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目的:
卵巢癌是常见恶性肿瘤,死亡率占妇科肿瘤的首位。卵巢癌早期症状并不典型,70%患者在发现时就已出现转移。因而接受标准治疗方案的患者5年生存率仅为31%。据此,亟需探究卵巢癌发病机制,尤其是筛查调控癌细胞增殖、凋亡及细胞周期的靶点为卵巢癌治疗提供新的药物靶点。
中介体复合物是所有真核生物中RNA聚合酶Ⅱ(PolⅡ)进行基因转录时所需的高度保守的多亚基复合体,同时还参与了超级增强子对启动子的调节,其异常激活与肿瘤高度相关。CDK7在转录起始期问磷酸化PolⅡ,也是超增强子功能的关键调节剂。因此推测拥有突变中介体复合物的肿瘤细胞也可能对转录CDK的抑制剂如CDK7,CDK8和CDK19敏感。课题组前期组学分析发现在卵巢癌中中介体复合物有6个亚基存在大量的基因组结构性改变(SCNAs,>10%),并且显著上调区域内基因的表达;然而,在6个亚基中,何种亚基作为调控卵巢癌预后的效应基因仍不清楚,据此本研究以中介体复合物6个突变亚基为研究核心,从中筛选出可影响卵巢癌预后的效应基因,从细胞水平探讨以中介体复合物及其靶基因抗上皮性卵巢癌的潜力。
方法:
1.数据分析:本研究从cBioPortal中下载中介体复合物在30种肿瘤中的突变数据(包括拷贝数变化和单碱基突变),分析中介体复合物各亚基在肿瘤样本中的突变程度及特点。同时从TCGA数据库获取卵巢癌组织mRNA表达数据及其匹配患者的生存数据。分析突变亚基拷贝数改变及亚基的表达水平与患者预后的关系。
2.细胞表型实验:靶基因筛出后,采用Sh-靶基因处理卵巢癌细胞(OVCAR3,ES-2),通过EDU检测细胞增殖情况,流式细胞仪检测细胞的凋亡和细胞周期情况来评估靶基因抑制卵巢癌的潜力;并且进一步通过THZ1作用卵巢癌细胞,分析其对癌细胞增殖、迁移的影响。多种浓度的THZ1处理OVCAR3,ES-2细胞48h后,MTT法分析THZ1作用于细胞的IC50浓度,克隆形成实验检测细胞的增殖情况。也利用细胞划痕实验检测细胞的迁移是否受到THZ1的影响。
结果:
1.基于TCGA数据库30种肿瘤中共10374例样本的点突变及拷贝数变化数据,发现中介体(Mediator)复合物在肿瘤中存在大量的拷贝数改变(35.33%),其中拷贝数改变在卵巢癌中最为明显,高达75.37%。
2.19q13.2区域扩增是在卵巢癌中常见的SCNAs,该区域扩增影响了约12%的卵巢癌患者,不但上调了区域内功能基因的mRNA水平,还导致相应患者的预后显著恶化。
3.19q13.2区域包含了22个已知基因,其中中介体复合物亚基MED29位于该区域之内。从转录组数据和生存数据发现19q13.2区域扩增显著上调了区域内MED29的表达,且影响了患者的预后。
4.Sh-MED29处理卵巢癌细胞系后细胞的增殖能力显著低于对照组,且细胞凋亡明显增加,周期被抑制在S期。
5.实验发现THZ1处理48h后最佳浓度为0.02-0.03μmol/L。CDK7的特异性抑制剂THZ1可以明显抑制卵巢癌细胞系的增殖及迁移,并呈浓度依赖性。
结论:
1.中介体复合物在卵巢癌中存在6个亚基的突变,其中复合物亚基MED29在卵巢癌组织中表达显著增加,并且导致患者预后恶化;
2.中介体复合物介导卵巢癌细胞表型(增殖、周期、凋亡)的变化;
3.中介体复合物可作为抗上皮性卵巢癌的治疗的潜在靶点。
卵巢癌是常见恶性肿瘤,死亡率占妇科肿瘤的首位。卵巢癌早期症状并不典型,70%患者在发现时就已出现转移。因而接受标准治疗方案的患者5年生存率仅为31%。据此,亟需探究卵巢癌发病机制,尤其是筛查调控癌细胞增殖、凋亡及细胞周期的靶点为卵巢癌治疗提供新的药物靶点。
中介体复合物是所有真核生物中RNA聚合酶Ⅱ(PolⅡ)进行基因转录时所需的高度保守的多亚基复合体,同时还参与了超级增强子对启动子的调节,其异常激活与肿瘤高度相关。CDK7在转录起始期问磷酸化PolⅡ,也是超增强子功能的关键调节剂。因此推测拥有突变中介体复合物的肿瘤细胞也可能对转录CDK的抑制剂如CDK7,CDK8和CDK19敏感。课题组前期组学分析发现在卵巢癌中中介体复合物有6个亚基存在大量的基因组结构性改变(SCNAs,>10%),并且显著上调区域内基因的表达;然而,在6个亚基中,何种亚基作为调控卵巢癌预后的效应基因仍不清楚,据此本研究以中介体复合物6个突变亚基为研究核心,从中筛选出可影响卵巢癌预后的效应基因,从细胞水平探讨以中介体复合物及其靶基因抗上皮性卵巢癌的潜力。
方法:
1.数据分析:本研究从cBioPortal中下载中介体复合物在30种肿瘤中的突变数据(包括拷贝数变化和单碱基突变),分析中介体复合物各亚基在肿瘤样本中的突变程度及特点。同时从TCGA数据库获取卵巢癌组织mRNA表达数据及其匹配患者的生存数据。分析突变亚基拷贝数改变及亚基的表达水平与患者预后的关系。
2.细胞表型实验:靶基因筛出后,采用Sh-靶基因处理卵巢癌细胞(OVCAR3,ES-2),通过EDU检测细胞增殖情况,流式细胞仪检测细胞的凋亡和细胞周期情况来评估靶基因抑制卵巢癌的潜力;并且进一步通过THZ1作用卵巢癌细胞,分析其对癌细胞增殖、迁移的影响。多种浓度的THZ1处理OVCAR3,ES-2细胞48h后,MTT法分析THZ1作用于细胞的IC50浓度,克隆形成实验检测细胞的增殖情况。也利用细胞划痕实验检测细胞的迁移是否受到THZ1的影响。
结果:
1.基于TCGA数据库30种肿瘤中共10374例样本的点突变及拷贝数变化数据,发现中介体(Mediator)复合物在肿瘤中存在大量的拷贝数改变(35.33%),其中拷贝数改变在卵巢癌中最为明显,高达75.37%。
2.19q13.2区域扩增是在卵巢癌中常见的SCNAs,该区域扩增影响了约12%的卵巢癌患者,不但上调了区域内功能基因的mRNA水平,还导致相应患者的预后显著恶化。
3.19q13.2区域包含了22个已知基因,其中中介体复合物亚基MED29位于该区域之内。从转录组数据和生存数据发现19q13.2区域扩增显著上调了区域内MED29的表达,且影响了患者的预后。
4.Sh-MED29处理卵巢癌细胞系后细胞的增殖能力显著低于对照组,且细胞凋亡明显增加,周期被抑制在S期。
5.实验发现THZ1处理48h后最佳浓度为0.02-0.03μmol/L。CDK7的特异性抑制剂THZ1可以明显抑制卵巢癌细胞系的增殖及迁移,并呈浓度依赖性。
结论:
1.中介体复合物在卵巢癌中存在6个亚基的突变,其中复合物亚基MED29在卵巢癌组织中表达显著增加,并且导致患者预后恶化;
2.中介体复合物介导卵巢癌细胞表型(增殖、周期、凋亡)的变化;
3.中介体复合物可作为抗上皮性卵巢癌的治疗的潜在靶点。