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研究背景: 肝细胞肝癌(Hepatocellular carcinoma,HCC)(以下称肝癌)是我国的高发恶性肿瘤,其早期诊断不易,疗效和预后差,严重威胁人们的健康和生命。肝癌的主要致病因素是HBV/HCV感染、黄曲霉素B1暴露等。大量研究表明遗传因素在肝癌发病机制中起重要作用。基因突变和单核苷酸多态性(Singlenucleotide polymorphism,SNP)涉及肝癌的发病和遗传易感性,是肝癌遗传学研究的重要内容,受到广泛重视。URI1(unconventional prefoldin RPB5 interactor1)蛋白是前折叠素家族的成员,与RNA聚合酶Ⅱ(RNAPⅡ)的亚基RPB5直接相互作用参与基因的转录调控。有关URI1的功能和与人类疾病的关系目前了解的很少。前期的研究发现URI1在肝癌和卵巢癌等肿瘤组织中高表达且促进瘤细胞的存活,提示其可能是潜在的癌蛋白。本课题组最近又发现肝癌组织URI1基因有扩增现象。我们在充分挖掘和分析URI1的基本生物学信息的基础上,对肝癌组织和健康人外周血基因组进行了URI1基因突变及多态性分析,进一步揭示了该基因的一些基本遗传学特性。 第一部分URI1核酸和URI1蛋白的生物信息学分析 目的: 以人类基因组数据库为基础,利用生物信息学方法分析人URII基因以及蛋白的相关信息,为进一步研究URI1的功能和在肿瘤中的作用提供帮助。 方法: 根据GeneBank中已记录的URI1基因及蛋白序列,利用生物信息学在线工具和分析软件对基因结构、基因进化树、SNP位点等进行分析预测,对蛋白的理化性质、细胞定位、进化树、结构域、二级结构,蛋白的磷酸化、泛素化、糖基化等位点,以及蛋白间相互作用网络、蛋白的功能等进行分析预测。 结果: 1.URI1基因位于人染色体19q12,GeneBank收录的该基因的ID是8725,含11个外显子,其mRNA在人体组织中广泛表达。URI1 mRNA(NM-003796)的编码区位于310-1917,编码535个氨基酸的蛋白(NP-003787.2)。URI1基因序列高度保守,可能存在4个CpG岛。 2.URI1蛋白全长序列含535个氨基酸,蛋白质性质不稳定,为非分泌型蛋白。URI1蛋白有多个磷酸化、泛素化、糖基化位点。蛋白质结构预测显示蛋白N端具有1个PDF功能域,可能与蛋白功能的实现有关。URI1蛋白与多个蛋白相互作用,可能主要作为一种调节类蛋白在转录和转录调节中发挥作用。 结论: 目前对URI1的功能了解很少,生物信息学分析为URI1基因的功能学研究奠定了基础。URI1基因高度保守,mRNA表达谱的在线biogps数据显示URI1在人类的多种组织细胞均有表达,并分布在细胞浆和细胞核,与多个蛋白相互作用,推测其主要通过转录和转录调节发挥重要的生物学功能。 第二部分肝癌组织URI1突变及等位基因多态性研究 目的: 检测汉族肝癌患者癌组织及癌旁组织URI1基因的突变和等位基因多态性,并在汉族健康人群中进一步验证和比对分析。 方法: 扩增19例肝癌组织和癌旁组织以及15例正常人血液组织中URI1基因并直接测序,同时对测序发现的突变和基因多态性进行TA克隆测序验证。在NCBI的全基因组数据上对测序结果进行blast比对分析。 结果: 在19例汉族人肝癌和癌旁组织中未检测到URI1基因突变位点。在肝癌和癌旁组织标本URI1基因第8外显子编码区检测到一个等位基因多态性位点,其纯合子分别为8GAT+5GAC、7GAT+5GAC,杂合子为8GAT+5GAC/7GAT+5GAC。该等位基因多态性位点在汉族健康人外周血标本中得到证实。15例标本7例为纯合子(7GAT+5GAC),8例为杂合子(8GATs+5GACs/7GATs+5GACs)。外周血标本的基因多态性位点得到TA克隆测序验证。含8GATs+5GACs的测序序列在NCBI数据库中比对成功,但数据库中未显示7GAT+5GAC等位基因位点的mRNA序列以及与之相应的蛋白序列。 结论: 基因突变是原癌基因激活的主要方式之一。在肝癌细胞和卵巢癌的研究提示URI1是潜在的癌基因,但由于在肝癌组织中未检测到URI1基因突变,推测URI1基因突变不是其激活的主要方式。URI1基因第8外显子编码区第299至311密码子之间存在一个等位基因多态性位点,即纯合子为连续8个GAT或7个GAT(缺失一个GAT)连接5个GAC的序列,杂合子为混合的8GAT+5GAC和7GAT+5GAC。GAT和GAC均编码天冬氨酸。这一等位基因位点的生物学和临床意义还不清楚,值得进一步深入研究。