
甲状腺癌是最常见的头颈部恶性肿瘤,发病率呈逐年上升趋势。因此探究甲状腺癌的发生、发展机制,开发甲状腺癌诊断标志物和治疗靶点,对提高甲状腺癌的疗效、延长患者生存时间具有重要意义。前期研究中发现长链非编码RNA(lncRNA)DANCR在甲状腺癌中异常高表达,可通过影响miRNA-185-5p及转录因子SMARCB1来促进富含亮氨酸重复序列激酶2(LRRK2)的表达,间接参与细胞自噬而调控甲状腺癌的发展,有望成为甲状腺癌诊断及治疗的新靶点。文章就lncRNA DANCR在甲状腺癌中的调控机制进行介绍,为甲状腺癌的基础研究和临床诊疗提供新思路。
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甲状腺癌是最常见的头颈部恶性肿瘤[1]。2018年全球新发甲状腺癌病例数约为57万例,发病率占恶性肿瘤的1.0%~1.5%,发病率在所有癌症中列第9位[2]。我国新发甲状腺癌病例数占全球15.6%,因甲状腺癌死亡例数占全球13.8%,严重危害人类健康[3]。长链非编码RNA(lncRNA)是一种长度>200 nt的单链RNA非编码转录本,其不含有开放阅读框,故无法编码蛋白,而是通过表观遗传调控、转录调控及转录后调控等方式调控基因的表达水平,与肿瘤有着密切的关系[4,5]。本课题组研究发现,lncRNA DANCR可能通过miRNA-185-5p(miR-185-5p)和SMARCB1调控LRRK2的表达,影响甲状腺癌的发生、发展过程,现结合目前国内外相关领域的研究进展和本课题组的相关研究进行综述。
甲状腺癌最初临床表现为无痛性的甲状腺结节,而一般良、恶性结节的症状和体征无明显区别,极易误诊。因此,甲状腺癌的早期诊断是甲状腺癌患者取得满意治疗并具有良好预后的关键因素[6]。目前肿瘤分子标志物的检测准确性高、敏感性强,大大提高了肿瘤诊断的准确性。但是在甲状腺癌中,该类型的分子标志物较少,尚不能满足临床诊断需要[7]。在所有的甲状腺癌中,约90%患者是可以临床治愈的,但仍有10%患者存在远处转移,需采用手术、131I并辅以甲状腺激素抑制的三步综合治疗法[8]。另外,约50%患者转移病灶可以摄取131I,早期治疗有效,但后期或者治疗过程中病程依旧继续进展。针对此类甲状腺癌的治疗,尚无有效治疗策略。
自噬是一种细胞通过溶酶体对细胞内细胞器和细胞质进行降解的程序性细胞死亡过程[9]。自噬能维持细胞稳态,当自噬异常时会导致多种疾病发生。如自噬能抑制乳腺癌的迁移和侵袭[10],增强肺癌化疗敏感性或抑制甲状腺癌的淋巴结转移[11,12]。LRRK2是一个含有3个激酶结构域的大分子蛋白,其主要分布于免疫细胞、神经细胞和上皮细胞等多种类型细胞的细胞质中,参与了多种信号通路的调控。Manzoni等[12]发现LRRK2能通过PI3K通路调控Beclin1的活性,从而导致自噬的发生。Jiang等[13]发现LRRK2的下调可抑制JNK信号通路的激活,从而促进甲状腺癌细胞的凋亡和周期阻滞,抑制甲状腺癌细胞的增殖和转移,说明LRRK2在甲状腺癌的发病过程中起到了推动性作用,并且此作用可能和抑制癌细胞的自噬及延缓细胞凋亡有关。我们在前期研究中,通过芯片GSE33630数据分析发现LRRK2在甲状腺癌中高表达,临床组织试验显示了同样的结果;且在之前的工作中,我们发现LRRK2与甲状腺癌细胞增殖、凋亡和自噬相关[14]。LRRK2是否通过调控自噬参与甲状腺癌的发生、发展及其机制,我们课题组后续将继续研究。
miRNA是一类长约22nt的内源性单链非编码RNA,可通过与靶基因mRNA的3'端非翻译区或者编码序列的互补序列特异性结合而识别靶标,并通过RNA诱导沉默复合物来降解靶mRNA或抑制翻译,负性调控靶基因的表达,从而参与生物体的生长、发育、分化以及疾病等的发生[15]。miR-185-5p被认为是一种抑癌基因,在多种癌症中异常低表达。如miR-185-5p在肝癌中低表达,低表达的miR-185-5p导致ROCK2表达上调,激活Rho通路,导致肝癌的恶性转移[16];在胰腺癌中,高表达的lnc RNCR3吸附miR-185-5p,导致miR-185-5p表达下调,促进BRD8的表达,从而促进胰腺癌的疾病进程[17]。miR-185-5p在甲状腺癌中低表达,但在甲状腺癌中的功能及作用机制尚未明确[18]。我们在前期研究中,RAID、Targetscan、mirDIP网站预测结果显示,与LRRK2靶向结合关系较强的miRNA中包含miR-185-5p,同时临床试验结果表明,miR-185-5p在甲状腺癌中显著下调。
我们还在前期研究中通过STRING网站,将与LRRK2结合的转录因子(共15个)以及甲状腺癌相关基因(前15个)一起进行蛋白互作,锁定转录因子SMARCB1,此外TFCatWiki网站分析发现转录因子SMARCB1发挥激活作用。SMARCB1是肌动蛋白依赖性染色质调节蛋白家族的一员,常常作为染色质重塑复合物的亚基发挥转录调控作用。研究发现,SMARCB1是一个肿瘤相关因子[19]。如SMARCB1能通过诱导p16表达,抑制CDK4和CDK6的表达,从而导致恶性横纹肌样癌细胞发生G0/G1期阻滞,抑制肿瘤生长[20];也能通过结合GLI1和Ptch1基因的启动子区,导致GLI1和Ptch1的表达下调,激活Hedgehog通路,从而调控肿瘤生长、增殖和药物应答[21]。在上皮样肉瘤、神经鞘瘤、肝癌、胃癌及胰腺癌等肿瘤中均发现SMARCB1表达下调[22]。SMARCB1在甲状腺癌中表达下调,且与甲状腺癌预后负相关[23]。有研究使用二代测序技术检测滤泡型甲状腺腺瘤和滤泡型甲状腺癌之间基因表达谱的差异,发现SMARCB1等基因在滤泡型甲状腺癌组织中发生突变,在滤泡型甲状腺腺瘤组织中无突变,说明SMARCB1很可能与滤泡型甲状腺癌的发生、发展有密切关系[24]。可见,miR-185-5p和SMARCB1蛋白可能参与LRRK2基因表达的调控。
lncRNA在生物学进程中发挥多种作用,如表观遗传调控、染色质重构、基因转录、蛋白质转运、细胞分化、细胞运输等[25]。研究显示,lncRNA一方面可作为竞争性内源RNA(ceRNA)吸附miRNA,通过下调miRNA的表达来调控下游基因的转录活性;另一方面,也可以结合或移除一些转录因子或蛋白质来调控基因表达[26]。如lncRNA ROR在缺血再灌注损伤细胞模型PC12中表达显著上调,荧光素酶报告分析发现lncRNA ROR能靶向抑制miR-135a-5p的表达,导致ROCK1/2表达上调,促进大脑缺氧/复氧损伤[27];lncRNA00460在骨肉瘤中高表达,敲除lncRNA 00460可以抑制骨肉瘤细胞的增殖和侵袭,进一步研究发现,lncRNA00460可以作为ceRNA吸附miR-1224-5p,解除miR-1224-5p对FADS1的抑制,导致FADS1表达上调,最终促进骨肉瘤的恶性化[28];lncRNA MTA2TR在胰腺癌中高表达,敲除lncRNA MTA2TR可在体内、外水平抑制胰腺癌的增殖和侵袭,免疫共沉淀发现,lncRNA MTA2TR可以招募转录因子ATF3集合到MTA2基因启动子区域,从而促进胰腺癌的恶性化[29]。lncRNA FOXD2-AS1可通过与miR-185-5p的相互作用进一步调控甲状腺癌细胞周期和凋亡通路,过表达的lncRNA FOXD2-AS1可逆转miR-185-5p对甲状腺癌的抑制作用,促进甲状腺癌细胞的增殖和侵袭[30]。以上研究结果提示,lncRNA可以通过多种方式参与信号转导,通过对microRNA的调节影响癌症进展。
我们在前期研究中,RNAInter网站预测与SMARCB1蛋白结合的lncRNA以及miR-185-5p上游lncRNA,两者取交集,锁定lncRNA DANCR;RNAInter网站和RPISeq网站预测lncRNA DANCR与SMARCB1的结合情况。Starbase网站预测lncRNA DANCR与miR-185-5p的结合情况。此外,在线网站RNALocate和lncATLAS预测发现lncRNA DANCR在细胞核和细胞质中均有表达,longtarget网站预测结果显示,lncRNA DANCR与LRRK2基因启动子以RNA-DNA形式结合。GEPIA网站分析结果显示,lncRNA DANCR在甲状腺癌中显著上调;我们还检测了lncRNA DANCR在甲状腺癌患者癌及癌旁组织中的表达,结果显示其在甲状腺癌中上调;同时lncRNA DANCR与LRRK2表达量呈正相关。lncRNA DANCR是一个肿瘤相关基因,其异常表达与多种肿瘤的发生、发展相关,包括结直肠癌、肺癌、乳腺癌、肝癌以及胃癌等[31]。目前,有报道显示,lncRNA DANCR在甲状腺癌组织中异常高表达,并且其表达量与甲状腺癌的恶性程度相关,但是lncRNA DANCR在甲状腺癌中的功能及调控机制尚鲜见报道,有待我们进一步深入研究[32]。
综上所述,我们提出在甲状腺癌中lncRNA DANCR表达上调,lncRNA DANCR可通过特定方式参与LRRK2基因的表达调控,导致LRRK2表达上调,而LRRK2则可通过抑制自噬的发生,来促进甲状腺癌的疾病进程。这一设想还需要进一步被验证,如果验证成功将有助于甲状腺癌领域的深层次研究,进一步阐明甲状腺癌发生、发展的分子机制,为甲状腺癌的诊断分子标志物及治疗靶点的开发奠定理论基础。
所有作者均声明不存在利益冲突

























