引用本文: 王藝超, 李志輝, 陳文杰, 朱精強. 甲狀腺乳頭狀癌相關長鏈非編碼 RNA 的研究進展. 中國普外基礎與臨床雜志, 2017, 24(8): 1030-1034. doi: 10.7507/1007-9424.201611028 復制
甲狀腺乳頭狀癌(papillary thyroid carcinoma,PTC)是最常見的甲狀腺惡性腫瘤,約占甲狀腺癌的 80%~90%,且較早出現頸部淋巴結轉移[1-2]。盡管大多數 PTC 患者的預后較好,但乳頭狀癌的某些特殊組織學亞型、碘抵抗性 PTC、甲狀腺被膜外侵犯、血管侵襲和遠處轉移,常被認為是 PTC 術后復發及預后相對較差的高危因素[3-4]。目前 PTC 發生和發展的分子生物學機制尚未闡明,因此激勵越來越多的學者對其機制進行研究,期待尋找一種能預測 PTC 發生、轉移和復發的分子標志物。長鏈非編碼 RNA(long non-coding RNA,lncRNA)是一類轉錄本長度大于 200 個核苷酸的 RNA[5-6]。與小分子 RNA(microRNA)類似,它不具有編碼蛋白質的功能,但具有類似致癌基因或抑癌基因的作用[7-8]。目前 lncRNA 已成為非編碼 RNA 研究中的前沿以及腫瘤研究中的一個全新熱點。越來越多的文獻報道 lncRNA 參與了細胞增殖、分化、凋亡、代謝、信號轉導等生物學進程[9-10]。lncRNA 主要通過表觀遺傳調控,以及轉錄水平和轉錄后水平調節對編碼基因進行微調[11-12]。已有大量研究[13-15]報道lncRNA 與肺癌、結腸癌、胃癌、乳腺癌等腫瘤疾病相關,如尿路上皮相關癌 1(urothelial carcinoma-associated 1,UCA1)、X 特異滅活轉錄體(X inactivate-specific transcript,XIST)和牛磺酸調節基因 1(taurine upregulated gene 1,TUG1)。然而關于 lncRNA 與 PTC 關系的研究正處于初步的階段,目前國內外文獻更新了一些與 PTC 相關的 lncRNA。因此,筆者復習了目前最新的研究報道,就 PTC 相關的 lncRNA 做如下綜述。
1 PTC 相關 lncRNA
1.1 lncRNA 在 PTC 組織中呈低表達
Yoon 等[16]通過定量聚合酶鏈反應(polymerase chain reaction,PCR)發現,與正常甲狀腺組織相比,MAP 激酶通路和生長抑制相關非編碼 RNA(noncoding RNA associated with MAP kinase pathwayand growth arrest,NAMA)在 PTC 組織中呈低表達。Jendrzejewski 等[17-18]采用定量 PCR 方法分析了 46 例配對的 PTC 和正常甲狀腺組織中甲狀腺乳頭狀癌易感候選基因 3(papillary thyroid carcinoma susceptibility candidate 3,PTCSC3)的表達情況,發現 PTCSC3 在 PTC 組織中的表達下調。Wang 等[19]對 6 例配對的 PTC 及其癌旁組織進行了研究,發現BRAF 激活的非編碼 RNA(BRAF activated non-coding RNA,BANCR)在 PTC 組織中呈高表達。但是最近的研究卻得出了相反的結果:Liao 等[20]通過定量 PCR 對 92 例配對的 PTC 及正常甲狀腺組織進行分析后,發現 BANCR 的表達水平在 PTC 組織中下調。在 PTC 細胞株(TPC-1、K1、BCPAP 和 CGTH-W3)中也發現了類似結果[20]。該研究[20]同時表明,BANCR 的表達水平在腫瘤直徑大于 1 cm 組和Ⅰ+Ⅱ期組中更高,而在多個腫瘤組中較低,因此推測其與 PTC 腫瘤大小、腫瘤多發性和 TNM 分期相關。另外,低表達水平的 BANCR 與差的 PTC 預后相關。He 等[21]通過 PCR 技術發現 PTC 細胞株中 PTCSC2 的表達水平顯著低于正常甲狀腺濾泡上皮細胞株,同時該結果在 65 例 PTC 及其配對的正常甲狀腺組織中得到驗證。Wang 等[22]發現,母系表達基因 3(maternally expressed gene 3,MEG3)在 PTC 合并頸部淋巴結轉移患者中呈低表達。Lan 等[23]通過定量 PCR 方法對 87 例配對的 PTC 及其癌旁組織標本進行了檢測,發現 lncRNA NONHSA-T037832 在 PTC 組織中呈低表達,該結果也在 PTC 細胞株(K1 和 IHH-4)中得到驗證。低表達的 NONHSAT037832 與 PTC 頸部淋巴結轉移以及腫瘤大小均相關[23]。通過受試者工作特征曲線(rece-iver operating characteristic curve,ROC)分析,發現 NONHSAT037832 可作為 PTC 診斷和預測頸部淋巴結轉移的分子標志物[23]。Pan 等[24]通過全基因組外顯子測序法發現作為抑癌基因的 lncRNA GAS8-AS1 在 PTC 組織中呈低表達。
1.2 lncRNA 在 PTC 組織中呈高表達
Xu 等[25]通過 lncRNA 芯片技術檢測了 22 例配對的 PTC 和正常甲狀腺組織,發現在 PTC 組織中 lncRNA 表達上調的有 325 條,表達下調的有 452 條。該研究者[25]同時選取了 2 條高表達的 lncRNA(ENST00000537266 和 ENST00000426615),采用定量 PCR 技術在 46 例配對的 PTC 和正常甲狀腺組織中進行了驗證,得到與芯片檢測一致的結果。Yang 等[26]運用高通量基因芯片技術檢測了 3 例配對的 PTC 和正常甲狀腺組織,結果發現,與配對的正常甲狀腺組織比較,在 PTC 組織中 lncRNA 表達上調的有 499 條,表達下調的有 252 條,其中 ENST00000503723 的上調倍數達 24.5 倍。選取 4 條上調的 lncRNA(ENST00000503723、ENST000-00423539、uc003tab.3 和 NR_073085)進行定量 PCR 驗證,也得到類似的結果。Liyanarachchi 等[27]采用 RNA 測序方法檢測了 109 例配對的 PTC 和正常甲狀腺組織中 lncRNA 的表達情況,發現 PTC 組織中表達上調的 lncRNA 有 69 條,表達下調的有 114 條,再通過定量 PCR 驗證了 XLOC051122 以及XLOC006074 在 PTC 組織中呈高表達;通過分析這 2 條 lncRNA 與臨床特征的關系,發現 XLOC-051122 和 XLOC006074 分別與 PTC 頸部淋巴結轉移和 Raf 激酶蛋白的 β-異構體(B-type RAF,BRAF)V600E基因突變相關。Sun 等[28]檢測了 83 例配對的 PTC 與正常甲狀腺組織中 NR_036575.1 的表達,發現其在 PTC 組織中呈高表達,這同時在 TPC1 和 IHH-4 細胞株中也得到驗證。NR_036575.1 分別在 PTC 腺外侵犯組和腫瘤直徑大于 3 cm 組中呈高表達,因此該研究者[28]推測該 lncRNA 與 PTC 腺外侵犯和腫瘤直徑相關,并通過 ROC 曲線分析得出 NR_036575.1 可以作為 PTC 診斷和腺外侵犯的分子標志物。Jeong 等[29]通過定量 PCR 發現 1 號染色體上局限性放大 lncRNA(focally amplified lncRNA on chromosome 1,FAL1)在 PTC 組織中的表達較配對正常甲狀腺組織高,高表達水平的 FAL1 與 PTC 腫瘤多發性相關,多因素分析結果也提示 FAL1 可增加 PTC 患者甲狀腺內多發腫瘤的風險。因此推測 FAL1 可能影響 PTC 的生物學行為,與 PTC 的侵襲相關。Zhu 等[30]通過檢測 60 例配對的 PTC 和正常甲狀腺組織后發現,HOX 基因的反義基因間 RNA(HOX transcript antisense RNA,HOTAIR)在 PTC 組織中呈高表達。Zhou 等[31]分析了 84 例配對的 PTC 和正常甲狀腺組織以及4 種 PTC 細胞株,發現漿細胞瘤多樣異位基因 1(plasmacytoma variant translocation gene 1,PVT1)在 PTC 組織中高表達。Kim 等[32]采用定量 PCR 檢測了 64 例配對的 PTC 和正常甲狀腺組織中 lncRNALOC100507661 的表達水平,發現 LOC100507661 在 PTC 組織中顯著高表達,該 lncRNA 在 TPC1 和 BCPAP 細胞株中的表達也明顯高于正常甲狀腺濾泡上皮細胞。同時行臨床特征亞組分析發現,高表達水平的 LOC100507661 較容易發生 PTC 頸部淋巴結轉移和 BRAFV600E 基因突變[32]。Zhao 等[33]研究發現,與正常甲狀腺濾泡上皮細胞相比,TPC-1 細胞株中INK4 位點反義非編碼 RNA(antisense noncoding RNA in the INK4 locus,ANRIL)呈高表達。Zhang 等[34]采用組織芯片技術對 57 例 PTC 組織和 64 例甲狀腺良性腫瘤組織中轉移相關肺腺癌轉錄本 1 (metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1,MALAT1)的表達量進行了檢測,發現 MALAT1 在 PTC 組織中呈高表達,該結果的準確性也通過定量 PCR 得到驗證。Liu 等[35]通過分析 30 例配對的 PTC 和正常甲狀腺組織標本發現,lncRNA H19 在 PTC 組織中的表達水平較正常甲狀腺組織顯著增高,該結果同時在 TPC-1 和 BCPAP 細胞株中得到驗證。
2 lncRNA 在 PTC 中作用機制的研究
目前 lncRNA 在 PTC 中發揮作用的具體分子機制仍不清楚。關于這方面的研究也處于初級階段,眾多研究者從體外實驗、免疫組化、信號通路和體內實驗方面進行了探討。
Yoon 等[16]經體外實驗發現,NAMA 通過促分裂素原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases,MAPK)信號通路使 PTC 細胞停滯在 G1 期,推測 NAMA 是 MAPK 信號通路中的一個下游靶基因。Jendrzejewski 等[17]在 PTC 細胞株(TPC-1 和 BCPAP)中轉染過表達的 PTCSC3 載體后,發現可以抑制癌細胞的生長,并發現 PTCSC3 參與了 DNA 的復制、重建和修復,與細胞的運動和凋亡相關。體外實驗[18]表明 PTCSC3 在 TPC-1 細胞株中負性調控 S100A4 蛋白的表達水平,而 S100A4 蛋白的低表達可以抑制 TPC-1 細胞的活力和侵襲。已有研究[36]證實 S100A4 蛋白與惡性腫瘤的發生和侵襲性相關。因此研究者[18]推測,S100A4 基因可能是 PTCSC3 在 PTC 中發揮作用的一個靶基因。Liao 等[20]構建了 BANCR 過表達載體并轉染 TPC-1 和 K1 細胞株,發現 BANCR 可抑制這兩種癌細胞的增殖和侵襲,促進其凋亡;進一步通過體內實驗發現,裸鼠皮下移植含有 BANCR 過表達的 K1 細胞后(實驗組),實驗組移植瘤的重量和大小較對照組明顯縮小,免疫組化檢測結果顯示 Ki-67 細胞增殖指數明顯下降。BANCR 負性調節 PTC 細胞質內的細胞外調節蛋白激酶 1/2(extracellular regulated protein kinases,ERK1/2)和 P38 的表達,通過 ERK/MAPK 信號通路抑制 PTC 細胞的增殖[20]。He 等[21]推測 PTCSC2 可能通過作為甲狀腺特異調節性因子而影響其他基因的表達,從而參與 PTC 的發生。Wang 等[22]通過構建 MEG3 過表達載體并轉染 TPC-1 細胞株,發現 MEG3 具有抑制乳頭狀癌細胞增殖與侵襲的作用;免疫組化檢測結果表明 Rac1 蛋白的表達水平與 MEG3 的表達水平呈負相關。因此該研究者[22]推測 MEG3 可能通過作用于靶基因 Rac1 而發揮抗癌作用。Pan 等[24]通過小干擾 RNA(small interfering RNA,siRNA)技術沉默了 PTC 細胞株中 GAS8-AS1 的表達后,發現 PTC 細胞的增殖變得活躍。
Xu 等[25]通過 siRNA 技術沉默 TPC-1 細胞株中 ENS-266 和 ENS-615 的表達后,發現 PTC 細胞的增殖受到抑制;通過微孔濾膜培養小室、雙室聯合培養系統實驗和劃痕實驗發現 ENS-615 具有增強 PTC 細胞活力的作用;流式細胞學結果表明上述兩種 lncRNA 對 PTC 細胞的凋亡無影響。Liyanarac-hchi 等[27]采用生物學數據庫軟件分析了 XLOC-051122 和 XLOC006074 的生物學功能,發現這兩類 lncRNA 與細胞的遷移、增殖和細胞間信號轉導相關。Sun 等[28]通過 siRNA 轉染 TPC-1 細胞株以沉默 NR_036575.1 的表達,發現 PTC 細胞的增殖與遷移受到抑制。Jeong 等[29]報道,轉錄因子 E2F1、E2F2、血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor A,VEGFA)和細胞周期素 D1(cyclin D1)的表達水平與 FAL1 的表達水平成正相關,而上述蛋白可促進癌細胞的增殖與侵襲。因此推測 FAL1 可能通過影響上述蛋白的表達,與 PTC 的發生和發展相關。Zhu 等[30]將 siRNA 轉染 BCPAP 和 HEK293 細胞株,以沉默細胞株中 HOTAIR 的表達,結果發現 PTC 細胞的增殖受到抑制,因此推測 HOTAIR 是 PTC 發生的致癌基因。Zhou 等[31]發現,siRNA 沉默 PVT1 的表達后 PTC 細胞的增殖受到抑制,癌細胞停滯在 G1 期;另外,沉默 IHH-4 細胞株中 PVT1 的表達,可導致促甲狀腺激素受體(thyroid-stimulating hormone receptor,TSHR)的表達水平降低。采用 RNA 結合蛋白免疫沉淀技術發現 PVT1 可與 zeste 同源增強子 2(ehancer of zeste homolog 2,EZH2)蛋白結合,因此推測 PVT1 可能通過與 EZH2 結合而降低 TSHR 的表達量,從而抑制 PTC 細胞增殖[31]。Zhao 等[33]研究發現,PTC 組織中 ANRIL 與轉化生長因子-β1(transforming growth factor-β1,TGF-β1)蛋白均呈高表達,且兩者呈正相關,以 siRNA 沉默 TPC-1 細胞株中 ANRIL 的表達后,TPC-1 細胞的增殖和侵襲受到抑制。故該研究者[33]推測,ANRIL 可能通過抑制生長因子 β/Smad(growth factor β/Smad,GF-β/Smad)信號轉導通路而下調 p15INK4b 的表達,最終促進 PTC 侵襲和轉移。Zhang 等[34]開展了TGF-β 誘導 TPC-1 細胞發生上皮細胞間充質轉化(epithelial mesenchymal transition,EMT)的研究,發現MALAT1 的表達水平與 EMT 的發生呈正相關,而 EMT 的發生與 PTC 細胞的增殖和侵襲相關。因此該研究者[34]推測 MALAT1 可能是 PTC 的致癌基因。Liu 等[35]研究發現,敲除 TPC-1 細胞中的 H19 可降低 TPC-1 癌細胞的活力,H19 能抑制 TPC-1 癌細胞的凋亡;siRNA 沉默實驗結果表明 H19 可促進 TPC-1 癌細胞的增殖與遷移;體內實驗結果也表明 H19 可促進裸鼠皮下腫瘤的生長。通過 RNA 結合蛋白免疫沉淀技術,研究者[35]進一步發現,H19 和 microRNA-17-5p 可以同時結合v-yes-1 Yamaguchi 肉瘤病毒癌基因同源物(v-yes-1 yamaguchi sarcoma viral oncogene homolog,YES1)蛋白,YES1 蛋白的表達水平受 microRNA-17-5p 的正向調控,而高表達水平的 H19 可抑制 microRNA-17-5p 對 YES1 蛋白的調控作用。H19 可抑制 microRNA-17-5p 誘導的 TPC-1 細胞的周期循環過程,使 G1 期比例增高而 S 期比例降低[35]。
3 展望
隨著高通量基因芯片和 RNA 測序技術的出現和發展,眾多的研究表明 1ncRNA 與惡性腫瘤密切相關[13-15]。然而,關于 lncRNA 與 PTC 發生發展相關的研究還處于萌芽階段,仍有許多與 PTC 相關的 lncRNA 的問題值得我們探討,例如哪些因素導致 lncRNA 在 PTC 組織中高表達(或低表達),關于這方面的具體機制有待進一步研究。lncRNA 與碘抵抗性 PTC、術后復發及預后之間是否存在相關性值得深入研究。lncRNA 與 PTC 發生發展相關的機制也有待深入探討,例如 lncRNA 在 PTC 中的靶基因有哪些?與 PTC 相關的 lncRNA 參與的具體細胞信號通路有哪些?隨著研究的深入,我們相信這些難題將會被解決。在不久的將來,lncRNA 可能為 PTC 發病的分子機制和基因靶向治療提供新的依據,成為 PTC 臨床診斷的新分子指標。
甲狀腺乳頭狀癌(papillary thyroid carcinoma,PTC)是最常見的甲狀腺惡性腫瘤,約占甲狀腺癌的 80%~90%,且較早出現頸部淋巴結轉移[1-2]。盡管大多數 PTC 患者的預后較好,但乳頭狀癌的某些特殊組織學亞型、碘抵抗性 PTC、甲狀腺被膜外侵犯、血管侵襲和遠處轉移,常被認為是 PTC 術后復發及預后相對較差的高危因素[3-4]。目前 PTC 發生和發展的分子生物學機制尚未闡明,因此激勵越來越多的學者對其機制進行研究,期待尋找一種能預測 PTC 發生、轉移和復發的分子標志物。長鏈非編碼 RNA(long non-coding RNA,lncRNA)是一類轉錄本長度大于 200 個核苷酸的 RNA[5-6]。與小分子 RNA(microRNA)類似,它不具有編碼蛋白質的功能,但具有類似致癌基因或抑癌基因的作用[7-8]。目前 lncRNA 已成為非編碼 RNA 研究中的前沿以及腫瘤研究中的一個全新熱點。越來越多的文獻報道 lncRNA 參與了細胞增殖、分化、凋亡、代謝、信號轉導等生物學進程[9-10]。lncRNA 主要通過表觀遺傳調控,以及轉錄水平和轉錄后水平調節對編碼基因進行微調[11-12]。已有大量研究[13-15]報道lncRNA 與肺癌、結腸癌、胃癌、乳腺癌等腫瘤疾病相關,如尿路上皮相關癌 1(urothelial carcinoma-associated 1,UCA1)、X 特異滅活轉錄體(X inactivate-specific transcript,XIST)和牛磺酸調節基因 1(taurine upregulated gene 1,TUG1)。然而關于 lncRNA 與 PTC 關系的研究正處于初步的階段,目前國內外文獻更新了一些與 PTC 相關的 lncRNA。因此,筆者復習了目前最新的研究報道,就 PTC 相關的 lncRNA 做如下綜述。
1 PTC 相關 lncRNA
1.1 lncRNA 在 PTC 組織中呈低表達
Yoon 等[16]通過定量聚合酶鏈反應(polymerase chain reaction,PCR)發現,與正常甲狀腺組織相比,MAP 激酶通路和生長抑制相關非編碼 RNA(noncoding RNA associated with MAP kinase pathwayand growth arrest,NAMA)在 PTC 組織中呈低表達。Jendrzejewski 等[17-18]采用定量 PCR 方法分析了 46 例配對的 PTC 和正常甲狀腺組織中甲狀腺乳頭狀癌易感候選基因 3(papillary thyroid carcinoma susceptibility candidate 3,PTCSC3)的表達情況,發現 PTCSC3 在 PTC 組織中的表達下調。Wang 等[19]對 6 例配對的 PTC 及其癌旁組織進行了研究,發現BRAF 激活的非編碼 RNA(BRAF activated non-coding RNA,BANCR)在 PTC 組織中呈高表達。但是最近的研究卻得出了相反的結果:Liao 等[20]通過定量 PCR 對 92 例配對的 PTC 及正常甲狀腺組織進行分析后,發現 BANCR 的表達水平在 PTC 組織中下調。在 PTC 細胞株(TPC-1、K1、BCPAP 和 CGTH-W3)中也發現了類似結果[20]。該研究[20]同時表明,BANCR 的表達水平在腫瘤直徑大于 1 cm 組和Ⅰ+Ⅱ期組中更高,而在多個腫瘤組中較低,因此推測其與 PTC 腫瘤大小、腫瘤多發性和 TNM 分期相關。另外,低表達水平的 BANCR 與差的 PTC 預后相關。He 等[21]通過 PCR 技術發現 PTC 細胞株中 PTCSC2 的表達水平顯著低于正常甲狀腺濾泡上皮細胞株,同時該結果在 65 例 PTC 及其配對的正常甲狀腺組織中得到驗證。Wang 等[22]發現,母系表達基因 3(maternally expressed gene 3,MEG3)在 PTC 合并頸部淋巴結轉移患者中呈低表達。Lan 等[23]通過定量 PCR 方法對 87 例配對的 PTC 及其癌旁組織標本進行了檢測,發現 lncRNA NONHSA-T037832 在 PTC 組織中呈低表達,該結果也在 PTC 細胞株(K1 和 IHH-4)中得到驗證。低表達的 NONHSAT037832 與 PTC 頸部淋巴結轉移以及腫瘤大小均相關[23]。通過受試者工作特征曲線(rece-iver operating characteristic curve,ROC)分析,發現 NONHSAT037832 可作為 PTC 診斷和預測頸部淋巴結轉移的分子標志物[23]。Pan 等[24]通過全基因組外顯子測序法發現作為抑癌基因的 lncRNA GAS8-AS1 在 PTC 組織中呈低表達。
1.2 lncRNA 在 PTC 組織中呈高表達
Xu 等[25]通過 lncRNA 芯片技術檢測了 22 例配對的 PTC 和正常甲狀腺組織,發現在 PTC 組織中 lncRNA 表達上調的有 325 條,表達下調的有 452 條。該研究者[25]同時選取了 2 條高表達的 lncRNA(ENST00000537266 和 ENST00000426615),采用定量 PCR 技術在 46 例配對的 PTC 和正常甲狀腺組織中進行了驗證,得到與芯片檢測一致的結果。Yang 等[26]運用高通量基因芯片技術檢測了 3 例配對的 PTC 和正常甲狀腺組織,結果發現,與配對的正常甲狀腺組織比較,在 PTC 組織中 lncRNA 表達上調的有 499 條,表達下調的有 252 條,其中 ENST00000503723 的上調倍數達 24.5 倍。選取 4 條上調的 lncRNA(ENST00000503723、ENST000-00423539、uc003tab.3 和 NR_073085)進行定量 PCR 驗證,也得到類似的結果。Liyanarachchi 等[27]采用 RNA 測序方法檢測了 109 例配對的 PTC 和正常甲狀腺組織中 lncRNA 的表達情況,發現 PTC 組織中表達上調的 lncRNA 有 69 條,表達下調的有 114 條,再通過定量 PCR 驗證了 XLOC051122 以及XLOC006074 在 PTC 組織中呈高表達;通過分析這 2 條 lncRNA 與臨床特征的關系,發現 XLOC-051122 和 XLOC006074 分別與 PTC 頸部淋巴結轉移和 Raf 激酶蛋白的 β-異構體(B-type RAF,BRAF)V600E基因突變相關。Sun 等[28]檢測了 83 例配對的 PTC 與正常甲狀腺組織中 NR_036575.1 的表達,發現其在 PTC 組織中呈高表達,這同時在 TPC1 和 IHH-4 細胞株中也得到驗證。NR_036575.1 分別在 PTC 腺外侵犯組和腫瘤直徑大于 3 cm 組中呈高表達,因此該研究者[28]推測該 lncRNA 與 PTC 腺外侵犯和腫瘤直徑相關,并通過 ROC 曲線分析得出 NR_036575.1 可以作為 PTC 診斷和腺外侵犯的分子標志物。Jeong 等[29]通過定量 PCR 發現 1 號染色體上局限性放大 lncRNA(focally amplified lncRNA on chromosome 1,FAL1)在 PTC 組織中的表達較配對正常甲狀腺組織高,高表達水平的 FAL1 與 PTC 腫瘤多發性相關,多因素分析結果也提示 FAL1 可增加 PTC 患者甲狀腺內多發腫瘤的風險。因此推測 FAL1 可能影響 PTC 的生物學行為,與 PTC 的侵襲相關。Zhu 等[30]通過檢測 60 例配對的 PTC 和正常甲狀腺組織后發現,HOX 基因的反義基因間 RNA(HOX transcript antisense RNA,HOTAIR)在 PTC 組織中呈高表達。Zhou 等[31]分析了 84 例配對的 PTC 和正常甲狀腺組織以及4 種 PTC 細胞株,發現漿細胞瘤多樣異位基因 1(plasmacytoma variant translocation gene 1,PVT1)在 PTC 組織中高表達。Kim 等[32]采用定量 PCR 檢測了 64 例配對的 PTC 和正常甲狀腺組織中 lncRNALOC100507661 的表達水平,發現 LOC100507661 在 PTC 組織中顯著高表達,該 lncRNA 在 TPC1 和 BCPAP 細胞株中的表達也明顯高于正常甲狀腺濾泡上皮細胞。同時行臨床特征亞組分析發現,高表達水平的 LOC100507661 較容易發生 PTC 頸部淋巴結轉移和 BRAFV600E 基因突變[32]。Zhao 等[33]研究發現,與正常甲狀腺濾泡上皮細胞相比,TPC-1 細胞株中INK4 位點反義非編碼 RNA(antisense noncoding RNA in the INK4 locus,ANRIL)呈高表達。Zhang 等[34]采用組織芯片技術對 57 例 PTC 組織和 64 例甲狀腺良性腫瘤組織中轉移相關肺腺癌轉錄本 1 (metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1,MALAT1)的表達量進行了檢測,發現 MALAT1 在 PTC 組織中呈高表達,該結果的準確性也通過定量 PCR 得到驗證。Liu 等[35]通過分析 30 例配對的 PTC 和正常甲狀腺組織標本發現,lncRNA H19 在 PTC 組織中的表達水平較正常甲狀腺組織顯著增高,該結果同時在 TPC-1 和 BCPAP 細胞株中得到驗證。
2 lncRNA 在 PTC 中作用機制的研究
目前 lncRNA 在 PTC 中發揮作用的具體分子機制仍不清楚。關于這方面的研究也處于初級階段,眾多研究者從體外實驗、免疫組化、信號通路和體內實驗方面進行了探討。
Yoon 等[16]經體外實驗發現,NAMA 通過促分裂素原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases,MAPK)信號通路使 PTC 細胞停滯在 G1 期,推測 NAMA 是 MAPK 信號通路中的一個下游靶基因。Jendrzejewski 等[17]在 PTC 細胞株(TPC-1 和 BCPAP)中轉染過表達的 PTCSC3 載體后,發現可以抑制癌細胞的生長,并發現 PTCSC3 參與了 DNA 的復制、重建和修復,與細胞的運動和凋亡相關。體外實驗[18]表明 PTCSC3 在 TPC-1 細胞株中負性調控 S100A4 蛋白的表達水平,而 S100A4 蛋白的低表達可以抑制 TPC-1 細胞的活力和侵襲。已有研究[36]證實 S100A4 蛋白與惡性腫瘤的發生和侵襲性相關。因此研究者[18]推測,S100A4 基因可能是 PTCSC3 在 PTC 中發揮作用的一個靶基因。Liao 等[20]構建了 BANCR 過表達載體并轉染 TPC-1 和 K1 細胞株,發現 BANCR 可抑制這兩種癌細胞的增殖和侵襲,促進其凋亡;進一步通過體內實驗發現,裸鼠皮下移植含有 BANCR 過表達的 K1 細胞后(實驗組),實驗組移植瘤的重量和大小較對照組明顯縮小,免疫組化檢測結果顯示 Ki-67 細胞增殖指數明顯下降。BANCR 負性調節 PTC 細胞質內的細胞外調節蛋白激酶 1/2(extracellular regulated protein kinases,ERK1/2)和 P38 的表達,通過 ERK/MAPK 信號通路抑制 PTC 細胞的增殖[20]。He 等[21]推測 PTCSC2 可能通過作為甲狀腺特異調節性因子而影響其他基因的表達,從而參與 PTC 的發生。Wang 等[22]通過構建 MEG3 過表達載體并轉染 TPC-1 細胞株,發現 MEG3 具有抑制乳頭狀癌細胞增殖與侵襲的作用;免疫組化檢測結果表明 Rac1 蛋白的表達水平與 MEG3 的表達水平呈負相關。因此該研究者[22]推測 MEG3 可能通過作用于靶基因 Rac1 而發揮抗癌作用。Pan 等[24]通過小干擾 RNA(small interfering RNA,siRNA)技術沉默了 PTC 細胞株中 GAS8-AS1 的表達后,發現 PTC 細胞的增殖變得活躍。
Xu 等[25]通過 siRNA 技術沉默 TPC-1 細胞株中 ENS-266 和 ENS-615 的表達后,發現 PTC 細胞的增殖受到抑制;通過微孔濾膜培養小室、雙室聯合培養系統實驗和劃痕實驗發現 ENS-615 具有增強 PTC 細胞活力的作用;流式細胞學結果表明上述兩種 lncRNA 對 PTC 細胞的凋亡無影響。Liyanarac-hchi 等[27]采用生物學數據庫軟件分析了 XLOC-051122 和 XLOC006074 的生物學功能,發現這兩類 lncRNA 與細胞的遷移、增殖和細胞間信號轉導相關。Sun 等[28]通過 siRNA 轉染 TPC-1 細胞株以沉默 NR_036575.1 的表達,發現 PTC 細胞的增殖與遷移受到抑制。Jeong 等[29]報道,轉錄因子 E2F1、E2F2、血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor A,VEGFA)和細胞周期素 D1(cyclin D1)的表達水平與 FAL1 的表達水平成正相關,而上述蛋白可促進癌細胞的增殖與侵襲。因此推測 FAL1 可能通過影響上述蛋白的表達,與 PTC 的發生和發展相關。Zhu 等[30]將 siRNA 轉染 BCPAP 和 HEK293 細胞株,以沉默細胞株中 HOTAIR 的表達,結果發現 PTC 細胞的增殖受到抑制,因此推測 HOTAIR 是 PTC 發生的致癌基因。Zhou 等[31]發現,siRNA 沉默 PVT1 的表達后 PTC 細胞的增殖受到抑制,癌細胞停滯在 G1 期;另外,沉默 IHH-4 細胞株中 PVT1 的表達,可導致促甲狀腺激素受體(thyroid-stimulating hormone receptor,TSHR)的表達水平降低。采用 RNA 結合蛋白免疫沉淀技術發現 PVT1 可與 zeste 同源增強子 2(ehancer of zeste homolog 2,EZH2)蛋白結合,因此推測 PVT1 可能通過與 EZH2 結合而降低 TSHR 的表達量,從而抑制 PTC 細胞增殖[31]。Zhao 等[33]研究發現,PTC 組織中 ANRIL 與轉化生長因子-β1(transforming growth factor-β1,TGF-β1)蛋白均呈高表達,且兩者呈正相關,以 siRNA 沉默 TPC-1 細胞株中 ANRIL 的表達后,TPC-1 細胞的增殖和侵襲受到抑制。故該研究者[33]推測,ANRIL 可能通過抑制生長因子 β/Smad(growth factor β/Smad,GF-β/Smad)信號轉導通路而下調 p15INK4b 的表達,最終促進 PTC 侵襲和轉移。Zhang 等[34]開展了TGF-β 誘導 TPC-1 細胞發生上皮細胞間充質轉化(epithelial mesenchymal transition,EMT)的研究,發現MALAT1 的表達水平與 EMT 的發生呈正相關,而 EMT 的發生與 PTC 細胞的增殖和侵襲相關。因此該研究者[34]推測 MALAT1 可能是 PTC 的致癌基因。Liu 等[35]研究發現,敲除 TPC-1 細胞中的 H19 可降低 TPC-1 癌細胞的活力,H19 能抑制 TPC-1 癌細胞的凋亡;siRNA 沉默實驗結果表明 H19 可促進 TPC-1 癌細胞的增殖與遷移;體內實驗結果也表明 H19 可促進裸鼠皮下腫瘤的生長。通過 RNA 結合蛋白免疫沉淀技術,研究者[35]進一步發現,H19 和 microRNA-17-5p 可以同時結合v-yes-1 Yamaguchi 肉瘤病毒癌基因同源物(v-yes-1 yamaguchi sarcoma viral oncogene homolog,YES1)蛋白,YES1 蛋白的表達水平受 microRNA-17-5p 的正向調控,而高表達水平的 H19 可抑制 microRNA-17-5p 對 YES1 蛋白的調控作用。H19 可抑制 microRNA-17-5p 誘導的 TPC-1 細胞的周期循環過程,使 G1 期比例增高而 S 期比例降低[35]。
3 展望
隨著高通量基因芯片和 RNA 測序技術的出現和發展,眾多的研究表明 1ncRNA 與惡性腫瘤密切相關[13-15]。然而,關于 lncRNA 與 PTC 發生發展相關的研究還處于萌芽階段,仍有許多與 PTC 相關的 lncRNA 的問題值得我們探討,例如哪些因素導致 lncRNA 在 PTC 組織中高表達(或低表達),關于這方面的具體機制有待進一步研究。lncRNA 與碘抵抗性 PTC、術后復發及預后之間是否存在相關性值得深入研究。lncRNA 與 PTC 發生發展相關的機制也有待深入探討,例如 lncRNA 在 PTC 中的靶基因有哪些?與 PTC 相關的 lncRNA 參與的具體細胞信號通路有哪些?隨著研究的深入,我們相信這些難題將會被解決。在不久的將來,lncRNA 可能為 PTC 發病的分子機制和基因靶向治療提供新的依據,成為 PTC 臨床診斷的新分子指標。