miRNAs在甲狀腺癌診療中的作用研究進展

田曉玲，華 川，，張 艷，趙 勇

(1. 湖北中醫(yī)藥大學，湖北 武漢 430061；2. 湖北省中醫(yī)院，湖北 武漢 430074)

甲狀腺癌是內(nèi)分泌科常見的惡性腫瘤，近年來甲狀腺癌患病率有上升的趨勢[1],甲狀腺癌可分為乳頭型(PTC)、濾泡型(FTC)、髓質(zhì)型(MTC)和未分化型(ATC)等，乳頭狀甲狀腺癌和濾泡型甲狀腺癌統(tǒng)稱為分化型甲狀腺癌(DTC)，DTC構成大多數(shù)甲狀腺癌，5年的生存率為98%，這主要得益于手術、RAI消融、TSH抑制治療的成功，但遺憾的是，大約有20%的患者會復發(fā)[2-3]。近年來，隨著分子生物學的不斷發(fā)展，越來越多的腫瘤學難題被攻克。miRNAs具有靶向多個基因和關鍵生物學過程的能力，這些分子作為生物標志物引起了廣泛的研究興趣[4]，相關研究表明甲狀腺癌的發(fā)生發(fā)展與miRNAs的異常表達有關，并在一定程度上作為判斷甲狀腺癌預后的標志以及作為靶點來治療甲狀腺癌。基于此，本文將從miRNAs在甲狀腺癌診療中的作用研究進展進行相關論述，以便更好地了解和治療甲狀腺癌。

1 miRNAs的相關論述

miRNAs是一種小的(大約22個核苷酸長度)非編碼單鏈RNA，構成了一類新的基因調(diào)控子。這些miRNAs由內(nèi)源性DNA轉錄，并由初級轉錄本(pri-miRNA)加工成發(fā)夾前體(pre-miRNAs)，它們調(diào)節(jié)細胞的生長、黏附、分化和凋亡等復雜的生物學行為[5]，自1993年發(fā)現(xiàn)第一個miRNA lin-4調(diào)控線蟲的胚胎發(fā)育，到2018年mirbase數(shù)據(jù)庫公布miRNAs數(shù)目已達到38 589個，miRNAs能夠同時針對數(shù)百個基因RNA降解或轉錄后翻譯抑制，可能調(diào)節(jié)多達三分之一的人類基因，對某些生物學功能包括細胞的存活、分化和生長至關重要，miRNAs也有能力調(diào)節(jié)細胞增殖和遷移，既可以作為癌基因也可以作為腫瘤抑制因子，調(diào)控腫瘤的發(fā)生發(fā)展和轉移[4]。

2 miRNAs與甲狀腺癌

2.1相關miRNAs在甲狀腺癌中的異常表達 與正常甲狀腺組織相比，甲狀腺癌組織中一些miRNAs異常表達,可能在甲狀腺癌的發(fā)病中起著關鍵作用。Pallante等[6]發(fā)現(xiàn)異常的miRNA表達譜可以清楚地將PTCs與正常甲狀腺組織區(qū)分開來，與正常甲狀腺組織相比，PTCs中的miR-221、miR-22、miR-181b顯著升高，miR-221、miR-22、miR-181b高度表達也在轉化的大鼠甲狀腺細胞系和甲狀腺癌變小鼠模型中被證實。這與He等[7]的研究結果有一致的地方，與正常甲狀腺組織相比，miR-221、miR-222、miR-146在PTC中的高表達為11～19倍,并進一步提出miR-146a要么在甲狀腺組織中沒有表達，要么表達水平非常低，認為研究中發(fā)現(xiàn)高表達的miR-146實際上是反映miR-146b的表達水平。而在李文祥等[8]的研究中進一步發(fā)現(xiàn)了miR-146a在PTC中表達高于結節(jié)性甲狀腺腫組織，抑制miRNA-146a的表達能夠使細胞的增殖能力和克隆形成率降低，其分子機制可能與抑制PCNA、cyclin D1和MMP9蛋白的表達有關。表明 miRNA- 146a 可能在 PTC 的發(fā)生發(fā)展過程中具有原癌基因的作用。有研究證實，miR-155甲狀腺癌中的表達明顯高于正常甲狀腺組織，且在HT合并PTC組織中則要高于單純HT或PTC,這可能與HT合并PTC情況下受免疫炎性反應和癌變雙重因素有關[23]。

張亞偉等[9]研究發(fā)現(xiàn)在PTC組織中有23個miRNAs表達發(fā)生明顯改變，其中miR-21在正常甲狀腺組織、HT和PTC組織中的表達是遞增的，miR-21與HT和PTC的發(fā)生關系密切，可能在HT向PTC轉化過程中起重要調(diào)控作用，但其作用機制尚需進一步研究。

Dettmer等[10]應用 miRNA 芯片檢測發(fā)現(xiàn)，在濾泡型甲狀腺癌組織中 miR-182、mir-183、miR-221、miR-222、miR-125a-3p的表達上調(diào)，miR-542-5p、miR-574-3p、miR-455、miR-199a 的表達下降; 同時，miR-885-5p 在嗜酸細胞性 FTC (0FTc)中的表達顯著高于常見的 FTC(cFTc)、甲狀腺腺瘤和增生性結節(jié)。

相關研究表明除了常見的DTC中可見miRNAs的異常表達，在較少見的甲狀腺癌中也可見到miRNAs的表達失調(diào)，如在MTC中可見miR-323/370/129/137/10a/124a/224/127/9/154高表達，在低分化甲狀腺癌的組織中可見miR-187/221/129/222/146b/ 339/183表達上調(diào)，在未分化甲狀腺癌中可見miR-302c/205/137/187/214/155/224/222/221表達上調(diào)，而miR-30d/125b/26a/30a-5p低表達[11]。

2.2miRNAs在甲狀腺癌診斷中的潛在價值 甲狀腺細針穿刺細胞學(FNAC)被認為是一種有用的診斷手段，也是一種篩查手段，在甲狀腺癌的檢測中，其總體準確率約為95%，在甲狀腺結節(jié)病變的評估過程中，F(xiàn)NAC仍是金標準，然而，F(xiàn)NAC也有它的缺點和診斷缺陷。主要問題是灰色地帶的病例，即懷疑是惡性腫瘤的病例。為了克服這一局限性，通過分子檢測方法，為細胞學上不確定的甲狀腺結節(jié)提供了更為精確的判斷，減少了不必要的手術[12]。

不同研究報道Gal-3可作為術前發(fā)現(xiàn)和有效篩選惡性轉化甲狀腺細胞的前瞻性標志物。Gal-3主要通過與糖蛋白結合，在細胞增殖、細胞間相互作用、細胞基質(zhì)粘附等過程中起關鍵作用[13]。陳麗麗等[14]在對Gal-3和miRNAs在甲狀腺癌的表達的研究中發(fā)現(xiàn)miR-322水平與Gal-3表達呈正相關，miR-322可以顯著抑制Gal-3野生型的熒光素酶活性，是Gal-3的靶基因，miR-322定位于14號染色體短臂21區(qū)，與腫瘤細胞的增殖、凋亡、侵襲、轉移均密切相關。并通過實時熒光定量檢測發(fā)現(xiàn)miR-322在PTC中高表達，其診斷PTC的靈敏度為85.6%，診斷效能與Gal-3基本一致，有可能與Gal-3一樣作為PTC的輔助診斷標志物，但此實驗僅初步分析了miR-322與Gal-3之間可能存在靶向調(diào)控關系，仍需細胞學進一步證實。

Lithwick-Yanai等[15]在對189個FNA涂片樣本進行miRNAs分析中發(fā)現(xiàn)通過miRNAs異常表達區(qū)分甲狀腺結節(jié)良惡性，其陰性預測值為91%；靈敏度為85%，特異性為72%，陽性預測值為99%；且miRNAs非常穩(wěn)定，無論是新鮮的還是固定的福爾馬林石蠟包埋都在組織中保存完整，故為甲狀腺標本術前分類提供了有價值的工具。

Benjamin等[16]在運用分子miRNAs檢測方法診斷不明確甲狀腺FNA涂片中發(fā)現(xiàn)miRNAs信號在RNA數(shù)量內(nèi)呈線性相關，可在臨床檢測中保持準確性的同時以極低的RNA量檢測，提高了不確定細胞學患者的診斷準確性，降低手術率和隨后發(fā)生代謝和解剖并發(fā)癥的風險。

Mazeh等[17]利用正常組織中各miRNAs表達的最高值作為惡行腫瘤的閾值，研究發(fā)現(xiàn)miR-21/31/146b/187/222表達增加，其中miR-146b,mIR-221，miR-222準確率最高，分別為96%，98%，92%，其特異性都為100%，miR-221在20例患者中有19例被正確診斷為惡行腫瘤。

由此可見，miRNAs作為基因調(diào)控子能夠為細胞學不確定的甲狀腺結節(jié)提供更為精確的判斷，減少臨床不必要的手術，有望成為診斷甲狀腺癌的新型生物標志物。

2.3miRNAs與甲狀腺癌的轉移及預后 甲狀腺癌患者在進行手術、RAI消融、TSH抑制治療之后是否發(fā)生轉移關系著其遠期預后。有研究結果顯示30%～80%的PTC患者在確診時即存在頸部淋巴結轉移,以頸部中央?yún)^(qū)最為常見，而FTC頸淋巴結轉移相對較少,血行傳播的遠處轉移更常見。頸部淋巴結轉移(LNM)是甲狀腺癌患者復發(fā)率增高和存活率降低的危險因素[18]。

IL17RD與其配體IL-17在炎癥反應的發(fā)生進展中發(fā)揮重要作用，它的異常表達被認為是上皮瘤形成的機制，但在腫瘤發(fā)生過程中的調(diào)控作用存在爭議，生物學預測發(fā)現(xiàn),在IL17RDmRNA的3 -UTR中存在miR-193a的靶位點。劉美宏等[19]在進行miR-193a與白細胞介素17受體D(IL17RD)在甲狀腺癌的表達中發(fā)現(xiàn)，IL17RD與甲狀腺癌腫瘤大小、臨床分期 、組織學分化程度、淋巴結轉移等病理特征有關。提示IL17RD在甲狀腺癌的發(fā)生進展中發(fā)揮致癌作用 ，且與腫瘤細胞的增殖、轉移有關。與正常甲狀腺組織、橋本甲狀腺炎、甲狀腺腺瘤、甲狀腺癌組織比較，miR-193a表達水平在甲狀腺癌組織中最低，而IL17RDmRN和蛋白表達水平在甲狀腺癌組織中顯著增加，miR-193a和IL17RDmRNA及蛋白表達水平與腫瘤大小、臨床分期、組織學分化程度及淋巴結轉移等臨床特征有關，miR-193a和IL17RD及蛋白表達均呈明顯負相關。提示 IL17RD是miR-193a的靶標之一 ，在甲狀腺癌組織中，miR-193a至少部分通過調(diào)控IL17RD表達而參與甲狀腺癌的發(fā)生發(fā)展及病情演變 。

miR-21被認為是miRNA轉錄的主要驅動因子，在多種實體腫瘤中呈現(xiàn)高表達，廣泛參與腫瘤細胞的增殖、分化及凋亡。在曹禮榮等[20]的研究中發(fā)現(xiàn)miR-21是DTC術后并發(fā)不良事件的敏感指標，其AUC 值為 0.748，說明 miRNA-21用于評判預后具有較高的預測價值，其預測臨界值為8.19 ng/mL，進一步分組比對發(fā)現(xiàn)，高于臨界值的 DTC 術后患者，其不良預后轉歸發(fā)生率遠高于低于臨界值的 DTC 術后患者。

Zhang等[21]的研究發(fā)現(xiàn)PTC患者腫瘤組織與正常組織相比，miR-451表達明顯下調(diào)，通過qRT-PCR檢測miR-451的表達，結果顯示miR-451的ROC分析，以確定其作為PTC生物標志物的可預測性。AUC的值為0.808，表明它是一種可靠的PTC的“良好”組織標記物。并且進一步研究發(fā)現(xiàn)miR-451在PTC患者伴有淋巴結轉移低于未轉移者，其AUC為0.690，miR-451有望成為預測PTC患者是否發(fā)生淋巴結轉移的生物標志物。

Liu等[22]采用qRT-PCR方法檢測PTC患者組織標本和血漿標本中miR-431的表達，與對照組相比，PTC組織和血漿樣本中miR-431的表達較低，在淋巴結轉移的PTC患者中miR-431的表達尤其低。Hedgehog(Hh)信號通路是腫瘤細胞生長、侵襲和轉移的重要介質(zhì)，miR-431的異常表達通過下調(diào)Glil的表達來抑制Hedgehog(Hh)信號通路來實現(xiàn)的。因此miR-431可作為PTC淋巴結轉移陽性患者的預測因子并可作為PTC治療的潛在靶點。但miR-431與Hedgehog(Hh)信號通路之間的非特異性分子機制尚需進一步研究。

張超等[23]研究發(fā)現(xiàn)發(fā)生腫瘤的腺外浸潤和遠處轉移患者甲狀腺腫瘤組織中 miR-155表達明顯高于未發(fā)生腺外浸潤和遠處轉移者，miR-155表達與腫瘤的腺外浸潤和遠處轉移相關，而與年齡、性別、腫瘤大小、TNM分期無明顯關聯(lián)，而朱有志等[24]的研究發(fā)現(xiàn)miR-155表達上調(diào)的PTC具有更大腫瘤病灶，甲狀腺包膜外更易受侵犯，更易發(fā)生頸部淋巴結轉移，其TNM分期更晚等臨床病理特點，揭示miR-155有望成為PTC預后的參考指標。

相關研究證實miR-193a-3p在甲狀腺乳頭狀癌組織中下調(diào)與甲狀腺乳頭狀癌的侵襲轉移有關[25]。miR-577通過靶向SphK2抑制甲狀腺乳頭狀癌細胞的增殖、遷徙和侵襲[26]。miR-221/-222基因簇，miR-10b、miR-92a在轉移性FTC組織中明顯高于未轉移的FTC組織，并認為miR-10b是評估濾泡型甲狀腺癌在初始手術階段轉移潛能的潛在預后因素[27]。

2.4miRNAs參與甲狀腺癌的相關機制研究

2.4.1調(diào)控信號通路 PI3K/Akt信號通路通過胞內(nèi)信號傳遞在細胞遷移、動員、分化和抗凋亡等細胞生存調(diào)節(jié)過程中發(fā)揮重要的作用[28]。Cleaved caspase-3是caspases級聯(lián)反應中下行的最關鍵蛋白酶， 在凋亡程序中起到中樞作用[29]。吳彬等[30]研究發(fā)現(xiàn)miR-150-5p在甲狀腺癌組織中表達異常升高，miR-150-5p與PI3K存在結合位點，經(jīng)雙熒光素酶報告基因分析顯示，PI3K與miR-150-5p具有靶向調(diào)控關系，抑制甲狀腺癌細胞TPC-1中miR-150-5p的表達后，PI3K表達明顯下調(diào)，miR-150-5p通過上調(diào)Cleaved caspase-3促進細胞凋亡，其調(diào)控作用可能與PI3K/Akt信號通路有關。 Boufraqech等[31]研究發(fā)現(xiàn)miR-145是腫瘤生長的38個主要調(diào)控因子，通過AKT3基因調(diào)控PI3K/Akt信號通路，作為甲狀腺癌的抑制基因。

魏寧等[32]進一步提出miR-205也許不僅通過調(diào)節(jié)VEGF-A的表達水平來影響甲狀腺癌的細胞的增殖，也可能通過c-src基因作用的下游通路FAK/ERK1/2途徑或調(diào)節(jié)HMGB3蛋白水平等其他作用機制來抑制甲狀腺癌細胞的增殖、轉移及促進凋亡。

2.4.2影響細胞的遷徙、侵襲 在Liu等[33]的研究中發(fā)現(xiàn)miR-214在甲狀腺乳頭狀癌組織和細胞中表達下調(diào)，這與淋巴結轉移、腫瘤大小和TNM分期顯著相關。上調(diào)MiR-214的表達能夠顯著降低PTC細胞的增殖，促進細胞凋亡和細胞周期阻滯。PSMD10是可能通過糖原合成激酶(GSK)-3B/B-catenin和AKT信號通路調(diào)控PTC細胞的形成、遷移和侵襲。MiR-214與PSMD10的表達呈負相關，miR-214通過靶向PSMD10抑制CGTH W3和PTC-uc3 PTC細胞系的細胞增殖、侵襲、遷移和上皮間充質(zhì)化(EMT)。

童厚超等[34]研究發(fā)現(xiàn)miR-590-3p在甲狀腺乳頭狀癌組織及細胞系中表達量明顯低于癌旁組織和正常甲狀腺組織濾泡上皮細胞，與對照組相比干擾miR-590-3p能夠明顯提升TPC-1細胞的增殖活性，過表達miR-590-3p則降低K-1細胞的遷移和侵襲能力，促進細胞凋亡。上皮細胞-間質(zhì)轉化(EMT)使上皮細胞喪失黏附作用以及獲得間充質(zhì)細胞的遷移能力，在促進細胞遷移和發(fā)生耐藥中發(fā)揮重要作用[35],過表達miR-590-3p可以下調(diào)E-cadherin蛋白的表達量，上調(diào)N-cadherin蛋白和Vimentin蛋白表達量，而干擾miR-590-3后相關蛋白的表達呈相反趨勢，由此可見PTC其遷徙和侵襲的機制可能與miR-590-3p調(diào)控 EMT途徑有關。

2.4.3調(diào)控基因 miRNA表達譜與人體細胞突變狀態(tài)之間存在很強的相關性，例如在BRAF和RAF突變的腫瘤中，miR-221和miR-222表達水平高，在RAS突變的高分化乳頭狀癌中miR-146b表達最高。KIT作為參與細胞分化和生長的酪氨酸激酶受體是miR-221/222的靶基因[12]。miR-221/222的高表達能夠使KIT下調(diào),miR-187在包含RET/PTC重排的PTC中高表達，而miR-221與miR-222在BRAF與RAS陽性及未知突變的PTC中高表達。RAS陽性PTC中miR-146表達最高。然而，PTC 表達譜具有一些獨立于基因突變狀態(tài)的改變，這些miRNAs上調(diào)機制仍然有待進一步研究[36]。

hMLH1位于染色體的3p21-23區(qū)域，是人類DNA錯配修復(mismatch repair，MMR)系統(tǒng)的重要組成部分。hMLH1基因的甲基化失活被證實與多種實體腫瘤發(fā)生密切相關。張啟弘等[37]的研究發(fā)現(xiàn)miR-155-5p在PTC的表達中升高，促進PTC增殖和侵襲， 并可靶向調(diào)控hMLH1基因的表達有關，但其詳細機制仍有待于進一步研究。

3 總結與展望

隨著甲狀腺癌的發(fā)病率的增高，建立一種無創(chuàng)的、低成本的篩查工具以及尋找準確性更高的標志物來判斷其遠期預后越發(fā)成為當代醫(yī)學的趨勢，miRANs在甲狀腺癌中的異常表達影響著甲狀腺癌的發(fā)生、發(fā)展及遠期預后。了解miRNAs在甲狀腺癌中的特異性表達及其生物學特性有助于我們更好地了解和治療甲狀腺癌。相關研究證實miRNAs有望成為甲狀腺癌診斷及判斷其遠期預后的參考指標，這有助于減少不必要的手術。在針對調(diào)控甲狀腺癌的機制研究背景下，miRNAs有可能成為甲狀腺癌的治療靶點，為甲狀腺癌的治療提供了潛在的診療價值和研究方向。但目前對于miRNAs在甲狀腺癌中的作用機制尚不明確，仍需進一步研究。另外，目前針對miRNAs在甲狀腺癌中的異常調(diào)控大部分是關于DTC的研究，雖然DTC構成大多數(shù)的甲狀腺癌，但是MTC及ATC的惡性程度高，生存率低，除了手術治療外多無其他有效的治療手段，隨著分子生物學的發(fā)展及腫瘤學難題的攻克，對miRNAs在MTC、ATC的表達進一步研究有助于推動甲狀腺癌的診療進展。

利益沖突：所有作者均聲明不存在利益沖突。