循环系统exosomal miRNAs 对甲状腺乳头状癌诊断、分期及预后的影响及功能研究

Exosomes, secreted by several cell types, including cancer cells, can be isolated from the peripheral blood and have been shown to be powerful markers of disease progression in cancer. In our previous study, we examined the diagnostic and prognostic significance of circulating exosomal microRNAs (miRNAs) in papillary thyroid cancer (PTC). We analyzed exosomes isolated from plasma samples of PTC patients, nodular goiter (NG) patients and healthy controls by small RNA sequencing of circulating exosomes. Four of these miRNAs (which were reported to be tumor-suppressor miRNAs in PTC), namely miR-34b-3p, miR-130b-3p, miR-1-3p and miR-138-5p was associated with PTC and miR-34b-3p was significantly associated with PTC with lymph node metastasis. Based on our experimental data, the current project will focus on: 1. Identify the clinical significance of circulating exosomal miR-34b-3p, miR-130b-3p, miR-1-3p and miR-138-5p with expanded cases study; 2. Characterize miR-34b-3p functions of cell proliferation, apoptosis, motility, tumor angiogenesis and exosomes-secretion in vitro and vivo; 3. RPPA (Reverse phase protein assay) and bioinformatic analysis indicates the pathway that miR-34b-3p influence and miR-34b-3p direct target mRNA respectively, revealing the mechanism of miR-34b-3p’s functions in PTC. Testing PTC specific exosomal miRNAs in plasma will provide a useful method for screening PTC or tumor diagnosis, and funtional analysis of PTC with LN will introduce new directions for investigating the new target for therapy.

外泌体是由细胞分泌的直径30-120nm的囊泡。循环外周血分离出的外泌体可作为疾病尤其是肿瘤的诊断和预后的生物学指标。我们前期研究通过少量样本的深度测序解析，对比甲状腺乳头状癌、良性结节患者及正常个体的外周血外泌体微小RNA组成, 筛选PTC特异的外泌体微小RNA及伴随淋巴结转移的PTC特异外泌体微小RNA (miR-34b)。本项目拟扩大病例数验证血浆外泌体微小RNA在相应样本中的表达差异；同时在体内外探索干扰miR-34b对PTC生物学行为的影响，采用反向蛋白芯片、生物信息学分析及报告基因法探讨miR-34b影响其生物学行为的机制。外周血PTC特异的微小RNA检测为PTC的筛查提供了新的思路，本研究将为此种检测方案的开发提供重要基础数据和初步尝试，将为PTC早期诊断、预测淋巴结转移和预后提供重要的手段；针对miR-34b在PTC中的功能和机制分析，将为PTC靶向治疗提供新的研究方向。

外泌体是由细胞分泌的直径40-150nm的囊泡。循环外周血分离出的外泌体可作为疾病尤其是肿瘤的诊断和预后的生物学指标，也在肿瘤发生发展和信息传递中发挥着重要作用。甲状腺乳头状癌虽然总体预后良好，然而术前颈部淋巴结转移的不确定性影响着治疗方案选择，远处转移和碘耐受等晚期甲状腺癌目前尚无有效治疗方法。.在本研究中，我们通过血浆样本外泌体miRNAs微阵列芯片分析、筛选，以及大样本的RT-qPCR验证，发现甲状腺乳头状癌淋巴结转移和远处转移的特异性外泌体miRNAs诊断组，具有较高的灵敏度和特异度，其中血浆外泌体miR-6774-3p对颈部淋巴结转移预测效能最佳，而miR-519e-5p与远处转移的关联性最强。进一步，我们通过体内外实验研究发现，miR-6774-3p及miR-519e-5p对甲状腺乳头状癌生长、侵袭具有明显的抑制作用，其中miR-6774-3p对内皮细胞小管形成也显著抑制，提示其在甲状腺癌淋巴结转移中的抑制作用。表达量分析发现，miR-6774-3p和miR-519e-5p在转移组甲状腺癌外泌体中高表达，而在原发灶中低表达，提示外泌体可能存在主动分拣抑癌性miRNAs并排出肿瘤胞外进而促进肿瘤发展的潜在机制。最后，我们通过生物信息学分析及体内外实验，发现miR-6774-3p对TMSB10、miR-519e-5p对PLAGL2这两个促癌基因具有明显抑制作用，进而影响甲状腺乳头状癌的发展和转移。.综上，我们的研究发现了预测甲状腺乳头状癌淋巴结转移和远处转移的特异性外泌体miRNAs，这对甲状腺癌的早期诊断，治疗方案评估和预后评价具有重要意义。此外，我们发现miR-6774-3p通过抑制TMSB10、miR-519e-5p通过抑制PLAGL2影响甲状腺乳头状癌的发展和转移，这为晚期难治性甲状腺癌的潜在治疗靶点提供了方向和参考。