MicroRNA 在甲狀腺乳頭狀癌中的研究進展

武紅園，陳紅躍，栗粟，楊萌萌，婁永慶

（1.河南中醫藥大學 第二臨床醫學院，河南 鄭州 450002；2.河南省中醫院 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、機體異常攝碘、輻射等多種因素引起[1]，是內分泌系統中最常見的惡性腫瘤之一，在甲狀腺結節中發生率為5%～15%[2]，但僅占機體所有惡性腫瘤的1%[3]。自1970 年甲狀腺癌發現至今，我國甲狀腺癌的發病率逐年上升，年輕化趨勢也愈加明顯；2005 年至2014 年，甲狀腺癌的發病率平均每年增長79.9%[4]，2014 年躍居中國女性惡性腫瘤發病率的第4 位[5]，嚴重威脅公眾健康。根據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]。

據報道2010 年至2013 年，我國甲狀腺癌的發病率增長了137%；與此同時，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，甲狀腺癌的生物學特性向更具侵襲性的特性轉變[8]。然而，甲狀腺癌的治療目前仍以外科手術為主，術后的眾多并發癥、全切患者術后需終身服藥以及淋巴結轉移患者術后所需的131I 放射治療，均為患者帶來一定程度的精神壓力和經濟負擔。因此，我們迫切需要探索新的靶點或分子標志物，以判斷甲狀腺癌的侵襲性、預測預后或用于靶向治療；而microRNA 被視為目前極具研究價值的潛在靶點。

1 MicroRNA 概述

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

miRNA 是一種內源性的非編碼微小RNA，起初由miRNA 編碼基因在RNA 聚合酶Ⅱ的作用下形成初始轉錄體（pri-miRNA），長度約300～1000 個堿基；再由Drosha DGCR8 復合體剪切為長度約80～100 個核苷酸的miRNA 前體（pre-miRNA），在受體exportin-5介導下進入細胞質，被核酸內切酶剪切為19～25 個核苷酸的雙鏈成熟miRNA；經過鏈選擇和分離，其中一條單鏈被降解，另一條單鏈與Argonaute 家族蛋白結合成miRNA-RISC 復合體；最終與靶基因miRNA 的3'非編碼區miRNA 識別原件完全或部分互補結合，從而調控mRNA 的表達[9]。miRNA 的具體作用有：①與mRNA 結合，通過降解mRNA 或抑制mRNA 翻譯來調控基因表達；②部分miRNA 作用于擴增區抑癌基因，使抑癌基因表達上調，從而抑制腫瘤的發生發展；③部分miRNA 為促癌基因，誘導細胞的惡化；④促癌miRNA 也可負向調節一些抑癌基因的表達，進而促進腫瘤的侵襲和轉移。研究發現，miRNA 不僅可以調控mRNA 的表達，還可調節細胞的生長、分化和凋亡，維護細胞和組織的識別等。

2 MicroRNA 與腫瘤的相關研究

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

其次，microRNA 不僅在惡性腫瘤中表達異常，在一些良性疾病中也出現異常表達。如在橋本甲狀腺炎患者的甲狀腺細胞中發現，miR-141 的表達較正常甲狀腺細胞明顯下調[16-17]；糖尿病患者足細胞中miR-138 表達上調引起足細胞的損傷，妊娠期糖尿病患者血清中miR-291b-3p 表達上調導致患者胰島素抵抗增加[18-19]；帕金森病腦組織中，miR-124 表達下調，miR-146a 表達上調，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 型受體的異常調節導致血壓異常，miR-1 表達上調引起心律失常[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 的發生一般與染色體易位、點突變等有關；BRAF 基因突變會激活RET/PTCRAS-BPAF 信號通路，該機制在PTC 中最為常見[22]，但其對PTC 的侵襲性、預后等是否有指導意義，目前仍有爭議；因此，人們亟需尋求新的分子標志物以輔助PTC 的診斷、治療及預測預后等。近年來，microRNA 和靶基因在癌癥進展中的作用研究被廣泛重視；大量研究表明，多種microRNA 與PTC 的發生、發展、轉移及預后密切相關。一些miRNA 在PTC 中表達顯著上調，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 的表達則明顯下調。其中miR-221、miR-222 和miR-146b 是最常見的失調基因，Marini 等[23]觀測到，這三種miRNA 的表達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）是一種內源性抑制劑蛋白酶（MMP），通過降解基質，特別是基底膜，來促進癌細胞的侵襲[24]。而miRNA-221 和miRNA-222 可通過下調MMP 抑制劑來促進癌細胞轉移。MiRNA-221可抑制細胞周期依賴性蛋白（p27kip1）、PTEN 和TIMP3 基因的表達，促進癌細胞的增殖、侵襲及轉移；Dai[3]等采用多重Cox 風險分析發現，miRNA-221 是PTC 預后復發的獨立危險因素，提示它可用于預測PTC 的預后及復發。Yu 等人首次發現，與術前相比，甲狀腺切除術后患者血清miRNA-222水平下降；此外，他們還證實了此miRNA 的表達水平與癌癥的多灶性、腫瘤的體積和晚期TNM 有關。Pai[25]等研究發現，miRNA-221、miRNA-222 診斷惡行腫瘤的準確率分別為86%和84%，二者聯合診斷的準確率高達91%。

3.2 miRNA-146 與PTC

miR-146b 似乎不僅與甲狀腺癌的發生有關，還與甲狀腺外侵犯、晚期乳頭狀癌和BRAF 突變有關[23]。Gaohong Zhu[26]及其團隊研究發現，miRNA-146b-3p 可通過靶基因NF-2 促進PTC 侵襲和轉移，且BRAF 基因突變陽性的患者miRNA-146b 的表達明顯高于未突變患者。另外，劉艷霞[27]通過細胞實驗證實，CXCR4 是一種已知的融合蛋白和趨化因子受體，是基質細胞衍生因子-1 的特異性受體，對淋巴細胞有較強的趨化作用，而miRNA-146a 作為CXCR4 的調節因子，在PTC 細胞中表達下調對腫瘤淋巴結轉移發揮關鍵性的作用。Chou 等人的研究結果表明，與miRNA-146 低表達的患者相比，miRNA-146 表達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水平對乳頭狀癌患者的預后有一定的價值，這可能是一個與腫瘤分期和甲狀腺外侵犯相關的重要預測因子。

3.3 其他

除此之外，miRNA-199a-3p、miRNA-204-5p 也與PTC 的發生發展密切相關：miRNA-199a-3p 通過下調MET蛋白，對腫瘤細胞的增殖、遷移甚至凋亡產生影響；miRNA-204-5p 通過靶向抑制HMGB1 表達而發揮重要的抑癌作用[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 中的表達高于非侵襲性PTC，這些微小RNA 在癌轉移或上皮-間質轉化中發揮一定的作用；②miRNA-146b、miRNA-155、miRNA-221 和miRNA-222的表達上調可增強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 分別參與腫瘤干細胞的凋亡和增值。

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

4 小結

綜上所述，miRNA 與甲狀腺乳頭狀癌的發生發展密切相關，它可以通過調控BRAF 基因突變、RAS 基因突變、激活RET/PTC 信號通路等，參與PTC 的發生與發展、預測預后。miRNA 作為一種新型分子標志物，在腫瘤中的差異表達有望成為PTC 的腫瘤標志物及診治的潛在靶點，用于PTC 的早期診斷、靶向治療及預測預后。但目前關于miRNA 的研究尚處于基礎研究階段，很多分子機制尚不明確，且其安全性、靶向性及體內遞送等問題仍是臨床應用的難題。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，從實驗室研究過渡到臨床應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。