甲状腺癌相关长链非编码RNA研究进展

朱楚梦 卢洪胜 陈琪

甲状腺癌是最常见的内分泌恶性肿瘤[1]。文献报道我国甲状腺癌年龄标准化发病率为2.8/10万[2]。2018年全球范围内，甲状腺癌新增病例567 000例，发病人数占所有癌症发病人数的3.1%[3]，且发病率还在持续上升。甲状腺癌分为甲状腺滤泡状癌、甲状腺乳头状癌、甲状腺髓样癌和甲状腺未分化癌，临床以甲状腺乳头状癌为主，约占85%[4]。近年来，关于甲状腺癌的发生、发展及预后的研究不断增多，特别是长链非编码RNA（long non-coding RNA,lncRNA）在甲状腺癌中的作用机制仍有待进一步探索。现就甲状腺癌相关lncRNA的研究进展作一综述。

1 lncRNA概述

非编码RNA根据其核苷酸长度是否超过200个核苷酸分为两大类：一种是核苷酸长度＜200个的短链非编码 RNA，以微小 RNA（microRNA,miRNA）为主[5]，另一种则是lncRNA。lncRNA缺少完整的阅读框架，不编码蛋白质。起初，lncRNA被认为是基因转录的“噪音”，不具备生物学功能而被人们所忽视[6]。直到2007年lncRNA HOTAIR功能的发现，lncRNA才进入人们的视线。许多研究揭示了lncRNA在基因调控中的关键作用，关于lncRNA的研究已经成为了人类癌症研究的前沿领域。lncRNA主要参与染色质、转录、剪接和转录后等不同水平上的各种基因表达的表观遗传调控。它们在表观遗传上调节许多重要基因的表达，而这些基因都参与了重要的细胞生物学过程，如细胞自噬、增殖、侵袭、迁移、凋亡和间充质干细胞分化等[7]。学者研究发现lncRNA的调节功能多种多样，如lncRNA通过海绵吸附影响miRNA功能，如Chen等[8]发现lncRNA通过影响miRNA-9促进细胞凋亡。lncRNA能与染色质修饰剂非特异性结合调节转录因子，如lncRNA RMST通过调节转录因子SRY盒转录因子2（SRY-box transcription factor 2,SOX2）促进神经元的分化[9]。由此可见，lncRNA在不同的疾病中，存在不同的影响途径。lncRNA XLOC_009167被发现在肺癌中高表达且发现其对肺癌的诊断价值高于传统肺癌生物标志物[10]。这表明lncRNA有望成为癌症诊断的潜在生物标志物。

2 lncRNA在甲状腺癌中的作用方式

2.1 与特定蛋白结合，调节蛋白活性 研究表明lncRNA能通过与特定蛋白结合调节蛋白质的活性或稳定性来发挥其生物学作用。有学者发现lncRNA LINC00941可直接结合钙粘蛋白6（cadherin 6,CDH6）调节其活性从而促进甲状腺癌的侵袭性[11]。CDH6参与协调细胞骨架结构和细胞间相互作用，沉默lncRNA LINC00941通过抑制CDH6的表达来诱导细胞骨架发生特殊的重组从而抑制甲状腺癌细胞的迁移能力。

2.2 调控编码蛋白基因启动子，干扰基因表达 lncR－NA RAIN是调控甲状腺癌编码蛋白增强子相关的lncRNA[12]，它通过与WD重复域5（WD repeat domain 5,WDR5）结合促进其在RUNX家族转录因子2（RUNX2）启动子的定位从而促进转录启动，同时lncRNA RAIN充当负延伸因子负延伸系数复合构件E（negative elongation factor complex member E,NELFe）复合物的诱导剂和隔离剂，阻止NELFe复合物与RUNX2启动子结合从而抑制其对转录延伸的抑制功能。Zhao等[13]发现lncRNA LINC00313与无芒类同源异型盒4（aristalesslike homeobox 4,ALX4）启动子区结合，募集DNA甲基化相关蛋白DNA甲基转移酶1和DNA甲基转移酶3B来促进ALX4启动子区域甲基化，抑制ALX4的表达，激活AKT/mTOR信号通路，从而促进甲状腺癌细胞的增殖、迁移和侵袭能力。

2.3 通过海绵吸附作用调节miRNA生物学功能 lncRNA可作为小分子RNA（如miRNA）的前体分子，调控其表达。研究发现lncRNA可以通过海绵吸附miRNA，充当miRNA的内源竞争RNA（competing endogenous RNAs,ceRNA）来影响甲状腺癌的进展：lncRNA TUG1通过竞争性海绵吸附miR-145发挥促进甲状腺癌增殖、侵袭和上皮细胞间充质转化的作用[14]。lncRNA MCM3AP-AS负调节miR-211-5p，导致miR-211-5p的靶蛋白SPARC表达下调[15]。lncRNA LINC00460调控miR-485-5p促进丝氨酸/苏氨酸激酶（serine/threonine kinase,Raf1）表达从而促进甲状腺癌进展，敲低lncRNA LINC00460抑制体内肿瘤生长[16]。

3 lncRNA在甲状腺癌发生、发展中的调控机制

3.1 调控自噬 自噬是一种进化高度保守的分解代谢过程，对维持细胞稳态和适应各种应激情况是必不可少的[17]。大量研究证实自噬是包括癌症在内的多种疾病发病机制的重要参与者，同时自噬受到多种因素的调控，如lncRNA。lncRNA GAS8-AS1通过激活自噬并增加自噬相关蛋白 5（autophagy related proteins5,ATG5）的表达来抑制甲状腺癌的增殖，同时下调ATG5可逆转lncRNA GAS8-AS1介导的自噬激活[18]。lncRNA BANCR在甲状腺癌组织中过表达并且促进甲状腺癌细胞的增殖、迁移和侵袭能力，同时过表达lncRNA BANCR导致LC3Ⅱ/LC3Ⅰ比值增加[19]。这意味着lncRNA可通过激活自噬从而影响甲状腺癌的进展，这为寻找甲状腺癌的治疗提供了新的理论和实验基础。

3.2 调控凋亡 细胞凋亡是指为维持细胞内环境稳态，由基因控制的细胞自主有序的死亡，是细胞的主动过程，细胞凋亡在许多过程中都起着重要作用，包括胚胎发育、正常细胞更新、神经元选择和免疫细胞稳态[20]。肿瘤细胞对凋亡的抗性是大多数癌症的放疗抗性和化疗抗性的主要原因，因此对细胞凋亡的调控是改善癌症治疗的关键目标之一。lncRNA LINC01410通过靶向miR-3619-5P来正向调节叉头箱M1（forkhead box M1,FOXM1）蛋白的表达从而促进甲状腺癌细胞的增殖和凋亡[21]。有学者通过 64例甲状腺癌与癌旁组织的qRT-PCR实验发现lncRNA PANDAR在甲状腺癌组织中高表达，并且通过沉默lncRNA PANDAR后甲状腺癌细胞增殖被阻滞在G0/G1期，并且细胞周期蛋白细胞周期检测点激酶 1（cell cycle checkpoint kinase 1,CHK1）、细胞分裂周期因子25A（cell division cycle factor 25A,CDC25A）和G1/S-特异性周期蛋白-D1（G1/s-specific cyclin-D1,cyclin-D1）表达下降，同时发现抗凋亡蛋白B淋巴细胞瘤-2（B-cell lymphoma-2,BCL-2）表达降低，这表明lncRNA PANDAR可正向调控甲状腺癌细胞凋亡和增殖[22]。lncRNA RP11-476D10.1在甲状腺癌组织中高表达，沉默lncRNA RP11-476D10.1可诱导凋亡相关蛋白Beclin1、BAX的表达并降低抗凋亡蛋白BCL-2表达[23]。另一项相关研究发现，lncRNA AFAP-AS1在甲状腺癌组织和细胞系中表达均升高，同时发现敲低lncRNA AFAP-AS1后凋亡相关蛋白半胱氨酸蛋白酶-9（caspase-9）和半胱氨酸蛋白酶-3（caspase-3）表达升高[24]。由此可见，敲低甲状腺癌相关lncRNA可以通过调控细胞凋亡促进肿瘤细胞死亡，最终达到抑制肿瘤进展的效果。这使得他们可能成为甲状腺癌新的诊断和治疗靶标。

3.3 调节信号通路 迄今为止发现的肿瘤常见信号通路有很多，比如Notch通路、转化生长因子-β（transforming growth factor-β,TGF-β）通路、Wnt信号通路、JAK-STAT通路、Raf-P13K-mTOR通路等。研究发现，lncRNA通过多种信号通路影响不同肿瘤的进展。lncRNA XIST在甲状腺癌组织中高表达并且通过使miR-34a海绵化并调节下游MET-P13K-AKT信号通路来促进甲状腺癌细胞的增殖、侵袭等能力[25]。TGF-β信号通路在肿瘤发生、发展中起着重要的作用。研究发现lncRNA FOXD3-AS1通过调控TGF-β-Smads信号通路从而促进甲状腺癌在体内外的侵袭性生物学行为并且qRT-PCR实验证实lncRNA FOXD3-AS1在甲状腺癌组织中表达高于癌旁组织[26]。敲低lncRNA LUCAT1能诱导p53表达，并上调下游凋亡相关蛋白BAX表达，从而诱导细胞凋亡改变细胞周期而影响甲状腺癌的进展[27]。

3.4 诱导肿瘤干细胞形成 肿瘤干细胞属于肿瘤的一类亚群，它可能启动肿瘤发生，诱导化疗和放疗的抗性，具有多能特性，并可能导致复发性和转移性疾病，因此抑制肿瘤干细胞的特性有助于肿瘤的治疗。lncRNA H19和雌激素受体 β（estrogen receptorβ,ERβ）在甲状腺癌干细胞中高表达，雌二醇（Estradiol,E2）通过ERβ促进H19转录，沉默lncRNA H19可以抑制E2诱导的球形成能力，同时ERβ耗竭显著逆转lncRNA H19介导的甲状腺癌细胞茎状能力，这表明在甲状腺癌中H19可能能够影响肿瘤干细胞的能力[28]。Wang等[29]发现lncRNA BANCR在甲状腺癌组织中高表达，同时可以通过Raf/MEK/ERK信号通路促进甲状腺肿瘤干细胞标志物LGR5和上皮细胞黏附分子（epithelial cell adhesion molecule,EPCAM）表达。同时Gao等[30]发现低表达的lncRNA LINC00311能够抑制肿瘤干细胞标志物乙醛脱氢酶 1（Aldehyde dehydrogenase 1,ALDH1）、簇分化抗原44 （cluster differentiation antigen,CD44）、NANOG、SOX2和OCT4的表达，这说明lncRNA LINC00311敲低抑制了甲状腺癌中的干细胞性和球状体形成。综上所述，lncRNA可通过诱导肿瘤干细胞形成促进甲状腺癌的进展。

4 结语

目前关于甲状腺癌与lncRNA关系的研究越来越多，如lncRNA BANCR等lncRNA已应用于临床诊断，但是这些lncRNA仍然未能满足临床诊断和治疗的所有需求。许多研究表明，lncRNA在调节甲状腺癌细胞活性中也发挥着作用。此外，甲状腺癌中lncRNA的其他方面也正在进行研究。例如，目前细针穿刺活检和细胞学检查是甲状腺癌的主要诊断手段，但是至少有20%的活检显示细胞学检查结果不清楚，不能区分恶性结节和良性结节，导致这些患者的管理不善。细针穿刺活检中与癌症相关的lncRNA的检测可能会成为检测甲状腺恶性肿瘤的有效策略。目前应深入研究lncRNA在甲状腺癌中的具体作用及机制。相信随着对甲状腺癌有关lncRNA研究的深入，未来可能会找到对甲状腺癌高度敏感的lncRNA作为甲状腺癌的早期诊断和治疗靶点。