MicroRNA与甲状腺癌的关系

李寅辉(综述)，樊 勇(审校)

(新疆医科大学第一附属医院内分泌科，乌鲁木齐 830054)

微RNA(microRNA，miRNA)是一类非编码的小分子RNA，其广泛参与了细胞反应的基本过程，如细胞增殖、发育、凋亡等。这些小的、非编码的、20～24个核苷酸长度的RNA，通过后转录控制着基因的表达水平[1]，它们通常与mRNAs的3′-非编码区互补结合，在转录后水平调控基因的表达，从而参与调控细胞的增殖、生长、凋亡及免疫应答等生命活动。目前，成人中有1366个miRNA列在了micro-基础库。最近发现，miRNA在许多人类癌症中存在异常表达，包括甲状腺癌[2]。某些特定miRNA的过度表达可抑制肿瘤抑制基因的表达，而逆转某些特定miRNA的下调可导致原癌基因的表达增加。这两种情况都可以介导随后发生的细胞增殖、分化及细胞凋亡的恶性效应，从而导致肿瘤生长和发展。由于正常组织与癌组织外周循环miRNA的表达谱有所差异，且特异的miRNA的表达能力与某种特定类型的肿瘤有关，将外周循环的miRNA作为一种异常的生物标志物来诊断肿瘤是可行的[3]，其表达上的差异与肿瘤的预后相关，分析miRNA的表达能力也有助于对肿瘤患者的治疗和管理。miRNA可调节癌细胞增殖、分化、凋亡及侵袭，因而可通过干扰人类肿瘤中miRNA及其生物靶标的表达来抑制癌症的发生、发展。在过去几年中，一些研究对miRNA进行标记，旨在揭示它们是如何调控晚期甲状腺癌的进展，并探讨其在甲状腺癌中的作用[4]。

1 甲状腺癌的概述

甲状腺癌是最常见的内分泌系统癌症，一般分为分化型甲状腺癌，包括甲状腺乳头状癌(papillary thyroid carcinoma，PTC)和甲状腺滤泡状癌(follicular carcinoma of thyroid，FTC)低分化型甲状腺癌，包括甲状腺髓样癌(medullary thyroid carcinoma，MTC)以及未分化型甲状腺癌。还有一些少见的恶性肿瘤，如甲状腺淋巴瘤、甲状腺转移癌及甲状腺鳞癌等。甲状腺癌中95%以上的癌源自甲状腺滤泡状细胞，而只有3%起源是C细胞，其被称为MTC[5]。PTC是最常见的甲状腺癌，其来自分化良好的上皮细胞，镜下能够清晰可见核形态，肉眼可见乳头分支，乳头中心有纤维血管间质，间质内常见同心圆状的钙化小体，可借此与其他甲状腺癌相鉴别[6]。甲状腺滤泡状腺瘤与FTC形态类似，但是有血管侵犯。绝大多数的PTC与甲状腺滤泡状腺瘤一样，可以有效管理控制。低分化甲状腺癌相比甲状腺滤泡状腺瘤或PTC更容易出现局部分化反应。稀少地分化欠佳的未分化甲状腺癌(anaplastic thyroid cancer，ATC)，其癌反应非常活跃，可迅速侵入邻近组织，并因此被认为是致死率较高的癌症之一，目前还无有效的治疗方法。ATC患者的死亡通常发生在确诊后6个月内，其特征是部分或完全未分化细胞具有较高的有丝分裂率，坏死区域纺锤体形态巨大。甲状腺癌是单克隆的由原始体细胞突变所导致的恶性肿瘤，即遗传变异。最近的研究表明，在大多数甲状腺癌中，除了遗传变异，miRNA的异常表达有其特征性意义[7]。miRNA为甲状腺癌的诊断以及识别潜在的治疗靶点提供了帮助，其能够作为甲状腺癌的类标识符，特别是在FTC、PTC和ATC中。

2 miRNA与甲状腺癌的关系

2.1miRNA在甲状腺癌中的标记 miRNA在不同的肿瘤微环境有着潜在的表达变化。观察miRNA的表达变化，对特定的miRNA进行标记，可发现其与肿瘤进展之间的关系。从不同部位的肿瘤区域可获取不同类型的miRNA，以确定它们是否为特定的miRNA标记，比如追踪甲状腺癌中特定的淋巴浸润或血管增生组织miRNA的表达量，以便阐明miRNA与甲状腺癌浸润发展的相关性。众所周知，甲状腺癌的发生与遗传相关，但可能由于甲状腺癌的相关基因的低外显率造成研究结果不尽人意。甲状腺癌的发生可能与两个或多个基因的相互作用相关，调控基因也会参与其中，并发挥作用，miRNA正是所谓的调控基因，所以对甲状腺癌中的miRNA标记，分析其在甲状腺癌中形成及发展中的作用显得十分有必要。当然，考虑到miRNA的应用时，无论其是作为生物标志物还是生物介质，答案还有待观察，需要进一步研究。

3.2miRNA在甲状腺癌中的变化 在甲状腺癌的研究中发现，PTC和FTC与一种起着反转录调控作用的“致癌”的miRNA关系密切。这些miRNA主要以增殖和抗凋亡的方式发挥作用。根据克隆发展假设，在低分化的甲状腺癌中有肿瘤抑制作用的miRNA显著减少，而这种减少可能是为了促进细胞分化[8]。值得一提的是，这些miRNA的减少很可能对从FTC或者PTC中区分ATC提供了一个有价值的诊断工具。在PTC中发现有miRNA水平显著上调的，却未发现miRNA有显著下调的，尤其是下调倍数超过2倍的，说明这些特定的miRNA对PTC的发展有促进作用[9]。上述研究与其他一些遗传标记在甲状腺癌中发挥的作用类似，如酪氨酸激酶受体/PTC、BRAF、N-Ras基因对于PTC属于原癌基因[10]，而p53对于ATC则属于抑癌基因[11]。

3.3miR-221、miR-222及miR-181b与PTC的关系 对PTC患者的全基因组miRNA表达谱进行分析时发现了一个异常的miRNA表达谱，其可以明确区分正常甲状腺组织与PTC组织。在一项研究中发现，PTC组织中miR-221、miR-222及miR-181b的表达相比正常甲状腺组织显著增加[9]。上述分析结果通过Northern印迹法和定量反转录聚合酶链反应被进一步证实。此外，在甲状腺结节针吸活检中，部分患者检测到有miR-221、miR-222及miR-181b的过表达，这些甲状腺结节患者经外科手术取活检后被最终确诊为PTC[9]。在移植大鼠甲状腺癌的细胞系和小鼠甲状腺癌模型中存在miR-221、miR-222及miR-181b的过度表达[12]。在人类PTC来源的细胞系中通过阻断过表达的miR-221发现，miR-221的过度表达在PTC癌变中起关键作用[12]。目前的研究表明,miR-221作为一种致癌基因通过对基因转录后的调节而影响甲状腺癌[13]。在甲状腺细胞转化为甲状腺癌的过程中，miRNA的异常表达起着重要的作用。

3.4miR-197和miR-346在FTC中的作用 研究发现，miR-197和miR-346表达的增加有助于FTC的发生，它可能通过干扰基因表达而起作用[14]，所以其可成为肿瘤治疗的一个新的标志物。体外功能学研究发现，过度表达的miR-197和miR-346诱导HEK293T细胞系增殖，然而HEK293T细胞系如果受抑制，将导致FTC细胞扩增受限[13]。实验证实，miR-346调控EFEMP2基因；miR-197调控ACVR1和TSPAN3基因。EFEMP2基因可能具有肿瘤抑制作用[15]，ACVR1基因可调控细胞生长[16]，TSPAN3基因属于四跨膜蛋白家族，它与黑色素瘤的转移潜能呈负相关[17]。虽然miR-221和miR-222与PTC的致癌作用相关，但与FTC的发展无明显相关性[18]。总之，一小部分miRNA(如miR-197和miR-346)在FTC中表达失调，其可能参加了肿瘤从良性到恶性的转变过程。这些miRNA及其靶基因有助于提高甲状腺滤泡状结节的术前诊断，甚至有助于疾病的治疗[14]。

3.5miR-26a、miR-30d、miR-125b、miR-30a-5P在ATC中的作用 甲状腺癌的临床表现不同。隐匿性的PTC生长缓慢，无临床症状；而快速增长的ATC是最致命的甲状腺肿瘤。通过miRNA芯片微阵列分析了ATC的miRNA发现，与正常甲状腺组织相比，miR-26a、miR-30d、miR-125b、miR-30a-5P的表达显著减少[19]。这4种miRNA在ATC衍生的细胞系中的表达减少提示：对于甲状腺癌的发生，miR-125b和miR-26a的下调起着关键的作用，它通过抑制细胞生长从而发挥作用。然而，在相同的细胞系中，miR-30d和miR-30a-5P的表达变化未观察到其对细胞生长的影响。总之，这些数据表明了miRNA印迹与ATC相关，并提示miRNA的调控是甲状腺细胞转化的一个重要事件[19]。

3.6miR-221和miR-222在ATC与PTC中的变化 研究表明，ATC以典型的甲状腺功能缺失为特征，即甲状腺球蛋白的合成、分泌和碘捕获异常，而miRNA参与了这些过程[20]。分析miR-221与miR-222的特性为鉴别ATC与PTC提供了帮助。miR-221与miR-222在PTC中高度上调，但并未在所有的ATC中上调，只有部分miR-222在ATC中上调，但比例较低，从而为鉴别ATC与PTC提供了一定的线索[12]。从分化到未分化表型的演变可能涉及多个基因的改变，这可能是导致ATC与PTC的miRNA不同的原因。

3.7miR-183、miR-375在MTC中的变化 miRNA是评估甲状腺癌预后的重要指标，但是miRNA在MTC中的报道较为少见。MTC包括散发性甲状腺髓样癌和遗传性甲状腺髓样癌。75%的MTC是散发的，临床症状出现得较晚，有淋巴结转移，且预后差。Abraham等[20]报道了10例miRNA在散发性甲状腺髓样癌与遗传性甲状腺髓样癌中的表达失调，证实miR-183和miR-375在MTC的过度表达可能与淋巴结转移率、残留局部区域疾病以及病死率相关。采用miRNA作为MTC的生物标志物有可能对目前的指导方针有一定参考意义。目前指导方针认为，对于临床和放射学检查提示淋巴结阴性的MTC患者可以给予预防颈淋巴清扫术治疗。相关功能实验显示，miR-183能够诱导细胞死亡，且这种作用可能是通过自噬作用实现的[20]。因此，需要进一步研究miR-183与淋巴结转移的关系，从而为目前的指导方针提供更多的可靠信息。

4 小 结

miRNA对于鉴别良、恶性甲状腺肿瘤具有十分重要的意义，并且其对于甲状腺肿瘤的诊断和预后判断有巨大的潜力。miRNA的表达与复杂的负反馈调节相关，而miRNA发挥作用与其本身基因结构也密不可分，对于甲状腺所有miRNA最有意义的序列还没有被完全确定，深度测序平台似乎是一个很好的途径来解决上述问题。因此，应该通过进一步实验研究去发现在甲状腺癌中miRNA的确切变化及具体结构，并找出其与甲状腺癌的关系，以便于更好地指导临床实践。

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