牛彥強，周祖邦，田利民，安方玉，方媛，張立文，張明華

0 引言

甲狀腺癌（thyroid cancer,TC）是最常見的內分泌惡性腫瘤，近年來全球病例數(shù)呈快速增長趨勢，其主要病理分型為甲狀腺乳頭狀癌（papillary thyroid cancer,PTC），占TC的70%～80%[1-3]。雖然通過甲狀腺切除術、微波消融、放射性碘和激素替代治療可以有效治療PTC，但對于復發(fā)的PTC患者和無癥狀患者來說，大部分患者就診時可能已經發(fā)生了腫瘤轉移，使其喪失了手術和激素治療的最佳時期。因此，PTC患者的有效診斷、精確治療以及較好的遠期療效一直是醫(yī)學關注的焦點，闡明PTC發(fā)生發(fā)展的分子機制，尋找更為有效的診斷和治療靶點是亟待解決的問題。

過去幾十年里，遺傳學的進步為人們在理解疾病的發(fā)病機制、疾病診斷和治療方面發(fā)揮了重要作用[4]?；蛲蛔円愿淖兿嚓P產物功能的方式為其參與腫瘤的發(fā)生發(fā)展提供了明確證據(jù)。基因和蛋白的表達在任一環(huán)節(jié)的失衡都會導致機體發(fā)生病變，研究者發(fā)現(xiàn)在癌癥相關基因中存在影響甲狀腺癌發(fā)生發(fā)展的遺傳基因[5]。一些分子活動和生物學過程已被確定為在PTC腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中起著關鍵作用，包括遺傳或表觀遺傳改變、非編碼RNAs、細胞凋亡、自噬和上皮-間質轉化（epithellial-mesenchymal transition,EMT）等[6-7]。基因突變也可導致甲狀腺癌的發(fā)生發(fā)展，絲/蘇氨酸特異性激酶（BRAF）突變發(fā)生在PTC早期，BRAF突變通過異常激活MAPK信號通路參與了甲狀腺腫瘤的發(fā)生[8]。體外實驗研究發(fā)現(xiàn)，長鏈非編碼RNA（long non-coding RNAs，lncRNAs）H19在TC組織中表達上調，抑制細胞活力，促進細胞凋亡，通過PI3K/AKT信號通路發(fā)揮促癌作用[9]。目前，雖然對可能影響PTC發(fā)展的基因或信號通路做了大量研究，但對PTC的病因學、分子發(fā)病機制和許多特征仍不清楚。探索其潛在的分子機制和分子標志物對于改善PTC患者的預后、實現(xiàn)有效的個體化治療具有重要意義。

1 非編碼RNAs在甲狀腺乳頭狀癌中的調控機制

研究者在PTC組織中發(fā)現(xiàn)了許多分子變異。人類基因組轉錄表達的產物僅有小部分翻譯成蛋白質參與生命活動，而大量產物為非編碼RNAs（non-coding RNAs,ncRNAs）。ncRNAs是基因表達的主調控因子，其介導的基因表達涉及多種機制，如轉錄調控、翻譯調控、蛋白修飾、RNA-蛋白或蛋白-蛋白復合物的形成等[10]，由此推測，ncRNAs可能在正常細胞發(fā)育發(fā)展成疾病細胞的各種生物功能和病理過程中發(fā)揮關鍵作用[11-12]。本文將對調控型ncRNAs中的長鏈非編碼RNAs和microRNAs在PTC中的調控機制進行總結[13-14]。

1.1 長鏈非編碼RNAs在甲狀腺乳頭狀癌中的調控機制

近年來研究發(fā)現(xiàn)，lncRNAs可以在多個水平參與基因表達，調控多種生物學功能，包括染色體沉默、轉錄和細胞生長調控等。lncRNAs在多種生理和病理過程中發(fā)揮著關鍵作用[15-16]，并被證實在癌癥生物學中發(fā)揮著重要的調控作用，參與腫瘤生長、細胞周期和細胞凋亡的調控[17]。然而，lncRNAs在PTC中的作用仍不清楚，對PTC診斷和預后的預測價值仍處于探索階段。許多學者近年對lncRNAs在PTC中的作用進行了大量研究，并已發(fā)現(xiàn)lncRNA SNHG12是一個普遍存在于人類癌癥中的關鍵分子[18]。Ding等[19]對lncRNA SNHG12在PTC中的表達及其作用進行了研究，結果發(fā)現(xiàn)SNHG12在PTC組織和細胞中表達上調，干擾SNHG12后細胞增殖能力受到抑制，且細胞周期在G1/G0期發(fā)生阻滯。進一步對調控機制研究發(fā)現(xiàn)，SNHG12干擾后，通過下調Wnt/β-catenin信號通路中β-catenin蛋白及下游基因表達的MMP-2、cyclinD1表達來促進PTC細胞的增殖和轉移。lncRNA漿細胞瘤變易位1（lncRNA plasmacytoma variant translocation 1，lncRNA-PVT1）是近年來新發(fā)現(xiàn)的一種lncRNA，由于lncRNA-PVT1特異性高，在許多腫瘤細胞中表達升高，在正常細胞中表達下降，且在血清、血漿和唾液中易于檢測，目前已經成為一種新型的癌癥診斷生物標志物。對lncRNA-PVT1在PTC組織與癌旁組織中的表達研究發(fā)現(xiàn)，高表達的lncRNA-PVT1與PTC的侵襲性具有相關性[20]。其他相關研究也發(fā)現(xiàn)，lncRNAPVT1能通過上調miRNAs發(fā)揮調控作用，還能調控基因轉錄和蛋白表達[21-22]。

1.2 microRNAs在甲狀腺乳頭狀癌中的調控機制

基因組中的大多數(shù)蛋白質編碼基因是由microRNAs（miRNAs）控制的，越來越多的證據(jù)表明，lncRNA通過與miRNAs或mRNA相互作用，參與腫瘤生長、細胞周期和細胞凋亡的調控[17]。miRNAs是一短鏈非編碼RNA，主要結合到mRNA的3-UTR上，作為基因表達的轉錄后調節(jié)因子來參與控制蛋白質編碼或非編碼基因表達，其主要生物學行為是抑制翻譯或裂解mRNA[23-24]。研究表明，miRNAs通過不同的信號通路靶蛋白參與惡性腫瘤中癌細胞的增殖、凋亡、轉移和分化[25-26]，提示miRNAs在癌癥發(fā)生和發(fā)展中也發(fā)揮重要的調控作用。研究發(fā)現(xiàn)，癌細胞上具有特有的miRNAs表達譜，miRNAs可在癌變過程中下調多個抑癌基因或癌基因，發(fā)揮出癌基因亦或抑癌基因的作用[27]。Mutlu等[28]對乳腺癌的研究發(fā)現(xiàn)，miR-564是一種潛在的腫瘤抑制因子，miR-564作為PI3K和MAPK信號網絡的雙重抑制劑，調控乳腺癌細胞的增殖、EMT、遷移和侵襲。近年來，越來越多的研究開始關注失調的miRNAs在甲狀腺癌中的診斷和預后價值。對miR-564調控PTC惡性發(fā)展的研究結果表明，miR-564在PTC組織和細胞系中表達明顯降低，并且這種降低影響著淋巴結轉移和腫瘤淋巴結轉移分期[29]。miR-564的上調在體外顯著抑制了PTC細胞的增殖、遷移和侵襲，誘導了PTC細胞的凋亡，在體內抑制了腫瘤生長。Chou等[30]的研究結果顯示，miR-146b異常表達與PTC的侵襲性和預后具有相關性，敲除miR-146b可抑制TGF-β1誘導的PTC細胞的EMT，miR-146b可以成為PTC的一種新的生物標志物和治療靶點，這為闡明確切機制和臨床應用提供新思路。PTC中最具特異性的ncRNAs可能是引起PTC發(fā)生發(fā)展重要的調控作用機制，應進一步對ncRNAs在PTC中全面的調控網絡深入研究，以期能對PTC進行精準診斷、治療和實現(xiàn)最佳遠期療效。

1.3 基于非編碼RNA對甲狀腺乳頭狀癌的治療研究

精準治療研究在腫瘤防治中備受青睞，腫瘤的臨床治療除手術及放化療外，已發(fā)展到介入治療、基因治療和免疫治療等新階段。同時也有研究證明，麻醉藥品在防止腫瘤轉移，促進腫瘤細胞凋亡，改善腫瘤患者預后方面發(fā)揮關鍵作用[31-33]。Li等[34-35]在麻醉藥治療PTC的機制研究中發(fā)現(xiàn)，七氟烷通過下調miR-155抑制PTC的進展，丙泊酚通過上調miR-122抑制PTC細胞的轉移、侵襲和EMT。這對PTC的治療提供新方法，而麻醉藥物對PTC治療產生的療效機制是否有信號通路參與，有待進一步研究。近年來，中醫(yī)藥對腫瘤的輔助治療同樣也取得了較好的臨床療效[36]，研究證實，相關ncRNAs及介導的信號通路參與了腫瘤的發(fā)生發(fā)展，在中醫(yī)藥防治腫瘤中發(fā)揮了關鍵作用[37-38]。Fang等[39]用參麥注射液治療PTC患者，發(fā)現(xiàn)參麥注射液可通過miR-103/GPER1軸抑制CD4+T細胞向Treg細胞分化，來改善131I放療PTC患者術后免疫功能。由此推測，應結合PTC的分子機制研究，篩選藥物治療PTC的有效靶點，以期形成一套系統(tǒng)的藥物治療方案，進一步改善PTC患者治療。

2 非編碼RNAs介導的相關信號通路對甲狀腺乳頭狀癌的調控作用

信號通路中的一些重要刺激信號通過調控下游物質的活性來執(zhí)行細胞應答，包括對DNA轉錄調節(jié)、基因表達的調節(jié)和細胞內酶活性的調節(jié)等。信號通路參與癌癥的發(fā)生、進展和轉移已被廣泛證明。相關研究發(fā)現(xiàn)，表觀遺傳修飾可通過激活信號通路中的抑制因子或激活因子導致基因突變來影響腫瘤的進化。張芬等[40]的研究表明Kirsten大鼠肉瘤病毒癌基因同源物（KRAS）基因在PTC中高表達，通過沉默KRAS基因使MAPK1/MAPK3信號通路下調達到抑制PCT的EMT。

近年來的研究開始關注于表觀遺傳學介導的信號通路對癌癥發(fā)病過程的影響。研究發(fā)現(xiàn)在PCT組織和細胞系中miR-195-5p呈低表達，PVT1可通過吸附miR-195-5p促進PTC增殖、侵襲和遷移。對miR-195-5p/TERT信號通路調控端粒酶反轉錄酶（telomerase reverse transcriptase,TERT）在PTC中的表達研究發(fā)現(xiàn)，過表達miR-195-5p可靶向TERT，進而抑制PTC細胞K1的增殖、侵襲和遷移，過表達TERT則轉變了沉默PVT1對PTC細胞K1的增殖、侵襲和遷移的抑制作用[41]。表明PVT1可通過調控miR-195-5p/TERT信號通路來促進PTC細胞增殖、侵襲和遷移。這表明ncRNAs對PTC的調控作用可能是通過機體的信號通路來實現(xiàn)的。

2.1 非編碼RNAs介導的PI3K/Akt信號通路對甲狀腺乳頭狀癌的調控作用

磷脂酰肌醇-3激酶/蛋白激酶B（PI3K/Akt）信號通路是一種通過調節(jié)細胞增殖、生長、代謝、運動和癌癥的重要信號通路之一[42-43]。研究發(fā)現(xiàn)，該通路的組成基因在人類癌癥中普遍被激活[42]。Akt是PI3K/Akt信號通路的關鍵因子，miR-497已被證實在人類癌癥中差異表達，可作為診斷和預后的標志物。研究發(fā)現(xiàn)，Akt3與miR-497在PTC中的表達呈負相關。由于Akt3被確定為miR-497的直接靶點，miR-497直接靶向Akt3抑制了PTC細胞的增殖、遷移和侵襲。提示，Akt3可作為PTC中miR-497的一個新的直接靶點，miR-497/Akt3信號通路可能參與了PTC的發(fā)生和發(fā)展。這一新的miR-497/Akt3信號通路可能為治療PTC患者提供新的靶點[44-45]。對lncRNA LINC00982在PTC患者調控作用的研究發(fā)現(xiàn)，LINC00982在人PTC組織中明顯低于癌旁組織。過表達LINC00982可抑制細胞的增殖和遷移，促進細胞凋亡。其可能的機制是在PTC中，過表達LINC00982通過調節(jié)PI3K/Akt信號通路抑制細胞增殖，誘導細胞凋亡。因此，lncRNA LINC00982有望成為PTC的一種新的診斷生物標志物和治療TC患者的有前景的靶點[46]。

2.2 非編碼RNAs介導的Wnt信號通路對甲狀腺癌的調控作用

Wnt信號通路作為機體另一重要信號通路，其異常調控是腫瘤生物學中又一研究熱點。Wnt信號通路被認為是腫瘤進展過程中的重要調控途徑[47]。眾多研究表明，microRNA失調和Wnt/β-catenin信號通路共同推動了腫瘤的發(fā)生、轉移和耐藥性[48]。MicroRNA-3619-3p（miR-3619-3p）是一種致癌基因，在對miR-3619-3p在PTC細胞遷移和侵襲中的作用及其機制的研究發(fā)現(xiàn)，miR-3619-3p在PTC細胞系中的表達上調；同時在PTC組織中也呈高表達，且與甲狀腺外浸潤、病灶的多中心性、頸淋巴結轉移呈正相關。進一步證明miR-3619-3p通過激活Wnt/β-catenin通路來維持β-catenin mRNA的穩(wěn)定性，從而認為致癌基因MiR-3619-3p增強PTC細胞系的遷移和侵襲能力可能機制[49]。對甲狀腺癌易感性候選基因3（PTCSC3）、miR-574-5p和Wnt/β-catenin在PTC中潛在的致病機制研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA PTCSC3/miR-574-5p通過癌細胞侵襲抑制因子（SCAI）調控Wnt/β-catenin活性，并介導PTC的細胞增殖和遷移，體內實驗也證實過表達的PTCSC3能夠抑制腫瘤生長[50]?；蛟S可以通過阻斷在PTC發(fā)生發(fā)展中研究較明確的ncRNAs介導的信號通路網絡來實現(xiàn)，對PTC的進一步治療和預后至關重要。

3 結語與展望

甲狀腺乳頭狀癌作為在人群中發(fā)病率不斷增加的內分泌腫瘤，越來越多地受到人們的關注。盡管對PTC有遺傳標志物、生物標志物和預后標志物的研究，但對這種惡性疾病的發(fā)病機制依然未能闡明，且精準治療和遠期預后不甚理想。作為一種新興分子，非編碼RNAs的失調影響著PTC發(fā)生發(fā)展，lncRNA和miRNA通過特異表達可促進PTC細胞發(fā)生各種細胞活動導致腫瘤細胞擴散、生長或抑制細胞死亡。并且還發(fā)現(xiàn)多種信號通路也參與了PTC的發(fā)生發(fā)展，PTC中異常細胞活動可能是通過細胞信號通路來完成的，見圖1。對PTC中ncRNA調控信號通路的不斷深入研究，有望在不久的將來會有更多與各種信號通路相關的ncRNA被發(fā)現(xiàn)。提示PTC的發(fā)病可能是由ncRNA參與下的復雜網絡調控的結果，探索ncRNAs在細胞信號通路中的作用機制，為PTC發(fā)病機制及治療提供了重要的研究思路。

圖1 非編碼RNAs介導的相關信號通路調控甲狀腺乳頭狀癌發(fā)生發(fā)展的分子機制圖Figure 1 Molecular mechanism diagram of non-coding RNAs-mediated related signaling pathways regulating of the occurrence and development papillary thyroid cancer