甲状腺乳头状癌相关miRNAs和lncRNAs研究进展

李长霖，刘晓莉，孙 辉

(吉林大学中日联谊医院甲状腺外科，吉林省外科转化医学重点实验室，吉林省甲状腺疾病防治工程实验室，吉林 长春130033)

甲状腺乳头状癌相关miRNAs和lncRNAs研究进展

李长霖，刘晓莉，孙 辉*

(吉林大学中日联谊医院甲状腺外科，吉林省外科转化医学重点实验室，吉林省甲状腺疾病防治工程实验室，吉林 长春130033)

根据国际癌症研究机构(International Agency for Research on Cancer ，IARC)2008年五大洲癌症发病率报告显示:全球甲状腺癌的发病率逐年上升,甲状腺癌总世标发病率约为3.1/10万。其中，中国大陆甲状腺癌世标发病率为1.4/10万;西欧及北美地区在4/10万以上;韩国甲状腺癌发病率约为35.4/10万,居全球最高[1]。分化型甲状腺癌包括甲状腺乳头状癌(papillary thyroidcancer,PTC)和滤泡癌,构成比>90%,其中 PTC约占 85%，在甲状腺癌发病率增长中占主要角色[2]。

PTC属于惰性肿瘤,具有恶性程度低、进展缓慢、复发率低、生存率高等特征。但是,仍有部分PTC在肿瘤发展早期即出现肿瘤外侵、淋巴结转移等影响预后的高危因素[3]。目前，仍无有效手段将其与低危PTC进行早期区分。因此,对于PTC的术前诊断、疾病进展评估以及预后判断等方面,一直是国内外学者研究的热点和难点。随着分子遗传学研究的深入,甲状腺癌发病的分子机制逐渐阐明，其分子改变主要包括：miRNAs和lncRNAs的异常表达、基因突变、基因扩增、基因易位,以及表观遗传学改变。其中,miRNAs和lncRNAs在甲状腺癌的发生、发展中起着重要作用,对于甲状腺癌的诊断、病情进展评估和预后判断等方面具有重要价值。本文主要对miRNAs和lncRNAs在PTC中的作用机制及临床意义进行综述。

1 MiRNAs

1.1 MiRNAs生物学特性

非编码RNA(ncRNAs)调控机制复杂并具有重要的生物学功能。根据分子大小,ncRNA可分为两类,即短链ncRNAs和长链ncRNAs(lncRNAs)。短链ncRNAs包括miRNAs、tRNA、siRNA、piRNA和某些核糖体RNA,其中miRNAs在人类癌症中已被深入研究。

1993年,Lee等[4]在秀丽隐杆线虫体内首次发现了miRNAs-lin-4。2000年,Reinhart等[5]研究线虫时发现了另一种小分子RNA-let-7,即瞬时RNA(stRNA)。紧接着,各国学者在不同生物体内发现了大量类似的小RNA,其中大多数不具有时序性表达的特性，因此，将这些具有类似特性的小RNA统一命名为miRNAs。目前,在人类基因组中已发现1000多个miRNAs,其中约30%可能参与人类的基因调控[6]。miRNAs调节基因表达的机制类似于小干扰RNA(siRNA)，即通过RNA干扰(RNAi)途径与靶mRNA的3’非翻译区的互补结合来调节基因表达。miRNAs作为mRNA转录后调控基因表达的内源性非编码RNA,参与细胞增殖、凋亡、分化等多种生理病理过程[7]。

1.2 MiRNAs与PTC的关系

研究指出,在众多参与甲状腺癌相关的miRNAs中,miR-221、miR-222、miR-181b研究较为透彻。PTC病人miRNAs表达谱中，miR-221、miR-222、miR-146表达水平显著上调，约为正常甲状腺组织的11-19倍[8](表1)。miRNAs对于甲状腺癌的术前诊断、肿瘤侵袭性的评估、淋巴结转移的预测以及疾病预后的判断具有重要意义。尤其，miRNAs作为甲状腺癌肿瘤标志物,对于提高细针穿刺细胞学检查(FNA)的诊断率具有重要价值。

1.2.1 术前诊断 FNA作为甲状腺结节术前诊断的金标准,具有安全可靠、特异性高等特点,但是仍有30%病人在行FNA检查后仍得不到明确诊断[9]、ATA指南[9]指出:miRNAs表达谱诊断对于FNA结果不明确的甲状腺癌病例具有潜在价值。Pallante等[10]通过对不同病理类型甲状腺癌FNA样本检测发现,与其他病理类型甲状腺癌相比,PTC中miR-221、miR-222、miR-181b表达水平约有5-35倍差异(表2)。Mazeh等[11]研究27例PTC细针穿刺组织发现miR-221在19例PTC病人中出现高表达,其PTC诊断特异性可达100%，敏感性为95%，阴性预测值、阳性预测值以及诊断准确率分别为96%、100%、98%。Mazeh[11]同时发现,miR-7对于PTC的阴性预测值达100%,这可能意味着miR-7阴性的病人不需要再行甲状腺切除术。Lee[12]通过对miR-155表达情况检测发现,与甲状腺良性结节或健康人群对比,PTC病人的FNA标本中，miR-155表达上调 (表2)。

1.2.2 评估肿瘤侵袭性 众多研究指出,miRNAs表达谱对于评估PTC侵袭性具有重要意义。Lu等[13]发现miR-222、miR-146b、miR-34b和miR-130b在浸润性和非浸润性PTC中存在显著差异性,与BRAF基因突变阴性浸润性PTC病人相比,miR-146b与BRAF突变阳性浸润性PTC病人差异性更为显著。Yip 等[14]通过比较浸润性与非浸润性PTC miRNAs表达差异发现，在浸润性PTC中,miR-221表达显著上调。Chou等[15]不仅证实了miR-146b、miR-222和miR-221的显著上调与肿瘤侵袭性的相关性,同时还发现miR-1、miR-191、miR-486及 miR-451在PTC中表达水平下调，这有助于PTC患者的早期鉴别诊断和风险分层。此外，Vriens[7]研究发现，miR-100在甲状腺癌Ⅰ期和Ⅳ期中的表达存在显著差异性，关于miR-100与甲状腺癌侵袭性的相关性，有待进一步证实。

1.2.3 预测区域淋巴结转移情况 miR-221、miR-222、miR-146不仅在PTC的术前诊断和评估肿瘤侵袭性中起重要作用，在预测淋巴结转移中仍然扮演着十分重要的角色。Yang等[16]通过PTC淋巴结转移对比研究发现：与无淋巴结转移的PTC相比，伴有淋巴结转移的PTC中 miR-146b-5p、miR-221、miR-222表达水平显著上调,同时发现，miR-16和miR-613等低表达于无淋巴结转移的PTC。在参与PTC淋巴结转移的多个miRNAs中，miRNA-221可能通过抑制PTEN和TIMP3来促进癌细胞浸润和转移。此外，除了上述miRNAs的高表达，miR-1下调在PTC淋巴结转移中起到关键作用。相关基础研究指出，miR-1作为抑癌基因与肿瘤发展、区域转移等方面显著相关，这进一步证实了miR-1在甲状腺癌形成过程中的重要作用[17]。

1.2.4 判断预后 随着对miRNAs深入研究，我们发现miRNAs对于监测PTC的发展以及判断预后方面有一定价值。Lee等[18]在有关miRNAs与PTC复发相关性的回顾性分析中发现,将PTC患者按照是否复发分成两组,检测其miRNAs序列,发现在复发性PTC患者中， miRNA-222和miRNA-146b高表达于非复发组，这说明了miRNA-222和miRNA-146b对于PTC病人预测疾病复发、规范术后治疗方案中有一定帮助。Wang[19]在对PTC患者后期随访中发现，预后不佳的病人中miR-2861、miR-451显著上调。miR-146b显著上调与PTC患者的生存率及化疗的敏感性呈负相关[20]。因此，对于这部分预后不佳和高复发性PTC 病人,尽早提出个体化、规范化的术后进一步治疗方案，有助于降低肿瘤复发率、提高患者生存率，同时也降低病人心理上和经济上双重负担。

1.3 MiRNAs与其他肿瘤的关系

由于miRNAs具有抑制基因表达的特性，miRNAs表达失调被认为是肿瘤发生和发展中的重要因素。某种特定miRNAs的表达失调往往会引起癌基因表达增强或抑癌基因表达减弱,从而导致细胞生物学改变,如增殖、分化和凋亡。miRNAs表达谱的特征与肿瘤的病理分型、TNM分期、疾病预后密切相关。目前，研究已发现miRNAs表达失调除了与甲状腺癌相关外,与胃癌、结肠癌、乳腺癌、肝癌、前列腺癌、膀胱癌、胰腺癌、慢性淋巴结白血病等恶性肿瘤的发生和发展也具有相关性(表1)。不同恶性肿瘤中miRNAs异常表达不同，在不同亚型肿瘤之间以及原发性和转移性肿瘤之间miRNAs表达谱也不尽相同 (表2)。

2 lncRNAs

2.1 lncRNAs生物学特性

lncRNAs是指长度大于200个核苷酸的非编码 RNA。根据与蛋白编码基因的关系,可将lncRNAs分为5类:①正义lncRNAs;②反义lncRNAs;③双向lncRNAs;④基因内lncRNAs;⑤基因间lncRNAs[21]。lncRNAs几乎参与了基因调控的各个方面,如:基因印记、表观遗传调节、细胞核与细胞质之间的运输、mRNA的剪接和翻译[21]。到目前为止,超过3000个lncRNAs已经被证实参与多种生物过程，其中在肿瘤发生发展中的作用包括:调控肿瘤细胞的增殖、侵袭、转移等[22]。

2.2 lncRNAs与PTC的关系

目前，对于lncRNAs的研究仍属于探索阶段。在众多参与甲状腺癌相关的lncRNAs中,PTCSC2(papillary thyroid carcinomasusceptibility candidate 2)、PTCSC3(papillary thyroid cancer susceptibility candidate 3)研究较为广泛。Jendrzejewski等人[23]研究发现一个独特的lncRNA，即PTCSC3，PTCSC3在正常甲状腺组织中特异性表达水平上调，而在46例PTC患者中PTCSC3表达水平显著下调(P=2.84×10-14)，这对于PTC患者的术前早期诊断具有重要意义，不过具体作用机制仍不明确。最近,一项全基因组关联研究对PTC易感基因进行定位,发现了两个与PTC高度相关的易感位点(rs965513和rs944289),分别位于9q22.33和14q13.3。而PTCSC3恰恰位于-14q13.3的rs944289基因下游3.2kb处[24]，这可能解释PTCSC3在PTC患者中表达水平显著下调的原因，但具体机制有待进一步确认。

表1 不同恶性肿瘤中miRNAs异常表达

表2 甲状腺癌不同病理类型中miRNAs异常表达

此外，He等[25]发现另一个lncRNAs-PTCSC2,在PTC组织中,PTCSC2表达水平下调。lncRNAs在甲状腺癌中的研究才刚刚起步,其在PTC发生和发展中的作用尚不明了，相关机制有待进一步研究。

3 总结

甲状腺癌发病率逐年增长，从全球范围内来看，虽然中国甲状腺癌发病率处于较低水平，但其形势仍不容乐观，尤其是PTC，作为甲状腺癌最常见病理类型，其发病率显著升高。虽然大多数PTC具有恶性程度低、进展缓慢、复发率低、生存率高等特征，但仍有部分PTC患者早期即出现肿瘤局部浸润、淋巴结转移等高危因素。因此,对于PTC的术前诊断以及风险分层评估，一直是国内外学者研究的热点和难点。通过对非编码RNA的研究发现，miRNAs和lncRNAs参与众多肿瘤的发生和发展，尤其是在PTC中扮演重要角色。其对于PTC的术前诊断、肿瘤侵袭性的评估、淋巴结转移情况的预测、预后判断以及规范术后治疗方案方面均有较大帮助。目前，通过对PTC的 miRNAs表达谱研究发现，miR-221、miR-222、miR-146、miR-181b等miRNAs在PTC的发生、局部浸润、淋巴结转移以及肿瘤复发过程中显著上调，相关机制有待大样本量进一步研究。而对于lncRNAs在PTC中的研究仍属于起步阶段，相关具体机制仍不明确，其中主要集中于PTCSC3和PTCSC2的研究中。研究发现，PTCSC3和PTCSC2在正常甲状腺组织的表达水平上调，而PTC肿瘤组织中显著下调，这对于PTC患者的早期诊断具有临床意义。目前，对于lncRNAs表达谱尚未完全被揭示，更多有关lncRNAs在PTC中的临床价值有待进一步探索，lncRNAs在PTC术前诊断、疾病监测、预后治疗等方面的作用具有广阔的前景，将会成为国内外学者的研究热点。

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*通讯作者

1007-4287(2017)09-1463-05

2017-01-13)