MicroRNA 在甲状腺乳头状癌中的研究进展

武红园，陈红跃，栗粟，杨萌萌，娄永庆

（1.河南中医药大学 第二临床医学院，河南 郑州 450002；2.河南省中医院 甲状腺乳腺科，河南 郑州 450002）

0 引言

甲状腺癌（thyroid cancer,TC）是由遗传、机体异常摄碘、辐射等多种因素引起[1]，是内分泌系统中最常见的恶性肿瘤之一，在甲状腺结节中发生率为5%～15%[2]，但仅占机体所有恶性肿瘤的1%[3]。自1970 年甲状腺癌发现至今，我国甲状腺癌的发病率逐年上升，年轻化趋势也愈加明显；2005 年至2014 年，甲状腺癌的发病率平均每年增长79.9%[4]，2014 年跃居中国女性恶性肿瘤发病率的第4 位[5]，严重威胁公众健康。根据甲状腺癌不同的恶性程度，可分为低度恶性的乳头状癌（PTC）和滤泡状腺癌（FTC）,中度恶性的髓样癌（MTC）以及高度恶性的未分化癌（ATC）；其中PTC 在各类型的甲状腺癌中最为常见（85%～90%）[6]。

据报道2010 年至2013 年，我国甲状腺癌的发病率增长了137%；与此同时，死亡率也随之增长了23%[7]。人们眼中的“懒癌”似乎并非完全属于惰性癌，亦有研究表明，近年来，甲状腺癌的生物学特性向更具侵袭性的特性转变[8]。然而，甲状腺癌的治疗目前仍以外科手术为主，术后的众多并发症、全切患者术后需终身服药以及淋巴结转移患者术后所需的131I 放射治疗，均为患者带来一定程度的精神压力和经济负担。因此，我们迫切需要探索新的靶点或分子标志物，以判断甲状腺癌的侵袭性、预测预后或用于靶向治疗；而microRNA 被视为目前极具研究价值的潜在靶点。

1 MicroRNA 概述

MicroRNA（miRNA/miR）最早于20 世纪90 年代早期在线虫中被发现，是与mRNA 3'UTR 互补，长度为18～23nt 的RNA 分子，即lin-4 和let-7 基因，线虫的生长发育均由此RNA 进行调节；随后从线虫到果蝇直到人类均发现有miRNA 的存在。目前，人类基因组中已发现上千种miRNA，除早期发现的lin-4 和let-7 等基因仍采用原始的名称，后续发现的microRNA 均以micro-后加数字来命名[9]，如microRNA-221，microRNA-222 等。

miRNA 是一种内源性的非编码微小RNA，起初由miRNA 编码基因在RNA 聚合酶Ⅱ的作用下形成初始转录体（pri-miRNA），长度约300～1000 个碱基；再由Drosha DGCR8 复合体剪切为长度约80～100 个核苷酸的miRNA 前体（pre-miRNA），在受体exportin-5介导下进入细胞质，被核酸内切酶剪切为19～25 个核苷酸的双链成熟miRNA；经过链选择和分离，其中一条单链被降解，另一条单链与Argonaute 家族蛋白结合成miRNA-RISC 复合体；最终与靶基因miRNA 的3'非编码区miRNA 识别原件完全或部分互补结合，从而调控mRNA 的表达[9]。miRNA 的具体作用有：①与mRNA 结合，通过降解mRNA 或抑制mRNA 翻译来调控基因表达；②部分miRNA 作用于扩增区抑癌基因，使抑癌基因表达上调，从而抑制肿瘤的发生发展；③部分miRNA 为促癌基因，诱导细胞的恶化；④促癌miRNA 也可负向调节一些抑癌基因的表达，进而促进肿瘤的侵袭和转移。研究发现，miRNA 不仅可以调控mRNA 的表达，还可调节细胞的生长、分化和凋亡，维护细胞和组织的识别等。

2 MicroRNA 与肿瘤的相关研究

目前发现的一半以上的人类miRNA 均位于肿瘤相关基因区，它们调控着肿瘤细胞的黏附、增殖及凋亡等过程[9]，因此miRNA 的异常表达在肿瘤的形成、发展及侵袭中扮演极为重要的角色。研究发现，部分miRNA 在肿瘤组织中表达水平降低，起到抑制肿瘤发生发展的作用；余部分miRNA 则在肿瘤组织中高表达，对肿瘤的发生发展发挥促进作用。报道显示，miRNA 在多种肿瘤中表达异常，如乳腺癌组织中，miR-127-3p、miR-133a-3p、miR-199b-5p、miR-342-5p、miRNA-5688 较正常组织表达明显下降，而miR-155-5p 表达显著上调[10-11]；肝癌细胞中，miR-125、miR-149-5p 表达较正常肝细胞下降，miR-21 表达水平升高[12-13]；肾癌组织中，miR-141、miR-200c 表达下降，miR-92a、miR-17、miR-18、miR-19、miR-20b 等明显高表达[14]；肺癌细胞中，miR-21、miR-155、miR-17-92 具有致癌性表达上调，而miR-15a、miR-16、miR-29b、miR-34a发挥抑癌作用而表达下降[15]，等等。

其次，microRNA 不仅在恶性肿瘤中表达异常，在一些良性疾病中也出现异常表达。如在桥本甲状腺炎患者的甲状腺细胞中发现，miR-141 的表达较正常甲状腺细胞明显下调[16-17]；糖尿病患者足细胞中miR-138 表达上调引起足细胞的损伤，妊娠期糖尿病患者血清中miR-291b-3p 表达上调导致患者胰岛素抵抗增加[18-19]；帕金森病脑组织中，miR-124 表达下调，miR-146a 表达上调，有助于帕金森病的早期诊断[20]；心血管疾病中，miR-155 对血管紧张素Ⅱ1 型受体的异常调节导致血压异常，miR-1 表达上调引起心律失常[21]，等等。

3 MicroRNA 与PTC

PTC 是甲状腺癌中最常见的病理类型，恶性程度较低，目前研究最多。PTC 的发生一般与染色体易位、点突变等有关；BRAF 基因突变会激活RET/PTCRAS-BPAF 信号通路，该机制在PTC 中最为常见[22]，但其对PTC 的侵袭性、预后等是否有指导意义，目前仍有争议；因此，人们亟需寻求新的分子标志物以辅助PTC 的诊断、治疗及预测预后等。近年来，microRNA 和靶基因在癌症进展中的作用研究被广泛重视；大量研究表明，多种microRNA 与PTC 的发生、发展、转移及预后密切相关。一些miRNA 在PTC 中表达显著上调，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 的表达则明显下调。其中miR-221、miR-222 和miR-146b 是最常见的失调基因，Marini 等[23]观测到，这三种miRNA 的表达水平较临近正常组织高出11～19 倍。

3.1 miRNA-221、222 与PTC

金属蛋白酶（TIMP）是一种内源性抑制剂蛋白酶（MMP），通过降解基质，特别是基底膜，来促进癌细胞的侵袭[24]。而miRNA-221 和miRNA-222 可通过下调MMP 抑制剂来促进癌细胞转移。MiRNA-221可抑制细胞周期依赖性蛋白（p27kip1）、PTEN 和TIMP3 基因的表达，促进癌细胞的增殖、侵袭及转移；Dai[3]等采用多重Cox 风险分析发现，miRNA-221 是PTC 预后复发的独立危险因素，提示它可用于预测PTC 的预后及复发。Yu 等人首次发现，与术前相比，甲状腺切除术后患者血清miRNA-222水平下降；此外，他们还证实了此miRNA 的表达水平与癌症的多灶性、肿瘤的体积和晚期TNM 有关。Pai[25]等研究发现，miRNA-221、miRNA-222 诊断恶行肿瘤的准确率分别为86%和84%，二者联合诊断的准确率高达91%。

3.2 miRNA-146 与PTC

miR-146b 似乎不仅与甲状腺癌的发生有关，还与甲状腺外侵犯、晚期乳头状癌和BRAF 突变有关[23]。Gaohong Zhu[26]及其团队研究发现，miRNA-146b-3p 可通过靶基因NF-2 促进PTC 侵袭和转移，且BRAF 基因突变阳性的患者miRNA-146b 的表达明显高于未突变患者。另外，刘艳霞[27]通过细胞实验证实，CXCR4 是一种已知的融合蛋白和趋化因子受体，是基质细胞衍生因子-1 的特异性受体，对淋巴细胞有较强的趋化作用，而miRNA-146a 作为CXCR4 的调节因子，在PTC 细胞中表达下调对肿瘤淋巴结转移发挥关键性的作用。Chou 等人的研究结果表明，与miRNA-146 低表达的患者相比，miRNA-146 表达升高的患者的无病生存率更低。因此，miRNA-146 在肿瘤组织中的表达水平对乳头状癌患者的预后有一定的价值，这可能是一个与肿瘤分期和甲状腺外侵犯相关的重要预测因子。

3.3 其他

除此之外，miRNA-199a-3p、miRNA-204-5p 也与PTC 的发生发展密切相关：miRNA-199a-3p 通过下调MET蛋白，对肿瘤细胞的增殖、迁移甚至凋亡产生影响；miRNA-204-5p 通过靶向抑制HMGB1 表达而发挥重要的抑癌作用[28]。对于高侵袭性PTC 与非侵袭性PTC，miRNA 的表达水平亦存在差异：①miRNA-10b、miRNA-15a、miRNA-26a、miRNA-34、miRNA-106、miRNA-193、miRNA-200 及miRNA-222 在高侵袭性PTC 中的表达高于非侵袭性PTC，这些微小RNA 在癌转移或上皮-间质转化中发挥一定的作用；②miRNA-146b、miRNA-155、miRNA-221 和miRNA-222的表达上调可增强PTC 的侵袭性，而miRNA-1、miRNA-34b、miRNA-130b 和miRNA-138 则与之作用相反；③miRNA-16 和miRNA-199b 分别参与肿瘤干细胞的凋亡和增值。

另外，在FTC 中，miRNA-192、miRNA-197、miRNA-328及miRNA-346 表达显著上调；MTC 中，miRNA-183、miRNA-375 高表达，且其表达水平可预测甲状腺髓样癌患者同侧颈部淋巴结的转移情况及评估预后和死亡 率；ATC 中，miRNA-26a、miRNA-30a-5p、miRNA-30d 及miRNA-125b 表达明显下调；miRNA-1996b-5p在甲状腺癌外侵犯和颈淋巴结转移的患者中高表达；miRNA-21、miRNA-203 的表达水平也与BRAF 突变密切相关，且miRNA-21 的高表达与淋巴结转移显著相关[26]。虽然某些miRNA 在甲状腺癌的不同病理种类之间表达水平相似，但并不影响特异性的miRNA 对肿瘤类型及其生物学特性的鉴别。

4 小结

综上所述，miRNA 与甲状腺乳头状癌的发生发展密切相关，它可以通过调控BRAF 基因突变、RAS 基因突变、激活RET/PTC 信号通路等，参与PTC 的发生与发展、预测预后。miRNA 作为一种新型分子标志物，在肿瘤中的差异表达有望成为PTC 的肿瘤标志物及诊治的潜在靶点，用于PTC 的早期诊断、靶向治疗及预测预后。但目前关于miRNA 的研究尚处于基础研究阶段，很多分子机制尚不明确，且其安全性、靶向性及体内递送等问题仍是临床应用的难题。尽管如此，miRNA 在甲状腺乳头状癌中的研究前景依然广阔。因此，从实验室研究过渡到临床应用仍需要大量的临床前研究，需要众多科研工作者及临床工作者的不断努力与探索。