引用本文: 張浩, 孫威. 長鏈非編碼RNA與甲狀腺癌發生發展關系的研究進展及其臨床價值. 中國普外基礎與臨床雜志, 2018, 25(10): 1161-1164. doi: 10.7507/1007-9424.201808107 復制
甲狀腺癌是內分泌系統最常見的惡性腫瘤,近 20 年來全球范圍內發病率顯著上升。盡管 90% 以上的甲狀腺癌為預后良好的甲狀腺乳頭狀癌(papillary thyroid cancer,PTC),但仍有部分患者出現廣泛的侵襲、轉移并且抵抗放射性碘治療,該部分患者的術后 10 年生存率僅為 40%[1]。長鏈非編碼 RNA(long non coding RNA,lncRNA)是長度超過 200 個核苷酸的非編碼 RNA,最初被認為是轉錄噪音,不具有生物學功能[2]。隨著高通量測序技術的廣泛應用,越來越多的研究證實,lncRNA 在甲狀腺癌的發生發展過程中具有舉足輕重的作用,可在轉錄、轉錄后以及表觀遺傳水平調控基因的表達,參與甲狀腺癌細胞的增殖、凋亡、侵襲、轉移等過程[3-4]。深入揭示 lncRNA 與甲狀腺癌的內在聯系,可為甲狀腺癌的早期分子診斷和預后判斷提供新思路,為難治性甲狀腺癌尋找新的藥物治療靶點。筆者現綜述 lncRNA 對甲狀腺癌發生發展的作用機制及其對甲狀腺癌診斷和預后的價值。
1 lncRNA 在甲狀腺癌發生發展過程中的作用機制
目前通過基因芯片和高通量測序技術,在甲狀腺癌及其癌旁組織中發現了成百上千種差異表達的 lncRNA,但大多數 lncRNA 的功能和作用機制并不明確。目前在甲狀腺癌領域研究得較多的 lncRNA 有:核富集轉錄本 1(NEAT1)、肺癌轉移相關轉錄本 1(MALAT1)、BRAF 激活的長鏈非編碼 RNA(BANCR)、H19、GAS8-AS1 和 PTC 易感候選基因 3(PTCSC3)。
1.1 NEAT1
NEAT1 位于染色體 11q13.1,具有 2 個轉錄本:NEAT1_1(3.7 kb)和 NEAT1_2(23 kb)。它位于細胞核旁斑中,與富含脯氨酸和谷氨酰胺剪切因子(SFPQ)、54KD 核 RNA 結合蛋白(p54nrb)、旁斑蛋白 1(PSP1)和 RNA 結合基序蛋白 14(RBM14)一同組成核旁斑,并維持旁斑的基本功能[5]。NEAT1 最初發現于注射了日本腦炎病毒和狂犬病病毒的鼠腦中,近兩年大量文獻報道它對多種腫瘤的發生和發展具有重要作用[6]。在甲狀腺癌中,2017 年 Li 等[7]首先在 PTC 細胞系 TPC1 中發現下調 NEAT1 能顯著地抑制 TPC1 細胞的生長、侵襲和轉移;RNA 免疫共沉淀實驗進一步證實,NEAT1 與微小 RNA(miR)-214 直接結合并且負向調控 miR-214 的表達,從而促進 TPC1 細胞的生長、侵襲和轉移。Zhang 等[8]對 NEAT1 進行了更加深入的研究,證實 NEAT1 在 PTC 組織中的表達顯著高于與其配對的癌旁組織,可通過調控 miR-129-5p/激肽釋放酶 7(KLK7)通路影響 PTC 的增殖、侵襲和凋亡。筆者團隊[9]的研究則發現了 NEAT1 促進 PTC 進展的新途徑,證實 NEAT1_2 可以通過競爭性結合 miR-106b-5p,調控三磷酸腺苷酶家族蛋白 2(ATAD2)的表達,在 PTC 中發揮抗凋亡及促侵襲轉移的作用。而旁斑蛋白在 NEAT1 調控 PTC 進展過程中扮演了什么樣的角色,則是 NEAT1 領域進一步研究的熱點。
1.2 MALAT1
MALAT1 定位于染色體 11q13.1,長度約 8 700 nt,最初發現于非小細胞肺癌中,近年來逐漸成為多種腫瘤研究的焦點。在甲狀腺癌中,Zhang 等[10]和 Chu 等[11]的研究證實,MALAT1 在 PTC 和甲狀腺髓樣癌中的表達顯著高于正常甲狀腺組織,并且參與它們的侵襲和轉移,但是在低分化癌和未分化癌中 MALAT1 的表達則顯著低于正常甲狀腺組織。這可能是因為,在不同的甲狀腺癌病理學亞型中,MALAT1 會發揮不同的作用。Huang 等[12]的研究證實,MALAT1 在甲狀腺濾泡狀癌組織中的表達顯著高于與其配對的癌旁組織,體內及體外實驗進一步表明,MALAT1 可以通過調控 IQ 結構域三磷酸鳥苷合酶激活蛋白 1(IQGAP1)的表達促進濾泡癌的增殖和侵襲。而 Huang 等[13]的另一研究則從腫瘤微環境的角度證實,在腫瘤相關巨噬細胞中,MALAT1 可通過調控成纖維細胞生長因子 2(FGF2)的分泌來阻止免疫系統炎性因子的釋放,促進腫瘤的增殖、侵襲、轉移和血管生成。目前,關于 MALAT1 在甲狀腺癌中的研究多局限于表達和細胞功能實驗水平,其具體的促癌或抑癌的機制仍有待進一步的探究。
1.3 BANCR
BANCR 是由 BRAFV600E位點基因突變后激活的 lncRNA,位于 9 號染色體,長度為 693 bp,最初由 Flockhart 等[14]在具有 BRAFV600E突變的黑色素瘤組織中發現。有 40%~45% 的 PTC 也存在 BRAF 基因突變,因此 BANCR 是否參與 PTC 的發生和發展備受關注[15]。有文獻[16-18]報道,BANCR 在甲狀腺癌中起到促癌基因的作用,如 Wang 等[16-17]的 2 篇研究顯示,BANCR 在 PTC 組織中的表達顯著高于癌旁組織,既可以通過激活自噬促進腫瘤增殖,抑制凋亡,還能通過激活 Raf/絲裂原激活蛋白激酶(MEK)/細胞外信號調節激酶(ERK)通路調控上皮間質轉化(EMT)相關的蛋白表達,促進 PTC 細胞系的侵襲和轉移。Zheng 等[18]報道,BANCR 可以通過與 zeste 基因增強子同源物 2(EZH2)相互結合,激活促甲狀腺激素受體(TSHR)的轉錄,進而使 TSHR 高表達,促進 PTC 的增殖。然而也有研究者[19]認為,BANCR 在 PTC 中發揮抑癌基因的作用。Liao 等[19]報道,BANCR 在 PTC 組織中呈低表達,且與腫瘤直徑、多灶性和 TNM 分期相關。體內及體外實驗證實,過表達 BANCR 能通過調控 ERK1/2 和 p38 蛋白的表達來抑制腫瘤的增殖及促進凋亡[19]。所以,BANCR 在 PTC 中所發揮的功能和作用機制在還有待于進一步的研究和確認。
1.4 H19
H19 是在腫瘤研究中較早發現的 lncRNA 之一,長度約為 2.3 kb,位于人類染色體 11p15.5。隨著研究的深入,人們發現,H19 在多種腫瘤中異常表達,且致瘤機制錯綜復雜,其在甲狀腺癌中所發揮的功能同樣存在爭議。有文獻[20]報道,H19 在甲狀腺癌中發揮促癌作用。Liu 等[20]報道,H19 在 PTC 組織和細胞系中均顯著高表達,過表達 H19 能顯著促進細胞增殖、侵襲和轉移;而進一步的機制研究則證實,H19 可以通過競爭性地結合 miR-17-5p,進而上調下游靶基因 YES1,從而促進 PTC 的發生發展。另有文獻[21]報道,高表達的 H19 與腫瘤直徑、淋巴結轉移和 TNM 分期顯著相關,并且是較低 5 年生存率的獨立危險因素。然而,也有研究[22-23]得出不同的結論。Wang 等[22]報道,H19 能通過負向調控胰島素受體底物-1(IRS1),使 3-磷酸肌醇激酶(PI3K)/蛋白激酶 B(AKT)信號通路和核因子-κB(NF-κB)失活,抑制細胞的侵襲和轉移,并誘導凋亡。筆者團隊[23]近期發表的研究也表明,H19 在 PTC 中發揮抑癌作用,在 PTC 組織中呈顯著低表達;體內及體外實驗證實,H19 能夠通過調控下游蛋白腫瘤壞死因子受體 2(TNFR2),抑制 PTC 細胞系 K1 和 IHH4 細胞的增殖和侵襲。
1.5 GAS8-AS1
GAS8-AS1 因位于 GAS8 基因的第 2 內含子并轉錄為 994 nt 的反義非編碼 RNA 而得名。最早由 Pan 等[24]通過對 91 例 PTC 組織和外周血采用外顯子測序的方法發現,測序結果顯示,GAS8-AS1 是除 BRAF 基因以外的變化最明顯的基因。在 87 例配對的 PTC 與癌旁組織中,GAS8-AS1 在癌組織中顯著低表達;進一步的細胞功能實驗則表明,下調 GAS8-AS1 的表達能顯著地促進 BCPAP 和 TPC1 細胞的增殖[24]。接下來 Zhang 等[25]進一步在血清中驗證了 GAS8-AS1 對 PTC 的診斷價值。該團隊[25]通過檢測 97 例 PTC 患者和 39 例甲狀腺結節患者血清中 GAS8-AS1 的表達,發現 GAS8-AS1 在 PTC 患者血清中的表達顯著下調,低表達的 GAS8-AS1 與淋巴結轉移相關,并且是淋巴結轉移的獨立危險因素;GAS8-AS1 診斷 PTC 淋巴結轉移的靈敏度為 61.7%,特異度為 90%。筆者團隊[26]對 GAS8-AS1 是如何抑制 PTC 細胞生長的機制進行了研究,發現在 PTC 細胞系中,GAS8-AS1 可以通過調控自噬相關基因 5(ATG5),從而激活細胞的自噬,抑制細胞的增殖,而 GAS8-AS1 在 PTC 中的具體抑癌分子機制尚需進一步的探索。
1.6 PTCSC3
PTCSC3 位于 14q.13.3 染色體,長度為 1 154 bp。PTCSC3 在甲狀腺組織中的表達具有高度的特異性,在 PTC 組織和 PTC 細胞系中其表達均顯著下調。若上調 PTCSC3 的表達不僅能抑制細胞生長,還可影響 DNA 復制、重組和修復,以及細胞運動、腫瘤形態、細胞死亡等相關基因的表達[27]。Jendrzejewski 等[28]進一步對 PTCSC3 的下游作用靶點進行了深入地研究,證實 PTCSC3 是通過調控下游靶基因 S100A4 的轉錄而發揮抑制 PTC 細胞增殖和轉移的作用。Wang 等[29]的研究則發現,PTCSC3 可以通過調控 miR-574-5p,進而抑制 Wnt 通路,從而抑制 PTC 的增殖和遷移。另外,Wang 等[30]報道,PTCSC3 在甲狀腺未分化癌組織和細胞系中同樣呈低表達,且過表達 PTCSC3 能負性調控信號傳導與轉錄激活因子 3(STAT3)/INO80 通路,阻止未分化癌細胞對阿霉素耐藥。
2 lncRNA 與甲狀腺癌的診斷及預后
lncRNA 的表達具有一定的組織特異性,并且能夠穩定存在于人的體液和組織中。已經有數種 lncRNAs 被報道是腫瘤診斷和預后的生物標志物,然而 lncRNA 對于甲狀腺癌診斷和預后的預測價值還處于初步探索階段,仍缺乏大量臨床樣本的驗證,尚未真正開展其臨床應用。
2.1 lncRNA 對甲狀腺癌的診斷價值
筆者團隊一直致力于 PTC 診斷生物學標志物的篩選,通過對 5 對配對的 PTC 與癌旁組織進行芯片篩選,共發現 3 499 種 lncRNAs 存在差異表達,并且變化倍數大于 2 倍[31]。進一步對配對的癌組織與癌旁組織標本的檢驗中,筆者團隊[32]發現了 2 種具有較高診斷價值的 lncRNAs,其一為 NONHSATO37832,它在 PTC 組織中呈顯著低表達,并且與淋巴結轉移相關。使用 NONHSATO37832 診斷 PTC 的靈敏度為 80%,特異度為 86.2%,對診斷淋巴結轉移的靈敏度為 58.5%,特異度為 70.4%[32]。另一種具有診斷價值的 lncRNA 為 NR_036575.1,其在 PTC 組織中的表達顯著高于癌旁組織,并且與 PTC 的腺外侵襲相關[33]。NR_036575.1 診斷 PTC 的靈敏度為 80.1%,特異度為 88%;診斷腺外侵襲的靈敏度為 57.8%,特異度為 86.7%[33]。Qiu 等[34]通過篩查因肺轉移行放射性碘治療的患者中,攝碘與不攝碘患者血清中存在差異表達的 lncRNA,共發現了 4 種與放射性碘治療抵抗相關的 lncRNAs,即 ENST00000462717、ENST00000415582、TCONS_00024700 和 NR_028494,它們診斷肺轉移放射性碘抵抗的受試者工作特征曲線(ROC)下面積分別為 0.890、0.936、0.975 和 0.918。Wang 等[35]通過對 The Cancer Genome Atlas(TCGA)數據庫的分析發現,LA16c-380H5.2 和 RP11-203J24.8 對診斷 PTC 具有較高的價值,其診斷 PTC 的靈敏度和特異性分別為 67.7%、83.8% 和 84.7%、78%。Xia 等[36]報道,NONHSAT076754 在 72 例發生淋巴結轉移的 PTC 組織中表達顯著上調,并且是淋巴結轉移的獨立危險因素;其聯合超聲能顯著地提高對 PTC 淋巴結轉移的診斷效率,靈敏度為 91.89%,特異度為 82.85%,準確性為 87.5%。Liao 等[37]報道,在 PTC 患者血清中 BLACAT1 呈顯著低表達,血清低表達 BLACAT1 是診斷 PTC 的獨立危險因素,使用 BLACAT1 診斷 PTC 的靈敏度為 89.53%,特異度為 86.91%;診斷淋巴結轉移的靈敏度為 77.48%,特異度為 91.06%。
2.2 lncRNA 對甲狀腺癌的預后價值
Ma 等[38]通過對 TCGA 數據庫的分析發現,共有 2 773 種 lncRNAs 存在差異表達,其中 6 種 lncRNAs(CTBP1-AS2、LINC00271、HAR1A、LINC00310、FAM41C 和 HAS2-AS1)與 PTC 的復發顯著相關;進一步分析 lncRNA 與 PTC 臨床病理學特征的關系,發現低表達的 LINC00271 是 PTC 復發的獨立危險因素,并且與腺外侵襲、淋巴結轉移、較高 T 分期和較高 TNM 分期相關。Luo 等[39]利用 TCGA 數據庫發現,AC079630.2、CRNDE 和 CTD-2171N6.1 在 PTC 組織中呈顯著高表達,并且其表達與 PTC 術后進展和生存相關,是 PTC 術后生存的獨立危險因素。利用這 3 種 lncRNAs 構建的生存風險模型顯示,高危組患者比低危組患者具有更短的總生存期。Li 等[40]也通過 TCGA 數據庫發現了 4 種具有預測術后生存時間價值的 lncRNAs,即 RP11-536N17.1、RP11-508M8.1、AC026150.8 和 CTD-2139B15.2;多因素回歸分析結果顯示,上述 lncRNAs 是患者預后的獨立危險因素;利用這 4 種 lncRNAs 構建生存模型,結果發現,具有較高模型評分的患者的術后生存明顯不佳。這個模型對評價 PTC 的復發也具有相當高的價值,其靈敏度為 87.5%,特異度為 92.3%,準確性達 91.7%。另外,有文獻[41-43]報道,在甲狀腺癌組織中低表達的 GAS5 和 CASC2,高表達的 SPRY4-IT 也均與甲狀腺癌的不良預后相關。
綜上所述,lncRNA 在甲狀腺癌的發生和發展中起重要作用。盡管大部分 lncRNA 的具體作用機制及調控方式仍不明確,但不可否認,lncRNA 在甲狀腺癌的早期診斷和分子靶向治療中存在巨大潛力。深入研究 lncRNA 在甲狀腺癌發生和發展過程中的作用機制,有助于尋找難治性甲狀腺癌新的藥物治療靶點,為甲狀腺癌的術前診斷和預后判斷開辟新途徑。
甲狀腺癌是內分泌系統最常見的惡性腫瘤,近 20 年來全球范圍內發病率顯著上升。盡管 90% 以上的甲狀腺癌為預后良好的甲狀腺乳頭狀癌(papillary thyroid cancer,PTC),但仍有部分患者出現廣泛的侵襲、轉移并且抵抗放射性碘治療,該部分患者的術后 10 年生存率僅為 40%[1]。長鏈非編碼 RNA(long non coding RNA,lncRNA)是長度超過 200 個核苷酸的非編碼 RNA,最初被認為是轉錄噪音,不具有生物學功能[2]。隨著高通量測序技術的廣泛應用,越來越多的研究證實,lncRNA 在甲狀腺癌的發生發展過程中具有舉足輕重的作用,可在轉錄、轉錄后以及表觀遺傳水平調控基因的表達,參與甲狀腺癌細胞的增殖、凋亡、侵襲、轉移等過程[3-4]。深入揭示 lncRNA 與甲狀腺癌的內在聯系,可為甲狀腺癌的早期分子診斷和預后判斷提供新思路,為難治性甲狀腺癌尋找新的藥物治療靶點。筆者現綜述 lncRNA 對甲狀腺癌發生發展的作用機制及其對甲狀腺癌診斷和預后的價值。
1 lncRNA 在甲狀腺癌發生發展過程中的作用機制
目前通過基因芯片和高通量測序技術,在甲狀腺癌及其癌旁組織中發現了成百上千種差異表達的 lncRNA,但大多數 lncRNA 的功能和作用機制并不明確。目前在甲狀腺癌領域研究得較多的 lncRNA 有:核富集轉錄本 1(NEAT1)、肺癌轉移相關轉錄本 1(MALAT1)、BRAF 激活的長鏈非編碼 RNA(BANCR)、H19、GAS8-AS1 和 PTC 易感候選基因 3(PTCSC3)。
1.1 NEAT1
NEAT1 位于染色體 11q13.1,具有 2 個轉錄本:NEAT1_1(3.7 kb)和 NEAT1_2(23 kb)。它位于細胞核旁斑中,與富含脯氨酸和谷氨酰胺剪切因子(SFPQ)、54KD 核 RNA 結合蛋白(p54nrb)、旁斑蛋白 1(PSP1)和 RNA 結合基序蛋白 14(RBM14)一同組成核旁斑,并維持旁斑的基本功能[5]。NEAT1 最初發現于注射了日本腦炎病毒和狂犬病病毒的鼠腦中,近兩年大量文獻報道它對多種腫瘤的發生和發展具有重要作用[6]。在甲狀腺癌中,2017 年 Li 等[7]首先在 PTC 細胞系 TPC1 中發現下調 NEAT1 能顯著地抑制 TPC1 細胞的生長、侵襲和轉移;RNA 免疫共沉淀實驗進一步證實,NEAT1 與微小 RNA(miR)-214 直接結合并且負向調控 miR-214 的表達,從而促進 TPC1 細胞的生長、侵襲和轉移。Zhang 等[8]對 NEAT1 進行了更加深入的研究,證實 NEAT1 在 PTC 組織中的表達顯著高于與其配對的癌旁組織,可通過調控 miR-129-5p/激肽釋放酶 7(KLK7)通路影響 PTC 的增殖、侵襲和凋亡。筆者團隊[9]的研究則發現了 NEAT1 促進 PTC 進展的新途徑,證實 NEAT1_2 可以通過競爭性結合 miR-106b-5p,調控三磷酸腺苷酶家族蛋白 2(ATAD2)的表達,在 PTC 中發揮抗凋亡及促侵襲轉移的作用。而旁斑蛋白在 NEAT1 調控 PTC 進展過程中扮演了什么樣的角色,則是 NEAT1 領域進一步研究的熱點。
1.2 MALAT1
MALAT1 定位于染色體 11q13.1,長度約 8 700 nt,最初發現于非小細胞肺癌中,近年來逐漸成為多種腫瘤研究的焦點。在甲狀腺癌中,Zhang 等[10]和 Chu 等[11]的研究證實,MALAT1 在 PTC 和甲狀腺髓樣癌中的表達顯著高于正常甲狀腺組織,并且參與它們的侵襲和轉移,但是在低分化癌和未分化癌中 MALAT1 的表達則顯著低于正常甲狀腺組織。這可能是因為,在不同的甲狀腺癌病理學亞型中,MALAT1 會發揮不同的作用。Huang 等[12]的研究證實,MALAT1 在甲狀腺濾泡狀癌組織中的表達顯著高于與其配對的癌旁組織,體內及體外實驗進一步表明,MALAT1 可以通過調控 IQ 結構域三磷酸鳥苷合酶激活蛋白 1(IQGAP1)的表達促進濾泡癌的增殖和侵襲。而 Huang 等[13]的另一研究則從腫瘤微環境的角度證實,在腫瘤相關巨噬細胞中,MALAT1 可通過調控成纖維細胞生長因子 2(FGF2)的分泌來阻止免疫系統炎性因子的釋放,促進腫瘤的增殖、侵襲、轉移和血管生成。目前,關于 MALAT1 在甲狀腺癌中的研究多局限于表達和細胞功能實驗水平,其具體的促癌或抑癌的機制仍有待進一步的探究。
1.3 BANCR
BANCR 是由 BRAFV600E位點基因突變后激活的 lncRNA,位于 9 號染色體,長度為 693 bp,最初由 Flockhart 等[14]在具有 BRAFV600E突變的黑色素瘤組織中發現。有 40%~45% 的 PTC 也存在 BRAF 基因突變,因此 BANCR 是否參與 PTC 的發生和發展備受關注[15]。有文獻[16-18]報道,BANCR 在甲狀腺癌中起到促癌基因的作用,如 Wang 等[16-17]的 2 篇研究顯示,BANCR 在 PTC 組織中的表達顯著高于癌旁組織,既可以通過激活自噬促進腫瘤增殖,抑制凋亡,還能通過激活 Raf/絲裂原激活蛋白激酶(MEK)/細胞外信號調節激酶(ERK)通路調控上皮間質轉化(EMT)相關的蛋白表達,促進 PTC 細胞系的侵襲和轉移。Zheng 等[18]報道,BANCR 可以通過與 zeste 基因增強子同源物 2(EZH2)相互結合,激活促甲狀腺激素受體(TSHR)的轉錄,進而使 TSHR 高表達,促進 PTC 的增殖。然而也有研究者[19]認為,BANCR 在 PTC 中發揮抑癌基因的作用。Liao 等[19]報道,BANCR 在 PTC 組織中呈低表達,且與腫瘤直徑、多灶性和 TNM 分期相關。體內及體外實驗證實,過表達 BANCR 能通過調控 ERK1/2 和 p38 蛋白的表達來抑制腫瘤的增殖及促進凋亡[19]。所以,BANCR 在 PTC 中所發揮的功能和作用機制在還有待于進一步的研究和確認。
1.4 H19
H19 是在腫瘤研究中較早發現的 lncRNA 之一,長度約為 2.3 kb,位于人類染色體 11p15.5。隨著研究的深入,人們發現,H19 在多種腫瘤中異常表達,且致瘤機制錯綜復雜,其在甲狀腺癌中所發揮的功能同樣存在爭議。有文獻[20]報道,H19 在甲狀腺癌中發揮促癌作用。Liu 等[20]報道,H19 在 PTC 組織和細胞系中均顯著高表達,過表達 H19 能顯著促進細胞增殖、侵襲和轉移;而進一步的機制研究則證實,H19 可以通過競爭性地結合 miR-17-5p,進而上調下游靶基因 YES1,從而促進 PTC 的發生發展。另有文獻[21]報道,高表達的 H19 與腫瘤直徑、淋巴結轉移和 TNM 分期顯著相關,并且是較低 5 年生存率的獨立危險因素。然而,也有研究[22-23]得出不同的結論。Wang 等[22]報道,H19 能通過負向調控胰島素受體底物-1(IRS1),使 3-磷酸肌醇激酶(PI3K)/蛋白激酶 B(AKT)信號通路和核因子-κB(NF-κB)失活,抑制細胞的侵襲和轉移,并誘導凋亡。筆者團隊[23]近期發表的研究也表明,H19 在 PTC 中發揮抑癌作用,在 PTC 組織中呈顯著低表達;體內及體外實驗證實,H19 能夠通過調控下游蛋白腫瘤壞死因子受體 2(TNFR2),抑制 PTC 細胞系 K1 和 IHH4 細胞的增殖和侵襲。
1.5 GAS8-AS1
GAS8-AS1 因位于 GAS8 基因的第 2 內含子并轉錄為 994 nt 的反義非編碼 RNA 而得名。最早由 Pan 等[24]通過對 91 例 PTC 組織和外周血采用外顯子測序的方法發現,測序結果顯示,GAS8-AS1 是除 BRAF 基因以外的變化最明顯的基因。在 87 例配對的 PTC 與癌旁組織中,GAS8-AS1 在癌組織中顯著低表達;進一步的細胞功能實驗則表明,下調 GAS8-AS1 的表達能顯著地促進 BCPAP 和 TPC1 細胞的增殖[24]。接下來 Zhang 等[25]進一步在血清中驗證了 GAS8-AS1 對 PTC 的診斷價值。該團隊[25]通過檢測 97 例 PTC 患者和 39 例甲狀腺結節患者血清中 GAS8-AS1 的表達,發現 GAS8-AS1 在 PTC 患者血清中的表達顯著下調,低表達的 GAS8-AS1 與淋巴結轉移相關,并且是淋巴結轉移的獨立危險因素;GAS8-AS1 診斷 PTC 淋巴結轉移的靈敏度為 61.7%,特異度為 90%。筆者團隊[26]對 GAS8-AS1 是如何抑制 PTC 細胞生長的機制進行了研究,發現在 PTC 細胞系中,GAS8-AS1 可以通過調控自噬相關基因 5(ATG5),從而激活細胞的自噬,抑制細胞的增殖,而 GAS8-AS1 在 PTC 中的具體抑癌分子機制尚需進一步的探索。
1.6 PTCSC3
PTCSC3 位于 14q.13.3 染色體,長度為 1 154 bp。PTCSC3 在甲狀腺組織中的表達具有高度的特異性,在 PTC 組織和 PTC 細胞系中其表達均顯著下調。若上調 PTCSC3 的表達不僅能抑制細胞生長,還可影響 DNA 復制、重組和修復,以及細胞運動、腫瘤形態、細胞死亡等相關基因的表達[27]。Jendrzejewski 等[28]進一步對 PTCSC3 的下游作用靶點進行了深入地研究,證實 PTCSC3 是通過調控下游靶基因 S100A4 的轉錄而發揮抑制 PTC 細胞增殖和轉移的作用。Wang 等[29]的研究則發現,PTCSC3 可以通過調控 miR-574-5p,進而抑制 Wnt 通路,從而抑制 PTC 的增殖和遷移。另外,Wang 等[30]報道,PTCSC3 在甲狀腺未分化癌組織和細胞系中同樣呈低表達,且過表達 PTCSC3 能負性調控信號傳導與轉錄激活因子 3(STAT3)/INO80 通路,阻止未分化癌細胞對阿霉素耐藥。
2 lncRNA 與甲狀腺癌的診斷及預后
lncRNA 的表達具有一定的組織特異性,并且能夠穩定存在于人的體液和組織中。已經有數種 lncRNAs 被報道是腫瘤診斷和預后的生物標志物,然而 lncRNA 對于甲狀腺癌診斷和預后的預測價值還處于初步探索階段,仍缺乏大量臨床樣本的驗證,尚未真正開展其臨床應用。
2.1 lncRNA 對甲狀腺癌的診斷價值
筆者團隊一直致力于 PTC 診斷生物學標志物的篩選,通過對 5 對配對的 PTC 與癌旁組織進行芯片篩選,共發現 3 499 種 lncRNAs 存在差異表達,并且變化倍數大于 2 倍[31]。進一步對配對的癌組織與癌旁組織標本的檢驗中,筆者團隊[32]發現了 2 種具有較高診斷價值的 lncRNAs,其一為 NONHSATO37832,它在 PTC 組織中呈顯著低表達,并且與淋巴結轉移相關。使用 NONHSATO37832 診斷 PTC 的靈敏度為 80%,特異度為 86.2%,對診斷淋巴結轉移的靈敏度為 58.5%,特異度為 70.4%[32]。另一種具有診斷價值的 lncRNA 為 NR_036575.1,其在 PTC 組織中的表達顯著高于癌旁組織,并且與 PTC 的腺外侵襲相關[33]。NR_036575.1 診斷 PTC 的靈敏度為 80.1%,特異度為 88%;診斷腺外侵襲的靈敏度為 57.8%,特異度為 86.7%[33]。Qiu 等[34]通過篩查因肺轉移行放射性碘治療的患者中,攝碘與不攝碘患者血清中存在差異表達的 lncRNA,共發現了 4 種與放射性碘治療抵抗相關的 lncRNAs,即 ENST00000462717、ENST00000415582、TCONS_00024700 和 NR_028494,它們診斷肺轉移放射性碘抵抗的受試者工作特征曲線(ROC)下面積分別為 0.890、0.936、0.975 和 0.918。Wang 等[35]通過對 The Cancer Genome Atlas(TCGA)數據庫的分析發現,LA16c-380H5.2 和 RP11-203J24.8 對診斷 PTC 具有較高的價值,其診斷 PTC 的靈敏度和特異性分別為 67.7%、83.8% 和 84.7%、78%。Xia 等[36]報道,NONHSAT076754 在 72 例發生淋巴結轉移的 PTC 組織中表達顯著上調,并且是淋巴結轉移的獨立危險因素;其聯合超聲能顯著地提高對 PTC 淋巴結轉移的診斷效率,靈敏度為 91.89%,特異度為 82.85%,準確性為 87.5%。Liao 等[37]報道,在 PTC 患者血清中 BLACAT1 呈顯著低表達,血清低表達 BLACAT1 是診斷 PTC 的獨立危險因素,使用 BLACAT1 診斷 PTC 的靈敏度為 89.53%,特異度為 86.91%;診斷淋巴結轉移的靈敏度為 77.48%,特異度為 91.06%。
2.2 lncRNA 對甲狀腺癌的預后價值
Ma 等[38]通過對 TCGA 數據庫的分析發現,共有 2 773 種 lncRNAs 存在差異表達,其中 6 種 lncRNAs(CTBP1-AS2、LINC00271、HAR1A、LINC00310、FAM41C 和 HAS2-AS1)與 PTC 的復發顯著相關;進一步分析 lncRNA 與 PTC 臨床病理學特征的關系,發現低表達的 LINC00271 是 PTC 復發的獨立危險因素,并且與腺外侵襲、淋巴結轉移、較高 T 分期和較高 TNM 分期相關。Luo 等[39]利用 TCGA 數據庫發現,AC079630.2、CRNDE 和 CTD-2171N6.1 在 PTC 組織中呈顯著高表達,并且其表達與 PTC 術后進展和生存相關,是 PTC 術后生存的獨立危險因素。利用這 3 種 lncRNAs 構建的生存風險模型顯示,高危組患者比低危組患者具有更短的總生存期。Li 等[40]也通過 TCGA 數據庫發現了 4 種具有預測術后生存時間價值的 lncRNAs,即 RP11-536N17.1、RP11-508M8.1、AC026150.8 和 CTD-2139B15.2;多因素回歸分析結果顯示,上述 lncRNAs 是患者預后的獨立危險因素;利用這 4 種 lncRNAs 構建生存模型,結果發現,具有較高模型評分的患者的術后生存明顯不佳。這個模型對評價 PTC 的復發也具有相當高的價值,其靈敏度為 87.5%,特異度為 92.3%,準確性達 91.7%。另外,有文獻[41-43]報道,在甲狀腺癌組織中低表達的 GAS5 和 CASC2,高表達的 SPRY4-IT 也均與甲狀腺癌的不良預后相關。
綜上所述,lncRNA 在甲狀腺癌的發生和發展中起重要作用。盡管大部分 lncRNA 的具體作用機制及調控方式仍不明確,但不可否認,lncRNA 在甲狀腺癌的早期診斷和分子靶向治療中存在巨大潛力。深入研究 lncRNA 在甲狀腺癌發生和發展過程中的作用機制,有助于尋找難治性甲狀腺癌新的藥物治療靶點,為甲狀腺癌的術前診斷和預后判斷開辟新途徑。