长链非编码RNA在甲状腺乳头状癌发生机制及临床应用的研究进展

韦柳兴，李杨宏，卢冠铭

(1.右江民族医学院研究生学院，广西 百色 533000；2.右江民族医学院附属医院腺体外科，广西 百色 533000)

甲状腺乳头状癌(papillary thyroid cancer，PTC)是头颈部内分泌器官中最常见的恶性肿瘤之一，近年来发病率逐年增加[1]，其5年死亡率不到2%，但是定期追踪发现超过25%的PTC患者在很长一段时间内会复发[2]。长链非编码(long noncoding RNA，LncRNA)是从一组不完全注释的基因转录而来的非蛋白质编码RNA转录物，它是一类相对知之甚少的RNA，几乎没有编码能力[3]。最近几年，随着基因芯片和高通量测序技术的发展，越来越多研究[4]证实LncRNA在PTC的增殖、侵袭和迁移过程中发挥重要作用。为深入了解LncRNA与PTC的内在关系，本文就LncRNA在PTC中的作用及发生机制、临床应用(诊断、治疗作用和预后价值判断)综述如下。

1 LncRNA在PTC发生发展中的作用及作用机制

目前对于LncRNA在PTC中的作用的相关研究尚处于起步阶段，但随着基因芯片和高通量的测序技术的发展，研究者们[2-3]在PTC及癌旁组织中发现多种LncRNA，包括抑癌性LncRNA(MEG3、NAMA)、致癌性LncRNA(CCAT1、PVT1)、致癌和抑癌双重作用的LncRNA(BANCR、H19)等，它们在PCT的发生与发展中发挥着肿瘤抑制或致癌作用。

1.1MEG3 LncRNA MEG3(long non-coding RNA maternally expressed 3)位于人类染色体 14q32.3区域的印迹 DLK1-MEG3基因座上，由10个外显子组成，长度约为 1，600 nt。MEG3在脑、胃、肝、胰腺和卵巢等多个器官中正常表达，在一些肿瘤组织中表达水平丧失或降低，在各类型的癌症中MEG3启动子的基因组织缺失和异常甲基化，导致肿瘤组织中MEG3下调[5]。Wang C等[6]通过qrT-PCR检测PTC每个LncRNA的表达、构建MEG3过度表达载体及用MEG3-MSCV病毒或阴性对照(NC)感染TPC-1和HTH83细胞进行评估，最终证实了MEG3的过度表达抑制PTC细胞的迁移和侵袭。此外，通过双荧光素酶测定3UTR 内的特定靶位点表明Rac1的表达与PTC组织中的MEG3表达呈负相关，表明MEG3通过靶向Rac1基因作为迁移和侵袭的新型抑制剂。研究表明[7]在131I抗性FTC-133和TPC-133细胞中MEG3的表达下降，而miR-182表达明显增加；此外，MEG3过表达抑制131I抗性细胞的活性，促进细胞凋亡并诱导DNA损伤，最后证实MEG3通过海绵吸附miR-182使PTC对131I的敏感性增强。可见MEG3对PTC具有抑制作用，可作为PTC治疗的靶点，但其具体分子通路、作用机制尚未明确，还需进一步探索与证实。

1.2NAMA LncRNA NAMA(long non-coding RNA associated with MAP kinase pathway and growth arrest)是一种与MAP激酶途径和生长停滞有关的LncRNA，是2007年首次发现的PTC中第一个LncRNA。NAMA在人体组织中几乎不表达，因缺乏显著的ORF，并且大多数外显子在人和小鼠之间显示出非常低的序列同一性，故其被认为不是编码蛋白质的基因，而是非编码RNA[8]。Yoon H等[9]发现在带有BRAF(V600E)突变的PTC组织中NAMA低表达后，进一步测试NAMA是否受MAPK途径的调控，结果证明NAMA不仅被BRAF或MEK抑制剂诱导，也可由NPA87细胞中的血清耗竭诱导，而不是由突变型BRAF的K1细胞来诱导。因此认为，通过MAPK途径调节NAMA的表达并非只针对甲状腺细胞。Zheng H等[10]通过RT-PCR分析了40对PTC组织及相邻的正常组织中NAMA的表达情况，发现与正常组织相比，PTC中的NAMA表达显著下调。由于甲状腺细胞的增殖和功能是通过TSH与其受体的相互作用介导的，因此使用PTC的IHH-4细胞系来研究沉默的NAMA对TSH表达的影响，结果NAMA并未对IHH-4细胞系中TSH的表达产生显著的影响。综合以上研究：对于PTC，可通过MAPK途径调控降低NAMA水平浓度，从而达到抑制PTC的进一步发展的目标，但具体方案及机制仍需广大科研工作者进一步研究与探索。

1.3CCAT1 LncRNA CCAT1(long non-coding RNA colon cancer-associated transcript 1)又称为CARLo-5或CCAT1-S，其基因定位于染色体 8q24.21上，长度为2826 nt[11]。刘丽云等[12]通过检测人正常甲状腺细胞Nthy-ori3-1及PTC TPC-1中CCAT1的表达水平，发现人PTC TPC-1中 CCAT1的表达水平明显高于人正常甲状腺细胞Nthy-ori3-1，并且在PTC中下调表达CCAT1可抑制癌细胞的侵袭、迁移能力，能通过影响BRAF、MUC15、RKIP蛋白的表达发挥上述功能。Boloix A等[13]研究显示CCAT1在FTC-133细胞上表现的促进细胞活力、增殖、迁移和侵袭功能是通过抑制miR-143激活PI3K/AKT和MAPK信号通路。此外，CCAT1通过下调miR-143可促进FTC-133细胞中血管内皮生长因子的表达，其可作为miR-143的竞争性内源RNA。可见，我们可通过调节BRAF、MUC15、RKIP等相关蛋白，抑制PI3K/AKT和MAPK信号通路，降低CCAT1的表达水平，从而抑制PTC的发展。

1.4PVT1 LncRNA PVT1(long non-coding RNA plasmacytoma variant translocation 1)是由浆细胞瘤变种1基因编码的一个LncRNA，它由1716个碱基组成，具有9～12个外显子，位于8q24.21染色体上，该染色体区域因缺乏蛋白质编码基因被称为基因沙漠，是包括易位、扩增、病毒整合的多重风险位点，与癌症的易感性及进展密切相关[14]。Zhang R等[15]的研究发现PVT1在从NT到PTC过程中均高度表达，其在PTC的发生发展中具有重要的调节作用。Feng K等[16]研究发现在PTC组织中PVT1高度表达，其表达与PTC的TNM分期、预后密切相关。该团队进一步研究其机制发现，LncRNA PVT1可通过与miR-30a竞争性结合来增强IGF1R的表达，从而增强PTC细胞的侵袭力和活力。以上研究说明LncRNA PVT1与PTC密切相关，我们可通过慢病毒转染、抑制LncRNA PVT1与miR-30a竞争性结合来降低PVT1的表达水平，抑制PTC细胞增殖、减弱其侵袭力和活力，从而延缓PTC的进展。

1.5BANCR LncRNA BANCR(BRAF-activated long non-coding RNA)是由BRAF基因发生BRAFV600E位点基因突变后激活产生的非蛋白质编码RNA，其基因位于9号染色体上且有4个外显子，全长为693 bp[17]。最初于2012年由Flockhart RJ等[18]在具有BRAFV600E突变的黑色素瘤组织中发现，BANCR在黑色素瘤组织中高表达，并且与黑色素瘤的增殖、侵袭和转移能力密切相关。研究表明[19]，BANCR可通过调节各种机制(包括改变细胞的增殖和迁移)来促进或抑制肿瘤的发生，其表达和功能具有组织特异性，既可以作为癌基因，又可以作为肿瘤抑制剂。Wang Y等[20]研究发现，BANCR在PTC组织和BCPAD细胞系中过表达，并且BANCR的过表达上调了c-Raf、MEK1/2和ERK1/2的表达，通过U0126的处理可抑制其作用。Zhou Q等[21]通过RT-PCR分析40对PTC组织及相邻的正常组织相比BANCR表达明显上调，PTC衍生细胞系(IHH-4)中的沉默BANCR 通过EZH2 染色质募集减少导致TSHR表达的显著抑制。结果表明，BANCR可通过调节细胞周期蛋白和TSHR来促进PTC的发生。然而，Liao T等[22]通过RT-PCR评估92例患者PTC组织和其他正常甲状腺组织中BANCR的表达水平，同时使用慢病毒载体建立PTC细胞系来研究BANCR过表达对癌细胞增殖、凋亡、迁移、侵袭的影响，结果表明，PTC组织中BANCR的表达水平明显低于正常组织，BANCR的过表达减少了PTC细胞的增殖并促进了细胞的凋亡，抑制了转移。Zhang J等[23]的研究发现BANCR在PTC中的异常表达与肿瘤的大小、淋巴结的转移呈负相关，BANCR的过表达抑制了癌细胞的增殖和转移，并且BANCR通过激活ERK-MAPK和PI3K-AKt通路调节PTC细胞的增殖和转移。综上研究，BANCR通过调节细胞周期的枢纽节点和相关信号通路，影响PTC细胞的增殖和转移，说明了BANCR同细胞周期调控机制、信号通路机制密切相关，将为PTC的诊治提供重要参考。

1.6H19 LncRNA H19(long non-coding RNA imprinted maternally expressed transcript)位于人类染色体11p15.5上，长度约为2.3kb核苷酸，在胚胎前组织、胚胎本身和大多数胎儿组织中均高表达，但产后H19的表达出现大水平下降[24]。LncRNA H19在多种人类癌症中均出现表达异常，致癌机制错综复杂，并且H19的过表达在不同肿瘤中作用不同，例如：在食管癌、胃癌、乳腺癌中，H19过表达促进癌症的发生和发展，然而，H19过表达在骨肉瘤和肾细胞癌中，具有抑制肿瘤的作用。lncRNA H19具有完全相反的功能，很大程度上取决于癌症的类型、细胞环境和分子伴侣[25]。同样，LncRNA H19在PTC中的作用也存在争议。Jiao X等[26]研究发现H19在PTC中低表达，并与患者年龄、肿瘤大小、病理类型、转移密切相关。Liang WQ等[27]研究发现，PTC组织中的H19表达水平明显高于癌旁或正常组织，可促进甲状腺乳头状癌上皮-间质的转化过程，并促进PTC细胞的转移和侵袭。然而，有其他研究者得出了相反的结论。Lan X等[28]研究发现H19在PTC组织和细胞系中下调，并且与淋巴结转移密切相关，H19的过表达可抑制PTC细胞的增殖和转移，同时抑制蛋白肿瘤坏死因子受体2的表达。H19在PTC中的表达及作用差异可能与肿瘤直径、淋巴结转移、肿瘤分期和样本例数有关，具体有待进一步研究。以上研究提示LncRNA H19可能与PTC细胞的转移和增殖相关，但目前研究结论尚不一致，若能进一步研究明确LncRNA H19与PTC细胞的转移和增殖的关系，将对PTC的早期诊断产生重要意义。

2 LncRNA 在PTC中的临床应用

2.1LncRNA作为PCT的诊断生物学标志物 在甲状腺疾病中最重要的是将甲状腺良性疾病和恶性肿瘤区分开来，但仅仅凭临床表现难以区分，还需要依靠辅助检查，例如放射性核素扫描、高分辨率超声检查、细针穿刺细胞学检查(FNAB)等。目前FNAB是甲状腺结节术前诊断最重要的方法，因为它具有较高的诊断可靠性和较低的并发症风险。尽管大多数甲状腺病变可以通过FNAB识别，但由于受肿物大小、病理类型和穿刺技术等各方面的影响，仍有部分甲状腺结节不能得到准确的诊断[29]。LncRNA的表达模式具有组织特异性，这使它们成为高度特异性诊断标记物的编码RNA。Zhang K等[30]通过对76例PTC患者的研究发现，DANCR在PTC组织中表达下降，其表达与临床分期和浸润程度呈负相关，并且DANCR可以将PTC与正常组织区分开来，其诊断PTC的灵敏度为 85.29%，特异性为 66.18%。这项研究为DANCR作为新型诊断标记检测PTC提供了证据。另外一研究[31]发现，血浆中的LncRNA GAS8-AS1是诊断PTC的潜在重要生物标志物，PTC患者血浆中GAS8-AS1表达下调，其低水平表达与淋巴结转移密切相关，在LNM预测中，GAS8-AS1的接收器工作特性曲线下的面积为0.746。Liu J等[32]研究报道，与配对的非癌组织相比，MALAT1在PTC中表达上调，并且和肿瘤大小、淋巴结转移、疾病的相关阶段密切相关。MALAT1在淋巴结转移、甲状腺外扩展、疾病分期预测的曲线下面积分别为0.6320、0.7192、0.7089和0.7000。淋巴结转移是PTC最主要的挑战，复发性癌淋巴结转移需要反复手术，这就增加手术并发症的风险，影响患者的预后。超声检查对淋巴结转移的识别灵敏度非常低，这就需要LncRNA在PTC的淋巴结转移诊断中发挥重要的作用。以上研究表明，通过对LncRNA及其相关靶向调控通路的研究，有望为PTC的发生发展提供新的早期诊断标志物及治疗方案。

2.2LncRNA作为PCT的治疗靶标 PCT是最常见的甲状腺恶性肿瘤，与其他亚型相比，其患者预后相对较好，然而对于远处转移或复发性PTC患者，目前常用的治疗方案临床效果仍不理想。因此，弄清LncRNA与PTC发病的相关机制可有助于改善PTC患者的治疗现状。研究[33]发现，ASMTL-AS1通过调节miR-93-3p/miR-660/FOXO1途径在 PTC中起着新型的抑癌作用。靶向ASMTL-AS1及其下游途径成为甲状腺癌患者的潜在治疗靶标。另有研究[34]发现LINC00460 通过调节 LINC00460/miR-485-5p/Raf1轴诱导PTC细胞的增殖、迁移、侵袭和EMT，表明LINC00460是PTC的潜在生物标志物和治疗靶标。综上所述，以上总结和讨论的LncRNA(MEG3、NAMA、CCAT1、PVT1、BANCR、H19、ASMTL-AS1、LINC00460)及其他具有致癌或抑癌性的LncRNA均有可能称为PTC的潜在的新型治疗靶标。

2.3LncRNA作为PCT的预后生物标志物 许多研究[34-35]已经证实LncRNA的表达异常与PTC的发生、发展、转移过程和预后密切相关，LncRNA为PTC的预后生物标志物。Gu Y等[35]分析TCGA基因数据库发现EMX2OS在PTC中显著下调，并且可独立预测经典PCT的无复发生存期，是PTC中有价值的预后生物标志物。若在未来能通过检测特异性LncRNA精确判断或预测PTC患者的预后情况，必将会对临床诊治方案产生重要指导意义。

3 结语

PTC和其他恶性肿瘤一样，其发生、发展也是一个多基因综合改变的复杂过程，尽管目前对 LncRNA 与PTC的作用机制和调控方式仍不完全明确，但上述多数研究均发现LncRNA浓度降低和人群PTC发病相关，且具有预测PTC是否复发的价值，是PTC治疗的靶标，因此，LncRNA可作为评估PTC病情变化情况的标志物之一，在临床上应逐渐重视LncRNA对PTC防治的价值。但后续在PTC病因、早期诊断、分子靶向治疗和预测预后LncRNA靶点或靶点组合等方面仍需要更多的动物和临床实验加以验证。若能阐明LncRNA水平和PTC的因果关系，通过检测特异性LncRNA判断PTC的病情及预后情况，并制定公认的与PTC直接相关的浓度参考值，探究一种安全有效的防治策略，降低PTC的发生率，延缓其发展速度，改善患者的临床预后，达到提高患者生活质量的目的，最终减轻患者自身与社会经济负担，必将会对临床治疗起重要指导意义。