AHNAK2在胰腺癌细胞中的功能影响及自噬相关研究

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胰腺癌(PC)仍是最致命的癌症类型之一,尽管相关化疗方案取得了一定的进展,手术效果方面也有所改善,但预后仍然不佳,5年生存率则低至10%,诊治胰腺癌所面临的挑战仍异常严峻。因此,探求胰腺癌诊治相关的分子标志物及其表达规律十分必要。自噬通过溶酶体选择性清除自身受损的细胞器或降解大分子物质,是维持细胞稳态组分所必需的生理过程。自噬过程涉及机体生长、老化,与多种疾病尤其是肿瘤的发生发展及耐药相关。BECN1和SQSTM1以及MAP1LC3为已知公认的自噬相关基因,参与自噬过程中自噬体的形成。课题组前期,使用能影响自噬水平的氯喹二磷酸盐以及雷帕霉素对人胰腺癌Panc-1细胞进行给药处理,利用基因芯片技术检测得到基因表达谱。我们结合基因型-组织表达(Genotype-Tissue Expression,GTEx)、癌症和肿瘤基因图谱(The Cancer Genome Atlas,TCGA)、基因表达汇编(Gene Expression Omnibus,GEO)等多个数据库中胰腺癌的测序数据和芯片数据进行差异分析,最终计算得到潜在的胰腺癌自噬相关差异基因。综合分析发现,在胰腺癌组织以及氯喹处理后胰腺癌细胞中AHNAK2均呈差异表达,且与预后相关。现有多项研究表明,AHNAK2蛋白与多种肿瘤相关,可能作为胰腺癌潜在诊断、预后生物标志物,而AHNAK2在胰腺癌的细胞功能机制和自噬方面关联性尚未有文献阐明。因此,本研究通过检测验证AHNAK2在胰腺癌的表达情况,探索潜在的生物学功能及分子机制,探讨其与自噬相关蛋白间的关系。目的:检测AHNAK2在胰腺癌中的表达以及其与自噬相关蛋白和临床病理参数的相关性以了解它们之间的关系,进一步研究AHNAK2对胰腺癌生物学行为的影响及其潜在的分子机制,并基于预测自噬相关基因及预后数据构建胰腺癌自噬预后相关网络,为胰腺癌自噬相关研究提供基础理论支撑。方法:1.通过免疫组织化学染色方法检测胰腺癌组织中AHNAK2的蛋白表达水平,统计分析其与自噬相关蛋白BECN1、SQSTM1以及临床参数的关系。2.Pearson相关分析筛选出与AHNAK2相关基因,采用GO、KEGG、DOSE富集分析探讨AHNAK2相关基因涉及的潜在功能、通路及疾病关联。3.采用RNA干扰技术在胰腺癌细胞中敲低AHNAK2表达,Western blot检测AHNAK2与自噬相关蛋白的表达情况。随后进行CCK-8法检测细胞活性及增殖能力,运用划痕实验检测细胞迁移运动能力,通过流式细胞仪检测分析细胞周期和细胞凋亡情况,探讨敲低AHNAK2对胰腺癌细胞功能的影响。4.使用TCGA胰腺癌病例的基因表达数据、生存时间和生存状态,通过Cox回归、Lasso分析建立预后模型,根据预后分数筛选出胰腺癌自噬相关预后因子,对这些基因构建蛋白质-蛋白质互作(PPI)网络进行预后及生物信息学相关分析。结果:1.AHNAK2在胰腺癌组织的表达量为0.253±0.009,在正常胰腺组织为0.072±0.003,差异有统计学意义。分析AHNAK2与胰腺癌病例临床病理参数的关系结果显示,AHNAK2的表达水平在所统计的小于等于60岁和大于60岁的胰腺癌患者中有统计学差异,大于60岁组AHNAK2表达相对低。生存分析显示较低表达组相比,AHNAK2高表达组患者的预后明显变差。2.差异分析显示AHNAK2在胰腺癌组织中存在高表达,综合分析显示各独立研究的AHNAK2表达趋势具有一致性,AHNAK2的表达水平明显高于对照组织。AHNAK2相关基因的GO、KEGG、DOSE的富集分析结果提示其参与细胞周期的调节、细胞外基质-受体相互作用和PI3K-Akt信号通路,与胰腺癌等疾病有关。3.与空白对照组与阴性对照组相比,si-AHNAK2组的肿瘤细胞增殖率低于对照组但差异无统计学意义,si-AHNAK2组细胞迁移能力下降具有统计学意义,si-AHNAK2组细胞阻滞在G1期的比例以及晚期凋亡和死亡细胞比例显著增加。4.预测模型分析结果提示AHNAK2、ITGB6、CENPF、RPH3AL、APOL1为有效变量,PPI结果提示网络中蛋白与PI3K-Akt通路及上皮-间充质转化相关蛋白存在潜在相互作用关系。结论:1.胰腺癌组织中AHNAK2的蛋白表达和RNA表达水平明显高于非癌对照组织,AHNAK2高表达组患者较低表达组的预后明显更差,提示AHNAK2可能作为癌基因影响胰腺癌进展。2.细胞实验显示敲低AHNAK2可以显著抑制胰腺癌细胞的迁移能力,可使胰腺癌细胞阻滞在G0/G1期以抑制肿瘤发展,并能促进肿瘤细胞凋亡。3.通过构建预测模型筛得6个胰腺癌差异表达自噬相关的预后因子,生存分析同样提示,AHNAK2、ITGB6、COL17A1、CENPF、APOL1为危险因素;RPH3AL为保护因素。AHNAK2与细胞周期相关蛋白、EMT相关蛋白可能存在相互作用,从而参与胰腺癌细胞周期的调控和影响癌症进展。
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