EZH1基因Q571R热点突变在甲状腺良性结节发生中的作用与机制研究

Understand the molecular mechanism of benign thyroid nodule is very important to improve the accuracy of diagnosing malignant thyroid nodule before surgery. However, the genomic alterations for benign thyroid nodule, especially adenomatoid nodule, one of the most common type of hyperplasia lesion, are ill-studied. To systematically investigate the genetic characteristics of benign thyroid nodules we performed whole exome sequencing and/or transcriptome sequencing on adenomatoid nodules and found recurrent point mutations of EZH1Q571R. In an enlarged sample size we confirmed the frequency of EZH1Q571R mutation is 9.3%, suggesting a causal role of EZH1Q571R mutation in the formation of adenomatoid nodule. This project is designed to illustrate the of EZH1Q571R hotspot mutation in the formation of benign thyroid nodule. This includes whether and how it effects the differentiation of thyroid follicle, the synthesis and secretion of thyroid hormone, the response to TSH regulation, and the tumorigenesis related activities. Whether adding this mutation in the current molecular test panel should improve the current diagnosis accuracy will also be evaluated. This project will provide evidence for understanding the molecular basis of benign thyroid nodule and offer a modified molecular test panel to improve the accuracy of the current molecular testing for thyroid cancer.

理解甲状腺良性结节发生的分子机制对于进一步提高良恶性甲状腺结节的术前诊断有重要意义，但目前对于良性甲状腺结节发生的分子机制了解很少。腺瘤样甲状腺结节是最为常见的良性甲状腺结节。课题组前期通过对腺瘤样结节进行全外显子组测序，发现腺瘤样结节存在高频EZH1基因Q571R突变，扩大样本证实其发生频率高达9.3%，提示EZH1基因Q571R突变在良性甲状腺结节的发生过程中发挥重要作用。本课题拟进一步通过细胞模型与小鼠模型评估EZH1基因Q571R突变对于甲状腺滤泡上皮细胞在分化、甲状腺激素的合成与分泌、对于TSH的反应以及肿瘤学行为的影响，以及上述过程的分子机制，进而评估EZH1基因Q571R突变检测对于不能明确良恶性的甲状腺结节的诊断价值。本研究将为深入理解甲状腺良性结节的形成机制提供科学证据，并为甲状腺癌的分子诊断增加阴性标记物，降低良性甲状腺结节的手术比例。

目前对于良性甲状腺结节发生的分子机制了解很少，后者对于进一步提高良恶性甲状腺结节的术前诊断有重要意义。本课题拟评估EZH1基因Q571R突变对于甲状腺滤泡上皮细胞在分化、甲状腺激素的合成与分泌、对于TSH的反应以及肿瘤学行为的影响，以及对于不能明确良恶性的甲状腺结节的诊断价值。主要成果如下：1、建立了纳入涵盖甲状腺乳头状癌、甲状腺滤泡腺瘤、甲状腺髓样癌等病理类型的甲状腺结节样本库，截至2021年12月，样本库总计来自988个甲状腺结节患者的1093甲状腺结节样本；2、对217例FNAB不能确定或滤泡型腺瘤结节进行了EZH1、SPOP热点区域Sanger测序，其中2例检出了SPOP P94R突变（2/217），但EZH1 Q579R突变未发现；3、为弥补Sanger测序无法检测低丰度体细胞变异及检测多基因时效能低的局限性，本课题建立了纳入包含EZH1、SPOP、ZNF148在内的113个甲状腺结节发生发展及甲状腺激素合成相关基因的二代靶向测序Panel（ThyNod Panel）用于甲状腺结节的分子特征分析；4、结果发现在恶性肿瘤占比 78.67%的样本中，ThyNod Panel的敏感性、特异性、阳性预测值（PPV）和阴性预测值（NPV）分别为98.31%、62.50%、90.63%和90.91%。ThyNod Panel诊断甲状腺结节的准确率为 90.67%（95% CI，81.71-96.16），发现5例结节携带良性变异；5、穿刺液降钙素检测可提高甲状腺髓样癌的术前诊断敏感性从50%到90%以上；6、通过体外转染人正常甲状腺滤泡上皮细胞 Nthy-ori3-1，研究良性基因突变对甲状腺滤泡上皮细胞正常生理功能的影响，但在碘摄取实验中，突变型与野生型未发现差异。因此，本研究为甲状腺良性结节发生的分子机制提供了数据支撑，纳入甲状腺结节良性基因突变的ThyNod Panel可用于进一步指导甲状腺结节患者的临床诊治。项目资助发表SCI论文2篇，待发表1篇。培养研究生2名。