田曉玲,華 川,,張 艷,趙 勇
(1. 湖北中醫(yī)藥大學(xué),湖北 武漢 430061;2. 湖北省中醫(yī)院,湖北 武漢 430074)
甲狀腺癌是內(nèi)分泌科常見的惡性腫瘤,近年來甲狀腺癌患病率有上升的趨勢[1],甲狀腺癌可分為乳頭型(PTC)、濾泡型(FTC)、髓質(zhì)型(MTC)和未分化型(ATC)等,乳頭狀甲狀腺癌和濾泡型甲狀腺癌統(tǒng)稱為分化型甲狀腺癌(DTC),DTC構(gòu)成大多數(shù)甲狀腺癌,5年的生存率為98%,這主要得益于手術(shù)、RAI消融、TSH抑制治療的成功,但遺憾的是,大約有20%的患者會復(fù)發(fā)[2-3]。近年來,隨著分子生物學(xué)的不斷發(fā)展,越來越多的腫瘤學(xué)難題被攻克。miRNAs具有靶向多個基因和關(guān)鍵生物學(xué)過程的能力,這些分子作為生物標(biāo)志物引起了廣泛的研究興趣[4],相關(guān)研究表明甲狀腺癌的發(fā)生發(fā)展與miRNAs的異常表達(dá)有關(guān),并在一定程度上作為判斷甲狀腺癌預(yù)后的標(biāo)志以及作為靶點來治療甲狀腺癌。基于此,本文將從miRNAs在甲狀腺癌診療中的作用研究進(jìn)展進(jìn)行相關(guān)論述,以便更好地了解和治療甲狀腺癌。
miRNAs是一種小的(大約22個核苷酸長度)非編碼單鏈RNA,構(gòu)成了一類新的基因調(diào)控子。這些miRNAs由內(nèi)源性DNA轉(zhuǎn)錄,并由初級轉(zhuǎn)錄本(pri-miRNA)加工成發(fā)夾前體(pre-miRNAs),它們調(diào)節(jié)細(xì)胞的生長、黏附、分化和凋亡等復(fù)雜的生物學(xué)行為[5],自1993年發(fā)現(xiàn)第一個miRNA lin-4調(diào)控線蟲的胚胎發(fā)育,到2018年mirbase數(shù)據(jù)庫公布miRNAs數(shù)目已達(dá)到38 589個,miRNAs能夠同時針對數(shù)百個基因RNA降解或轉(zhuǎn)錄后翻譯抑制,可能調(diào)節(jié)多達(dá)三分之一的人類基因,對某些生物學(xué)功能包括細(xì)胞的存活、分化和生長至關(guān)重要,miRNAs也有能力調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖和遷移,既可以作為癌基因也可以作為腫瘤抑制因子,調(diào)控腫瘤的發(fā)生發(fā)展和轉(zhuǎn)移[4]。
2.1相關(guān)miRNAs在甲狀腺癌中的異常表達(dá) 與正常甲狀腺組織相比,甲狀腺癌組織中一些miRNAs異常表達(dá),可能在甲狀腺癌的發(fā)病中起著關(guān)鍵作用。Pallante等[6]發(fā)現(xiàn)異常的miRNA表達(dá)譜可以清楚地將PTCs與正常甲狀腺組織區(qū)分開來,與正常甲狀腺組織相比,PTCs中的miR-221、miR-22、miR-181b顯著升高,miR-221、miR-22、miR-181b高度表達(dá)也在轉(zhuǎn)化的大鼠甲狀腺細(xì)胞系和甲狀腺癌變小鼠模型中被證實。這與He等[7]的研究結(jié)果有一致的地方,與正常甲狀腺組織相比,miR-221、miR-222、miR-146在PTC中的高表達(dá)為11~19倍,并進(jìn)一步提出miR-146a要么在甲狀腺組織中沒有表達(dá),要么表達(dá)水平非常低,認(rèn)為研究中發(fā)現(xiàn)高表達(dá)的miR-146實際上是反映miR-146b的表達(dá)水平。而在李文祥等[8]的研究中進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)了miR-146a在PTC中表達(dá)高于結(jié)節(jié)性甲狀腺腫組織,抑制miRNA-146a的表達(dá)能夠使細(xì)胞的增殖能力和克隆形成率降低,其分子機制可能與抑制PCNA、cyclin D1和MMP9蛋白的表達(dá)有關(guān)。表明 miRNA- 146a 可能在 PTC 的發(fā)生發(fā)展過程中具有原癌基因的作用。有研究證實,miR-155甲狀腺癌中的表達(dá)明顯高于正常甲狀腺組織,且在HT合并PTC組織中則要高于單純HT或PTC,這可能與HT合并PTC情況下受免疫炎性反應(yīng)和癌變雙重因素有關(guān)[23]。
張亞偉等[9]研究發(fā)現(xiàn)在PTC組織中有23個miRNAs表達(dá)發(fā)生明顯改變,其中miR-21在正常甲狀腺組織、HT和PTC組織中的表達(dá)是遞增的,miR-21與HT和PTC的發(fā)生關(guān)系密切,可能在HT向PTC轉(zhuǎn)化過程中起重要調(diào)控作用,但其作用機制尚需進(jìn)一步研究。
Dettmer等[10]應(yīng)用 miRNA 芯片檢測發(fā)現(xiàn),在濾泡型甲狀腺癌組織中 miR-182、mir-183、miR-221、miR-222、miR-125a-3p的表達(dá)上調(diào),miR-542-5p、miR-574-3p、miR-455、miR-199a 的表達(dá)下降; 同時,miR-885-5p 在嗜酸細(xì)胞性 FTC (0FTc)中的表達(dá)顯著高于常見的 FTC(cFTc)、甲狀腺腺瘤和增生性結(jié)節(jié)。
相關(guān)研究表明除了常見的DTC中可見miRNAs的異常表達(dá),在較少見的甲狀腺癌中也可見到miRNAs的表達(dá)失調(diào),如在MTC中可見miR-323/370/129/137/10a/124a/224/127/9/154高表達(dá),在低分化甲狀腺癌的組織中可見miR-187/221/129/222/146b/ 339/183表達(dá)上調(diào),在未分化甲狀腺癌中可見miR-302c/205/137/187/214/155/224/222/221表達(dá)上調(diào),而miR-30d/125b/26a/30a-5p低表達(dá)[11]。
2.2miRNAs在甲狀腺癌診斷中的潛在價值 甲狀腺細(xì)針穿刺細(xì)胞學(xué)(FNAC)被認(rèn)為是一種有用的診斷手段,也是一種篩查手段,在甲狀腺癌的檢測中,其總體準(zhǔn)確率約為95%,在甲狀腺結(jié)節(jié)病變的評估過程中,F(xiàn)NAC仍是金標(biāo)準(zhǔn),然而,F(xiàn)NAC也有它的缺點和診斷缺陷。主要問題是灰色地帶的病例,即懷疑是惡性腫瘤的病例。為了克服這一局限性,通過分子檢測方法,為細(xì)胞學(xué)上不確定的甲狀腺結(jié)節(jié)提供了更為精確的判斷,減少了不必要的手術(shù)[12]。
不同研究報道Gal-3可作為術(shù)前發(fā)現(xiàn)和有效篩選惡性轉(zhuǎn)化甲狀腺細(xì)胞的前瞻性標(biāo)志物。Gal-3主要通過與糖蛋白結(jié)合,在細(xì)胞增殖、細(xì)胞間相互作用、細(xì)胞基質(zhì)粘附等過程中起關(guān)鍵作用[13]。陳麗麗等[14]在對Gal-3和miRNAs在甲狀腺癌的表達(dá)的研究中發(fā)現(xiàn)miR-322水平與Gal-3表達(dá)呈正相關(guān),miR-322可以顯著抑制Gal-3野生型的熒光素酶活性,是Gal-3的靶基因,miR-322定位于14號染色體短臂21區(qū),與腫瘤細(xì)胞的增殖、凋亡、侵襲、轉(zhuǎn)移均密切相關(guān)。并通過實時熒光定量檢測發(fā)現(xiàn)miR-322在PTC中高表達(dá),其診斷PTC的靈敏度為85.6%,診斷效能與Gal-3基本一致,有可能與Gal-3一樣作為PTC的輔助診斷標(biāo)志物,但此實驗僅初步分析了miR-322與Gal-3之間可能存在靶向調(diào)控關(guān)系,仍需細(xì)胞學(xué)進(jìn)一步證實。
Lithwick-Yanai等[15]在對189個FNA涂片樣本進(jìn)行miRNAs分析中發(fā)現(xiàn)通過miRNAs異常表達(dá)區(qū)分甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性,其陰性預(yù)測值為91%;靈敏度為85%,特異性為72%,陽性預(yù)測值為99%;且miRNAs非常穩(wěn)定,無論是新鮮的還是固定的福爾馬林石蠟包埋都在組織中保存完整,故為甲狀腺標(biāo)本術(shù)前分類提供了有價值的工具。
Benjamin等[16]在運用分子miRNAs檢測方法診斷不明確甲狀腺FNA涂片中發(fā)現(xiàn)miRNAs信號在RNA數(shù)量內(nèi)呈線性相關(guān),可在臨床檢測中保持準(zhǔn)確性的同時以極低的RNA量檢測,提高了不確定細(xì)胞學(xué)患者的診斷準(zhǔn)確性,降低手術(shù)率和隨后發(fā)生代謝和解剖并發(fā)癥的風(fēng)險。
Mazeh等[17]利用正常組織中各miRNAs表達(dá)的最高值作為惡行腫瘤的閾值,研究發(fā)現(xiàn)miR-21/31/146b/187/222表達(dá)增加,其中miR-146b,mIR-221,miR-222準(zhǔn)確率最高,分別為96%,98%,92%,其特異性都為100%,miR-221在20例患者中有19例被正確診斷為惡行腫瘤。
由此可見,miRNAs作為基因調(diào)控子能夠為細(xì)胞學(xué)不確定的甲狀腺結(jié)節(jié)提供更為精確的判斷,減少臨床不必要的手術(shù),有望成為診斷甲狀腺癌的新型生物標(biāo)志物。
2.3miRNAs與甲狀腺癌的轉(zhuǎn)移及預(yù)后 甲狀腺癌患者在進(jìn)行手術(shù)、RAI消融、TSH抑制治療之后是否發(fā)生轉(zhuǎn)移關(guān)系著其遠(yuǎn)期預(yù)后。有研究結(jié)果顯示30%~80%的PTC患者在確診時即存在頸部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移,以頸部中央?yún)^(qū)最為常見,而FTC頸淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相對較少,血行傳播的遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移更常見。頸部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移(LNM)是甲狀腺癌患者復(fù)發(fā)率增高和存活率降低的危險因素[18]。
IL17RD與其配體IL-17在炎癥反應(yīng)的發(fā)生進(jìn)展中發(fā)揮重要作用,它的異常表達(dá)被認(rèn)為是上皮瘤形成的機制,但在腫瘤發(fā)生過程中的調(diào)控作用存在爭議,生物學(xué)預(yù)測發(fā)現(xiàn),在IL17RDmRNA的3 -UTR中存在miR-193a的靶位點。劉美宏等[19]在進(jìn)行miR-193a與白細(xì)胞介素17受體D(IL17RD)在甲狀腺癌的表達(dá)中發(fā)現(xiàn),IL17RD與甲狀腺癌腫瘤大小、臨床分期 、組織學(xué)分化程度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移等病理特征有關(guān)。提示IL17RD在甲狀腺癌的發(fā)生進(jìn)展中發(fā)揮致癌作用 ,且與腫瘤細(xì)胞的增殖、轉(zhuǎn)移有關(guān)。與正常甲狀腺組織、橋本甲狀腺炎、甲狀腺腺瘤、甲狀腺癌組織比較,miR-193a表達(dá)水平在甲狀腺癌組織中最低,而IL17RDmRN和蛋白表達(dá)水平在甲狀腺癌組織中顯著增加,miR-193a和IL17RDmRNA及蛋白表達(dá)水平與腫瘤大小、臨床分期、組織學(xué)分化程度及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移等臨床特征有關(guān),miR-193a和IL17RD及蛋白表達(dá)均呈明顯負(fù)相關(guān)。提示 IL17RD是miR-193a的靶標(biāo)之一 ,在甲狀腺癌組織中,miR-193a至少部分通過調(diào)控IL17RD表達(dá)而參與甲狀腺癌的發(fā)生發(fā)展及病情演變 。
miR-21被認(rèn)為是miRNA轉(zhuǎn)錄的主要驅(qū)動因子,在多種實體腫瘤中呈現(xiàn)高表達(dá),廣泛參與腫瘤細(xì)胞的增殖、分化及凋亡。在曹禮榮等[20]的研究中發(fā)現(xiàn)miR-21是DTC術(shù)后并發(fā)不良事件的敏感指標(biāo),其AUC 值為 0.748,說明 miRNA-21用于評判預(yù)后具有較高的預(yù)測價值,其預(yù)測臨界值為8.19 ng/mL,進(jìn)一步分組比對發(fā)現(xiàn),高于臨界值的 DTC 術(shù)后患者,其不良預(yù)后轉(zhuǎn)歸發(fā)生率遠(yuǎn)高于低于臨界值的 DTC 術(shù)后患者。
Zhang等[21]的研究發(fā)現(xiàn)PTC患者腫瘤組織與正常組織相比,miR-451表達(dá)明顯下調(diào),通過qRT-PCR檢測miR-451的表達(dá),結(jié)果顯示miR-451的ROC分析,以確定其作為PTC生物標(biāo)志物的可預(yù)測性。AUC的值為0.808,表明它是一種可靠的PTC的“良好”組織標(biāo)記物。并且進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)miR-451在PTC患者伴有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移低于未轉(zhuǎn)移者,其AUC為0.690,miR-451有望成為預(yù)測PTC患者是否發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的生物標(biāo)志物。
Liu等[22]采用qRT-PCR方法檢測PTC患者組織標(biāo)本和血漿標(biāo)本中miR-431的表達(dá),與對照組相比,PTC組織和血漿樣本中miR-431的表達(dá)較低,在淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的PTC患者中miR-431的表達(dá)尤其低。Hedgehog(Hh)信號通路是腫瘤細(xì)胞生長、侵襲和轉(zhuǎn)移的重要介質(zhì),miR-431的異常表達(dá)通過下調(diào)Glil的表達(dá)來抑制Hedgehog(Hh)信號通路來實現(xiàn)的。因此miR-431可作為PTC淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移陽性患者的預(yù)測因子并可作為PTC治療的潛在靶點。但miR-431與Hedgehog(Hh)信號通路之間的非特異性分子機制尚需進(jìn)一步研究。
張超等[23]研究發(fā)現(xiàn)發(fā)生腫瘤的腺外浸潤和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移患者甲狀腺腫瘤組織中 miR-155表達(dá)明顯高于未發(fā)生腺外浸潤和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移者,miR-155表達(dá)與腫瘤的腺外浸潤和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移相關(guān),而與年齡、性別、腫瘤大小、TNM分期無明顯關(guān)聯(lián),而朱有志等[24]的研究發(fā)現(xiàn)miR-155表達(dá)上調(diào)的PTC具有更大腫瘤病灶,甲狀腺包膜外更易受侵犯,更易發(fā)生頸部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移,其TNM分期更晚等臨床病理特點,揭示miR-155有望成為PTC預(yù)后的參考指標(biāo)。
相關(guān)研究證實miR-193a-3p在甲狀腺乳頭狀癌組織中下調(diào)與甲狀腺乳頭狀癌的侵襲轉(zhuǎn)移有關(guān)[25]。miR-577通過靶向SphK2抑制甲狀腺乳頭狀癌細(xì)胞的增殖、遷徙和侵襲[26]。miR-221/-222基因簇,miR-10b、miR-92a在轉(zhuǎn)移性FTC組織中明顯高于未轉(zhuǎn)移的FTC組織,并認(rèn)為miR-10b是評估濾泡型甲狀腺癌在初始手術(shù)階段轉(zhuǎn)移潛能的潛在預(yù)后因素[27]。
2.4miRNAs參與甲狀腺癌的相關(guān)機制研究
2.4.1調(diào)控信號通路 PI3K/Akt信號通路通過胞內(nèi)信號傳遞在細(xì)胞遷移、動員、分化和抗凋亡等細(xì)胞生存調(diào)節(jié)過程中發(fā)揮重要的作用[28]。Cleaved caspase-3是caspases級聯(lián)反應(yīng)中下行的最關(guān)鍵蛋白酶, 在凋亡程序中起到中樞作用[29]。吳彬等[30]研究發(fā)現(xiàn)miR-150-5p在甲狀腺癌組織中表達(dá)異常升高,miR-150-5p與PI3K存在結(jié)合位點,經(jīng)雙熒光素酶報告基因分析顯示,PI3K與miR-150-5p具有靶向調(diào)控關(guān)系,抑制甲狀腺癌細(xì)胞TPC-1中miR-150-5p的表達(dá)后,PI3K表達(dá)明顯下調(diào),miR-150-5p通過上調(diào)Cleaved caspase-3促進(jìn)細(xì)胞凋亡,其調(diào)控作用可能與PI3K/Akt信號通路有關(guān)。 Boufraqech等[31]研究發(fā)現(xiàn)miR-145是腫瘤生長的38個主要調(diào)控因子,通過AKT3基因調(diào)控PI3K/Akt信號通路,作為甲狀腺癌的抑制基因。
魏寧等[32]進(jìn)一步提出miR-205也許不僅通過調(diào)節(jié)VEGF-A的表達(dá)水平來影響甲狀腺癌的細(xì)胞的增殖,也可能通過c-src基因作用的下游通路FAK/ERK1/2途徑或調(diào)節(jié)HMGB3蛋白水平等其他作用機制來抑制甲狀腺癌細(xì)胞的增殖、轉(zhuǎn)移及促進(jìn)凋亡。
2.4.2影響細(xì)胞的遷徙、侵襲 在Liu等[33]的研究中發(fā)現(xiàn)miR-214在甲狀腺乳頭狀癌組織和細(xì)胞中表達(dá)下調(diào),這與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、腫瘤大小和TNM分期顯著相關(guān)。上調(diào)MiR-214的表達(dá)能夠顯著降低PTC細(xì)胞的增殖,促進(jìn)細(xì)胞凋亡和細(xì)胞周期阻滯。PSMD10是可能通過糖原合成激酶(GSK)-3B/B-catenin和AKT信號通路調(diào)控PTC細(xì)胞的形成、遷移和侵襲。MiR-214與PSMD10的表達(dá)呈負(fù)相關(guān),miR-214通過靶向PSMD10抑制CGTH W3和PTC-uc3 PTC細(xì)胞系的細(xì)胞增殖、侵襲、遷移和上皮間充質(zhì)化(EMT)。
童厚超等[34]研究發(fā)現(xiàn)miR-590-3p在甲狀腺乳頭狀癌組織及細(xì)胞系中表達(dá)量明顯低于癌旁組織和正常甲狀腺組織濾泡上皮細(xì)胞,與對照組相比干擾miR-590-3p能夠明顯提升TPC-1細(xì)胞的增殖活性,過表達(dá)miR-590-3p則降低K-1細(xì)胞的遷移和侵襲能力,促進(jìn)細(xì)胞凋亡。上皮細(xì)胞-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)使上皮細(xì)胞喪失黏附作用以及獲得間充質(zhì)細(xì)胞的遷移能力,在促進(jìn)細(xì)胞遷移和發(fā)生耐藥中發(fā)揮重要作用[35],過表達(dá)miR-590-3p可以下調(diào)E-cadherin蛋白的表達(dá)量,上調(diào)N-cadherin蛋白和Vimentin蛋白表達(dá)量,而干擾miR-590-3后相關(guān)蛋白的表達(dá)呈相反趨勢,由此可見PTC其遷徙和侵襲的機制可能與miR-590-3p調(diào)控 EMT途徑有關(guān)。
2.4.3調(diào)控基因 miRNA表達(dá)譜與人體細(xì)胞突變狀態(tài)之間存在很強的相關(guān)性,例如在BRAF和RAF突變的腫瘤中,miR-221和miR-222表達(dá)水平高,在RAS突變的高分化乳頭狀癌中miR-146b表達(dá)最高。KIT作為參與細(xì)胞分化和生長的酪氨酸激酶受體是miR-221/222的靶基因[12]。miR-221/222的高表達(dá)能夠使KIT下調(diào),miR-187在包含RET/PTC重排的PTC中高表達(dá),而miR-221與miR-222在BRAF與RAS陽性及未知突變的PTC中高表達(dá)。RAS陽性PTC中miR-146表達(dá)最高。然而,PTC 表達(dá)譜具有一些獨立于基因突變狀態(tài)的改變,這些miRNAs上調(diào)機制仍然有待進(jìn)一步研究[36]。
hMLH1位于染色體的3p21-23區(qū)域,是人類DNA錯配修復(fù)(mismatch repair,MMR)系統(tǒng)的重要組成部分。hMLH1基因的甲基化失活被證實與多種實體腫瘤發(fā)生密切相關(guān)。張啟弘等[37]的研究發(fā)現(xiàn)miR-155-5p在PTC的表達(dá)中升高,促進(jìn)PTC增殖和侵襲, 并可靶向調(diào)控hMLH1基因的表達(dá)有關(guān),但其詳細(xì)機制仍有待于進(jìn)一步研究。
隨著甲狀腺癌的發(fā)病率的增高,建立一種無創(chuàng)的、低成本的篩查工具以及尋找準(zhǔn)確性更高的標(biāo)志物來判斷其遠(yuǎn)期預(yù)后越發(fā)成為當(dāng)代醫(yī)學(xué)的趨勢,miRANs在甲狀腺癌中的異常表達(dá)影響著甲狀腺癌的發(fā)生、發(fā)展及遠(yuǎn)期預(yù)后。了解miRNAs在甲狀腺癌中的特異性表達(dá)及其生物學(xué)特性有助于我們更好地了解和治療甲狀腺癌。相關(guān)研究證實miRNAs有望成為甲狀腺癌診斷及判斷其遠(yuǎn)期預(yù)后的參考指標(biāo),這有助于減少不必要的手術(shù)。在針對調(diào)控甲狀腺癌的機制研究背景下,miRNAs有可能成為甲狀腺癌的治療靶點,為甲狀腺癌的治療提供了潛在的診療價值和研究方向。但目前對于miRNAs在甲狀腺癌中的作用機制尚不明確,仍需進(jìn)一步研究。另外,目前針對miRNAs在甲狀腺癌中的異常調(diào)控大部分是關(guān)于DTC的研究,雖然DTC構(gòu)成大多數(shù)的甲狀腺癌,但是MTC及ATC的惡性程度高,生存率低,除了手術(shù)治療外多無其他有效的治療手段,隨著分子生物學(xué)的發(fā)展及腫瘤學(xué)難題的攻克,對miRNAs在MTC、ATC的表達(dá)進(jìn)一步研究有助于推動甲狀腺癌的診療進(jìn)展。
利益沖突:所有作者均聲明不存在利益沖突。