（貴州醫(yī)科大學附屬醫(yī)院 甲狀腺外科，貴州 貴陽 550000）

甲狀腺癌（thyroid carcinoma）是內分泌系統(tǒng)最常見的惡性腫瘤，約占全身惡性腫瘤的1%，近年來其發(fā)病率在世界各地穩(wěn)步增長，其中甲狀腺乳頭狀癌（papillary thyroid carcinoma，PTC）發(fā)病率的增長速度最快，平均發(fā)病年齡更年輕[1-2]。PTC是起源于甲狀腺濾泡上皮細胞的分化型甲狀腺癌，是甲狀腺癌的最常見病理類型，占所有甲狀腺癌的85%～95%[3-4]。目前PTC的診斷主要依靠病史、?？撇轶w、頸部超聲及超聲引導下細針穿刺細胞學活檢（fine needle aspiration，FNA）等檢查[5]。PTC大致可分為惰型和侵襲型兩種類型，惰型病程進展緩慢，表現高度惰性，5年生存率＞95%，預后良好，但侵襲型PTC，例如伴有高齡，多灶性腫瘤，腺外侵犯，淋巴結轉移和遠處轉移特征的PTC可分化為更具致命性的甲狀腺癌，對手術、131I治療及術后TSH抑制治療等傳統(tǒng)治療效果不理想[6]。目前研究認為，PTC的發(fā)生與BRAF基因、RAS基因等癌基因的異常激活及P53抑癌基因失活密切相關，近年來因高通量RNA測序的出現，發(fā)現一些非編碼RNA，如微小RNA（microRNA，miRNA）、環(huán)狀RNA（circular RNA，circRNA）在甲狀腺癌中表達異常。

1 circRNA概述

circRNA是一類非編碼RNA，最初認為mRNA前體剪接錯誤產生的無功能副產物，然而隨著RNA測序技術的發(fā)展及高通量RNA測序的出現，發(fā)現其在多個細胞系中以及不同生物物種中存在，并根據不同的細胞類型，組織和發(fā)育階段顯示特定的表達模式，于1976年Sanger首次在病毒中發(fā)現[7-8]。circRNA是通過一種名為從“尾”到“頭”的反剪接機制產生的，即將基因3'端的外顯子反剪接到基因5'端的外顯子上，結合形成連續(xù)閉環(huán)的單鏈非編碼RNA分子[9]。根據circRNA來源，可大致分為3類，包括外顯子circRNA，內含子circRNA以及外顯子和內含子基因間circRNA[10-11]。與傳統(tǒng)的線性RNA相比，circRNA是共價閉合的連續(xù)環(huán)，沒有5'-3'端極性，無5'端帽子結構和3'端聚腺苷酸尾巴，也沒有蛋白質編碼能力[12-13]。circRNA參與疾病調控的機制通常包括：⑴ 作為內源性RNA的一部分即“miRNA海綿”調節(jié)靶基因表達；⑵ 調節(jié)RNA聚合酶II轉錄物的活性；⑶ 調節(jié)RNA結合蛋白；⑷ 與核糖體結合參與蛋白質的翻譯[14-15]。

2 circRNA與甲狀腺癌的關系

2.1 circRNA在甲狀腺癌發(fā)生、發(fā)展中的作用及機制

circRNA_RAPGEF5主要位于細胞核的7號染色體上，基因組長度為26 863 bp，剪接后的成熟序列長度為516 bp，由RAPGEF5基因的5個外顯子組成。circRNA_RAPGEF5在PTC組織和細胞系中表達上調，表達上調的circRNA_RAPGEF5通過與下游靶標miRNA-198結合使miRNA-198表達受抑，進而上調下游靶基因成纖維細胞生長因子受體1（FGFR1）的表達，促進上皮間質轉換（epithelial mesenchymal transition，EMT），從而促進細胞的增殖，遷移和侵襲而抑制細胞凋亡[16]。circRNA_0025033位于12號染色體上，是轉錄因子叉頭框1（FOXM1）基因的轉錄產物，circRNA_0025033在PTC組織和細胞中表達增加，而下游靶標miRNA-1231和miRNA-1304則表達減少，進一步研究發(fā)現，circRNA_0025033通過與miRNA-1231和miRNA-1304靶向結合使其表達下調，從而促進PTC細胞的增殖，遷移并抑制細胞凋亡[17]。

circRNA_0004458位于8號染色體上，由PSD3-mRNA的第5外顯子和第8外顯子剪接形成，基因組長度為448 bp，最佳轉錄本為NM_015310，最早在胃癌中發(fā)現[18]，circRNA_0004458在PTC組織和細胞中表達上調且miRNA-885-5p是circRNA_0004458的直接靶標，而RAC1蛋白是miR-885-5p的下游靶標，RAC1蛋白是一種細胞內信號分子，屬于Rho家族小G蛋白，在各種蛋白激酶的細胞生長，骨架形成，遷移，侵襲和激活中起著關鍵作用[19]。circRNA_0004458通過靶向結合miRNA-885-5p上調RAC1的表達，從而促進PTC的增殖，并抑制細胞周期停滯和凋亡，相反circ_0004458的沉默則抑制PTC的生長并誘導PTC細胞周期阻滯和凋亡，且circRNA_0004458的表達水平與腫瘤大小、浸潤程度、淋巴結轉移、遠處轉移、和TNM分期密切相關[20]。circRNA-NEK6是一種編碼NEK6-mRNA的外顯子circRNA，MiRNA-370-3p和人類卷曲蛋白8（FZD8）是其下游通路中的靶基因，circRNA-NEK6通過減少MiRNA-370-3p的表達而增加FZD8的表達并激活Wnt信號通路，進而促進腫瘤細胞的增殖和侵襲，而抑制凋亡[21]。

2.2 circRNA在甲狀腺癌中的表達及其與臨床病理的關系

2.2.1 表達上調的circRNAWei等[22]采用qRT-PCR技術檢測了41對PTC組織及癌旁正常組織的circ_ZFR表達，發(fā)現circ_ZFR在PTC組織中表達上調，其中III～IV期標本的circ_ZFR的表達顯著高于I～II期的標本，伴有轉移標本的circ_ZFR表達比非轉移樣本的表達高，原因為circ_ZFR通過充當下游靶基因miRNA-1261的“miRNA海綿”，靶向結合C8ORF4蛋白的3'-非翻譯區(qū)，使C8orf4蛋白表達上調，從而促進PTC細胞的的增殖，遷移和侵襲，因此，circ_ZFR在PTC的發(fā)生發(fā)展中起致癌基因的作用。Wang等[23]報道發(fā)現circ_0067934在甲狀腺癌組織和細胞中表達上調，且circ_0067934的表達水平與腫瘤大小，淋巴結轉移、AJCC分期呈正相關，而與患者生存率呈負相關，和年齡、性別沒有相關性，circRNA_0067934通過激活EMT和PI3K/Akt信號通路，調控細胞增殖、遷移、侵襲和凋亡，是甲狀腺癌預后的獨立危險因素。Liu等[24]分析發(fā)現，circ_0011385在PTC組織中表達上調，circ_0011385通過與miRNA-204-CDH2或miRNA-6777-VC靶向結合，在此基礎上通過參與p53信號通路，細胞黏附分子途徑等方式參與甲狀腺癌的發(fā)生發(fā)展。

血清外泌體呈囊狀，帶有雙膜，直徑約100 nm，內含轉運蛋白，主要存在于大多數細胞的小內分泌囊泡內[25]。相關研究發(fā)現外泌體中circRNA的濃度高于正常細胞的circRNA濃度，且外泌體中的circRNA可以反映細胞和組織中circRNA的水平[26]。Yang等[27]應用高通量測序從PTC患者血清中篩選出22個差異表達的circRNA，其中3個circRNA表達上調，19個circRNA表達下調，這些差異表達的circRNA通過參與甲狀腺激素信號通路、PI3K/Akt信號通路、5'-單磷酸腺苷AMPK信號通路和磷脂酰肌醇信號通路等16條信號通路參與PTC的發(fā)生發(fā)展。因此對血清外泌體中circRNA的表達進行檢測，有望成為PTC的潛在診斷及治療的分子生物標志物。Lan等[28]從90對PTC及癌旁正常甲狀腺組織行微陣列分析，發(fā)現87個顯著差異性表達的circRNA，其中41個表達上調，46個表達下調；在這些差異表達的circRNA中，外顯子circRNA 70個，內含子circRNA 7個；基因間circRNA 1個，其余9個來自轉錄重疊區(qū)域，并且這些差異表達的circRNA通過調控親本基因的表達參與PTC的發(fā)生發(fā)展。甲狀腺球蛋白（TG）是甲狀腺激素合成的基質，對甲狀腺激素的合成和分泌具有調節(jié)作用，TG的突變是導致先天性甲狀腺功能減低癥的重要原因之一。Teng等[29]研究了circRNA與TG之間的關系，發(fā)現在TG中circTG1-circTG6等6個circRNA的突變與PTC的不良預后顯著相關，且同一供體circRNA具有不同的受體，同一宿主基因的不同環(huán)狀RNA其表達譜具有差異性。

2.2.2 表達下調的circRNAcirc_0137287基因位于8號染色體上，長度為284 bp，基因符號為SLC26A7，主要存在于哺乳動物的大腦中[30]。Lan等[31]報道circ_0137287在PTC組織及細胞中表達下調，且表達下調的circ_0137287與PTC的腺外侵犯，淋巴結轉移，晚期T期和腫瘤大小等侵襲性臨床病理特征密切相關，尤其與腫瘤大小之間呈負相關，但與其他臨床病理參數（例如年齡，性別，TNM分期和腫瘤數量）之間沒有相關性，circ_0137287可作為PTC的診斷、腺外侵犯及淋巴結轉移的標志物，其敏感度和特異度分別為79.2%、90.0%、64.1%和65.4%、89.3%、38.9%。Ren等[32]對PTC和與之相匹配的非癌甲狀腺組織進行了circRNA微陣列分析，共鑒定出206個上調的circRNA和177個下調的circRNA，其中上調和下調最明顯的是circRNA_007148和circRNA_047771，且circRNA_047771的低表達與BRAFV600突變，淋巴結轉移以及晚期TNM分期呈負相關，而與其他臨床病理因素（包括年齡，性別，橋本甲狀腺炎的病史），甲狀腺影像報告和數據系統(tǒng)（TI-RAIDS），腫瘤大小和多灶性無關，相反circRNA_007148的高表達與淋巴結轉移呈正相關。Peng等[33]通過微陣列分析和qRTPCR驗證發(fā)現，與良性甲狀腺組織相比，PTC組織中circRNA_104566等12個circRNA表達明顯上 調，而circRNA_100777、circRNA_104348、circRNA_103454、circRNA_100395等4個circRNA表達顯著下調，進一步研究發(fā)現表達下調的circRNA_100395通過與下游靶標miR-141-3p/miR-200A-3p相互作用參與PTC的發(fā)生發(fā)展。

2.3 circRNA通過調控相關信號通路中的靶基因的表達、參與甲狀腺癌的發(fā)生發(fā)展

Wnt/β-catenin信號傳導通路是涉及腫瘤發(fā)生的經典途徑，Wnt/β-catenin通路的異常激活通常會導致多種癌癥的發(fā)展，例如重組人β-連環(huán)素蛋白互作蛋白1（CTNNBIP1）是β-連環(huán)蛋白（β-catenin）的相互作用蛋白，對Wnt/β-catenin通路具有負調控的作用[34]。Bi等[35]發(fā)現circRNA_102171在PTC組織和細胞中高表達，circRNA_102171通過與CTNNBIP1相互作用，阻止CTNNBIP1與β-catenin/TCF3/TCF4/LEF1復合物的結合，而促進β-catenin與TCF蛋白結合形成β-catenin/TCF復合物啟動轉錄，從而激活Wnt/β-catenin通路，促進甲狀腺甲狀腺癌的進展。敲除circRNA_102171能促進β-catenin與CTNNBIP1之間的相互作用，抑制Wnt /β-catenin通路的靶基因CCND1，CCND2，MYC和SOX4的表達，抑制PTC細胞的增殖、遷移和侵襲，同時誘導細胞凋亡。Wang等[36]報道發(fā)現circRNA-ITCH在PTC組織和細胞中表達下調，且miR-22-3p是circRNAITCH和CBLmRNA的共同靶基因，circRNA-ITCH通過與miR-22-3p靶向結合后促使核b-連環(huán)蛋白的E3連接酶（CBLmRNA）表達上調，從而抑制Wnt/b-catenin通路的靶基因（MYC、CCND1、SOX4）的表達并促進b-catenin的降解，抑制PTC的侵襲和轉移，在甲狀腺癌的進展中扮演著抑癌基因的作用。

單磷酸腺苷活化蛋白激酶（AMPK）是一種絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，是一種重要的細胞內信號通路，主要通過p53依賴方式對細胞周期進行調控，是一種腫瘤抑制激酶，對哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）起負調控作用[37]。mTOR是一種非典型的絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，是調節(jié)細胞生長、存活和運動的重要調節(jié)因子，mTOR的異常激活能抑制細胞自噬并增強細胞生長和增殖[38]。circRNA_0008274位于11號染色體上，基因符號為UGGT2。circRNA_0008274在PTC組織和細胞系中表達上調，circRNA_0008274通過抑制p-AMPK信號通路的激活并促進p-mTOR的表達，激活AMPK/mTOR信號通路，進而促進PTC細胞的增殖、侵襲及轉移并抑制凋亡，此外circRNA_0008274的表達與TNM分期和淋巴結轉移呈正相關，而與年齡，性別，甲狀腺腺外侵犯，原發(fā)腫瘤位置和腫瘤大小無關[39]。由notch受體、notch配體及notch的調節(jié)分子等組成的notch通路在生物進化中高度保守，能通過對腫瘤微環(huán)境、血管生成、上皮間質轉換、侵襲轉移等的調控參與腫瘤的發(fā)生進展[40]。circRNA_0058124位于2號染色體上，長度為864 bp，由纖連蛋白1基因組的5個外顯子組成，在腫瘤較大、甲狀腺腺外侵犯、淋巴結轉移或遠處轉移的PTC患者中的表達水平顯著增高，而與年齡、性別及病灶數量之間沒有相關性，circ_0058124通過作為miRNA-218-5p的“miRNA海綿”上調靶基因numb的表達，而numb是notch通路的一個強有力的抑制因子，因此上調的numb抑制notch3/gatad2A通路的激活，增強PTC細胞的增殖，遷移和侵襲并抑制凋亡，在甲狀腺癌的進展中扮演著癌基因啟動子的作用[41]。

3 展 望

circRNA在甲狀腺癌中表達紊亂。了解甲狀腺癌中特異性circRNA表達譜的變化及其生物學功能的差異，有望應用于甲狀腺癌的早期診斷、鑒別診斷、高危人群的普查、腫瘤預后評價、預測腫瘤轉移和復發(fā)。相信隨著新一代測序技術與基因芯片技術的廣泛應用，將有助于更加全面真實地揭示circRNA的功能和作用機制，也為甲狀腺癌的無創(chuàng)診斷、靶向治療提供新的思路及依據。