LncRNAs在甲状腺癌中的生物学功能及其临床价值研究进展*

唐平，盛健峰 综述，党好 审校

621000 四川 绵阳，绵阳市第三人民医院/四川省精神卫生中心 甲状腺头颈颌面外科(唐平、盛健峰)，临床医学检验科(党好)

甲状腺癌是最常见的内分泌系统恶性肿瘤之一，近几十年来其在全球的发病率呈逐渐上升趋势。2018年，甲状腺癌在全球范围内约有567 000例病例，发病率在各大癌症中排名第九[1]。按照病理类型，甲状腺癌可分为甲状腺乳头状癌(papillary thyroid cancer,PTC)、甲状腺滤泡性癌(follicular thyroid cancer,FTC)、甲状腺低分化癌和甲状腺未分化癌(anaplastic thyroid cancer,ATC)。甲状腺癌中有超过90%的患者为分化良好的甲状腺癌(well-differentiated thyroid cancer,WDTC)，即PTC和FTC。大多数WDTC患者可通过手术和放射性碘治疗治愈，且通常预后良好，但仍有约10%的患者可分化为预后不良的甲状腺癌[2]。近年来已发现了许多基因和表观遗传学改变会导致甲状腺癌的发生发展，但其具体发病机制仍不明确。因此，进一步研究甲状腺癌的发病机制将有助于为甲状腺癌的早期诊断、治疗和预后提供新方向。

已有大量研究发现，遗传学改变在PTC的发生发展中起到了重要作用，如RAS点突变[3]、BRAFV600E[4-5]、TP53[6]、TERT[7-8]等。近年来，大规模癌症基因组学项目如癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas,TCGA)显示癌症中发现的许多突变和拷贝数变化与蛋白质编码基因不重叠[9-10]，而是通常位于非编码基因如增强子以及非编码RNA基因中[11]。最早在癌症中受到关注的非编码RNA为microRNAs(miRNAs)，已有了大量的研究证据显示其可作为癌症治疗的靶点或生物标志物[12]。目前研究者已发现人基因组中有超过100 000个长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)基因[13]，它们在非编码转录本中数量最多且最多样化，其与癌症的相关性成为研究热点[14]。LncRNA 是一类转录本长度超过200nt(核苷酸单位)的RNA分子，由RNA聚合酶II转录，通常来自基因间区域[14-15]。LncRNA可作为分子支架，结构RNA或多种细胞功能(表观遗传基因调控，mRNA剪接，mRNA稳定性及翻译功能等)的调节分子，以及作为miRNA或转录因子的诱饵或“海绵”[16]。

虽然有越来越多的证据表明lncRNAs在人类癌症发生发展中发挥作用，但其在甲状腺癌中的具体作用和机制仍不明确。因此，我们总结了近年来与甲状腺癌相关的lncRNAs的新发现，并讨论其作为甲状腺癌诊断、预后生物标志物和治疗靶点的潜在价值。

1 lncRNAs在甲状腺癌中异常表达

研究者们已鉴定出大量lncRNAs在甲状腺癌组织或癌细胞系中表达上调或下调，从而影响甲状腺肿瘤的发生发展，并研究了部分lncRNAs在甲状腺癌中的具体生物学功能和可能作用机制。

1.1 甲状腺癌中表达上调的lncRNAs

ANRIL为INK4基因座中的反义非编码RNA，位于染色体9p21，是一种长度为3.8 kb的lncRNA，最先发现于黑素瘤患者组织。Zhao等[17]发现ANRIL在甲状腺癌组织和细胞系中高表达，过表达ANRIL会抑制TGF-β/Smad信号传导的活性，从而抑制p15INK4B表达，促进甲状腺癌细胞的侵袭和转移。通过裸鼠中人癌异种移植物的转移，该研究还进一步证实了ANRIL在体外的致癌作用。

核富集转录本1(Nuclear enriched abundant transcript 1,NEAT1)的编码基因位于染色体11q13.1，与多种恶性肿瘤(包括PTC)的发生发展高度相关。Li 等[18]发现NEAT1在甲状腺癌细胞中表达升高，在甲状腺癌细胞TPC1中过表达NEAT1会促进其生长、侵袭和迁移，而敲低NEAT1则会显著抑制其生长、侵袭和转移，并通过裸鼠实验验证其体内作用。进一步用RNA 免疫共沉淀实验证实，NEAT1可通过竞争性结合miR-214，从而促使甲状腺癌细胞恶性转化。Zhang 等[19]研究则显示NEAT1在PTC组织中高表达，并发现NEAT1可通过调控 miR-129-5p/激肽释放酶7信号通路，促进PTC细胞的增殖、侵袭。Sun等[20]研究发现NEAT1_2可以通过ceRNA机制，竞争性结合miR-106b-5p，从而调控致癌基因三磷酸腺苷酶家族蛋白2的表达，在甲状腺癌中起抗凋亡和促转移侵袭的作用。

LOC100507661的编码基因位于染色体3q26.2，长度为745bp，由5个外显子组成。Gene Expression Omnibus(GEO)数据库显示LOC100507661在多种癌症(包括甲状腺癌)中表达上调[21]，表明其可能在PTC中发挥促癌作用。进一步功能实验表明，在甲状腺癌细胞中过表达LOC100507661会促进其增殖、迁移和侵袭能力。另外，LOC100507661表达增高与淋巴结转移、BRAFV600E突变和甲状腺分化较低评分等临床病理特征相关。

H19的编码基因位于染色体 11p15.5，长度约为2.3 kb。Liu等[22]研究发现，甲状腺癌组织中H19呈高表达，且与患者预后不良相关。过表达H19会促进甲状腺癌细胞的增殖，迁移和侵袭，而体外和体内敲低H19则会逆转甲状腺癌细胞的恶性转化。进一步的研究表明，H19能通过“海绵”作用吸附miR-17-5p，上调YES1的表达，从而促进甲状腺癌的发生发展。Liu等[23]报道，H19高表达与甲状腺肿瘤直径、淋巴结转移和TNM分期等临床病理特征显著相关，并与甲状腺癌患者的不良预后相关。另一方面，Wang等[24]研究则发现H19 能通过下调甲状腺癌细胞TPC-1和SW579中的胰岛素受体底物-1，使PI3K/AKT和NF-κB信号通路失活，抑制肿瘤细胞增殖、迁移和侵袭，并诱导凋亡。Lan等[25]研究也显示，H19在PTC组织中的表达显著低于癌旁正常组织，提示其在PTC中可能起抑癌作用。进一步研究证实，H19可通过调控下游蛋白肿瘤坏死因子受体2，抑制甲状腺癌细胞的增殖和侵袭。且H19低表达与甲状腺癌淋巴结转移相关。因此，对于H19在甲状腺癌发生发展中的作用目前仍存在争议，需要进行更深入的研究。

1.2 甲状腺癌中表达下调的lncRNAs

PTCSC3 的编码基因位于染色体14q.13.3上的SNP rs944289附近，长度为1154bp。PTCSC3在甲状腺癌组织及细胞系中低表达，且具有高度的组织特异性。有研究显示[26]，过表达PTCSC3可抑制甲状腺癌细胞生长，调节DNA复制和修复，改变肿瘤细胞形态，影响细胞运动、凋亡等基因的表达。进一步研究发现，PTCSC3可通过下调S100A4及其下游靶基因MMP-9和VEGF的表达，抑制甲状腺癌细胞的迁移和侵袭能力[27]。另外，Wang 等[28]研究表明，PTCSC3可以通过竞争结合miR-574-5p，上调SCAI，抑制Wnt /β-连环蛋白的活性，从而抑制 PTC-1细胞的增殖和迁移；通过裸鼠实验，该研究还证实过表达PTCSC3能抑制肿瘤生长。进一步研究显示[29]，PTCSC3在ATC组织和细胞系中低表达。PTCSC3可通过负调节STAT3，抑制INO80的表达，从而抑制ATC细胞的干细胞特性及其对化疗药物如阿霉素的耐药性。

Ma等[30]研究表明，LINC00271在PTC组织中表达显著下调，并且与PTC患者预后不良密切相关。多变量分析结果显示，LINC00271是PTC患者甲状腺外扩展、淋巴结转移、晚期肿瘤III/IV期和复发的独立危险因素。基因集富集分析显示，与高表达LINC00271肿瘤相比，低表达LINC00271的肿瘤中显著富集的基因包括细胞粘附分子，细胞周期，P53信号传导途径和JAK/STAT信号传导途径。研究提示LINC00271可能为PTC中的抑癌基因，其表达降低可能作为PTC预后不良的潜在预测因子。

GAS8-AS1位于GAS8基因的第二个内含子中，长度为994bp。Pan等[31]对91例PTC组织及其对应的外周血进行外显子组测序和Sanger测序分析,结果发现，除BRAF基因外，GAS8-AS1 是表达变化最明显的基因。GAS8-AS1 在PTC组织中低表达；进一步细胞功能实验结果显示，敲低GAS8-AS1能促进甲状腺癌细胞增殖。Qin等[32]研究了GAS8-AS1抑制PTC细胞生长的机制，结果显示在PTC细胞系中，过表达GAS8-AS1 可以上调自噬相关基因5(ATG5)，从而激活细胞自噬，抑制细胞增殖。总之，GAS8-AS1可以在PTC中起肿瘤抑制剂的作用。

LINC00312位于染色体3p25.3，长度为2887bp。Kai等[33]研究发现在211名甲状腺癌患者肿瘤组织中LINC00312呈低表达，过表达LINC00312可通过下调miR-197-3p从而抑制甲状腺癌细胞的增殖、侵袭和迁移能力。Min等[34]研究显示，在甲状腺癌组织和细胞系中LINC00312的表达显著降低。在体外实验中，干扰LINC00312表达显著促进甲状腺癌细胞的侵袭和增殖。而过表达LINC00312会抑制细胞增殖和侵袭能力，并减少裸鼠甲状腺癌异种移植模型的致瘤性。LINC00312可能通过抑制PI3K/Akt信号通路和MMP-9的表达而在甲状腺癌中起抑癌作用，并且PI3K抑制剂LY294002可减弱过表达LINC00312诱导的MMP-9表达的作用。

综上所述，大量lncRNAs可能与甲状腺癌的发生、发展密切相关，但是目前关于lncRNAs在甲状腺癌中的具体作用机制以及临床价值仍未明确，需要开展更深入的研究。

2 lncRNAs对甲状腺癌诊断及预后的价值

随着全基因组和转录组测序技术的飞速发展，lncRNAs受到越来越多的关注。目前大量证据支持lncRNAs参与甲状腺癌的发生和发展，为研究其临床意义提供了新的可能性。有研究显示lncRNAs可通过外泌体等形式从肿瘤细胞中分泌到血液中，故或许可将其发展成为一种基于血液系统的新型无创生物标志物用于癌症诊断。目前，已经鉴定出大量癌症相关的lncRNAs[14]，其中一部分被报道可作为多种癌症(包括甲状腺癌)的诊断和预后生物标志物[16]。然而，与其它恶性肿瘤相比，lncRNAs对甲状腺癌诊断和预后的价值仍还有待深入探索。

Wang 等[35]通过挖掘TCGA数据库发现，LA16c-380H5.2诊断甲状腺癌的灵敏度和特异性分别为67.7%、83.8%，而RP11-203J24.8诊断甲状腺癌的灵敏度和特异性分别为84.7%、78%，均具有较高的PTC诊断价值。Xia 等[36]研究发现NONHSAT076754在淋巴结转移的PTC组织中高表达，是淋巴结转移的独立危险因素；该LncRNA可促进PTC的迁移和侵袭，将其与超声检查联合能提高预测颈部淋巴结转移的效率，灵敏度可达91.89%，特异度达82.85%，准确度达87.5%。Liao等[37]研究发现，与结节性甲状腺肿患者相比，PTC患者血清中BLACAT1呈表达下调，且血清低表达BLACAT1与淋巴结转移相关，是诊断甲状腺癌的独立危险因素之一，使用 BLACAT1诊断PTC的灵敏度和特异度分别为89.53%和86.91%，诊断淋巴结转移的灵敏度和特异度分别为77.48%和91.06%,提示BLACAT1可能是PTC中的抑制基因，并可作为PTC预后评价的潜在生物标志物。

Li等[38]通过 TCGA 数据库对甲状腺癌和配对癌旁组织进行了分析，发现复发和无复发组织之间有111种存在表达差异的lncRNAs。然后他们通过多变量Cox比例风险回归分析，选择出了4种lncRNAs(RP11-536N17.1、RP11-508M8.1、AC026150.8和CTD-2139B15.2)可以作为独立的预后生物标志物，预测PTC患者的生存时间和复发率。利用这4种lncRNAs构建生存模型，结果显示，具有较高模型评分的患者的术后生存不良。该模型用于评价PTC的复发情况，灵敏度为87.5%，特异度达92.3%，准确性达91.7%。通过进一步在前瞻性队列中进行独立验证，表面这些lncRNAs可能成为PTC的生物标志物和治疗靶点。

Du等[39]通过分析PTC患者组织的RNA测序数据，发现5种新的lncRNAs(CTD-3193O13.11、RP5-1024C24.1、AC007255.8、HOXD-AS1和RP11-402L6.1)与临床分期、淋巴结转移和肿瘤大小等临床病理特征相关。其中lncRNA CTD-3193O13.11的作用最明显，或可作为PTC肿瘤发生中信号传导的中心节点。另外，Zhou等[40]研究发现，在甲状腺癌组织中SPRY4-IT高表达也与甲状腺癌的不良预后密切相关。

综上所述，lncRNAs在甲状腺癌的早期诊断和分子靶向治疗中存在巨大潜力。然而 lncRNAs 对于甲状腺癌诊断和预后的预测价值还处于初步探索阶段，仍缺乏大量临床样本的验证，尚未真正开展其临床应用。

3 展 望

甲状腺癌是由基因和表观遗传学分子表达异常诱发的疾病[41]。目前的研究涵盖了与甲状腺癌的发生、进展相关的基因改变，包括点突变、基因拷贝数变异和基因异常甲基化等。越来越多的证据表明，lncRNAs可参与甲状腺癌细胞多种生物学功能的调节，包括肿瘤细胞的增殖、存活、凋亡和转移。然而，lncRNAs对于甲状腺癌诊断和预后的预测价值还处于初步探索阶段，仍缺乏大量临床样本的验证，尚未真正开展其临床应用研究，并且lncRNAs在甲状腺癌中的作用和机制也仍需要进一步深入探索。其中一些lncRNAs很可能成为甲状腺癌的诊断、预后的生物标志物和潜在治疗靶点，能为提高甲状腺癌患者的治愈率提供新思路。

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