MicroRNA與甲狀腺癌的關系

李寅輝(綜述)，樊 勇(審校)

(新疆醫科大學第一附屬醫院內分泌科，烏魯木齊 830054)

微RNA(microRNA，miRNA)是一類非編碼的小分子RNA，其廣泛參與了細胞反應的基本過程，如細胞增殖、發育、凋亡等。這些小的、非編碼的、20～24個核苷酸長度的RNA，通過后轉錄控制著基因的表達水平[1]，它們通常與mRNAs的3′-非編碼區互補結合，在轉錄后水平調控基因的表達，從而參與調控細胞的增殖、生長、凋亡及免疫應答等生命活動。目前，成人中有1366個miRNA列在了micro-基礎庫。最近發現，miRNA在許多人類癌癥中存在異常表達，包括甲狀腺癌[2]。某些特定miRNA的過度表達可抑制腫瘤抑制基因的表達，而逆轉某些特定miRNA的下調可導致原癌基因的表達增加。這兩種情況都可以介導隨后發生的細胞增殖、分化及細胞凋亡的惡性效應，從而導致腫瘤生長和發展。由于正常組織與癌組織外周循環miRNA的表達譜有所差異，且特異的miRNA的表達能力與某種特定類型的腫瘤有關，將外周循環的miRNA作為一種異常的生物標志物來診斷腫瘤是可行的[3]，其表達上的差異與腫瘤的預后相關，分析miRNA的表達能力也有助于對腫瘤患者的治療和管理。miRNA可調節癌細胞增殖、分化、凋亡及侵襲，因而可通過干擾人類腫瘤中miRNA及其生物靶標的表達來抑制癌癥的發生、發展。在過去幾年中，一些研究對miRNA進行標記，旨在揭示它們是如何調控晚期甲狀腺癌的進展，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分泌系統癌癥，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，FTC)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胞，而只有3%起源是C細胞，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胞，鏡下能夠清晰可見核形態，肉眼可見乳頭分支，乳頭中心有纖維血管間質，間質內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形態類似，但是有血管侵犯。絕大多數的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更容易出現局部分化反應。稀少地分化欠佳的未分化甲狀腺癌(anaplastic thyroid cancer，ATC)，其癌反應非常活躍，可迅速侵入鄰近組織，并因此被認為是致死率較高的癌癥之一，目前還無有效的治療方法。ATC患者的死亡通常發生在確診后6個月內，其特征是部分或完全未分化細胞具有較高的有絲分裂率，壞死區域紡錘體形態巨大。甲狀腺癌是單克隆的由原始體細胞突變所導致的惡性腫瘤，即遺傳變異。最近的研究表明，在大多數甲狀腺癌中，除了遺傳變異，miRNA的異常表達有其特征性意義[7]。miRNA為甲狀腺癌的診斷以及識別潛在的治療靶點提供了幫助，其能夠作為甲狀腺癌的類標識符，特別是在FTC、PTC和ATC中。

2 miRNA與甲狀腺癌的關系

2.1miRNA在甲狀腺癌中的標記 miRNA在不同的腫瘤微環境有著潛在的表達變化。觀察miRNA的表達變化，對特定的miRNA進行標記，可發現其與腫瘤進展之間的關系。從不同部位的腫瘤區域可獲取不同類型的miRNA，以確定它們是否為特定的miRNA標記，比如追蹤甲狀腺癌中特定的淋巴浸潤或血管增生組織miRNA的表達量，以便闡明miRNA與甲狀腺癌浸潤發展的相關性。眾所周知，甲狀腺癌的發生與遺傳相關，但可能由于甲狀腺癌的相關基因的低外顯率造成研究結果不盡人意。甲狀腺癌的發生可能與兩個或多個基因的相互作用相關，調控基因也會參與其中，并發揮作用，miRNA正是所謂的調控基因，所以對甲狀腺癌中的miRNA標記，分析其在甲狀腺癌中形成及發展中的作用顯得十分有必要。當然，考慮到miRNA的應用時，無論其是作為生物標志物還是生物介質，答案還有待觀察，需要進一步研究。

3.2miRNA在甲狀腺癌中的變化 在甲狀腺癌的研究中發現，PTC和FTC與一種起著反轉錄調控作用的“致癌”的miRNA關系密切。這些miRNA主要以增殖和抗凋亡的方式發揮作用。根據克隆發展假設，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細胞分化[8]。值得一提的是，這些miRNA的減少很可能對從FTC或者PTC中區分ATC提供了一個有價值的診斷工具。在PTC中發現有miRNA水平顯著上調的，卻未發現miRNA有顯著下調的，尤其是下調倍數超過2倍的，說明這些特定的miRNA對PTC的發展有促進作用[9]。上述研究與其他一些遺傳標記在甲狀腺癌中發揮的作用類似，如酪氨酸激酶受體/PTC、BRAF、N-Ras基因對于PTC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的關系 對PTC患者的全基因組miRNA表達譜進行分析時發現了一個異常的miRNA表達譜，其可以明確區分正常甲狀腺組織與PTC組織。在一項研究中發現，PTC組織中miR-221、miR-222及miR-181b的表達相比正常甲狀腺組織顯著增加[9]。上述分析結果通過Northern印跡法和定量反轉錄聚合酶鏈反應被進一步證實。此外，在甲狀腺結節針吸活檢中，部分患者檢測到有miR-221、miR-222及miR-181b的過表達，這些甲狀腺結節患者經外科手術取活檢后被最終確診為PTC[9]。在移植大鼠甲狀腺癌的細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[12]。在人類PTC來源的細胞系中通過阻斷過表達的miR-221發現，miR-221的過度表達在PTC癌變中起關鍵作用[12]。目前的研究表明,miR-221作為一種致癌基因通過對基因轉錄后的調節而影響甲狀腺癌[13]。在甲狀腺細胞轉化為甲狀腺癌的過程中，miRNA的異常表達起著重要的作用。

3.4miR-197和miR-346在FTC中的作用 研究發現，miR-197和miR-346表達的增加有助于FTC的發生，它可能通過干擾基因表達而起作用[14]，所以其可成為腫瘤治療的一個新的標志物。體外功能學研究發現，過度表達的miR-197和miR-346誘導HEK293T細胞系增殖，然而HEK293T細胞系如果受抑制，將導致FTC細胞擴增受限[13]。實驗證實，miR-346調控EFEMP2基因；miR-197調控ACVR1和TSPAN3基因。EFEMP2基因可能具有腫瘤抑制作用[15]，ACVR1基因可調控細胞生長[16]，TSPAN3基因屬于四跨膜蛋白家族，它與黑色素瘤的轉移潛能呈負相關[17]。雖然miR-221和miR-222與PTC的致癌作用相關，但與FTC的發展無明顯相關性[18]。總之，一小部分miRNA(如miR-197和miR-346)在FTC中表達失調，其可能參加了腫瘤從良性到惡性的轉變過程。這些miRNA及其靶基因有助于提高甲狀腺濾泡狀結節的術前診斷，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發現，與正常甲狀腺組織相比，miR-26a、miR-30d、miR-125b、miR-30a-5P的表達顯著減少[19]。這4種miRNA在ATC衍生的細胞系中的表達減少提示：對于甲狀腺癌的發生，miR-125b和miR-26a的下調起著關鍵的作用，它通過抑制細胞生長從而發揮作用。然而，在相同的細胞系中，miR-30d和miR-30a-5P的表達變化未觀察到其對細胞生長的影響。總之，這些數據表明了miRNA印跡與ATC相關，并提示miRNA的調控是甲狀腺細胞轉化的一個重要事件[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，但并未在所有的ATC中上調，只有部分miR-222在ATC中上調，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是評估甲狀腺癌預后的重要指標，但是miRNA在MTC中的報道較為少見。MTC包括散發性甲狀腺髓樣癌和遺傳性甲狀腺髓樣癌。75%的MTC是散發的，臨床癥狀出現得較晚，有淋巴結轉移，且預后差。Abraham等[20]報道了10例miRNA在散發性甲狀腺髓樣癌與遺傳性甲狀腺髓樣癌中的表達失調，證實miR-183和miR-375在MTC的過度表達可能與淋巴結轉移率、殘留局部區域疾病以及病死率相關。采用miRNA作為MTC的生物標志物有可能對目前的指導方針有一定參考意義。目前指導方針認為，對于臨床和放射學檢查提示淋巴結陰性的MTC患者可以給予預防頸淋巴清掃術治療。相關功能實驗顯示，miR-183能夠誘導細胞死亡，且這種作用可能是通過自噬作用實現的[20]。因此，需要進一步研究miR-183與淋巴結轉移的關系，從而為目前的指導方針提供更多的可靠信息。

4 小 結

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后判斷有巨大的潛力。miRNA的表達與復雜的負反饋調節相關，而miRNA發揮作用與其本身基因結構也密不可分，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，應該通過進一步實驗研究去發現在甲狀腺癌中miRNA的確切變化及具體結構，并找出其與甲狀腺癌的關系，以便于更好地指導臨床實踐。

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