引用本文: 杜公博, 殷德濤. 環狀RNA在甲狀腺乳頭狀癌中的研究進展. 中國普外基礎與臨床雜志, 2020, 27(7): 890-894. doi: 10.7507/1007-9424.201911087 復制
甲狀腺癌(thyroid cancer,TC)是最常見的內分泌腫瘤,且發病率在近幾十年有不斷增加的趨勢[1]。在各種類型 TC 中,甲狀腺乳頭狀癌(thyroid papillary carcinoma,PTC)是 TC 的主要病理學類型,約占 TC 的 90%;PTC 的總體 5 年生存率約為 97%[2-3]。但是晚期 PTC 的臨床預后較差,部分原因是對 PTC 發生發展的分子機制認識不足。因此,尋找新的生物標志物和治療靶點,以提高 PTC 的診斷和治療水平,是臨床亟待解決的課題。而許多非編碼 RNA(ncRNAs)已被證明可以調節癌細胞中基因的表達并有望成為癌癥的分子生物標志物[4],其中環狀 RNA(circRNAs)的結構已經被證明是高度穩定的,并且對 RNA 降解途徑有很大的抗性,這表明 circRNAs 作為人類癌癥的分子生物標志物在技術上可能更合適[5]。然而,目前對于 PTC 中 circRNAs 的研究較少且需要進一步的總結和探索,筆者現就 circRNAs 在 PTC 中的研究進展進行闡述。
1 circRNAs 概述
circRNAs 約在 40 年前被發現[6],直到近年來才吸引了廣泛的關注。circRNAs 作為 ncRNAs,最初被視為前體 RNA(pre-mRNA)剪接錯誤的副產物[7]。與其他類型的 ncRNA 相比,circRNAs 會形成共價閉合的連續環,既沒有 5′至 3′極性,也沒有 poly A 尾,同時也對核酸酶(RNases)的消化不敏感,因此 circRNAs 更加保守和穩定[8-9]。此外,如 Li 等[10]所述,circRNAs 的基本類型有 4 種,分別為:外顯子環狀 RNA(exon circRNAs)、內含子環狀 RNA(circular intronic RNAs)、外顯子-內含子環狀 RNA(exon-intron circRNAs)和基因間環狀 RNA(intergenic circRNAs),這些種類 circRNAs 的存在意味著它們往往來自于編碼外顯子,但并不總是來自于編碼外顯子。隨著新一代測序技術的快速發展,在哺乳動物的轉錄組中及各種癌癥中發現了大量 circRNAs。例如,Ren 等[11]為分析 circRNAs 在 PTC 中的表達,利用 PTC 患者的癌組織進行了 circRNA 微陣列分析,并與匹配的非癌性甲狀腺組織相比較。結果發現,與非癌性甲狀腺組織相比,PTC 組織中共有 383 種 circRNAs 存在表達差異,其中 206 種 circRNAs 上調,177 種 circRNAs 下調 [差異倍數為 1.5,P<0.05,偽發現率(FDR)<0.05)][11],這些針對 PTC 相關 circRNAs 的研究可能為 PTC 的診斷和治療提供了新的思路。
2 circRNAs 的功能
因 circRNAs 的特性,它們在調控基因表達方面具有重要功能,其可作為 miRNA 海綿(miRNA sponge)、RNA 結合蛋白海綿(RNA-binding proteins sponge,RBPs sponge)及轉錄和翻譯的調控因子[12-13]。并且一些 circRNAs 已顯示出被翻譯成多肽的能力[14]。這些 circRNAs 功能的示意圖見圖 1(圖 1 在 Bolha 等[15]的基礎上進行了補充)。

a:circRNAs 可能通過競爭 miRNA 結合位點來充當 miRNA sponge,從而降低 miRNA 介導的調控活動的效果;b:circRNAs 可能通過與 RBPs 結合起蛋白 sponge 的作用;c:部分 circRNAs 可能通過隔離 mRNA 翻譯起始位點來調控蛋白表達;d:circRNAs 可被翻譯成功能蛋白
參與基因表達的轉錄后調控的 miRNA 是一種長約 22 個核苷酸的 ncRNAs,其通過與 mRNA 的非編碼區中的特定靶位直接結合來起到阻止翻譯過程或使結合的 mRNA 分子完全降解的作用[16]。而 circRNA 通過競爭 miRNA 的結合位點(圖 1a),可以發揮類似 miRNA sponge 的作用,從而降低 miRNA 介導的調控活動的效果。相比于線性 RNA,作為 miRNA sponge 的 circRNAs 已經被證明更具穩定性,也因此更有效果[17];但是從另一方面來說,有一些研究表明,有相當大一部分的 circRNAs 并不能起到 miRNA sponge 的作用,其中主要原因是,相比于共線性 mRNA,大部分 circRNAs 沒有更多的結合位點[18]。
同時,一些 circRNAs 被證明可以與一些 RNA 結合蛋白(RBP)聯系起來(圖 1b),例如可以促進 circRNA 生成 Quaking(QKI)和 muscleblind(MBL/MBNL1)蛋白[19-20],以及 RNA 聚合酶Ⅱ(RNA polymerase Ⅱ)[21]。此外,一些 circRNAs 也可能通過隔離 mRNA 翻譯起始位點來達到調控蛋白表達的目的(圖 1c)。
還有一些研究表明,當 RNA 分子中含有核糖體進入位點(internal ribosomal entry site,IRES)的原件或原核核糖體結合位點時,無論在體內還是體外 circRNAs 都可以翻譯成多肽[22],見圖 1d。例如,最近的研究[14]表明,果蠅的一部分內源性 circRNAs 能夠在體內以不依賴帽(cap-independent)的方式進行翻譯,其中許多核糖體相關 circRNAs(ribo-circRNAs)的翻譯與宿主基因共享起始密碼子、具有進化保守的終止密碼子,并編碼至少一個可識別的 ribo-circRNAs 特異性蛋白域,這意味著這些翻譯出的蛋白具有功能。
這些對 circRNAs 的蛋白編碼能力及其進一步表征的新見解,最終可能會揭示大量迄今未被鑒定的蛋白質,并揭示它們參與的過程。因此,人們越來越清楚地認識到,circRNAs 還可能代表一種新的蛋白質編碼 RNA。
3 circRNAs 在 PTC 中的作用
3.1 circRNAs 在 PTC 中起到調控 miRNA 的作用
如前文所述,circRNAs 可以通過充當 miRNA sponge 來調控基因的表達,大多數 circRNAs 包含一個 miRNA 反應元件,可以與 miRNA 結合并調節其表達。目前,針對 PTC 的研究中有 6 種 circRNAs 經過實驗驗證可以充當 miRNA 的調節劑,其中1 種 circRNA 在 PTC 組織中表達下調并充當腫瘤抑制因子,而其他一些 circRNAs 在致癌過程中上調并充當致癌基因(表 1)。

hsa_circ_0058124 可充當致癌驅動程序,促進 PTC 細胞增殖、侵襲和遷移,并且其作為競爭性內源 RNA 來調節 miRNA-218-5p 及其靶基因 NUMB 的表達。據報道稱,NUMB 是 NOTCH 通路的強抑制因子,hsa_circ_0058124 可能通過 miRNA 上調 NUMB 基因的表達,從而使 NOTCH3/GATAD2A 在體內外的表達受到抑制[29]。這一發現使 hsa_circ_0058124 有望成為 PTC 的預后指標,可能促進 PTC 篩查和治療的發展[23]。
hsa_circ_0025033 在 PTC 中可以起到促癌的作用,此外,miR-1231 和 miR-1304 是 hsa_circ_0025033 的兩個下游靶點,可以作為 hsa_circ_0025033 sponge 并被其負調控。對 hsa_circ_0025033 的進一步研究可能加快探索治療 PTC 的新靶點的進程[24]。
hsa_circ_0001627 也被稱為 circBACH2,其是一種新的致癌 RNA。與 circBACH2 相關的 miR-139-5p已經被報道在許多類型的癌癥中表達異常,如肺癌、結直腸癌、前列腺癌、乳腺癌等[30-31]。Cai 等[25]的實驗發現,PTC 患者組織中的 circBACH2 水平與 miR-139-5p 水平呈負相關,且 circBACH2 和 LMO4 3′UTR(UTR 為非翻譯區)共享相同的 miR-139-5p 反應元件,從而可能產生競爭性結合;circBACH2 還可以通過激發 miR-139-5p 來控制 LMO4 的表達水平,從而使 miR-139-5p 發揮作用。這表明,circBACH2/miR-139-5p/LMO4 軸可以作為 PTC 潛在的治療通路。
hsa_circ_0001681 被 5 個外顯子環化,該 5 個外顯子來源于 RAPGEF5 基因,所以 hsa_circ_0001681 也被稱為 circRAPGEF5。circRAPGEF5 可通過海綿化 miR-198 和促進成纖維細胞生長因子受體 1(FGFR1)表達而充當新型致癌 circRNA,并且 circRAPGEF5/miR-198/FGFR1 軸可能成為治療 PTC 的潛在靶點[26]。
hsa_circ_0072088 也被稱 circZFR,circZFR 可以通過調控 miR-1261 來促進 PTC 細胞中 C8orf4 的表達,并且通過實驗證實,circZFR 依賴于 C8orf4 基因發揮其致癌作用,而 circZFR/miR-1261/C8orf4 軸有希望成為 PTC 的治療靶點[27]。
circ-ITCH 在 PTC 組織和細胞系中表達顯著下調,促進了 PTC 細胞凋亡的同時還抑制了細胞的增殖和侵襲。Wang 等[28]的實驗結果表明,在 PTC 組織中 miR-22-3p 與 circ-ITCH 的表達成負相關,并且 circ-ITCH 通過抑制 miR-22-3p 的表達使miR-22-3p 的潛在靶點—Cbl 原癌基因(CBL)的表達上調,而 CBL 的下調則可顯著逆轉 circ-ITCH 過表達對 PTC 細胞增殖、侵襲和凋亡的影響,提示 CBL 可能抑制 PTC 的進展。circ-ITCH 在 PTC 中新功能的研究為 PTC 的靶向治療提供了新的研究思路。
3.2 circRNAs 與蛋白質結合起到調控作用
Bi 等[32]發現,在 PTC 組織中 circRNA_102171 表達上調且促進 PTC 細胞增殖、遷移、侵襲并抑制細胞凋亡。同時驗證了 circRNA_102171 與 PTC 細胞中的 CTNNBIP1(catenin beta interacting protein 1)相互作用且直接相關,而 CTNNBIP1 與 β-catenin 是相互作用蛋白,對 Wnt/β-catenin 通路產生負調控效應。所以,circRNA_102171 可以通過依賴 CTNNBIP1 的方式激活 Wnt/β-catenin 途徑,促進 PTC 細胞的生長和侵襲,這為我們進一步了解 PTC 進展的機制提供了新的方向。
3.3 circRNAs 有望作為 PTC 的診斷生物標志物
近年的臨床報道表明,PTC 的總體 5 年生存率可以達到 97%[2],但是晚期 PTC 的臨床預后較差,因此,需尋找確定用于 PTC 早期診斷的穩定有效的診斷標志物,及早診斷以提升預后。過去幾年已經發現了許多 circRNAs 在 PTC 和正常甲狀腺組織中的表達有顯著差異,而這些差異使 circRNAs 有望為 PTC 的早期診斷或預后預測提供新型生物標志物。
Lan 等[33]使用 qRT-PCR 技術檢測了 120 例 PTC 組織樣本和 60 例非癌甲狀腺組織樣本中 hsa_circ_0137287 的表達量,發現 hsa_circ_0137287 在 PTC 組織中的表達顯著下調(P<0.000 1)。同時,該研究團隊[33]通過建立受試者工作特征(ROC)曲線發現,hsa_circ_0137287 可以作為判斷 PTC 是否存在淋巴結轉移的潛在的生物標志物。
Ren 等[11]通過微陣列分析及 qRT-PCR 技術,篩選出了與正常組織相比 PTC 組織中表達上調最為顯著的 hsa_circ_007148 和下調最顯著的 hsa_circ_047771,并進行進一步研究;通過建立 ROC 曲線,證明了 hsa_circ_047771 和 hsa_circ_007148 可能是 PTC 潛在的診斷生物標志物,且 hsa_circ_007148 的表達水平與淋巴結轉移有明顯的相關性。
隨著高通量測序、微陣列分析等技術的進一步發展,越來越多的 circRNAs 被發現。Yang 等[34]收集了 3 例 PTC 患者和 3 例甲狀腺良性甲狀腺腫患者的血清,使用高通量測序技術對血清中外泌體的 circRNAs 進行分析,篩選出來的 22 種差異表達的 circRNAs 有可能成為 PTC 的診斷生物標志物。此外,Peng 等[35]利用微陣列分析篩選出大量差異表達的 circRNAs,其中一些關鍵的 circRNAs 也顯示出了作為診斷 PTC 的生物標志物的潛力,但是這些標志物都有待進一步的實驗進行驗證。
4 小結和展望
通過以上研究成果可發現,circRNAs 在充當 miRNA sponge 或與 RBPs 相互作用時可以調節細胞增殖、凋亡、侵襲和轉移,以及相關的 miRNA 和靶蛋白的表達,并且基于其穩定性、表達特異性和參與基因調控的特征,circRNAs 有望成為 PTC 的早期診斷、預后和治療靶標的潛在生物標志物。然而,與編碼 RNA、miRNA 和長鏈 ncRNAs 相比,盡管在 PTC 中發現了很多功能性 circRNAs 并對其進行了研究,但對于大多數 circRNAs 而言,它們的生物發生、細胞位置和調節機制仍需要進一步探索。因此,隨著分子生物學和生物信息技術的發展,以下幾點可能是以后 PTC 研究的熱點:① 篩選出更多的 PTC 相關的 circRNAs;② 研究 circRNAs 參與 PTC 發生和轉移的機制;③ 尋找臨床 PTC 診斷和轉移相關的特異性生物標志物,建立 PTC 轉移侵襲相關 circRNAs 調控網絡;④ 探尋 PTC 轉移侵襲相關的 circRNAs 的信號通路;⑤ 在基因水平干預 circRNAs,抑制 PTC 的轉移,為 PTC 的治療提供理論支持。總之,circRNAs 作為新發現的 ncRNAs,有望作為 PTC 診斷的潛在生物標志物,為治療 PTC 提供新的思路。
重要聲明
利益沖突聲明:本文全體作者閱讀并理解了《中國普外基礎與臨床雜志》的政策聲明,我們沒有相互競爭的利益。
作者貢獻聲明:殷德濤教授是本篇論文寫作指導者;杜公博負責查閱文獻和書寫論文。
甲狀腺癌(thyroid cancer,TC)是最常見的內分泌腫瘤,且發病率在近幾十年有不斷增加的趨勢[1]。在各種類型 TC 中,甲狀腺乳頭狀癌(thyroid papillary carcinoma,PTC)是 TC 的主要病理學類型,約占 TC 的 90%;PTC 的總體 5 年生存率約為 97%[2-3]。但是晚期 PTC 的臨床預后較差,部分原因是對 PTC 發生發展的分子機制認識不足。因此,尋找新的生物標志物和治療靶點,以提高 PTC 的診斷和治療水平,是臨床亟待解決的課題。而許多非編碼 RNA(ncRNAs)已被證明可以調節癌細胞中基因的表達并有望成為癌癥的分子生物標志物[4],其中環狀 RNA(circRNAs)的結構已經被證明是高度穩定的,并且對 RNA 降解途徑有很大的抗性,這表明 circRNAs 作為人類癌癥的分子生物標志物在技術上可能更合適[5]。然而,目前對于 PTC 中 circRNAs 的研究較少且需要進一步的總結和探索,筆者現就 circRNAs 在 PTC 中的研究進展進行闡述。
1 circRNAs 概述
circRNAs 約在 40 年前被發現[6],直到近年來才吸引了廣泛的關注。circRNAs 作為 ncRNAs,最初被視為前體 RNA(pre-mRNA)剪接錯誤的副產物[7]。與其他類型的 ncRNA 相比,circRNAs 會形成共價閉合的連續環,既沒有 5′至 3′極性,也沒有 poly A 尾,同時也對核酸酶(RNases)的消化不敏感,因此 circRNAs 更加保守和穩定[8-9]。此外,如 Li 等[10]所述,circRNAs 的基本類型有 4 種,分別為:外顯子環狀 RNA(exon circRNAs)、內含子環狀 RNA(circular intronic RNAs)、外顯子-內含子環狀 RNA(exon-intron circRNAs)和基因間環狀 RNA(intergenic circRNAs),這些種類 circRNAs 的存在意味著它們往往來自于編碼外顯子,但并不總是來自于編碼外顯子。隨著新一代測序技術的快速發展,在哺乳動物的轉錄組中及各種癌癥中發現了大量 circRNAs。例如,Ren 等[11]為分析 circRNAs 在 PTC 中的表達,利用 PTC 患者的癌組織進行了 circRNA 微陣列分析,并與匹配的非癌性甲狀腺組織相比較。結果發現,與非癌性甲狀腺組織相比,PTC 組織中共有 383 種 circRNAs 存在表達差異,其中 206 種 circRNAs 上調,177 種 circRNAs 下調 [差異倍數為 1.5,P<0.05,偽發現率(FDR)<0.05)][11],這些針對 PTC 相關 circRNAs 的研究可能為 PTC 的診斷和治療提供了新的思路。
2 circRNAs 的功能
因 circRNAs 的特性,它們在調控基因表達方面具有重要功能,其可作為 miRNA 海綿(miRNA sponge)、RNA 結合蛋白海綿(RNA-binding proteins sponge,RBPs sponge)及轉錄和翻譯的調控因子[12-13]。并且一些 circRNAs 已顯示出被翻譯成多肽的能力[14]。這些 circRNAs 功能的示意圖見圖 1(圖 1 在 Bolha 等[15]的基礎上進行了補充)。

a:circRNAs 可能通過競爭 miRNA 結合位點來充當 miRNA sponge,從而降低 miRNA 介導的調控活動的效果;b:circRNAs 可能通過與 RBPs 結合起蛋白 sponge 的作用;c:部分 circRNAs 可能通過隔離 mRNA 翻譯起始位點來調控蛋白表達;d:circRNAs 可被翻譯成功能蛋白
參與基因表達的轉錄后調控的 miRNA 是一種長約 22 個核苷酸的 ncRNAs,其通過與 mRNA 的非編碼區中的特定靶位直接結合來起到阻止翻譯過程或使結合的 mRNA 分子完全降解的作用[16]。而 circRNA 通過競爭 miRNA 的結合位點(圖 1a),可以發揮類似 miRNA sponge 的作用,從而降低 miRNA 介導的調控活動的效果。相比于線性 RNA,作為 miRNA sponge 的 circRNAs 已經被證明更具穩定性,也因此更有效果[17];但是從另一方面來說,有一些研究表明,有相當大一部分的 circRNAs 并不能起到 miRNA sponge 的作用,其中主要原因是,相比于共線性 mRNA,大部分 circRNAs 沒有更多的結合位點[18]。
同時,一些 circRNAs 被證明可以與一些 RNA 結合蛋白(RBP)聯系起來(圖 1b),例如可以促進 circRNA 生成 Quaking(QKI)和 muscleblind(MBL/MBNL1)蛋白[19-20],以及 RNA 聚合酶Ⅱ(RNA polymerase Ⅱ)[21]。此外,一些 circRNAs 也可能通過隔離 mRNA 翻譯起始位點來達到調控蛋白表達的目的(圖 1c)。
還有一些研究表明,當 RNA 分子中含有核糖體進入位點(internal ribosomal entry site,IRES)的原件或原核核糖體結合位點時,無論在體內還是體外 circRNAs 都可以翻譯成多肽[22],見圖 1d。例如,最近的研究[14]表明,果蠅的一部分內源性 circRNAs 能夠在體內以不依賴帽(cap-independent)的方式進行翻譯,其中許多核糖體相關 circRNAs(ribo-circRNAs)的翻譯與宿主基因共享起始密碼子、具有進化保守的終止密碼子,并編碼至少一個可識別的 ribo-circRNAs 特異性蛋白域,這意味著這些翻譯出的蛋白具有功能。
這些對 circRNAs 的蛋白編碼能力及其進一步表征的新見解,最終可能會揭示大量迄今未被鑒定的蛋白質,并揭示它們參與的過程。因此,人們越來越清楚地認識到,circRNAs 還可能代表一種新的蛋白質編碼 RNA。
3 circRNAs 在 PTC 中的作用
3.1 circRNAs 在 PTC 中起到調控 miRNA 的作用
如前文所述,circRNAs 可以通過充當 miRNA sponge 來調控基因的表達,大多數 circRNAs 包含一個 miRNA 反應元件,可以與 miRNA 結合并調節其表達。目前,針對 PTC 的研究中有 6 種 circRNAs 經過實驗驗證可以充當 miRNA 的調節劑,其中1 種 circRNA 在 PTC 組織中表達下調并充當腫瘤抑制因子,而其他一些 circRNAs 在致癌過程中上調并充當致癌基因(表 1)。

hsa_circ_0058124 可充當致癌驅動程序,促進 PTC 細胞增殖、侵襲和遷移,并且其作為競爭性內源 RNA 來調節 miRNA-218-5p 及其靶基因 NUMB 的表達。據報道稱,NUMB 是 NOTCH 通路的強抑制因子,hsa_circ_0058124 可能通過 miRNA 上調 NUMB 基因的表達,從而使 NOTCH3/GATAD2A 在體內外的表達受到抑制[29]。這一發現使 hsa_circ_0058124 有望成為 PTC 的預后指標,可能促進 PTC 篩查和治療的發展[23]。
hsa_circ_0025033 在 PTC 中可以起到促癌的作用,此外,miR-1231 和 miR-1304 是 hsa_circ_0025033 的兩個下游靶點,可以作為 hsa_circ_0025033 sponge 并被其負調控。對 hsa_circ_0025033 的進一步研究可能加快探索治療 PTC 的新靶點的進程[24]。
hsa_circ_0001627 也被稱為 circBACH2,其是一種新的致癌 RNA。與 circBACH2 相關的 miR-139-5p已經被報道在許多類型的癌癥中表達異常,如肺癌、結直腸癌、前列腺癌、乳腺癌等[30-31]。Cai 等[25]的實驗發現,PTC 患者組織中的 circBACH2 水平與 miR-139-5p 水平呈負相關,且 circBACH2 和 LMO4 3′UTR(UTR 為非翻譯區)共享相同的 miR-139-5p 反應元件,從而可能產生競爭性結合;circBACH2 還可以通過激發 miR-139-5p 來控制 LMO4 的表達水平,從而使 miR-139-5p 發揮作用。這表明,circBACH2/miR-139-5p/LMO4 軸可以作為 PTC 潛在的治療通路。
hsa_circ_0001681 被 5 個外顯子環化,該 5 個外顯子來源于 RAPGEF5 基因,所以 hsa_circ_0001681 也被稱為 circRAPGEF5。circRAPGEF5 可通過海綿化 miR-198 和促進成纖維細胞生長因子受體 1(FGFR1)表達而充當新型致癌 circRNA,并且 circRAPGEF5/miR-198/FGFR1 軸可能成為治療 PTC 的潛在靶點[26]。
hsa_circ_0072088 也被稱 circZFR,circZFR 可以通過調控 miR-1261 來促進 PTC 細胞中 C8orf4 的表達,并且通過實驗證實,circZFR 依賴于 C8orf4 基因發揮其致癌作用,而 circZFR/miR-1261/C8orf4 軸有希望成為 PTC 的治療靶點[27]。
circ-ITCH 在 PTC 組織和細胞系中表達顯著下調,促進了 PTC 細胞凋亡的同時還抑制了細胞的增殖和侵襲。Wang 等[28]的實驗結果表明,在 PTC 組織中 miR-22-3p 與 circ-ITCH 的表達成負相關,并且 circ-ITCH 通過抑制 miR-22-3p 的表達使miR-22-3p 的潛在靶點—Cbl 原癌基因(CBL)的表達上調,而 CBL 的下調則可顯著逆轉 circ-ITCH 過表達對 PTC 細胞增殖、侵襲和凋亡的影響,提示 CBL 可能抑制 PTC 的進展。circ-ITCH 在 PTC 中新功能的研究為 PTC 的靶向治療提供了新的研究思路。
3.2 circRNAs 與蛋白質結合起到調控作用
Bi 等[32]發現,在 PTC 組織中 circRNA_102171 表達上調且促進 PTC 細胞增殖、遷移、侵襲并抑制細胞凋亡。同時驗證了 circRNA_102171 與 PTC 細胞中的 CTNNBIP1(catenin beta interacting protein 1)相互作用且直接相關,而 CTNNBIP1 與 β-catenin 是相互作用蛋白,對 Wnt/β-catenin 通路產生負調控效應。所以,circRNA_102171 可以通過依賴 CTNNBIP1 的方式激活 Wnt/β-catenin 途徑,促進 PTC 細胞的生長和侵襲,這為我們進一步了解 PTC 進展的機制提供了新的方向。
3.3 circRNAs 有望作為 PTC 的診斷生物標志物
近年的臨床報道表明,PTC 的總體 5 年生存率可以達到 97%[2],但是晚期 PTC 的臨床預后較差,因此,需尋找確定用于 PTC 早期診斷的穩定有效的診斷標志物,及早診斷以提升預后。過去幾年已經發現了許多 circRNAs 在 PTC 和正常甲狀腺組織中的表達有顯著差異,而這些差異使 circRNAs 有望為 PTC 的早期診斷或預后預測提供新型生物標志物。
Lan 等[33]使用 qRT-PCR 技術檢測了 120 例 PTC 組織樣本和 60 例非癌甲狀腺組織樣本中 hsa_circ_0137287 的表達量,發現 hsa_circ_0137287 在 PTC 組織中的表達顯著下調(P<0.000 1)。同時,該研究團隊[33]通過建立受試者工作特征(ROC)曲線發現,hsa_circ_0137287 可以作為判斷 PTC 是否存在淋巴結轉移的潛在的生物標志物。
Ren 等[11]通過微陣列分析及 qRT-PCR 技術,篩選出了與正常組織相比 PTC 組織中表達上調最為顯著的 hsa_circ_007148 和下調最顯著的 hsa_circ_047771,并進行進一步研究;通過建立 ROC 曲線,證明了 hsa_circ_047771 和 hsa_circ_007148 可能是 PTC 潛在的診斷生物標志物,且 hsa_circ_007148 的表達水平與淋巴結轉移有明顯的相關性。
隨著高通量測序、微陣列分析等技術的進一步發展,越來越多的 circRNAs 被發現。Yang 等[34]收集了 3 例 PTC 患者和 3 例甲狀腺良性甲狀腺腫患者的血清,使用高通量測序技術對血清中外泌體的 circRNAs 進行分析,篩選出來的 22 種差異表達的 circRNAs 有可能成為 PTC 的診斷生物標志物。此外,Peng 等[35]利用微陣列分析篩選出大量差異表達的 circRNAs,其中一些關鍵的 circRNAs 也顯示出了作為診斷 PTC 的生物標志物的潛力,但是這些標志物都有待進一步的實驗進行驗證。
4 小結和展望
通過以上研究成果可發現,circRNAs 在充當 miRNA sponge 或與 RBPs 相互作用時可以調節細胞增殖、凋亡、侵襲和轉移,以及相關的 miRNA 和靶蛋白的表達,并且基于其穩定性、表達特異性和參與基因調控的特征,circRNAs 有望成為 PTC 的早期診斷、預后和治療靶標的潛在生物標志物。然而,與編碼 RNA、miRNA 和長鏈 ncRNAs 相比,盡管在 PTC 中發現了很多功能性 circRNAs 并對其進行了研究,但對于大多數 circRNAs 而言,它們的生物發生、細胞位置和調節機制仍需要進一步探索。因此,隨著分子生物學和生物信息技術的發展,以下幾點可能是以后 PTC 研究的熱點:① 篩選出更多的 PTC 相關的 circRNAs;② 研究 circRNAs 參與 PTC 發生和轉移的機制;③ 尋找臨床 PTC 診斷和轉移相關的特異性生物標志物,建立 PTC 轉移侵襲相關 circRNAs 調控網絡;④ 探尋 PTC 轉移侵襲相關的 circRNAs 的信號通路;⑤ 在基因水平干預 circRNAs,抑制 PTC 的轉移,為 PTC 的治療提供理論支持。總之,circRNAs 作為新發現的 ncRNAs,有望作為 PTC 診斷的潛在生物標志物,為治療 PTC 提供新的思路。
重要聲明
利益沖突聲明:本文全體作者閱讀并理解了《中國普外基礎與臨床雜志》的政策聲明,我們沒有相互競爭的利益。
作者貢獻聲明:殷德濤教授是本篇論文寫作指導者;杜公博負責查閱文獻和書寫論文。