RNA結(jié)合蛋白在甲狀腺癌發(fā)病機(jī)制中作用的研究進(jìn)展

周美岑，蘭 玲，鄧 微

(北京大學(xué) 第四臨床醫(yī)學(xué)院 北京積水潭醫(yī)院 內(nèi)分泌科，北京 100035)

RNA結(jié)合蛋白(RNA-binding protein, RBP)參與轉(zhuǎn)錄后的調(diào)節(jié)過(guò)程，可直接或間接與順式作用元件結(jié)合并促進(jìn)mRNA脫腺苷及降解，參與調(diào)節(jié)mRNA的穩(wěn)定，而mRNA穩(wěn)定性改變可導(dǎo)致參與炎性反應(yīng)和腫瘤的基因表達(dá)增加，引起腫瘤發(fā)生[1-2]。RNA結(jié)合蛋白與多種腫瘤關(guān)系密切，包括甲狀腺癌、乳腺癌、黑色素瘤、淋巴細(xì)胞性白血病、及胃腸道腫瘤等[2-3]，其中甲狀腺癌是內(nèi)分泌系統(tǒng)中最常見(jiàn)的惡性腫瘤[4]。近年，全球甲狀腺癌發(fā)病率逐年上升，且趨向年輕化[4]。新的一系列研究顯示，RBP在甲狀腺癌的發(fā)病進(jìn)程中發(fā)揮重要作用。它們可在轉(zhuǎn)錄后水平或翻譯水平上調(diào)節(jié)腫瘤相關(guān)基因mRNA的轉(zhuǎn)錄、核輸出、選擇性剪切及翻譯等細(xì)胞內(nèi)活動(dòng)，進(jìn)而調(diào)控甲狀腺癌細(xì)胞的增殖、凋亡和遷移等，發(fā)揮抑制或促進(jìn)腫瘤發(fā)生的作用[5-7]。更重要的是，臨床上一系列RBP分子與甲狀腺癌患者的分型和預(yù)后呈顯著相關(guān)性，具有指導(dǎo)甲狀腺癌分型以及預(yù)后的潛能[6-8]。在此綜述中，將根據(jù)RBP在甲狀腺癌發(fā)病機(jī)制及診治中的作用，重點(diǎn)對(duì)目前研究熱點(diǎn)的以下6種RBP進(jìn)行探討。

1 促進(jìn)甲狀腺癌的RNA結(jié)合蛋白

1.1 人類(lèi)抗原R(Hu-antigen R，HuR)

人類(lèi)抗原R(HuR) 是研究得最多的RBP，是果蠅胚胎致死性視力異常(embryonic lethal, abnormal vision, ELAV)蛋白的哺乳動(dòng)物同系物成員，其與ARE mRNA(the adenine uridine-rich elements)結(jié)合，引起目標(biāo)mRNA穩(wěn)定性改變，參與調(diào)控RNA穩(wěn)定性、定位、翻譯及腫瘤發(fā)生[9-12]。

HuR在甲狀腺癌中存在過(guò)表達(dá)，其通過(guò)與mRNA編碼蛋白結(jié)合，改變mRNA穩(wěn)定性及其翻譯、表達(dá)，影響甲狀腺癌細(xì)胞的形成、增殖、分化及侵襲[10]。在惡性程度較高的未分化甲狀腺癌(anaplastic thyroid carcinoma, ATC)中，通過(guò)RNA干擾使HuR表達(dá)沉默，可減少腫瘤細(xì)胞存活時(shí)間并阻止腫瘤細(xì)胞侵襲[11]；HuR的一種香豆素類(lèi)抑制劑CMLD-2(coumarin-derived molecule 2，CMLD-2)與HuR蛋白結(jié)合，干擾其與目標(biāo)RNA-微管相關(guān)蛋白-有絲分裂滯缺陷蛋白2(mitotic arrest deficient protein 2，MAD2)相互作用，誘導(dǎo)MAD2表達(dá)下調(diào)，從而縮短甲狀腺癌細(xì)胞的生存時(shí)間，促進(jìn)其凋亡。同時(shí)，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，使用CMLD-2治療可減弱未分化甲狀腺癌細(xì)胞的遷移和聚集能力，減弱腫瘤細(xì)胞侵襲性[11]。另一種HuR抑制劑，組蛋白去乙酰化酶抑制劑亞氨基異羥肟酸則可通過(guò)減少NF-κB的活性形式，調(diào)控HuR表達(dá)，從而使ATC細(xì)胞壽命縮短[12]。以上研究均提示，通過(guò)應(yīng)用HuR的RNA干擾技術(shù)或使用HuR抑制劑，降低HuR在甲狀腺細(xì)胞中的表達(dá)，可有效抑制ATC細(xì)胞的生存和侵襲，強(qiáng)調(diào)了以HuR為靶點(diǎn)治療甲狀腺癌尤其是未分化甲狀腺癌的重要性，提示針對(duì)HuR的研究有望為治療甲狀腺癌提供新突破。

1.2 富含A+U的RNA結(jié)合因子1 (A+U rich RNA-binding factor 1, AUF1)

AUF1是一種ARE結(jié)合蛋白，調(diào)控增殖相關(guān)基因(包括原癌基因、生長(zhǎng)因子、細(xì)胞因子及細(xì)胞周期調(diào)控基因)的mRNA穩(wěn)定性，主要發(fā)揮去穩(wěn)定性作用，參與細(xì)胞凋亡及腫瘤發(fā)生[12]。 AUF1參與甲狀腺癌形成。研究表明，甲狀腺癌組織細(xì)胞質(zhì)中AUF1表達(dá)量增加；其與ARE mRNA結(jié)合，可促進(jìn)甲狀腺癌分化，影響細(xì)胞周期[12]。在甲狀腺濾泡癌細(xì)胞系FTC-133中，選擇性敲除AUF1可誘導(dǎo)細(xì)胞周期抑制基因并減少細(xì)胞周期啟動(dòng)子的表達(dá)，導(dǎo)致甲狀腺癌細(xì)胞的增殖抑制。同時(shí)，AUF1與HuR同為ARE結(jié)合蛋白，兩者關(guān)聯(lián)密切。在AUF1缺失的細(xì)胞中，HuR表達(dá)相應(yīng)降低。兩者共同調(diào)控mRNA穩(wěn)定性，并與編碼細(xì)胞分化相關(guān)蛋白相互作用，調(diào)控甲狀腺癌細(xì)胞增殖[11]。因此，在臨床甲狀腺組織樣本中，AUF1聯(lián)合HuR的免疫分析可提高通過(guò)甲狀腺細(xì)針穿刺技術(shù)獲取少量甲狀腺組織進(jìn)行甲狀腺癌檢測(cè)的檢出率，有望為甲狀腺癌提供更準(zhǔn)確、快速的診斷方法[12]；在治療方面，視黃酸與處理甲狀腺濾泡癌細(xì)胞可下調(diào)AUF1及HuR，起到抑制腫瘤細(xì)胞增殖的作用[16]，為未來(lái)甲狀腺癌的治療提供新思路。

1.3 端粒酶反轉(zhuǎn)錄酶(telomerase reverse transcriptase，TERT)

端粒酶是一種核糖核酸聚合酶，合成端粒末端TTAGGG的重復(fù)核苷酸序列。近90%癌存在端粒酶活性增加。端粒酶活性增強(qiáng)可打破端?？s短的細(xì)胞調(diào)節(jié)機(jī)制，促使細(xì)胞異常增殖及惡變[13]。TERT是端粒酶中的重要催化成分，是端粒酶激活的限速酶，在許多人類(lèi)腫瘤中，TERT基因表達(dá)上調(diào)，與端粒酶活性成正比，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞異常增殖，參與腫瘤發(fā)生[13-14]。

基于人類(lèi)甲狀腺癌的大樣本隊(duì)列研究表明，TERT基因啟動(dòng)子區(qū)突變可作為甲狀腺乳頭狀癌(papillary thyroid carcinoma, PTC)診斷的重要標(biāo)志物[13]。TERT基因啟動(dòng)子區(qū)的2個(gè)啟動(dòng)子區(qū)熱點(diǎn)突變C228T和C250T均與甲狀腺乳頭狀癌較差的5年生存率和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移顯著相關(guān)。同時(shí)，TERT蛋白過(guò)表達(dá)與PTC較差的預(yù)后指標(biāo)(如老齡、甲狀腺外擴(kuò)展、IV期腫瘤)呈顯著相關(guān)[15-16]。相應(yīng)的功能分析表明，TERT抑制劑可通過(guò)抑制PTC上皮細(xì)胞間質(zhì)轉(zhuǎn)換(epithelial-mesenchymal transition，EMT)，減少PTC細(xì)胞增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移及血管發(fā)生。而在PTC中TERT表達(dá)下調(diào)有抗腫瘤生長(zhǎng)及抑制其轉(zhuǎn)移的作用[17]。另外，TERT啟動(dòng)子區(qū)DNA甲基化及rs2736100多態(tài)性與甲狀腺癌術(shù)后復(fù)發(fā)有關(guān)；術(shù)后復(fù)發(fā)者DNA甲基化水平顯著升高，且TERT rs2736100 GG基因型可增加甲狀腺癌術(shù)后復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)[18]?？梢?jiàn)，TERT對(duì)預(yù)測(cè)甲狀腺癌預(yù)后具有重要意義，有望成為評(píng)估甲狀腺癌預(yù)后的重要標(biāo)志物。

2 抑制甲狀腺癌的RNA結(jié)合蛋白

2.1 LARP7(La ribonucleoprotein domain family member 7)

RNA結(jié)合蛋白-LARP7是La核糖核蛋白結(jié)構(gòu)域家族成員之一，是腫瘤生長(zhǎng)的潛在抑制因子[19]。目前，臨床對(duì)于甲狀腺癌常規(guī)的治療為手術(shù)治療及碘治療131，但不同的患者對(duì)于手術(shù)及放射性碘的治療效果存在差異[20]。在PTC患者組織中，LARP7表達(dá)水平顯著下調(diào)；在體外，LARP7過(guò)表達(dá)可抑制PTC分化，其通過(guò)抑制SHH(sonic hedgehog)信號(hào)通路，增加鈉/碘轉(zhuǎn)運(yùn)體(NIS)表達(dá)，使PTC細(xì)胞對(duì)碘攝取增加，抑制腫瘤細(xì)胞增殖。通過(guò)使用人重組SHH可減少LARP7誘導(dǎo)的NIS表達(dá)，減少碘的攝取，抑制PTC增殖[20]。因此，在PTC、LARP7作為腫瘤抑制因子，其表達(dá)與腫瘤生長(zhǎng)、分化及碘治療效果關(guān)系密切，未來(lái)可能成為判斷腫瘤預(yù)后的分子標(biāo)志；而干預(yù)LARP7表達(dá)及其相關(guān)信號(hào)通路，有望為治療PTC提供新方法。

2.2 PCBP1[poly r(C) binding protein 1]

聚r(C)結(jié)合蛋白(PCBP) 1 又稱(chēng)不均一核糖核蛋白E1(heterogeneous ribonucleoprotein E1，hnRNP E1)，在腫瘤組織中通過(guò)負(fù)向調(diào)控促轉(zhuǎn)移蛋白的翻譯，起抑制腫瘤生長(zhǎng)作用[21]。在甲狀腺癌中，PCBP1即作為腫瘤抑制因子發(fā)揮作用。但PCBP1 mRNA的表達(dá)量與其蛋白量并不成正相關(guān)?；诩谞钕侔┗颊叩年?duì)列研究表明，高表達(dá)PCBP1 mRNA的甲狀腺癌患者其翻譯活性增加，但翻譯后其蛋白表達(dá)被蛋白酶體機(jī)制降解，因而PCBP1蛋白量反而減少[21]。其具體的蛋白酶體降解機(jī)制為泛素連接酶(ubiquitin conjugation factor E4 A，UBE4A)參與PCBP1降解。在甲狀腺癌患者體內(nèi)，UBE4A表達(dá)可模擬PCBP1 mRNA表達(dá)，并參與其蛋白降解，其表達(dá)量與PCBP1蛋白表達(dá)呈負(fù)相關(guān)，而敲除UBE4A則可穩(wěn)定PCBP1，抑制甲狀腺癌細(xì)胞增殖[22-23]。

2.3 SMAD3(SMAD family member 3 gene)

SMAD3作為T(mén)GF-β 通路的關(guān)鍵信號(hào)分子，其與DNA結(jié)合協(xié)同因子相互作用，從而活化或抑制靶基因的轉(zhuǎn)錄，其缺失或錯(cuò)義突變可直接減弱TGF-β誘導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄活性，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡及抑制腫瘤生長(zhǎng)，與甲狀腺乳頭狀癌易感性密切相關(guān)[24]。SMAD3調(diào)控來(lái)自甲狀腺乳頭癌細(xì)胞的TGF-β1、TGF-β1，通過(guò)旁分泌的方式可影響基質(zhì)成纖維細(xì)胞的活性，調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞增殖[25]。在人類(lèi)甲狀腺組織中，SMAD3呈高表達(dá)，其多態(tài)性位點(diǎn)(rs2289261、rs56062135、rs17293632、rs4562997 )通過(guò)SMAD3內(nèi)含子中的增強(qiáng)子作用，調(diào)控SMAD3轉(zhuǎn)錄[25]。在甲狀腺癌細(xì)胞系中，SMAD3通過(guò)與SPRY4上游區(qū)的SMAD結(jié)合位點(diǎn)相結(jié)合，調(diào)節(jié)SPRY4以及SPRY4的內(nèi)含子lncRNA SPRY4-IT1，參與抑制甲狀腺癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移、凋亡、分化[24-25]。

3 問(wèn)題與展望

RNA結(jié)合蛋白通過(guò)調(diào)節(jié)其靶基因，對(duì)甲狀腺癌細(xì)胞起促進(jìn)或抑制作用，參與不同類(lèi)型甲狀腺癌分化、增殖和轉(zhuǎn)移各個(gè)階段，提示RNA結(jié)合蛋白可作為新型分子標(biāo)志物對(duì)甲狀腺癌生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移、復(fù)發(fā)及預(yù)后進(jìn)行預(yù)測(cè)，并為甲狀腺癌提供新的治療方法。目前的研究表明，RNA結(jié)合蛋白對(duì)甲狀腺癌細(xì)胞的增殖、凋亡、侵襲和轉(zhuǎn)移具有重要調(diào)控作用，對(duì)其靶基因的鑒定及其所參與的信號(hào)傳導(dǎo)通路的深入研究，將有助于開(kāi)發(fā)以RNA結(jié)合蛋白為基礎(chǔ)的新型治療藥物用于甲狀腺癌的治療。RNA結(jié)合蛋白作為一類(lèi)新的基因調(diào)控因子，將在甲狀腺癌的預(yù)防、預(yù)測(cè)及個(gè)體化治療中發(fā)揮重要作用，具有廣闊的應(yīng)用前景。