长链非编码RNA BANCR在甲状腺癌中表达和作用的研究进展.pdf

2 3 6CARCINOGENESIS，TERATOGENESIS&MUTAGENESIS综述癌变畸变突变Vol.35No.3May 2023长链非编码RNA BANCR在甲状腺癌中表达和作用的研究进展任红臻1，2，张洁1，#，郭艳英1，*(1新疆维吾尔自治区人民医院内分泌科，新疆乌鲁木齐830001；2新疆医科大学研究生学院，新疆乌鲁木齐830011)收稿日期：2022-09-13；修订日期：2023-03-23基金项目：国家自然科学基金(8186030463)作者信息：任红臻，E-mail：；#并列第一作者，张洁，E-mail：。*通信作者，郭艳英，E-mail：【摘要】随着甲状腺癌发病率的上升、分子生物学的发展以及分子检测技术水平的提高，长链非编码RNA(lncRNA)与甲状腺癌的关系逐渐被人们发现和重视。近年来lncRNA成为癌症发展机制及分子靶向治疗的研究热点，其中由BRAF基因激活的lncRNABANCR被认为是甲状腺癌发生发展的重要影响因素之一。本文综合了国内外最新研究进展，总结了lncRNA BANCR在甲状腺癌中的表达情况及与肿瘤发生发展相关的机制，指出lncRNA BANCR对于甲状腺癌诊断和预后判断有重要影响，也可能是治疗甲状腺癌一个新的潜在靶点，其相关机制还需要进一步深入研究。【关键词】长链非编码RNA；lncRNA BANCR；甲状腺癌；表达；作用机制中图分类号：R736.1文献标志码：A文章编号：1004-616X(2023)03-0236-04doi：10.3969/j.issn.1004-616x.2023.03.015近年来，全球甲状腺癌(thyroid cancer，TC)的发病率显著上升，主要是甲状腺乳头状癌(papillary thyroid cancer，PTC)的增加，占甲状腺癌的85%90%1-2。在我国过去10年间，甲状腺癌的发病率及死亡率均有显著升高，发病率平均年变化百分比为12.4%，死亡率平均年变化百分比为2.9%3。关于甲状腺癌的发病机制，既往大多数研究表明甲状腺癌发病的分子机制主要与丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)和磷脂酰肌醇-3激酶(phosphatidylinositol 3 kinase，PI3K)/(protein kinase，AKT)信号通路的失调，以及促甲状腺素/促甲状 腺 素 受 体(thyroidstimulatinghormone/thyroidstimulatinghormone receptor，TSH/TSHR)有关4，但其确切的进展机制仍未阐明。甲状腺癌发生发展的机制研究对于甲状腺癌患者的诊断、治疗及预后有重要意义。长链非编码RNA(long non-coding RNA，lncRNA)是一种长度大于200个核苷酸且无编码蛋白质功能的RNA，主要有4种作用模式5：信号、诱饵、脚手架、导向。lncRNA通过表观遗传、转录和转录后修饰在控制基因表达方面发挥重要作用，并且由于其调节功能，它们可能是癌症等疾病发病的重要影响因素6。目前甲状腺癌在DNA中的作用机制已有较多研究，然而在RNA中的作用机制还有待于进一步探讨。近年来随着对基因组研究的深入及检测技术的提高，研究发现有部分lncRNA在甲状腺癌的发生发展中发挥重要作用。其中由鼠类肉瘤滤过性病 毒 致 癌 同 源 体 B1(v-rafmurinesarcomaviraloncogenehomolog B1，BRAF)基因突变激活的长链非编码 RNA(BRAF-activated long non-coding RNA，lncRNA BANCR)与甲状腺癌发生和发展机制密切相关，lncRNA BANCR对其发挥促癌作用还是抑癌作用，目前存在争议。本文就lncRNA BNACR在甲状腺乳头状癌中的表达、作用机制，以及作用相悖的可能原因等研究证据展开概述，对相关研究进展进行梳理。1lncRNA BANCR在甲状腺癌中的表达和作用lncRNA BANCR 是一种由BRAF基因激活的长链非编码RNA，于2012年由Flockhart等7首次在伴有BRAF突变的黑色素瘤细胞中被发现。随着基因检测技术的发展进步，近些年来广大学者对于lncRNA BANCR的研究不断深入，发现lncRNABANCR对甲状腺乳头状癌的发生发展、临床病理特征、诊断及预后有着重要的影响。在关于lncRNA BANCR对肿瘤患者预后价值评价的 meta 分析中，表明 BNACR 过表达与总体生存率、淋巴结转移和远处转移密切相关8。lncRNA BANCR直接或间接参与和甲状腺癌发生发展机制相关的MAPK信号通路、PI3K-AKT信号通路、TSHR信号通路，并参与调节甲状腺肿瘤微环境、上皮-间充质转化、细胞自噬等9-10，进而调控甲状腺癌的增殖、侵袭、迁移能力和凋亡。目前关于lncRNA BANCR在甲状腺乳头状癌中的表达是上调还是下调，或者说其在PTC中充当癌基因还是抑癌基因的作用，学界持有不同观点。2lncRNA BANCR在甲状腺癌中表达上调及可能的相关调控机制2.1激活自噬lncRNA BANCR可激活自噬。自噬是一个吞噬自身细胞质蛋白或细胞器并使其包被进入囊泡，并与溶酶体融合形成自噬溶酶体，降解其所包裹的内容物的过程11。在正常生理状态综述癌变畸变突变2 3 7CARCINOGENESIS，TERATOGENESIS&MUTAGENESIS2023 年 5 月第 35 卷第 3 期下，细胞自噬有利于维持自身稳定状态，保持一种低水平、基础状态的自噬活性，对维持细胞自稳至关重要。然而在肿瘤形成环境下，细胞自噬可为肿瘤细胞提供丰富的营养，促进肿瘤增殖12。Wang等13的研究表明，在PTC中lncRNA BANCR表达水平上调，可激活自噬，导致自噬标记物LC3-/LC3-比值升高，促进甲状腺乳头状癌细胞株(IHH-4)增殖，通过自噬抑制剂(3-methyladenine，3-MA)抑制自噬则可消除BANCR过表达诱导的细胞增殖；并且在甲状腺乳头状癌细胞株IHH-4细胞中，lncRNA BANCR的敲除与抑制肿瘤细胞的增殖和促进凋亡有关。同样地，刘涛等14的研究发现，与正常甲状腺组织结果相比，甲状腺癌中lncRNA BANCR高表达，自噬蛋白表达水平也升高；同时，甲状腺癌的增殖、侵袭和凋亡等行为可以受lncRNA BANCR调控细胞自噬的影响；甲状腺癌的病理分期越高，lncRNA BANCR在甲状腺癌中表达水平就越高。2.2调节促甲状腺激素受体lncRNA BANCR通过调节TSHR来调节甲状腺癌的增殖。通过比较3种lncRNA(BANCR、PTCSC3和NAMA)在正常组织与PTC中的表达发现，只有lncRNA BANCR在PTC中表达显著上调15。TSHR是甲状腺生长和发挥生理作用的主要激素受体，TSHR基因甲基化在甲状腺癌的发生和发展中起关键作用16。近年来有学者认为可通过靶向TSHR来调控甲状腺癌的发生发展。果蝇 zeste 基因增强子同源物 2(enhancer of zeste homolog2，EZH2)是一种与癌症的发生和发展及不良预后相关的组蛋白甲基转移酶，EZH2的过表达与甲状腺癌的恶性肿瘤特征密切相关17。Zheng 等15研究表明 lncRNA BANCR 被 EZH2 高度富集。为进一步确定 lncRNA BANCR 敲除是否改变 TSHR 的表达，该课题组的研究结果提示 lncRNA BANCR 敲除细胞中TSHR的表达显著降低，这表明lncRNA BANCR可通过与EZH2结合而增强TSHR 表达。在通过PTC 组与对照组相比较中发现，PTC组中BANCR、TSHR和细胞周期蛋白(cyclin D1)表达增加，然而进一步对比BANCR敲除组与对照组发现，BANCR敲除导致 TSHR 和 cyclin D1 表达受抑制，结果说明 lncRNABANCR可能通过调控TSHR和cyclin D1的表达进而调控IHH-4细胞的生长的细胞周期，从而促进甲状腺癌的发展18。郝少龙等19总结了BANCR对甲状腺乳头状癌TSHR表达调控的研究后认为BRAF基因突变导致BANCR表达失调，进而导致TSHR基因甲基化，从而导致TSHR表达降低，最终对PTC的发生和发展产生重要影响。2.3lncRNA BANCR参与MAPK信号通路调控PTClncRNA BANCR参与MAPK信号通路调控PTC的侵袭性。甲状腺癌分子致病机制中最常见的通路为MAPK信号通路，其通过调节各种基因的表达，在调节细胞生长、增殖、凋亡和代谢活动中起着重要作用9，20。BRAF与ARAF、CRAF同属于丝氨酸/苏氨酸激酶家族(rat sarcoma，RAS)，BRAF基因突变为甲状腺癌中最常见的突变，BRAF基因与RAS结合后被激活转位到细胞膜上，进而激活MAPK信号通路下游效应器分子，从而影响细胞的生长、增殖，诱导肿瘤的形成21。lncRNA BANCR在甲状腺癌中的表达增加，其过度表达可上调MAPK信号通路磷酸化RAF蛋白(raf protein kinase，RAF)、磷酸化丝裂原活化蛋白(mitogen activated protein，MEK)、磷酸化细胞外信号调节激酶(extracellular signal-regulated kinase，ERK1/2)，使用MEK抑制剂(U0126)可抑制BANCR的上述影响；并且在PTC细胞株(BCPAP细胞)中，lncRNA BANCR的过表达可导致肿瘤干细胞(cancer stem cell，CSC)标记物(LGR5 和 EpCAM)的表达增加，肿瘤干细胞标记物与肿瘤的发生、转移、复发密切相关。在使用 U0126 后，LGR5 和 EpCAM 的表达下调，因此认为在 PTC中，BANCR 通过 MAPK 信号通路调节 LGR5 和 EpCAM 的表达，进而调控甲状腺癌的迁移、侵袭等22。另外，有研究表明，在 PTC 中 lncRNA BANCR 通过 MAPK 信号通路促进上皮-间充质转化(EMT)调控甲状腺癌的侵袭和转移。EMT是上皮细胞转化为间充质细胞表型的过程，对肿瘤的转移和侵袭有重要作用23。Wang 等24报道，lncRNA BANCR 在 PTC 中过度表达，其表达水平的增加与EMT诱导的标记物(N-黏蛋白和波形蛋白)的表达增加相关；与上述研究结果22一致，BANCR过度表达可能激活MAPK信号通路，使用U0126可逆转这种效应，所以lncRNA BANCR可能通过MAPK信号通路促进甲状腺乳头状癌中的EMT，从而促进迁移、侵袭等恶性特征的发生。3lncRNA BANCR在甲状腺癌中表达下调及可能的相关调控机制有研究结果表明，PTC中lncRNA BANCR表达水平下调。lncRNA BANCR 是一种抑制肿瘤生长转移的肿瘤抑制剂，lncRNA BANCR过表达抑制细胞增殖、迁移和侵袭，同时诱导肿瘤细胞凋亡；lncRNA BANCR表达水平的降低与肿瘤大小、多灶性病变PTC的分期相关；以上可能是因为lncRNA BANCR过表达使MAPK信号通路中的ERK1/2和P38失活，并且MEK抑制剂U0126可增强这种作用，从而降低PTC的增殖，促进细胞凋亡，抑制转移25。Zhang 等26研究结果表明，lncRNABANCR过表达损害了PTC细胞的迁移和侵袭，同时可诱导PTC细胞G2/M期阻滞并增强癌细胞的凋亡；lncRNA BANCR下调使得MAPK和PI3K-Akt通路异常激活，从而调节PTC的增殖和迁移，这些发现均揭示了BANCR在甲状腺癌变过程中起着肿瘤抑制作用。因此，lncRNA BANCR可能是一个潜在的治疗靶点，在甲状腺癌中BANCR的水平可作为衡量预后的标志。4BANCR在甲状腺癌中表达作用不同的原因关于lncRNA BANCR在甲状腺癌中的表达和功能，目前尚存在争议，有研究表明lncRNA BANCR在甲状腺癌中表达上调，作为致癌基因发挥促癌作用，然而另有研究认为BANCR在甲状腺癌中表达下调，具有抑癌作用，作为肿瘤的启动子27。我们通过查阅近年相关文献总结其结果相悖的可能原因主要有以下几方面：样本数量的差异。Liao等25、Zhang等26报道与正常组织相比，甲状腺癌中lncRNA BANCR的表达水平显著下调；然而，Wang等22报道，与癌旁正常组织相比，甲状腺癌中lncRNA BANCR的表达水平明显增高。这种结果差异可能源于检测组织样本数量的差异(Liao等、Zhang等用于检测的组织样本数量分别为92例、60例，而Wang等仅有30例)。肿瘤的异质性。不同细胞系(IHH-4、TPC-1、NPA 等)中综述癌变畸变突变2 3 8CARCINOGENESIS，TERATOGENESIS&MUTAGENESISVol.35No.3May 2023BANCR的表达模式不同。与正常甲状腺上皮细胞株(Nthy-ori3-1)相比，4种甲状腺癌细胞系(BCPAP、CAL-62、WRO、FTC-133)lncRNA BANCR的表达水平均显著升高，并且这4种甲状腺癌细胞系显示出不同的 BANCR 的表达水平(P0.01)22。另外，在样本数量一致的情况下，Zhang等26的研究中使用TPC-1和NPA细胞，表示BANCR的过表达损害了PTC细胞的迁移和侵袭，BANCR下调则可保护PTC细胞免受早期凋亡的影响。而Zheng等18使用IHH-4细胞，表示BANCR的表达通过调控TSHR来促进甲状腺恶性肿瘤的发展。同时，Zhang等26报道BANCR低表达水平与淋巴结转移显著相关，而Liao等25报道，BANCR表达下调与肿瘤大小、多灶性病变及病理分期相关。以上研究结果的差异可能源于肿瘤的异质性。由此可见，关于使用不同的细胞系是否是影响得出不同结果的影响因素之一，还需要深入研究。BRAF V600E突变状态的不同。Liao等25在过表达BANCR的TPC-1和K1细胞进行的细胞增殖和凋亡实验结果不同，他们认为可能与这些细胞不同的BRAF 状态有关，值得进一步研究。有研究在比较 PTC 中 BRAF V600E、lncRNA BANCR和微小RNA-9与临床病理特征的关系中，发现存在 BRAF V600E 突变的患者具有较高的 BANCR 过表达率28。近年来，有研究根据BRAF V600E基因突变存在与否，分情况来探讨 BANCR 表达水平升高对 PTC 的进展有不同影响29。研究结果表明在PTC中BANCR表达水平与BRAF V600E突变存在显著相关性，即BANCR表达水平上调还是下调，取决于BRAF V600E突变的存在与否。由于BRAF V600E突变的频率因研究而异，所以BRAF V600E突变在测试样本中的分布不同可能是之前研究中BANCR表达情况不同的原因。因此在不了解BRAF V600E突变状态的情况下，BANCR对于甲状腺癌恶化的影响还需进一步确认。从现有研究来看，BANCR在甲状腺癌发病过程中呈现出双向作用，这种效应的可能解释是因为其组织特异性和靶点的多样性，某些调节 BANCR 效应的突变(BRAF V600E 等)的存在，还有肿瘤的异质性，不同研究样本数量的差异以及其他需要在未来研究中揭示的混杂因素30。关于lncRNA BANCR在甲状腺癌中的作用，值得广大学者进一步深入研究，为甲状腺癌的诊断、治疗及预后提供新的诊疗思路。5总结综上所述，在甲状腺癌中，lncRNA BANCR的研究目前处于初始阶段。由于研究样本数量的差异、肿瘤的异质性、相关基因突变的影响，以及各种未知的混杂因素等多方面的相互作用，lncRNA BANCR在甲状腺癌中的表达及作用机制目前仍处于 争 议 之 中。lncRNA BANCR 通 过 对 MAPK 信 号 通 路、TSHR、自噬等调控，参与甲状腺癌的发生和发展，为其提供了一种新的机制。表明lncRNA BANCR对于甲状腺癌诊断和判断预后有重要影响，也可能是一个治疗甲状腺癌新的潜在靶点，但其作为PTC发展的预后生物标志物或治疗靶点的价值还有待进一步多层面展开研究。参考文献1SEIB C D,SOSA J A.Evolving understanding of the epidemiology ofthyroid cancerJ.Endocrinol Metab Clin N Am,2019,48(1):23-35.2XING M Z,ALZAHRANI A S,CARSON K A,et al.Associationbetween BRAF V600E mutation and mortality in patients with papillarythyroid cancerJ.JAMA,2013,309(14):1493-1501.3WANG J Y,YU F F,SHANG Y N,et al.Thyroid cancer:incidence andmortality trends in China,2005-2015J.Endocrine,2020,68(1):163-173.4PRETE A,BORGES DE SOUZA P,CENSI S,et al.Update onfundamental mechanisms of thyroid cancerJ.Front Endocrinol,2020,11:102.5秦汝佳,赵再礼,孙传政.长链非编码RNA在甲状腺癌中的研究进展J.国际耳鼻咽喉头颈外科杂志,2020,44(1):33-36.6JIANG M C,NI J J,CUI W Y,et al.Emerging roles of lncRNA incancer and therapeutic opportunitiesJ.Am J Cancer 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