引用本文： 王云生, 高慶軍, 趙代偉. MiRNA-221/222在甲狀腺癌中的功能研究. 中國普外基礎與臨床雜志, 2016, 23(7): 887-890. doi: 10.7507/1007-9424.20160232 復制
甲狀腺癌是最常見的甲狀腺惡性腫瘤，尤其多見于女性，近年來其發病率逐年上升。目前在我國居腫瘤發病率第10位，是最常見的內分泌癌[1]。約95%甲狀腺癌來源于甲狀腺濾泡上皮細胞，包括乳頭狀甲狀腺癌（papillary thyroid cancer, PTC）、占80%，濾泡狀甲狀腺癌（follicular thyroid cancer, FTC）、占10%～15%，低分化型甲狀腺癌（poorly differen tiated thyroid cancer, PDTC）和未分化甲狀腺癌（anaplastic thyroid cancer, ATC）、占1%～2%；其中，PTC和FTC傳統定義為分化型甲狀腺癌[2]。還有一小部分甲狀腺癌來源于濾泡旁C細胞，稱為甲狀腺髓樣癌（medullary thyroid cancer，MTC）。甲狀腺癌患者10年存活率超過85%，預后相對較好，但如果發生轉移，生存率則會明顯下降[3]。
因此，甲狀腺癌及時而準確的診斷對其選擇正確有效的治療措施有極為重要的意義。目前甲狀腺癌的早期診斷及病情評估主要依賴于超聲、核素顯像、細針穿刺細胞學活檢（FNAB）、血清TG監測等，其中細針穿刺細胞學活檢是篩查和早期診斷甲狀腺癌的有效方法，但仍然存在一定的假陰性和無法確診的病例，并且需考慮患者的依從性。治療主要包括針對分化型甲狀腺癌的手術、內分泌治療、131I治療，以及針對髓樣癌的外科治療和未分化癌的放射治療[4]。
近年來，分子檢測及生物治療的興起和發展無疑使許多疾病的診斷及其治療步入新臺階，特別對腫瘤早期檢測治療的研究越來越多，具有重要的臨床意義[5]。微小RNA（miRNA）作為新一代分子標志物，已被證實在各種腫瘤中表達具有明顯的特異性，與腫瘤的發生發展、侵襲轉移等關系密切[6]。眾多研究[7-9]表明，將miRNA作為腫瘤標志物來診斷腫瘤是可行的，并且作用于相應靶點而達到治療的目的。miR-221及miR-222作為miRNA家族中兩個重要成員，研究數據表明它們與甲狀腺癌具有密切的關系[10-11]。
1 miRNA及miRNA-221/222
miRNA是一類長約22核苷酸（nt）的非編碼單鏈RNA分子，參與基因表達的轉錄后調控。目前，在人類基因組中已確認的miRNA達3 000個[12]。miRNA參與生物體生長發育等正常生理過程，而且還與機體多種病理過程關系密切，包括癌癥[13]。miRNA是由RNA聚合酶Ⅱ在細胞核內轉錄，加工形成產物pri-miRNA，后在Drosha酶和DGCR8的作用下，剪切形成長度為60～70 nt大小的發夾狀mi R NA前體（pre-miRNA），后者經exportin 5協同作用轉運至細胞質中，并經Dicer酶剪切成18～25 bp的雙鏈miRNA，解螺旋生成成熟的miRNA。其中1條與靶基因mRNA配對，引起mRNA切割或翻譯抑制，從而在轉錄后水平干擾蛋白質合成。這類小RNA在表達上具有保守性、時序性和組織特異性，是調節其他功能基因表達的重要調控分子，在生物的生長發育過程中發揮著重要作用[14]。
越來越多的研究[15-16]表明，miRNA除參與各項正常生理活動外，還與腫瘤有著密切的聯系。miRNA-221/222作為miRNA家族成員，其作用功能受到廣泛關注。miRNA-221/222的基因位于X染色體且距離較近，成簇分布，種子序列完全同源，具有許多相同的特異性作用靶點[17]。數據顯示，miRNA-221/222與機體許多生理病理過程密切相關，參與了血細胞生成、血管生成、乳腺的發育與泌乳、前列腺癌、胃癌、宮頸癌、結直腸癌、乳腺癌、甲狀腺癌、胰腺癌、惡性膠質瘤等發育過程和疾病的發生[12, 18-19]。
2 miRNA-221/222與甲狀腺癌
由于正常組織與癌組織外周循環miRNA的表達譜有所差異，且特異的miRNA的表達能力與某種特定類型的腫瘤有關，將外周循環的miRNA作為一種異常的生物標志物來診斷腫瘤是可行的[20]，其表達上的差異與腫瘤的預后相關，分析miRNA的表達能力也有助于腫瘤患者的治療和管理。miRNA-221/222是甲狀腺癌中最恒定上調表達的miRNA，其為甲狀腺癌的診斷以及識別潛在的治療靶點提供了幫助[16]。
2.1 診斷
甲狀腺癌發病率呈增多趨勢對公眾健康構成了嚴重威脅，臨床及時檢出和明確診斷是治療的關鍵。臨床采用血清學、影像學以及病理學診斷技術對甲狀腺癌診斷提供依據，其中FNAB具有較高的特異性和準確率，但受限于細胞結構特異性不夠或者取材不當等因素，從而導致部分患者無法準確診斷。用RT-PCR方法可以早期準確檢測，但其價格昂貴限制了臨床應用。有研究[21]表明，分子篩查突變基因診斷疾病是可行的。自He等[11]通過基因微陣列方式發現了5個在PTC中過度表達的miRNA (miR-146、miR-221、miR-222、miR-155和miR-181a)，并成功將這5個miRNA用于PTC的診斷。隨后，miRNA在甲狀腺癌中的應用研究不斷深入。Mazeh等[22]對FNAB不確診的病例利用穿刺剩余細胞提取RNA，檢測miRNA的表達以鑒別病變的良惡性，指出通過穿刺細胞純化miRNA并用于甲狀腺癌的診斷是可行的。陳曉敏等[23]對87例甲狀腺結節患者采用FNAB獲取病灶及正常組織標本，采用RT-PCR方法檢測miR-221及miR-222的表達水平，證實其在癌組織中表達水平均明顯高于癌旁組織，且與甲狀腺癌的鈣化、TNM分期和淋巴結轉移關系密切。Pai等[24]使用一組miRNA區分石蠟包埋組織中的甲狀腺腫瘤標本，并經RT-PCR證實標本的良惡性，發現miR-221和miR-222在診斷惡性病變的準確率分別為86%和84%，二者聯合檢測其準確率達91%。因此認為，miR-221和miR-222可以作為甲狀腺癌的標志物，以提高診斷的準確率。而且，miR-221/222表達與較高的臨床分期、淋巴結轉移等因素有關[25-27]。因此，檢測miR-221/222的表達水平可能會為指導甲狀腺癌的個體化治療提供新的思路。Pallante等[28]研究發現，在PTC癌組織中miR-221的表達較癌旁組織高，Ⅲ～Ⅳ期PTC患者中miR-221的表達較Ⅰ～Ⅱ期患者高，在淋巴結轉移患者中miR-221的表達較無淋巴結轉移患者高。該研究結果與陳曉敏等[23]報道中指出的miR-221和miR-222表達水平與甲狀腺癌腺外侵襲、腫瘤分期等具有相關性的結果一致。
分析miR-221與miR-222的特性為鑒別ATC與PTC提供了幫助。miR-221與miR-222在PTC中的表達高度上調，但在ATC中的表達并非表現為全部上調，只有部分miR-222在ATC中上調，但比例較低，從而為鑒別ATC與PTC提供了一定的線索[28]。當然，鑒別甲狀腺癌分型還需更多的特異性靶分子支持，這方面的研究還較少，此不失為開展甲狀腺癌早期診斷分型提供了新途徑。
2.2 治療及預后
近年來，對miR-221/222在腫瘤發展的作用機理研究[29-30]表明，對腫瘤的分子靶向治療是可行的。Visone等[31]研究發現，miR-221和miR-222可以抑制周期依賴的蛋白激酶抑制劑（p27kip1）的表達，促進細胞從G1期向S期的轉變，從而促進腫瘤細胞的增殖。Garofalo等[32]的研究表明，miR-221通過抑制與張力蛋白同源在10號染色體有缺失的磷酸酶基因（PTEN）及基質金屬蛋白酶抑制因子3（TIMP3）的表達，最終使癌細胞發生浸潤及轉移。He等[11]發現，Kit是miR-221、miR-222和miR-146的靶基因，miR-221/222結合Kit區域關鍵部位，從而導致Kit轉錄下降和Kit蛋白水平低下。明確作用機理，從而為干預位點達到治療的目的提供依據。反義寡聚核苷酸（antisense oligo nucleotide, ASODN）被應用于基因功能及基因治療的研究，并發現ASODN是沉默基因表達非常有效的技術[33]。Wojtas等[29]利用此技術通過轉染法轉染特異性miR-221反義寡聚核苷酸序列，抑制miR-221后，甲狀腺癌細胞增殖能力下降，并誘導其發生凋亡。提示miR-221可作為甲狀腺癌基因治療的新的藥理學靶點，其抗腫瘤效應將在分子水平進行早期干預，從而提高腫瘤的治愈率，降低治療成本。
已有研究[34-35]在評估血漿或血清中miRNA的表達水平對診斷及預后判斷的預測價值方面取得了較大的進展。miR-221/222作為一個潛在的PTC的預后指標，可通過測定患者血漿或血清中miR-221/222的表達水平來預測腫瘤的復發和進展，從而采取合理的治療方案，以提高甲狀腺癌的治療效果和生存率。
3 展望
miRNA作為新興的生物學技術，為惡性腫瘤的診斷和治療帶來了新的思路。探索敏感而特異的腫瘤標志物，合理地對其進行檢測，這在甲狀腺癌的診斷、治療和預后方面都具有重要的臨床意義。盡管目前miR-221/222在甲狀腺癌領域的應用研究取得了一些進展，但仍有許多問題需要解決。甲狀腺癌的診斷與鑒別診斷以及分型分期還需更多新的特異的miRNA，不斷發現新的甲狀腺癌相關的miRNA以及明確其作用機理及靶點仍是當前研究的重點，其靶向性、安全性及體內遞送等問題仍是其臨床應用的難題。利用miRNA作為新的治療靶點開發抗腫瘤治療，仍需進一步研究和探索。盡管如此，miRNA在甲狀腺癌的研究中前景廣闊。可以預期，隨著研究的深入，人們對miRNA認識的加深，必將為甲狀腺癌的診治開辟新的領域。
甲狀腺癌是最常見的甲狀腺惡性腫瘤，尤其多見于女性，近年來其發病率逐年上升。目前在我國居腫瘤發病率第10位，是最常見的內分泌癌[1]。約95%甲狀腺癌來源于甲狀腺濾泡上皮細胞，包括乳頭狀甲狀腺癌（papillary thyroid cancer, PTC）、占80%，濾泡狀甲狀腺癌（follicular thyroid cancer, FTC）、占10%～15%，低分化型甲狀腺癌（poorly differen tiated thyroid cancer, PDTC）和未分化甲狀腺癌（anaplastic thyroid cancer, ATC）、占1%～2%；其中，PTC和FTC傳統定義為分化型甲狀腺癌[2]。還有一小部分甲狀腺癌來源于濾泡旁C細胞，稱為甲狀腺髓樣癌（medullary thyroid cancer，MTC）。甲狀腺癌患者10年存活率超過85%，預后相對較好，但如果發生轉移，生存率則會明顯下降[3]。
因此，甲狀腺癌及時而準確的診斷對其選擇正確有效的治療措施有極為重要的意義。目前甲狀腺癌的早期診斷及病情評估主要依賴于超聲、核素顯像、細針穿刺細胞學活檢（FNAB）、血清TG監測等，其中細針穿刺細胞學活檢是篩查和早期診斷甲狀腺癌的有效方法，但仍然存在一定的假陰性和無法確診的病例，并且需考慮患者的依從性。治療主要包括針對分化型甲狀腺癌的手術、內分泌治療、131I治療，以及針對髓樣癌的外科治療和未分化癌的放射治療[4]。
近年來，分子檢測及生物治療的興起和發展無疑使許多疾病的診斷及其治療步入新臺階，特別對腫瘤早期檢測治療的研究越來越多，具有重要的臨床意義[5]。微小RNA（miRNA）作為新一代分子標志物，已被證實在各種腫瘤中表達具有明顯的特異性，與腫瘤的發生發展、侵襲轉移等關系密切[6]。眾多研究[7-9]表明，將miRNA作為腫瘤標志物來診斷腫瘤是可行的，并且作用于相應靶點而達到治療的目的。miR-221及miR-222作為miRNA家族中兩個重要成員，研究數據表明它們與甲狀腺癌具有密切的關系[10-11]。
1 miRNA及miRNA-221/222
miRNA是一類長約22核苷酸（nt）的非編碼單鏈RNA分子，參與基因表達的轉錄后調控。目前，在人類基因組中已確認的miRNA達3 000個[12]。miRNA參與生物體生長發育等正常生理過程，而且還與機體多種病理過程關系密切，包括癌癥[13]。miRNA是由RNA聚合酶Ⅱ在細胞核內轉錄，加工形成產物pri-miRNA，后在Drosha酶和DGCR8的作用下，剪切形成長度為60～70 nt大小的發夾狀mi R NA前體（pre-miRNA），后者經exportin 5協同作用轉運至細胞質中，并經Dicer酶剪切成18～25 bp的雙鏈miRNA，解螺旋生成成熟的miRNA。其中1條與靶基因mRNA配對，引起mRNA切割或翻譯抑制，從而在轉錄后水平干擾蛋白質合成。這類小RNA在表達上具有保守性、時序性和組織特異性，是調節其他功能基因表達的重要調控分子，在生物的生長發育過程中發揮著重要作用[14]。
越來越多的研究[15-16]表明，miRNA除參與各項正常生理活動外，還與腫瘤有著密切的聯系。miRNA-221/222作為miRNA家族成員，其作用功能受到廣泛關注。miRNA-221/222的基因位于X染色體且距離較近，成簇分布，種子序列完全同源，具有許多相同的特異性作用靶點[17]。數據顯示，miRNA-221/222與機體許多生理病理過程密切相關，參與了血細胞生成、血管生成、乳腺的發育與泌乳、前列腺癌、胃癌、宮頸癌、結直腸癌、乳腺癌、甲狀腺癌、胰腺癌、惡性膠質瘤等發育過程和疾病的發生[12, 18-19]。
2 miRNA-221/222與甲狀腺癌
由于正常組織與癌組織外周循環miRNA的表達譜有所差異，且特異的miRNA的表達能力與某種特定類型的腫瘤有關，將外周循環的miRNA作為一種異常的生物標志物來診斷腫瘤是可行的[20]，其表達上的差異與腫瘤的預后相關，分析miRNA的表達能力也有助于腫瘤患者的治療和管理。miRNA-221/222是甲狀腺癌中最恒定上調表達的miRNA，其為甲狀腺癌的診斷以及識別潛在的治療靶點提供了幫助[16]。
2.1 診斷
甲狀腺癌發病率呈增多趨勢對公眾健康構成了嚴重威脅，臨床及時檢出和明確診斷是治療的關鍵。臨床采用血清學、影像學以及病理學診斷技術對甲狀腺癌診斷提供依據，其中FNAB具有較高的特異性和準確率，但受限于細胞結構特異性不夠或者取材不當等因素，從而導致部分患者無法準確診斷。用RT-PCR方法可以早期準確檢測，但其價格昂貴限制了臨床應用。有研究[21]表明，分子篩查突變基因診斷疾病是可行的。自He等[11]通過基因微陣列方式發現了5個在PTC中過度表達的miRNA (miR-146、miR-221、miR-222、miR-155和miR-181a)，并成功將這5個miRNA用于PTC的診斷。隨后，miRNA在甲狀腺癌中的應用研究不斷深入。Mazeh等[22]對FNAB不確診的病例利用穿刺剩余細胞提取RNA，檢測miRNA的表達以鑒別病變的良惡性，指出通過穿刺細胞純化miRNA并用于甲狀腺癌的診斷是可行的。陳曉敏等[23]對87例甲狀腺結節患者采用FNAB獲取病灶及正常組織標本，采用RT-PCR方法檢測miR-221及miR-222的表達水平，證實其在癌組織中表達水平均明顯高于癌旁組織，且與甲狀腺癌的鈣化、TNM分期和淋巴結轉移關系密切。Pai等[24]使用一組miRNA區分石蠟包埋組織中的甲狀腺腫瘤標本，并經RT-PCR證實標本的良惡性，發現miR-221和miR-222在診斷惡性病變的準確率分別為86%和84%，二者聯合檢測其準確率達91%。因此認為，miR-221和miR-222可以作為甲狀腺癌的標志物，以提高診斷的準確率。而且，miR-221/222表達與較高的臨床分期、淋巴結轉移等因素有關[25-27]。因此，檢測miR-221/222的表達水平可能會為指導甲狀腺癌的個體化治療提供新的思路。Pallante等[28]研究發現，在PTC癌組織中miR-221的表達較癌旁組織高，Ⅲ～Ⅳ期PTC患者中miR-221的表達較Ⅰ～Ⅱ期患者高，在淋巴結轉移患者中miR-221的表達較無淋巴結轉移患者高。該研究結果與陳曉敏等[23]報道中指出的miR-221和miR-222表達水平與甲狀腺癌腺外侵襲、腫瘤分期等具有相關性的結果一致。
分析miR-221與miR-222的特性為鑒別ATC與PTC提供了幫助。miR-221與miR-222在PTC中的表達高度上調，但在ATC中的表達并非表現為全部上調，只有部分miR-222在ATC中上調，但比例較低，從而為鑒別ATC與PTC提供了一定的線索[28]。當然，鑒別甲狀腺癌分型還需更多的特異性靶分子支持，這方面的研究還較少，此不失為開展甲狀腺癌早期診斷分型提供了新途徑。
2.2 治療及預后
近年來，對miR-221/222在腫瘤發展的作用機理研究[29-30]表明，對腫瘤的分子靶向治療是可行的。Visone等[31]研究發現，miR-221和miR-222可以抑制周期依賴的蛋白激酶抑制劑（p27kip1）的表達，促進細胞從G1期向S期的轉變，從而促進腫瘤細胞的增殖。Garofalo等[32]的研究表明，miR-221通過抑制與張力蛋白同源在10號染色體有缺失的磷酸酶基因（PTEN）及基質金屬蛋白酶抑制因子3（TIMP3）的表達，最終使癌細胞發生浸潤及轉移。He等[11]發現，Kit是miR-221、miR-222和miR-146的靶基因，miR-221/222結合Kit區域關鍵部位，從而導致Kit轉錄下降和Kit蛋白水平低下。明確作用機理，從而為干預位點達到治療的目的提供依據。反義寡聚核苷酸（antisense oligo nucleotide, ASODN）被應用于基因功能及基因治療的研究，并發現ASODN是沉默基因表達非常有效的技術[33]。Wojtas等[29]利用此技術通過轉染法轉染特異性miR-221反義寡聚核苷酸序列，抑制miR-221后，甲狀腺癌細胞增殖能力下降，并誘導其發生凋亡。提示miR-221可作為甲狀腺癌基因治療的新的藥理學靶點，其抗腫瘤效應將在分子水平進行早期干預，從而提高腫瘤的治愈率，降低治療成本。
已有研究[34-35]在評估血漿或血清中miRNA的表達水平對診斷及預后判斷的預測價值方面取得了較大的進展。miR-221/222作為一個潛在的PTC的預后指標，可通過測定患者血漿或血清中miR-221/222的表達水平來預測腫瘤的復發和進展，從而采取合理的治療方案，以提高甲狀腺癌的治療效果和生存率。
3 展望
miRNA作為新興的生物學技術，為惡性腫瘤的診斷和治療帶來了新的思路。探索敏感而特異的腫瘤標志物，合理地對其進行檢測，這在甲狀腺癌的診斷、治療和預后方面都具有重要的臨床意義。盡管目前miR-221/222在甲狀腺癌領域的應用研究取得了一些進展，但仍有許多問題需要解決。甲狀腺癌的診斷與鑒別診斷以及分型分期還需更多新的特異的miRNA，不斷發現新的甲狀腺癌相關的miRNA以及明確其作用機理及靶點仍是當前研究的重點，其靶向性、安全性及體內遞送等問題仍是其臨床應用的難題。利用miRNA作為新的治療靶點開發抗腫瘤治療，仍需進一步研究和探索。盡管如此，miRNA在甲狀腺癌的研究中前景廣闊。可以預期，隨著研究的深入，人們對miRNA認識的加深，必將為甲狀腺癌的診治開辟新的領域。