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BRAF V600E驱动型甲状腺癌中miR-31的作用及靶向治疗研究

2025年12月15日

整理：肿瘤资讯

来源：肿瘤资讯

甲状腺乳头状癌（PTC）是内分泌系统最常见的恶性肿瘤，多数患者经手术及放射性碘（RAI）治疗可长期生存，但5%~10%患者常因肿瘤细胞去分化导致摄碘功能丧失，发展为预后较差的RAI难治性甲状腺癌。BRAF V600E突变作为PTC最常见的驱动突变，通过持续激活MAPK通路促进肿瘤增殖、转移及去分化，但其具体调控网络，尤其是非编码RNA的作用尚未明确。本研究系统解析miR-31在BRAF V600E诱导的PTC发生发展与去分化中的核心作用，探索靶向miR-31联合RAI治疗的可行性。【肿瘤资讯】特此整理核心内容，以飨读者。

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研究背景

PTC的去分化是RAI治疗失效的核心原因，表现为甲状腺特异性基因表达缺失，而BRAF V600E突变是这一过程的关键驱动因素。微小RNA（miRNA）作为转录后调控分子，广泛参与细胞增殖、凋亡及分化等过程，在肿瘤中可作为致癌基因或抑癌基因。

有关miR-31在BRAF V600E驱动PTC中的功能，现有研究结论存在争议：部分研究显示其在侵袭性PTC中高表达，与分化程度负相关；另有体外研究提示其可能为抑癌基因。基于此，该研究提出核心假设：miR-31是MAPK通路下游关键效应分子，通过维持Wnt/β-catenin通路活性驱动肿瘤去分化；靶向沉默miR-31可逆转去分化，恢复RAI敏感性，为RAI难治性PTC提供新治疗思路。

研究方法

临床样本与生物信息学分析

研究收集天津医科大学肿瘤医院PTC手术标本，分为肿瘤组织与癌旁正常组织，通过PCR及DNA测序明确BRAF基因型（野生型BRAF WT与突变型BRAF V600E），分析miR-31表达与临床病理特征的关联。同时，利用癌症基因组图谱的THCA数据集，验证miR-31丰度与甲状腺分化评分（TDS）、BRAF-RAS评分（BRS）的相关性，以增强数据普适性与可靠性。

动物模型构建

通过TPO-Cre工具鼠与LSL-BrafV600E小鼠杂交，建立甲状腺特异性BRAF V600E驱动的PTC模型（mPTC小鼠）；进一步与miR-31flox/flox小鼠杂交，构建BRAF V600E背景下miR-31特异性敲除模型（mPTC/miR-31-/-小鼠）。引入Rosa26-mTmG荧光报告系统，使BRAF突变肿瘤细胞表达绿色荧光（GFP+），便于流式分选原代肿瘤细胞，动态观察miR-31缺失对肿瘤发生、生长及病理形态的影响。

体外机制与药物研发

在BRAF突变型细胞系（K1、BCPAP）中，通过shRNA敲低BRAF及MAPK通路分子，结合双荧光素酶报告、染色质免疫共沉淀（ChIP），验证c-Jun对miR-31启动子的调控。通过RNA测序结合生物信息学预测，筛选miR-31下游靶基因，并用Western Blot及3'-UTR荧光素酶实验验证。制备负载miR-31拮抗剂及¹³¹I的介孔二氧化硅纳米颗粒，表征其理化性质及体外释放动力学，评估诊疗一体化潜力。

研究结果

miR-31的异常表达与上游调控机制

临床样本分析显示，PTC肿瘤组织中miR-31表达显著高于癌旁组织，且BRAF V600E突变型患者中升高更显著。TCGA数据证实，miR-31高表达与TDS降低呈强相关性，即miR-31水平越高，肿瘤分化越差。机制上，BRAF抑制剂（PLX4032）或MEK抑制剂可剂量依赖性降低miR-31水平；ChIP实验证实，MAPK通路下游的c-Jun可直接结合miR-31启动子-1128bp位点，启动其转录，形成BRAF-MAPK-c-Jun-miR-31调控轴。

miR-31的促癌与去分化功能

mPTC小鼠中，5周龄即出现弥漫性甲状腺癌变，滤泡结构破坏；而mPTC/miR-31-/-小鼠肿瘤负荷减轻、生长减缓，且保留更多正常滤泡结构。转录组分析显示，miR-31敲除后抑癌基因CEBPA和DACH1表达显著回升，双荧光素酶实验证实二者为miR-31的直接靶基因（miR-31通过结合其3'-UTR抑制翻译）。进一步研究发现，CEBPA和DACH1可诱导Wnt通路抑制剂（AXIN1、CD9、CD82）表达，而miR-31高表达会解除该抑制，导致β-catenin胞质积累并入核，激活促增殖与去分化基因转录。

对RAI敏感性的影响及纳米药物疗效

mPTC小鼠因去分化导致NIS表达极低，SPECT/CT显示甲状腺区域几乎无放射性摄取；而miR-31敲除小鼠恢复了PAX8、TPO、NIS等分化标志物表达，99mTcO4和¹³¹I摄取能力达野生型小鼠的70%~80%，并且碘的滞留时间延长至72小时以上。负载miR-31拮抗剂的¹³¹I纳米颗粒（MSNs-BSA-Anta-¹³¹I）在活体实验中，通过SPECT/CT实现肿瘤可视化，联合治疗显著抑制肿瘤生长，且无明显肝肾毒性。

研究讨论

该研究明确了miR-31在BRAF V600E突变导致甲状腺癌去分化过程中的关键作用，填补了相关分子机制空白。既往研究证实MAPK通路激活是PTC发生的始动因素，但对其如何抑制碘摄取功能的细节了解有限。该研究首次阐明miR-31作为连接上游MAPK信号与下游Wnt/β-catenin信号的关键分子，解释了单纯使用BRAF抑制剂难以完全恢复部分患者碘摄取功能的原因——可能与miR-31介导的下游网络稳定性或反馈回路有关。miR-31通过抑制这两个转录因子，间接下调多个Wnt通路抑制剂，维持β-catenin高活性状态。这种多靶点调控模式提示miR-31是潜在治疗靶点，单一干预核心节点可能产生系统性治疗效果。此外，靶向miR-31策略无需直接干扰MAPK通路（该通路对正常细胞生理功能至关重要），且能延长放射性碘在肿瘤内的滞留时间，直接提升内放射疗效。

然而，小鼠甲状腺结构与人类存在差异，因此难以完全模拟人类肿瘤免疫微环境。同时，纳米药物需在大型动物中进行药代动力学及长期毒理学评估。未来需开发miR-31伴随诊断试剂盒，筛选潜在获益患者，并探索与酪氨酸激酶抑制剂（TKIs）的联合应用。

结论

该研究构建了BRAF-c-Jun-miR-31-CEBPA/DACH1-Wnt/β-catenin致癌与去分化信号轴，证实miR-31是BRAFV600E驱动PTC发生及碘摄取能力丧失的关键分子。通过遗传学敲除或纳米药物靶向抑制miR-31，可有效逆转去分化，恢复RAI敏感性。这一发现深化了对甲状腺癌进展机制的理解，为RAI难治性PTC提供了“再分化+内放射”联合治疗新策略，有望改善晚期患者预后。

参考文献

Zhang P, Guan L, Sun W, et al. Targeting miR-31 represses tumourigenesis and dedifferentiation of BRAFV600E-associated thyroid carcinoma. Clin Transl Med. 2024;14(5):e1694.

审批码TAC0058194-119881，有效期为2025-12-15至2026-12-14，资料过期，视同作废

责任编辑：肿瘤资讯-Ethon
排版编辑：肿瘤资讯-Vickey