結(jié)節(jié)，導(dǎo)致這些患者的管理不善。細(xì)針穿刺活檢中與癌癥相關(guān)的lncRNA的檢測(cè)可能會(huì)成為檢測(cè)甲狀腺惡性腫瘤的有效策略。目前應(yīng)深入研究lncRNA在甲狀腺癌中的具體作用及機(jī)制。相信隨著對(duì)甲狀腺癌有關(guān)lncRNA研究的深入，未來(lái)可能會(huì)找到對(duì)甲狀腺癌高度敏感的lncRNA作為甲狀腺癌的早期診斷和治療靶點(diǎn)。