MicroRNA 在甲狀腺乳頭狀癌中的研究進(jìn)展

武紅園，陳紅躍，栗粟，楊萌萌，婁永慶

（1.河南中醫(yī)藥大學(xué) 第二臨床醫(yī)學(xué)院，河南 鄭州 450002；2.河南省中醫(yī)院 甲狀腺乳腺科，河南 鄭州 450002）

0 引言

甲狀腺癌（thyroid cancer,TC）是由遺傳、機(jī)體異常攝碘、輻射等多種因素引起[1]，是內(nèi)分泌系統(tǒng)中最常見的惡性腫瘤之一，在甲狀腺結(jié)節(jié)中發(fā)生率為5%～15%[2]，但僅占機(jī)體所有惡性腫瘤的1%[3]。自1970 年甲狀腺癌發(fā)現(xiàn)至今，我國甲狀腺癌的發(fā)病率逐年上升，年輕化趨勢也愈加明顯；2005 年至2014 年，甲狀腺癌的發(fā)病率平均每年增長79.9%[4]，2014 年躍居中國女性惡性腫瘤發(fā)病率的第4 位[5]，嚴(yán)重威脅公眾健康。根據(jù)甲狀腺癌不同的惡性程度，可分為低度惡性的乳頭狀癌（PTC）和濾泡狀腺癌（FTC）,中度惡性的髓樣癌（MTC）以及高度惡性的未分化癌（ATC）；其中PTC 在各類型的甲狀腺癌中最為常見（85%～90%）[6]。

據(jù)報(bào)道2010 年至2013 年，我國甲狀腺癌的發(fā)病率增長了137%；與此同時(shí)，死亡率也隨之增長了23%[7]。人們眼中的“懶癌”似乎并非完全屬于惰性癌，亦有研究表明，近年來，甲狀腺癌的生物學(xué)特性向更具侵襲性的特性轉(zhuǎn)變[8]。然而，甲狀腺癌的治療目前仍以外科手術(shù)為主，術(shù)后的眾多并發(fā)癥、全切患者術(shù)后需終身服藥以及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移患者術(shù)后所需的131I 放射治療，均為患者帶來一定程度的精神壓力和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。因此，我們迫切需要探索新的靶點(diǎn)或分子標(biāo)志物，以判斷甲狀腺癌的侵襲性、預(yù)測預(yù)后或用于靶向治療；而microRNA 被視為目前極具研究價(jià)值的潛在靶點(diǎn)。

1 MicroRNA 概述

MicroRNA（miRNA/miR）最早于20 世紀(jì)90 年代早期在線蟲中被發(fā)現(xiàn)，是與mRNA 3'UTR 互補(bǔ)，長度為18～23nt 的RNA 分子，即lin-4 和let-7 基因，線蟲的生長發(fā)育均由此RNA 進(jìn)行調(diào)節(jié)；隨后從線蟲到果蠅直到人類均發(fā)現(xiàn)有miRNA 的存在。目前，人類基因組中已發(fā)現(xiàn)上千種miRNA，除早期發(fā)現(xiàn)的lin-4 和let-7 等基因仍采用原始的名稱，后續(xù)發(fā)現(xiàn)的microRNA 均以micro-后加數(shù)字來命名[9]，如microRNA-221，microRNA-222 等。

miRNA 是一種內(nèi)源性的非編碼微小RNA，起初由miRNA 編碼基因在RNA 聚合酶Ⅱ的作用下形成初始轉(zhuǎn)錄體（pri-miRNA），長度約300～1000 個(gè)堿基；再由Drosha DGCR8 復(fù)合體剪切為長度約80～100 個(gè)核苷酸的miRNA 前體（pre-miRNA），在受體exportin-5介導(dǎo)下進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，被核酸內(nèi)切酶剪切為19～25 個(gè)核苷酸的雙鏈成熟miRNA；經(jīng)過鏈選擇和分離，其中一條單鏈被降解，另一條單鏈與Argonaute 家族蛋白結(jié)合成miRNA-RISC 復(fù)合體；最終與靶基因miRNA 的3'非編碼區(qū)miRNA 識別原件完全或部分互補(bǔ)結(jié)合，從而調(diào)控mRNA 的表達(dá)[9]。miRNA 的具體作用有：①與mRNA 結(jié)合，通過降解mRNA 或抑制mRNA 翻譯來調(diào)控基因表達(dá)；②部分miRNA 作用于擴(kuò)增區(qū)抑癌基因，使抑癌基因表達(dá)上調(diào)，從而抑制腫瘤的發(fā)生發(fā)展；③部分miRNA 為促癌基因，誘導(dǎo)細(xì)胞的惡化；④促癌miRNA 也可負(fù)向調(diào)節(jié)一些抑癌基因的表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移。研究發(fā)現(xiàn)，miRNA 不僅可以調(diào)控mRNA 的表達(dá)，還可調(diào)節(jié)細(xì)胞的生長、分化和凋亡，維護(hù)細(xì)胞和組織的識別等。

2 MicroRNA 與腫瘤的相關(guān)研究

目前發(fā)現(xiàn)的一半以上的人類miRNA 均位于腫瘤相關(guān)基因區(qū)，它們調(diào)控著腫瘤細(xì)胞的黏附、增殖及凋亡等過程[9]，因此miRNA 的異常表達(dá)在腫瘤的形成、發(fā)展及侵襲中扮演極為重要的角色。研究發(fā)現(xiàn)，部分miRNA 在腫瘤組織中表達(dá)水平降低，起到抑制腫瘤發(fā)生發(fā)展的作用；余部分miRNA 則在腫瘤組織中高表達(dá)，對腫瘤的發(fā)生發(fā)展發(fā)揮促進(jìn)作用。報(bào)道顯示，miRNA 在多種腫瘤中表達(dá)異常，如乳腺癌組織中，miR-127-3p、miR-133a-3p、miR-199b-5p、miR-342-5p、miRNA-5688 較正常組織表達(dá)明顯下降，而miR-155-5p 表達(dá)顯著上調(diào)[10-11]；肝癌細(xì)胞中，miR-125、miR-149-5p 表達(dá)較正常肝細(xì)胞下降，miR-21 表達(dá)水平升高[12-13]；腎癌組織中，miR-141、miR-200c 表達(dá)下降，miR-92a、miR-17、miR-18、miR-19、miR-20b 等明顯高表達(dá)[14]；肺癌細(xì)胞中，miR-21、miR-155、miR-17-92 具有致癌性表達(dá)上調(diào)，而miR-15a、miR-16、miR-29b、miR-34a發(fā)揮抑癌作用而表達(dá)下降[15]，等等。

其次，microRNA 不僅在惡性腫瘤中表達(dá)異常，在一些良性疾病中也出現(xiàn)異常表達(dá)。如在橋本甲狀腺炎患者的甲狀腺細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)，miR-141 的表達(dá)較正常甲狀腺細(xì)胞明顯下調(diào)[16-17]；糖尿病患者足細(xì)胞中miR-138 表達(dá)上調(diào)引起足細(xì)胞的損傷，妊娠期糖尿病患者血清中miR-291b-3p 表達(dá)上調(diào)導(dǎo)致患者胰島素抵抗增加[18-19]；帕金森病腦組織中，miR-124 表達(dá)下調(diào)，miR-146a 表達(dá)上調(diào)，有助于帕金森病的早期診斷[20]；心血管疾病中，miR-155 對血管緊張素Ⅱ1 型受體的異常調(diào)節(jié)導(dǎo)致血壓異常，miR-1 表達(dá)上調(diào)引起心律失常[21]，等等。

3 MicroRNA 與PTC

PTC 是甲狀腺癌中最常見的病理類型，惡性程度較低，目前研究最多。PTC 的發(fā)生一般與染色體易位、點(diǎn)突變等有關(guān)；BRAF 基因突變會激活RET/PTCRAS-BPAF 信號通路，該機(jī)制在PTC 中最為常見[22]，但其對PTC 的侵襲性、預(yù)后等是否有指導(dǎo)意義，目前仍有爭議；因此，人們亟需尋求新的分子標(biāo)志物以輔助PTC 的診斷、治療及預(yù)測預(yù)后等。近年來，microRNA 和靶基因在癌癥進(jìn)展中的作用研究被廣泛重視；大量研究表明，多種microRNA 與PTC 的發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移及預(yù)后密切相關(guān)。一些miRNA 在PTC 中表達(dá)顯著上調(diào)，如miRNA-221、miRNA-222、miRNA-181b、miRNA-146b 及miRNA-187 等；miRNA-199a-3p、miRNA-195-5p、miRNA-204-5p、miRNA-365a-3p及miRNA-451a 等微小RNA 的表達(dá)則明顯下調(diào)。其中miR-221、miR-222 和miR-146b 是最常見的失調(diào)基因，Marini 等[23]觀測到，這三種miRNA 的表達(dá)水平較臨近正常組織高出11～19 倍。

3.1 miRNA-221、222 與PTC

金屬蛋白酶（TIMP）是一種內(nèi)源性抑制劑蛋白酶（MMP），通過降解基質(zhì)，特別是基底膜，來促進(jìn)癌細(xì)胞的侵襲[24]。而miRNA-221 和miRNA-222 可通過下調(diào)MMP 抑制劑來促進(jìn)癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移。MiRNA-221可抑制細(xì)胞周期依賴性蛋白（p27kip1）、PTEN 和TIMP3 基因的表達(dá)，促進(jìn)癌細(xì)胞的增殖、侵襲及轉(zhuǎn)移；Dai[3]等采用多重Cox 風(fēng)險(xiǎn)分析發(fā)現(xiàn)，miRNA-221 是PTC 預(yù)后復(fù)發(fā)的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，提示它可用于預(yù)測PTC 的預(yù)后及復(fù)發(fā)。Yu 等人首次發(fā)現(xiàn)，與術(shù)前相比，甲狀腺切除術(shù)后患者血清miRNA-222水平下降；此外，他們還證實(shí)了此miRNA 的表達(dá)水平與癌癥的多灶性、腫瘤的體積和晚期TNM 有關(guān)。Pai[25]等研究發(fā)現(xiàn)，miRNA-221、miRNA-222 診斷惡行腫瘤的準(zhǔn)確率分別為86%和84%，二者聯(lián)合診斷的準(zhǔn)確率高達(dá)91%。

3.2 miRNA-146 與PTC

miR-146b 似乎不僅與甲狀腺癌的發(fā)生有關(guān)，還與甲狀腺外侵犯、晚期乳頭狀癌和BRAF 突變有關(guān)[23]。Gaohong Zhu[26]及其團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)，miRNA-146b-3p 可通過靶基因NF-2 促進(jìn)PTC 侵襲和轉(zhuǎn)移，且BRAF 基因突變陽性的患者miRNA-146b 的表達(dá)明顯高于未突變患者。另外，劉艷霞[27]通過細(xì)胞實(shí)驗(yàn)證實(shí)，CXCR4 是一種已知的融合蛋白和趨化因子受體，是基質(zhì)細(xì)胞衍生因子-1 的特異性受體，對淋巴細(xì)胞有較強(qiáng)的趨化作用，而miRNA-146a 作為CXCR4 的調(diào)節(jié)因子，在PTC 細(xì)胞中表達(dá)下調(diào)對腫瘤淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移發(fā)揮關(guān)鍵性的作用。Chou 等人的研究結(jié)果表明，與miRNA-146 低表達(dá)的患者相比，miRNA-146 表達(dá)升高的患者的無病生存率更低。因此，miRNA-146 在腫瘤組織中的表達(dá)水平對乳頭狀癌患者的預(yù)后有一定的價(jià)值，這可能是一個(gè)與腫瘤分期和甲狀腺外侵犯相關(guān)的重要預(yù)測因子。

3.3 其他

除此之外，miRNA-199a-3p、miRNA-204-5p 也與PTC 的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)：miRNA-199a-3p 通過下調(diào)MET蛋白，對腫瘤細(xì)胞的增殖、遷移甚至凋亡產(chǎn)生影響；miRNA-204-5p 通過靶向抑制HMGB1 表達(dá)而發(fā)揮重要的抑癌作用[28]。對于高侵襲性PTC 與非侵襲性PTC，miRNA 的表達(dá)水平亦存在差異：①miRNA-10b、miRNA-15a、miRNA-26a、miRNA-34、miRNA-106、miRNA-193、miRNA-200 及miRNA-222 在高侵襲性PTC 中的表達(dá)高于非侵襲性PTC，這些微小RNA 在癌轉(zhuǎn)移或上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化中發(fā)揮一定的作用；②miRNA-146b、miRNA-155、miRNA-221 和miRNA-222的表達(dá)上調(diào)可增強(qiáng)PTC 的侵襲性，而miRNA-1、miRNA-34b、miRNA-130b 和miRNA-138 則與之作用相反；③miRNA-16 和miRNA-199b 分別參與腫瘤干細(xì)胞的凋亡和增值。

另外，在FTC 中，miRNA-192、miRNA-197、miRNA-328及miRNA-346 表達(dá)顯著上調(diào)；MTC 中，miRNA-183、miRNA-375 高表達(dá)，且其表達(dá)水平可預(yù)測甲狀腺髓樣癌患者同側(cè)頸部淋巴結(jié)的轉(zhuǎn)移情況及評估預(yù)后和死亡 率；ATC 中，miRNA-26a、miRNA-30a-5p、miRNA-30d 及miRNA-125b 表達(dá)明顯下調(diào)；miRNA-1996b-5p在甲狀腺癌外侵犯和頸淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的患者中高表達(dá)；miRNA-21、miRNA-203 的表達(dá)水平也與BRAF 突變密切相關(guān)，且miRNA-21 的高表達(dá)與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移顯著相關(guān)[26]。雖然某些miRNA 在甲狀腺癌的不同病理種類之間表達(dá)水平相似，但并不影響特異性的miRNA 對腫瘤類型及其生物學(xué)特性的鑒別。

4 小結(jié)

綜上所述，miRNA 與甲狀腺乳頭狀癌的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，它可以通過調(diào)控BRAF 基因突變、RAS 基因突變、激活RET/PTC 信號通路等，參與PTC 的發(fā)生與發(fā)展、預(yù)測預(yù)后。miRNA 作為一種新型分子標(biāo)志物，在腫瘤中的差異表達(dá)有望成為PTC 的腫瘤標(biāo)志物及診治的潛在靶點(diǎn)，用于PTC 的早期診斷、靶向治療及預(yù)測預(yù)后。但目前關(guān)于miRNA 的研究尚處于基礎(chǔ)研究階段，很多分子機(jī)制尚不明確，且其安全性、靶向性及體內(nèi)遞送等問題仍是臨床應(yīng)用的難題。盡管如此，miRNA 在甲狀腺乳頭狀癌中的研究前景依然廣闊。因此，從實(shí)驗(yàn)室研究過渡到臨床應(yīng)用仍需要大量的臨床前研究，需要眾多科研工作者及臨床工作者的不斷努力與探索。