miRNAs在甲状腺癌诊疗中的作用研究进展

田晓玲，华 川，，张 艳，赵 勇

(1. 湖北中医药大学，湖北 武汉 430061；2. 湖北省中医院，湖北 武汉 430074)

甲状腺癌是内分泌科常见的恶性肿瘤，近年来甲状腺癌患病率有上升的趋势[1],甲状腺癌可分为乳头型(PTC)、滤泡型(FTC)、髓质型(MTC)和未分化型(ATC)等，乳头状甲状腺癌和滤泡型甲状腺癌统称为分化型甲状腺癌(DTC)，DTC构成大多数甲状腺癌，5年的生存率为98%，这主要得益于手术、RAI消融、TSH抑制治疗的成功，但遗憾的是，大约有20%的患者会复发[2-3]。近年来，随着分子生物学的不断发展，越来越多的肿瘤学难题被攻克。miRNAs具有靶向多个基因和关键生物学过程的能力，这些分子作为生物标志物引起了广泛的研究兴趣[4]，相关研究表明甲状腺癌的发生发展与miRNAs的异常表达有关，并在一定程度上作为判断甲状腺癌预后的标志以及作为靶点来治疗甲状腺癌。基于此，本文将从miRNAs在甲状腺癌诊疗中的作用研究进展进行相关论述，以便更好地了解和治疗甲状腺癌。

1 miRNAs的相关论述

miRNAs是一种小的(大约22个核苷酸长度)非编码单链RNA，构成了一类新的基因调控子。这些miRNAs由内源性DNA转录，并由初级转录本(pri-miRNA)加工成发夹前体(pre-miRNAs)，它们调节细胞的生长、黏附、分化和凋亡等复杂的生物学行为[5]，自1993年发现第一个miRNA lin-4调控线虫的胚胎发育，到2018年mirbase数据库公布miRNAs数目已达到38 589个，miRNAs能够同时针对数百个基因RNA降解或转录后翻译抑制，可能调节多达三分之一的人类基因，对某些生物学功能包括细胞的存活、分化和生长至关重要，miRNAs也有能力调节细胞增殖和迁移，既可以作为癌基因也可以作为肿瘤抑制因子，调控肿瘤的发生发展和转移[4]。

2 miRNAs与甲状腺癌

2.1相关miRNAs在甲状腺癌中的异常表达 与正常甲状腺组织相比，甲状腺癌组织中一些miRNAs异常表达,可能在甲状腺癌的发病中起着关键作用。Pallante等[6]发现异常的miRNA表达谱可以清楚地将PTCs与正常甲状腺组织区分开来，与正常甲状腺组织相比，PTCs中的miR-221、miR-22、miR-181b显著升高，miR-221、miR-22、miR-181b高度表达也在转化的大鼠甲状腺细胞系和甲状腺癌变小鼠模型中被证实。这与He等[7]的研究结果有一致的地方，与正常甲状腺组织相比，miR-221、miR-222、miR-146在PTC中的高表达为11～19倍,并进一步提出miR-146a要么在甲状腺组织中没有表达，要么表达水平非常低，认为研究中发现高表达的miR-146实际上是反映miR-146b的表达水平。而在李文祥等[8]的研究中进一步发现了miR-146a在PTC中表达高于结节性甲状腺肿组织，抑制miRNA-146a的表达能够使细胞的增殖能力和克隆形成率降低，其分子机制可能与抑制PCNA、cyclin D1和MMP9蛋白的表达有关。表明 miRNA- 146a 可能在 PTC 的发生发展过程中具有原癌基因的作用。有研究证实，miR-155甲状腺癌中的表达明显高于正常甲状腺组织，且在HT合并PTC组织中则要高于单纯HT或PTC,这可能与HT合并PTC情况下受免疫炎性反应和癌变双重因素有关[23]。

张亚伟等[9]研究发现在PTC组织中有23个miRNAs表达发生明显改变，其中miR-21在正常甲状腺组织、HT和PTC组织中的表达是递增的，miR-21与HT和PTC的发生关系密切，可能在HT向PTC转化过程中起重要调控作用，但其作用机制尚需进一步研究。

Dettmer等[10]应用 miRNA 芯片检测发现，在滤泡型甲状腺癌组织中 miR-182、mir-183、miR-221、miR-222、miR-125a-3p的表达上调，miR-542-5p、miR-574-3p、miR-455、miR-199a 的表达下降; 同时，miR-885-5p 在嗜酸细胞性 FTC (0FTc)中的表达显著高于常见的 FTC(cFTc)、甲状腺腺瘤和增生性结节。

相关研究表明除了常见的DTC中可见miRNAs的异常表达，在较少见的甲状腺癌中也可见到miRNAs的表达失调，如在MTC中可见miR-323/370/129/137/10a/124a/224/127/9/154高表达，在低分化甲状腺癌的组织中可见miR-187/221/129/222/146b/ 339/183表达上调，在未分化甲状腺癌中可见miR-302c/205/137/187/214/155/224/222/221表达上调，而miR-30d/125b/26a/30a-5p低表达[11]。

2.2miRNAs在甲状腺癌诊断中的潜在价值 甲状腺细针穿刺细胞学(FNAC)被认为是一种有用的诊断手段，也是一种筛查手段，在甲状腺癌的检测中，其总体准确率约为95%，在甲状腺结节病变的评估过程中，FNAC仍是金标准，然而，FNAC也有它的缺点和诊断缺陷。主要问题是灰色地带的病例，即怀疑是恶性肿瘤的病例。为了克服这一局限性，通过分子检测方法，为细胞学上不确定的甲状腺结节提供了更为精确的判断，减少了不必要的手术[12]。

不同研究报道Gal-3可作为术前发现和有效筛选恶性转化甲状腺细胞的前瞻性标志物。Gal-3主要通过与糖蛋白结合，在细胞增殖、细胞间相互作用、细胞基质粘附等过程中起关键作用[13]。陈丽丽等[14]在对Gal-3和miRNAs在甲状腺癌的表达的研究中发现miR-322水平与Gal-3表达呈正相关，miR-322可以显著抑制Gal-3野生型的荧光素酶活性，是Gal-3的靶基因，miR-322定位于14号染色体短臂21区，与肿瘤细胞的增殖、凋亡、侵袭、转移均密切相关。并通过实时荧光定量检测发现miR-322在PTC中高表达，其诊断PTC的灵敏度为85.6%，诊断效能与Gal-3基本一致，有可能与Gal-3一样作为PTC的辅助诊断标志物，但此实验仅初步分析了miR-322与Gal-3之间可能存在靶向调控关系，仍需细胞学进一步证实。

Lithwick-Yanai等[15]在对189个FNA涂片样本进行miRNAs分析中发现通过miRNAs异常表达区分甲状腺结节良恶性，其阴性预测值为91%；灵敏度为85%，特异性为72%，阳性预测值为99%；且miRNAs非常稳定，无论是新鲜的还是固定的福尔马林石蜡包埋都在组织中保存完整，故为甲状腺标本术前分类提供了有价值的工具。

Benjamin等[16]在运用分子miRNAs检测方法诊断不明确甲状腺FNA涂片中发现miRNAs信号在RNA数量内呈线性相关，可在临床检测中保持准确性的同时以极低的RNA量检测，提高了不确定细胞学患者的诊断准确性，降低手术率和随后发生代谢和解剖并发症的风险。

Mazeh等[17]利用正常组织中各miRNAs表达的最高值作为恶行肿瘤的阈值，研究发现miR-21/31/146b/187/222表达增加，其中miR-146b,mIR-221，miR-222准确率最高，分别为96%，98%，92%，其特异性都为100%，miR-221在20例患者中有19例被正确诊断为恶行肿瘤。

由此可见，miRNAs作为基因调控子能够为细胞学不确定的甲状腺结节提供更为精确的判断，减少临床不必要的手术，有望成为诊断甲状腺癌的新型生物标志物。

2.3miRNAs与甲状腺癌的转移及预后 甲状腺癌患者在进行手术、RAI消融、TSH抑制治疗之后是否发生转移关系着其远期预后。有研究结果显示30%～80%的PTC患者在确诊时即存在颈部淋巴结转移,以颈部中央区最为常见，而FTC颈淋巴结转移相对较少,血行传播的远处转移更常见。颈部淋巴结转移(LNM)是甲状腺癌患者复发率增高和存活率降低的危险因素[18]。

IL17RD与其配体IL-17在炎症反应的发生进展中发挥重要作用，它的异常表达被认为是上皮瘤形成的机制，但在肿瘤发生过程中的调控作用存在争议，生物学预测发现,在IL17RDmRNA的3 -UTR中存在miR-193a的靶位点。刘美宏等[19]在进行miR-193a与白细胞介素17受体D(IL17RD)在甲状腺癌的表达中发现，IL17RD与甲状腺癌肿瘤大小、临床分期 、组织学分化程度、淋巴结转移等病理特征有关。提示IL17RD在甲状腺癌的发生进展中发挥致癌作用 ，且与肿瘤细胞的增殖、转移有关。与正常甲状腺组织、桥本甲状腺炎、甲状腺腺瘤、甲状腺癌组织比较，miR-193a表达水平在甲状腺癌组织中最低，而IL17RDmRN和蛋白表达水平在甲状腺癌组织中显著增加，miR-193a和IL17RDmRNA及蛋白表达水平与肿瘤大小、临床分期、组织学分化程度及淋巴结转移等临床特征有关，miR-193a和IL17RD及蛋白表达均呈明显负相关。提示 IL17RD是miR-193a的靶标之一 ，在甲状腺癌组织中，miR-193a至少部分通过调控IL17RD表达而参与甲状腺癌的发生发展及病情演变 。

miR-21被认为是miRNA转录的主要驱动因子，在多种实体肿瘤中呈现高表达，广泛参与肿瘤细胞的增殖、分化及凋亡。在曹礼荣等[20]的研究中发现miR-21是DTC术后并发不良事件的敏感指标，其AUC 值为 0.748，说明 miRNA-21用于评判预后具有较高的预测价值，其预测临界值为8.19 ng/mL，进一步分组比对发现，高于临界值的 DTC 术后患者，其不良预后转归发生率远高于低于临界值的 DTC 术后患者。

Zhang等[21]的研究发现PTC患者肿瘤组织与正常组织相比，miR-451表达明显下调，通过qRT-PCR检测miR-451的表达，结果显示miR-451的ROC分析，以确定其作为PTC生物标志物的可预测性。AUC的值为0.808，表明它是一种可靠的PTC的“良好”组织标记物。并且进一步研究发现miR-451在PTC患者伴有淋巴结转移低于未转移者，其AUC为0.690，miR-451有望成为预测PTC患者是否发生淋巴结转移的生物标志物。

Liu等[22]采用qRT-PCR方法检测PTC患者组织标本和血浆标本中miR-431的表达，与对照组相比，PTC组织和血浆样本中miR-431的表达较低，在淋巴结转移的PTC患者中miR-431的表达尤其低。Hedgehog(Hh)信号通路是肿瘤细胞生长、侵袭和转移的重要介质，miR-431的异常表达通过下调Glil的表达来抑制Hedgehog(Hh)信号通路来实现的。因此miR-431可作为PTC淋巴结转移阳性患者的预测因子并可作为PTC治疗的潜在靶点。但miR-431与Hedgehog(Hh)信号通路之间的非特异性分子机制尚需进一步研究。

张超等[23]研究发现发生肿瘤的腺外浸润和远处转移患者甲状腺肿瘤组织中 miR-155表达明显高于未发生腺外浸润和远处转移者，miR-155表达与肿瘤的腺外浸润和远处转移相关，而与年龄、性别、肿瘤大小、TNM分期无明显关联，而朱有志等[24]的研究发现miR-155表达上调的PTC具有更大肿瘤病灶，甲状腺包膜外更易受侵犯，更易发生颈部淋巴结转移，其TNM分期更晚等临床病理特点，揭示miR-155有望成为PTC预后的参考指标。

相关研究证实miR-193a-3p在甲状腺乳头状癌组织中下调与甲状腺乳头状癌的侵袭转移有关[25]。miR-577通过靶向SphK2抑制甲状腺乳头状癌细胞的增殖、迁徙和侵袭[26]。miR-221/-222基因簇，miR-10b、miR-92a在转移性FTC组织中明显高于未转移的FTC组织，并认为miR-10b是评估滤泡型甲状腺癌在初始手术阶段转移潜能的潜在预后因素[27]。

2.4miRNAs参与甲状腺癌的相关机制研究

2.4.1调控信号通路 PI3K/Akt信号通路通过胞内信号传递在细胞迁移、动员、分化和抗凋亡等细胞生存调节过程中发挥重要的作用[28]。Cleaved caspase-3是caspases级联反应中下行的最关键蛋白酶， 在凋亡程序中起到中枢作用[29]。吴彬等[30]研究发现miR-150-5p在甲状腺癌组织中表达异常升高，miR-150-5p与PI3K存在结合位点，经双荧光素酶报告基因分析显示，PI3K与miR-150-5p具有靶向调控关系，抑制甲状腺癌细胞TPC-1中miR-150-5p的表达后，PI3K表达明显下调，miR-150-5p通过上调Cleaved caspase-3促进细胞凋亡，其调控作用可能与PI3K/Akt信号通路有关。 Boufraqech等[31]研究发现miR-145是肿瘤生长的38个主要调控因子，通过AKT3基因调控PI3K/Akt信号通路，作为甲状腺癌的抑制基因。

魏宁等[32]进一步提出miR-205也许不仅通过调节VEGF-A的表达水平来影响甲状腺癌的细胞的增殖，也可能通过c-src基因作用的下游通路FAK/ERK1/2途径或调节HMGB3蛋白水平等其他作用机制来抑制甲状腺癌细胞的增殖、转移及促进凋亡。

2.4.2影响细胞的迁徙、侵袭 在Liu等[33]的研究中发现miR-214在甲状腺乳头状癌组织和细胞中表达下调，这与淋巴结转移、肿瘤大小和TNM分期显著相关。上调MiR-214的表达能够显著降低PTC细胞的增殖，促进细胞凋亡和细胞周期阻滞。PSMD10是可能通过糖原合成激酶(GSK)-3B/B-catenin和AKT信号通路调控PTC细胞的形成、迁移和侵袭。MiR-214与PSMD10的表达呈负相关，miR-214通过靶向PSMD10抑制CGTH W3和PTC-uc3 PTC细胞系的细胞增殖、侵袭、迁移和上皮间充质化(EMT)。

童厚超等[34]研究发现miR-590-3p在甲状腺乳头状癌组织及细胞系中表达量明显低于癌旁组织和正常甲状腺组织滤泡上皮细胞，与对照组相比干扰miR-590-3p能够明显提升TPC-1细胞的增殖活性，过表达miR-590-3p则降低K-1细胞的迁移和侵袭能力，促进细胞凋亡。上皮细胞-间质转化(EMT)使上皮细胞丧失黏附作用以及获得间充质细胞的迁移能力，在促进细胞迁移和发生耐药中发挥重要作用[35],过表达miR-590-3p可以下调E-cadherin蛋白的表达量，上调N-cadherin蛋白和Vimentin蛋白表达量，而干扰miR-590-3后相关蛋白的表达呈相反趋势，由此可见PTC其迁徙和侵袭的机制可能与miR-590-3p调控 EMT途径有关。

2.4.3调控基因 miRNA表达谱与人体细胞突变状态之间存在很强的相关性，例如在BRAF和RAF突变的肿瘤中，miR-221和miR-222表达水平高，在RAS突变的高分化乳头状癌中miR-146b表达最高。KIT作为参与细胞分化和生长的酪氨酸激酶受体是miR-221/222的靶基因[12]。miR-221/222的高表达能够使KIT下调,miR-187在包含RET/PTC重排的PTC中高表达，而miR-221与miR-222在BRAF与RAS阳性及未知突变的PTC中高表达。RAS阳性PTC中miR-146表达最高。然而，PTC 表达谱具有一些独立于基因突变状态的改变，这些miRNAs上调机制仍然有待进一步研究[36]。

hMLH1位于染色体的3p21-23区域，是人类DNA错配修复(mismatch repair，MMR)系统的重要组成部分。hMLH1基因的甲基化失活被证实与多种实体肿瘤发生密切相关。张启弘等[37]的研究发现miR-155-5p在PTC的表达中升高，促进PTC增殖和侵袭， 并可靶向调控hMLH1基因的表达有关，但其详细机制仍有待于进一步研究。

3 总结与展望

随着甲状腺癌的发病率的增高，建立一种无创的、低成本的筛查工具以及寻找准确性更高的标志物来判断其远期预后越发成为当代医学的趋势，miRANs在甲状腺癌中的异常表达影响着甲状腺癌的发生、发展及远期预后。了解miRNAs在甲状腺癌中的特异性表达及其生物学特性有助于我们更好地了解和治疗甲状腺癌。相关研究证实miRNAs有望成为甲状腺癌诊断及判断其远期预后的参考指标，这有助于减少不必要的手术。在针对调控甲状腺癌的机制研究背景下，miRNAs有可能成为甲状腺癌的治疗靶点，为甲状腺癌的治疗提供了潜在的诊疗价值和研究方向。但目前对于miRNAs在甲状腺癌中的作用机制尚不明确，仍需进一步研究。另外，目前针对miRNAs在甲状腺癌中的异常调控大部分是关于DTC的研究，虽然DTC构成大多数的甲状腺癌，但是MTC及ATC的恶性程度高，生存率低，除了手术治疗外多无其他有效的治疗手段，随着分子生物学的发展及肿瘤学难题的攻克，对miRNAs在MTC、ATC的表达进一步研究有助于推动甲状腺癌的诊疗进展。

利益冲突：所有作者均声明不存在利益冲突。