甲狀腺癌相關長鏈非編碼RNA研究進展

朱楚夢 盧洪勝 陳琪

甲狀腺癌是最常見的內分泌惡性腫瘤[1]。文獻報道我國甲狀腺癌年齡標準化發病率為2.8/10萬[2]。2018年全球范圍內，甲狀腺癌新增病例567 000例，發病人數占所有癌癥發病人數的3.1%[3]，且發病率還在持續上升。甲狀腺癌分為甲狀腺濾泡狀癌、甲狀腺乳頭狀癌、甲狀腺髓樣癌和甲狀腺未分化癌，臨床以甲狀腺乳頭狀癌為主，約占85%[4]。近年來，關于甲狀腺癌的發生、發展及預后的研究不斷增多，特別是長鏈非編碼RNA（long non-coding RNA,lncRNA）在甲狀腺癌中的作用機制仍有待進一步探索。現就甲狀腺癌相關lncRNA的研究進展作一綜述。

1 lncRNA概述

非編碼RNA根據其核苷酸長度是否超過200個核苷酸分為兩大類：一種是核苷酸長度＜200個的短鏈非編碼 RNA，以微小 RNA（microRNA,miRNA）為主[5]，另一種則是lncRNA。lncRNA缺少完整的閱讀框架，不編碼蛋白質。起初，lncRNA被認為是基因轉錄的“噪音”，不具備生物學功能而被人們所忽視[6]。直到2007年lncRNA HOTAIR功能的發現，lncRNA才進入人們的視線。許多研究揭示了lncRNA在基因調控中的關鍵作用，關于lncRNA的研究已經成為了人類癌癥研究的前沿領域。lncRNA主要參與染色質、轉錄、剪接和轉錄后等不同水平上的各種基因表達的表觀遺傳調控。它們在表觀遺傳上調節許多重要基因的表達，而這些基因都參與了重要的細胞生物學過程，如細胞自噬、增殖、侵襲、遷移、凋亡和間充質干細胞分化等[7]。學者研究發現lncRNA的調節功能多種多樣，如lncRNA通過海綿吸附影響miRNA功能，如Chen等[8]發現lncRNA通過影響miRNA-9促進細胞凋亡。lncRNA能與染色質修飾劑非特異性結合調節轉錄因子，如lncRNA RMST通過調節轉錄因子SRY盒轉錄因子2（SRY-box transcription factor 2,SOX2）促進神經元的分化[9]。由此可見，lncRNA在不同的疾病中，存在不同的影響途徑。lncRNA XLOC_009167被發現在肺癌中高表達且發現其對肺癌的診斷價值高于傳統肺癌生物標志物[10]。這表明lncRNA有望成為癌癥診斷的潛在生物標志物。

2 lncRNA在甲狀腺癌中的作用方式

2.1 與特定蛋白結合，調節蛋白活性 研究表明lncRNA能通過與特定蛋白結合調節蛋白質的活性或穩定性來發揮其生物學作用。有學者發現lncRNA LINC00941可直接結合鈣粘蛋白6（cadherin 6,CDH6）調節其活性從而促進甲狀腺癌的侵襲性[11]。CDH6參與協調細胞骨架結構和細胞間相互作用，沉默lncRNA LINC00941通過抑制CDH6的表達來誘導細胞骨架發生特殊的重組從而抑制甲狀腺癌細胞的遷移能力。

2.2 調控編碼蛋白基因啟動子，干擾基因表達 lncR－NA RAIN是調控甲狀腺癌編碼蛋白增強子相關的lncRNA[12]，它通過與WD重復域5（WD repeat domain 5,WDR5）結合促進其在RUNX家族轉錄因子2（RUNX2）啟動子的定位從而促進轉錄啟動，同時lncRNA RAIN充當負延伸因子負延伸系數復合構件E（negative elongation factor complex member E,NELFe）復合物的誘導劑和隔離劑，阻止NELFe復合物與RUNX2啟動子結合從而抑制其對轉錄延伸的抑制功能。Zhao等[13]發現lncRNA LINC00313與無芒類同源異型盒4（aristalesslike homeobox 4,ALX4）啟動子區結合，募集DNA甲基化相關蛋白DNA甲基轉移酶1和DNA甲基轉移酶3B來促進ALX4啟動子區域甲基化，抑制ALX4的表達，激活AKT/mTOR信號通路，從而促進甲狀腺癌細胞的增殖、遷移和侵襲能力。

2.3 通過海綿吸附作用調節miRNA生物學功能 lncRNA可作為小分子RNA（如miRNA）的前體分子，調控其表達。研究發現lncRNA可以通過海綿吸附miRNA，充當miRNA的內源競爭RNA（competing endogenous RNAs,ceRNA）來影響甲狀腺癌的進展：lncRNA TUG1通過競爭性海綿吸附miR-145發揮促進甲狀腺癌增殖、侵襲和上皮細胞間充質轉化的作用[14]。lncRNA MCM3AP-AS負調節miR-211-5p，導致miR-211-5p的靶蛋白SPARC表達下調[15]。lncRNA LINC00460調控miR-485-5p促進絲氨酸/蘇氨酸激酶（serine/threonine kinase,Raf1）表達從而促進甲狀腺癌進展，敲低lncRNA LINC00460抑制體內腫瘤生長[16]。

3 lncRNA在甲狀腺癌發生、發展中的調控機制

3.1 調控自噬 自噬是一種進化高度保守的分解代謝過程，對維持細胞穩態和適應各種應激情況是必不可少的[17]。大量研究證實自噬是包括癌癥在內的多種疾病發病機制的重要參與者，同時自噬受到多種因素的調控，如lncRNA。lncRNA GAS8-AS1通過激活自噬并增加自噬相關蛋白 5（autophagy related proteins5,ATG5）的表達來抑制甲狀腺癌的增殖，同時下調ATG5可逆轉lncRNA GAS8-AS1介導的自噬激活[18]。lncRNA BANCR在甲狀腺癌組織中過表達并且促進甲狀腺癌細胞的增殖、遷移和侵襲能力，同時過表達lncRNA BANCR導致LC3Ⅱ/LC3Ⅰ比值增加[19]。這意味著lncRNA可通過激活自噬從而影響甲狀腺癌的進展，這為尋找甲狀腺癌的治療提供了新的理論和實驗基礎。

3.2 調控凋亡 細胞凋亡是指為維持細胞內環境穩態，由基因控制的細胞自主有序的死亡，是細胞的主動過程，細胞凋亡在許多過程中都起著重要作用，包括胚胎發育、正常細胞更新、神經元選擇和免疫細胞穩態[20]。腫瘤細胞對凋亡的抗性是大多數癌癥的放療抗性和化療抗性的主要原因，因此對細胞凋亡的調控是改善癌癥治療的關鍵目標之一。lncRNA LINC01410通過靶向miR-3619-5P來正向調節叉頭箱M1（forkhead box M1,FOXM1）蛋白的表達從而促進甲狀腺癌細胞的增殖和凋亡[21]。有學者通過 64例甲狀腺癌與癌旁組織的qRT-PCR實驗發現lncRNA PANDAR在甲狀腺癌組織中高表達，并且通過沉默lncRNA PANDAR后甲狀腺癌細胞增殖被阻滯在G0/G1期，并且細胞周期蛋白細胞周期檢測點激酶 1（cell cycle checkpoint kinase 1,CHK1）、細胞分裂周期因子25A（cell division cycle factor 25A,CDC25A）和G1/S-特異性周期蛋白-D1（G1/s-specific cyclin-D1,cyclin-D1）表達下降，同時發現抗凋亡蛋白B淋巴細胞瘤-2（B-cell lymphoma-2,BCL-2）表達降低，這表明lncRNA PANDAR可正向調控甲狀腺癌細胞凋亡和增殖[22]。lncRNA RP11-476D10.1在甲狀腺癌組織中高表達，沉默lncRNA RP11-476D10.1可誘導凋亡相關蛋白Beclin1、BAX的表達并降低抗凋亡蛋白BCL-2表達[23]。另一項相關研究發現，lncRNA AFAP-AS1在甲狀腺癌組織和細胞系中表達均升高，同時發現敲低lncRNA AFAP-AS1后凋亡相關蛋白半胱氨酸蛋白酶-9（caspase-9）和半胱氨酸蛋白酶-3（caspase-3）表達升高[24]。由此可見，敲低甲狀腺癌相關lncRNA可以通過調控細胞凋亡促進腫瘤細胞死亡，最終達到抑制腫瘤進展的效果。這使得他們可能成為甲狀腺癌新的診斷和治療靶標。

3.3 調節信號通路 迄今為止發現的腫瘤常見信號通路有很多，比如Notch通路、轉化生長因子-β（transforming growth factor-β,TGF-β）通路、Wnt信號通路、JAK-STAT通路、Raf-P13K-mTOR通路等。研究發現，lncRNA通過多種信號通路影響不同腫瘤的進展。lncRNA XIST在甲狀腺癌組織中高表達并且通過使miR-34a海綿化并調節下游MET-P13K-AKT信號通路來促進甲狀腺癌細胞的增殖、侵襲等能力[25]。TGF-β信號通路在腫瘤發生、發展中起著重要的作用。研究發現lncRNA FOXD3-AS1通過調控TGF-β-Smads信號通路從而促進甲狀腺癌在體內外的侵襲性生物學行為并且qRT-PCR實驗證實lncRNA FOXD3-AS1在甲狀腺癌組織中表達高于癌旁組織[26]。敲低lncRNA LUCAT1能誘導p53表達，并上調下游凋亡相關蛋白BAX表達，從而誘導細胞凋亡改變細胞周期而影響甲狀腺癌的進展[27]。

3.4 誘導腫瘤干細胞形成 腫瘤干細胞屬于腫瘤的一類亞群，它可能啟動腫瘤發生，誘導化療和放療的抗性，具有多能特性，并可能導致復發性和轉移性疾病，因此抑制腫瘤干細胞的特性有助于腫瘤的治療。lncRNA H19和雌激素受體 β（estrogen receptorβ,ERβ）在甲狀腺癌干細胞中高表達，雌二醇（Estradiol,E2）通過ERβ促進H19轉錄，沉默lncRNA H19可以抑制E2誘導的球形成能力，同時ERβ耗竭顯著逆轉lncRNA H19介導的甲狀腺癌細胞莖狀能力，這表明在甲狀腺癌中H19可能能夠影響腫瘤干細胞的能力[28]。Wang等[29]發現lncRNA BANCR在甲狀腺癌組織中高表達，同時可以通過Raf/MEK/ERK信號通路促進甲狀腺腫瘤干細胞標志物LGR5和上皮細胞黏附分子（epithelial cell adhesion molecule,EPCAM）表達。同時Gao等[30]發現低表達的lncRNA LINC00311能夠抑制腫瘤干細胞標志物乙醛脫氫酶 1（Aldehyde dehydrogenase 1,ALDH1）、簇分化抗原44 （cluster differentiation antigen,CD44）、NANOG、SOX2和OCT4的表達，這說明lncRNA LINC00311敲低抑制了甲狀腺癌中的干細胞性和球狀體形成。綜上所述，lncRNA可通過誘導腫瘤干細胞形成促進甲狀腺癌的進展。

4 結語

目前關于甲狀腺癌與lncRNA關系的研究越來越多，如lncRNA BANCR等lncRNA已應用于臨床診斷，但是這些lncRNA仍然未能滿足臨床診斷和治療的所有需求。許多研究表明，lncRNA在調節甲狀腺癌細胞活性中也發揮著作用。此外，甲狀腺癌中lncRNA的其他方面也正在進行研究。例如，目前細針穿刺活檢和細胞學檢查是甲狀腺癌的主要診斷手段，但是至少有20%的活檢顯示細胞學檢查結果不清楚，不能區分惡性結節和良性結節，導致這些患者的管理不善。細針穿刺活檢中與癌癥相關的lncRNA的檢測可能會成為檢測甲狀腺惡性腫瘤的有效策略。目前應深入研究lncRNA在甲狀腺癌中的具體作用及機制。相信隨著對甲狀腺癌有關lncRNA研究的深入，未來可能會找到對甲狀腺癌高度敏感的lncRNA作為甲狀腺癌的早期診斷和治療靶點。