基于microRNA研究雌激素在甲状腺乳头状癌中的致病作用

Thyroid cancer is one of the most common malignancies in endocrine system, and the majority of thyroid cancer is papillary thyroid carcinoma. The incidence is significantly higher in female than in male, and the male-female ratio is about 1:3, suggesting that estrogen plays an important role in thyroid cancer. MicroRNAs (miRNAs) are a class of small non-coding RNA that regulate gene expression by binding to the 3'-untranslated region (3'UTR) of target genes. MiRNAs function as gene regulators thereby controlling many biological processes including hormone secretion, growth and development, and tumorigenesis. The present study intends to enroll the patients of papillary thyroid cancer in Yunnan Province. Abnormal expressed miRNAs in male patients and female patients are detected using genome wide miRNA microarray and quantitative real-time PCR (qRT-PCR). And then, the most significant differentially expressed miRNA is identified through comparing the abnormal expressed miRNA profiles. The function and target genes of miRNA are performed using functional experiments in vivo (nude mice) and in vitro (cell lines). Next, the effects of miRNA on regulating estrogen are evaluated. By the above researches, this study wants to investigate whether miRNAs play a significant role in papillary thyroid cancer by regulating estrogen related pathways, and uncover the different molecular mechanisms of papillary thyroid cancer between male and female patients.

甲状腺癌是内分泌系统最常见的恶性肿瘤之一，乳头状癌是其中最常见的类型。女性的发病率显著高于男性，男、女发病比例大约为1:3，提示雌激素在其中起重要作用。microRNAs(miRNAs)是一类非常重要的非编码小RNA，它通过结合到3'非编码区调控基因的表达，在激素分泌、生长发育、肿瘤发生等多个过程中都发挥重要作用。本项目拟选取云南甲状腺乳头状癌病人作为研究对象，利用全基因组miRNA表达芯片、实时荧光定量PCR（qRT-PCR）等技术检测男性、女性病人中异常表达的miRNA图谱，继而筛选出男、女病人之间差异最显著的miRNA；通过体内（裸鼠）和体外（细胞系）功能实验证实差异最显著miRNA发挥的具体功能与调控的靶基因，以及对雌激素的调控作用。通过上述研究，本项目期望探索miRNA是否通过调控雌激素相关通路在甲状腺乳头状癌中起作用，阐明男、女甲状腺乳头状癌发病率不同的分子机制。

甲状腺癌是内分泌系统最常见的恶性肿瘤之一，占全身肿瘤的1.7%左右，乳头状癌是其中最常见的类型。近年来，甲状腺癌在全球的发病率呈逐年上升趋势，是内分泌系统肿瘤研究的热点。女性的发病率显著高于男性，男、女发病比例大约为1:3，提示雌激素在其中起重要作用。microRNAs是一类非常重要的非编码小RNA，它通过结合到3'非编码区调控基因的表达，在激素分泌、生长发育、肿瘤发生等多个过程中都发挥重要作用。我们对21例云南甲状腺乳头状癌病人（包括癌组织和癌旁组织），利用二代测序技术、全基因组表达谱芯片技术对全基因组microRNA、mRNA的表达水平进行了检测。对microRNA和mRNA两方面的数据进行了联合分析。遗憾的是我们没有找到与雌激素通路相关的microRNA。但是，基于上述筛选出的差异表达microRNA，以及差异表达mRNA，我们选取了miR-221以及基因Rab23、DDX46作为深入研究的对象。首先，我们在大量的病人样本中进行了荧光定量PCR实验，验证了高通量的实验结果。其次，我们构建了慢病毒载体，进行了细胞学功能实验，主要的实验包括细胞增值、凋亡、细胞迁徙、细胞周期等。实验结果表明miR-221，以及Rab23、DDX46基因在细胞的增值、凋亡、迁移、侵袭等方面确实发挥作用。荧光素酶报告实验表明miR-221通过结合3’非翻译区调控Rab23基因的表达水平。通过本项目的研究，虽然没有找到雌激素相关的microRNA在甲状腺乳头状癌中发挥作用，但是我们通过二代测序等高通量实验技术筛选出大量数据，并且针对目标microRNA及基因展开功能探索，为理解甲状腺乳头状癌的发病机制提供了更多的依据。