MicroRNA與甲狀腺癌的關(guān)系

李寅輝(綜述)，樊 勇(審校)

(新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院內(nèi)分泌科，烏魯木齊 830054)

微RNA(microRNA，miRNA)是一類非編碼的小分子RNA，其廣泛參與了細(xì)胞反應(yīng)的基本過程，如細(xì)胞增殖、發(fā)育、凋亡等。這些小的、非編碼的、20～24個核苷酸長度的RNA，通過后轉(zhuǎn)錄控制著基因的表達(dá)水平[1]，它們通常與mRNAs的3′-非編碼區(qū)互補(bǔ)結(jié)合，在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控基因的表達(dá)，從而參與調(diào)控細(xì)胞的增殖、生長、凋亡及免疫應(yīng)答等生命活動。目前，成人中有1366個miRNA列在了micro-基礎(chǔ)庫。最近發(fā)現(xiàn)，miRNA在許多人類癌癥中存在異常表達(dá)，包括甲狀腺癌[2]。某些特定miRNA的過度表達(dá)可抑制腫瘤抑制基因的表達(dá)，而逆轉(zhuǎn)某些特定miRNA的下調(diào)可導(dǎo)致原癌基因的表達(dá)增加。這兩種情況都可以介導(dǎo)隨后發(fā)生的細(xì)胞增殖、分化及細(xì)胞凋亡的惡性效應(yīng)，從而導(dǎo)致腫瘤生長和發(fā)展。由于正常組織與癌組織外周循環(huán)miRNA的表達(dá)譜有所差異，且特異的miRNA的表達(dá)能力與某種特定類型的腫瘤有關(guān)，將外周循環(huán)的miRNA作為一種異常的生物標(biāo)志物來診斷腫瘤是可行的[3]，其表達(dá)上的差異與腫瘤的預(yù)后相關(guān)，分析miRNA的表達(dá)能力也有助于對腫瘤患者的治療和管理。miRNA可調(diào)節(jié)癌細(xì)胞增殖、分化、凋亡及侵襲，因而可通過干擾人類腫瘤中miRNA及其生物靶標(biāo)的表達(dá)來抑制癌癥的發(fā)生、發(fā)展。在過去幾年中，一些研究對miRNA進(jìn)行標(biāo)記，旨在揭示它們是如何調(diào)控晚期甲狀腺癌的進(jìn)展，并探討其在甲狀腺癌中的作用[4]。

1 甲狀腺癌的概述

甲狀腺癌是最常見的內(nèi)分泌系統(tǒng)癌癥，一般分為分化型甲狀腺癌，包括甲狀腺乳頭狀癌(papillary thyroid carcinoma，PTC)和甲狀腺濾泡狀癌(follicular carcinoma of thyroid，F(xiàn)TC)低分化型甲狀腺癌，包括甲狀腺髓樣癌(medullary thyroid carcinoma，MTC)以及未分化型甲狀腺癌。還有一些少見的惡性腫瘤，如甲狀腺淋巴瘤、甲狀腺轉(zhuǎn)移癌及甲狀腺鱗癌等。甲狀腺癌中95%以上的癌源自甲狀腺濾泡狀細(xì)胞，而只有3%起源是C細(xì)胞，其被稱為MTC[5]。PTC是最常見的甲狀腺癌，其來自分化良好的上皮細(xì)胞，鏡下能夠清晰可見核形態(tài)，肉眼可見乳頭分支，乳頭中心有纖維血管間質(zhì)，間質(zhì)內(nèi)常見同心圓狀的鈣化小體，可借此與其他甲狀腺癌相鑒別[6]。甲狀腺濾泡狀腺瘤與FTC形態(tài)類似，但是有血管侵犯。絕大多數(shù)的PTC與甲狀腺濾泡狀腺瘤一樣，可以有效管理控制。低分化甲狀腺癌相比甲狀腺濾泡狀腺瘤或PTC更容易出現(xiàn)局部分化反應(yīng)。稀少地分化欠佳的未分化甲狀腺癌(anaplastic thyroid cancer，ATC)，其癌反應(yīng)非?；钴S，可迅速侵入鄰近組織，并因此被認(rèn)為是致死率較高的癌癥之一，目前還無有效的治療方法。ATC患者的死亡通常發(fā)生在確診后6個月內(nèi)，其特征是部分或完全未分化細(xì)胞具有較高的有絲分裂率，壞死區(qū)域紡錘體形態(tài)巨大。甲狀腺癌是單克隆的由原始體細(xì)胞突變所導(dǎo)致的惡性腫瘤，即遺傳變異。最近的研究表明，在大多數(shù)甲狀腺癌中，除了遺傳變異，miRNA的異常表達(dá)有其特征性意義[7]。miRNA為甲狀腺癌的診斷以及識別潛在的治療靶點(diǎn)提供了幫助，其能夠作為甲狀腺癌的類標(biāo)識符，特別是在FTC、PTC和ATC中。

2 miRNA與甲狀腺癌的關(guān)系

2.1miRNA在甲狀腺癌中的標(biāo)記 miRNA在不同的腫瘤微環(huán)境有著潛在的表達(dá)變化。觀察miRNA的表達(dá)變化，對特定的miRNA進(jìn)行標(biāo)記，可發(fā)現(xiàn)其與腫瘤進(jìn)展之間的關(guān)系。從不同部位的腫瘤區(qū)域可獲取不同類型的miRNA，以確定它們是否為特定的miRNA標(biāo)記，比如追蹤甲狀腺癌中特定的淋巴浸潤或血管增生組織miRNA的表達(dá)量，以便闡明miRNA與甲狀腺癌浸潤發(fā)展的相關(guān)性。眾所周知，甲狀腺癌的發(fā)生與遺傳相關(guān)，但可能由于甲狀腺癌的相關(guān)基因的低外顯率造成研究結(jié)果不盡人意。甲狀腺癌的發(fā)生可能與兩個或多個基因的相互作用相關(guān)，調(diào)控基因也會參與其中，并發(fā)揮作用，miRNA正是所謂的調(diào)控基因，所以對甲狀腺癌中的miRNA標(biāo)記，分析其在甲狀腺癌中形成及發(fā)展中的作用顯得十分有必要。當(dāng)然，考慮到miRNA的應(yīng)用時，無論其是作為生物標(biāo)志物還是生物介質(zhì)，答案還有待觀察，需要進(jìn)一步研究。

3.2miRNA在甲狀腺癌中的變化 在甲狀腺癌的研究中發(fā)現(xiàn)，PTC和FTC與一種起著反轉(zhuǎn)錄調(diào)控作用的“致癌”的miRNA關(guān)系密切。這些miRNA主要以增殖和抗凋亡的方式發(fā)揮作用。根據(jù)克隆發(fā)展假設(shè)，在低分化的甲狀腺癌中有腫瘤抑制作用的miRNA顯著減少，而這種減少可能是為了促進(jìn)細(xì)胞分化[8]。值得一提的是，這些miRNA的減少很可能對從FTC或者PTC中區(qū)分ATC提供了一個有價值的診斷工具。在PTC中發(fā)現(xiàn)有miRNA水平顯著上調(diào)的，卻未發(fā)現(xiàn)miRNA有顯著下調(diào)的，尤其是下調(diào)倍數(shù)超過2倍的，說明這些特定的miRNA對PTC的發(fā)展有促進(jìn)作用[9]。上述研究與其他一些遺傳標(biāo)記在甲狀腺癌中發(fā)揮的作用類似，如酪氨酸激酶受體/PTC、BRAF、N-Ras基因?qū)τ赑TC屬于原癌基因[10]，而p53對于ATC則屬于抑癌基因[11]。

3.3miR-221、miR-222及miR-181b與PTC的關(guān)系 對PTC患者的全基因組miRNA表達(dá)譜進(jìn)行分析時發(fā)現(xiàn)了一個異常的miRNA表達(dá)譜，其可以明確區(qū)分正常甲狀腺組織與PTC組織。在一項(xiàng)研究中發(fā)現(xiàn)，PTC組織中miR-221、miR-222及miR-181b的表達(dá)相比正常甲狀腺組織顯著增加[9]。上述分析結(jié)果通過Northern印跡法和定量反轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)被進(jìn)一步證實(shí)。此外，在甲狀腺結(jié)節(jié)針吸活檢中，部分患者檢測到有miR-221、miR-222及miR-181b的過表達(dá)，這些甲狀腺結(jié)節(jié)患者經(jīng)外科手術(shù)取活檢后被最終確診為PTC[9]。在移植大鼠甲狀腺癌的細(xì)胞系和小鼠甲狀腺癌模型中存在miR-221、miR-222及miR-181b的過度表達(dá)[12]。在人類PTC來源的細(xì)胞系中通過阻斷過表達(dá)的miR-221發(fā)現(xiàn)，miR-221的過度表達(dá)在PTC癌變中起關(guān)鍵作用[12]。目前的研究表明,miR-221作為一種致癌基因通過對基因轉(zhuǎn)錄后的調(diào)節(jié)而影響甲狀腺癌[13]。在甲狀腺細(xì)胞轉(zhuǎn)化為甲狀腺癌的過程中，miRNA的異常表達(dá)起著重要的作用。

3.4miR-197和miR-346在FTC中的作用 研究發(fā)現(xiàn)，miR-197和miR-346表達(dá)的增加有助于FTC的發(fā)生，它可能通過干擾基因表達(dá)而起作用[14]，所以其可成為腫瘤治療的一個新的標(biāo)志物。體外功能學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，過度表達(dá)的miR-197和miR-346誘導(dǎo)HEK293T細(xì)胞系增殖，然而HEK293T細(xì)胞系如果受抑制，將導(dǎo)致FTC細(xì)胞擴(kuò)增受限[13]。實(shí)驗(yàn)證實(shí)，miR-346調(diào)控EFEMP2基因；miR-197調(diào)控ACVR1和TSPAN3基因。EFEMP2基因可能具有腫瘤抑制作用[15]，ACVR1基因可調(diào)控細(xì)胞生長[16]，TSPAN3基因?qū)儆谒目缒さ鞍准易?，它與黑色素瘤的轉(zhuǎn)移潛能呈負(fù)相關(guān)[17]。雖然miR-221和miR-222與PTC的致癌作用相關(guān)，但與FTC的發(fā)展無明顯相關(guān)性[18]。總之，一小部分miRNA(如miR-197和miR-346)在FTC中表達(dá)失調(diào)，其可能參加了腫瘤從良性到惡性的轉(zhuǎn)變過程。這些miRNA及其靶基因有助于提高甲狀腺濾泡狀結(jié)節(jié)的術(shù)前診斷，甚至有助于疾病的治療[14]。

3.5miR-26a、miR-30d、miR-125b、miR-30a-5P在ATC中的作用 甲狀腺癌的臨床表現(xiàn)不同。隱匿性的PTC生長緩慢，無臨床癥狀；而快速增長的ATC是最致命的甲狀腺腫瘤。通過miRNA芯片微陣列分析了ATC的miRNA發(fā)現(xiàn)，與正常甲狀腺組織相比，miR-26a、miR-30d、miR-125b、miR-30a-5P的表達(dá)顯著減少[19]。這4種miRNA在ATC衍生的細(xì)胞系中的表達(dá)減少提示：對于甲狀腺癌的發(fā)生，miR-125b和miR-26a的下調(diào)起著關(guān)鍵的作用，它通過抑制細(xì)胞生長從而發(fā)揮作用。然而，在相同的細(xì)胞系中，miR-30d和miR-30a-5P的表達(dá)變化未觀察到其對細(xì)胞生長的影響?？傊?，這些數(shù)據(jù)表明了miRNA印跡與ATC相關(guān)，并提示miRNA的調(diào)控是甲狀腺細(xì)胞轉(zhuǎn)化的一個重要事件[19]。

3.6miR-221和miR-222在ATC與PTC中的變化 研究表明，ATC以典型的甲狀腺功能缺失為特征，即甲狀腺球蛋白的合成、分泌和碘捕獲異常，而miRNA參與了這些過程[20]。分析miR-221與miR-222的特性為鑒別ATC與PTC提供了幫助。miR-221與miR-222在PTC中高度上調(diào)，但并未在所有的ATC中上調(diào)，只有部分miR-222在ATC中上調(diào)，但比例較低，從而為鑒別ATC與PTC提供了一定的線索[12]。從分化到未分化表型的演變可能涉及多個基因的改變，這可能是導(dǎo)致ATC與PTC的miRNA不同的原因。

3.7miR-183、miR-375在MTC中的變化 miRNA是評估甲狀腺癌預(yù)后的重要指標(biāo)，但是miRNA在MTC中的報道較為少見。MTC包括散發(fā)性甲狀腺髓樣癌和遺傳性甲狀腺髓樣癌。75%的MTC是散發(fā)的，臨床癥狀出現(xiàn)得較晚，有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，且預(yù)后差。Abraham等[20]報道了10例miRNA在散發(fā)性甲狀腺髓樣癌與遺傳性甲狀腺髓樣癌中的表達(dá)失調(diào)，證實(shí)miR-183和miR-375在MTC的過度表達(dá)可能與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移率、殘留局部區(qū)域疾病以及病死率相關(guān)。采用miRNA作為MTC的生物標(biāo)志物有可能對目前的指導(dǎo)方針有一定參考意義。目前指導(dǎo)方針認(rèn)為，對于臨床和放射學(xué)檢查提示淋巴結(jié)陰性的MTC患者可以給予預(yù)防頸淋巴清掃術(shù)治療。相關(guān)功能實(shí)驗(yàn)顯示，miR-183能夠誘導(dǎo)細(xì)胞死亡，且這種作用可能是通過自噬作用實(shí)現(xiàn)的[20]。因此，需要進(jìn)一步研究miR-183與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的關(guān)系，從而為目前的指導(dǎo)方針提供更多的可靠信息。

4 小 結(jié)

miRNA對于鑒別良、惡性甲狀腺腫瘤具有十分重要的意義，并且其對于甲狀腺腫瘤的診斷和預(yù)后判斷有巨大的潛力。miRNA的表達(dá)與復(fù)雜的負(fù)反饋調(diào)節(jié)相關(guān)，而miRNA發(fā)揮作用與其本身基因結(jié)構(gòu)也密不可分，對于甲狀腺所有miRNA最有意義的序列還沒有被完全確定，深度測序平臺似乎是一個很好的途徑來解決上述問題。因此，應(yīng)該通過進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)研究去發(fā)現(xiàn)在甲狀腺癌中miRNA的確切變化及具體結(jié)構(gòu)，并找出其與甲狀腺癌的關(guān)系，以便于更好地指導(dǎo)臨床實(shí)踐。

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