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背景和目的宫颈癌是妇科最常见的恶性肿瘤之一,其发生率和死亡率已占全球女性肿瘤的第四位,尤其在发展中国家更为常见且呈现年轻化趋势。由于我国人口数量巨大,宫颈癌已经逐步成为社会人群健康的重要问题。目前,宫颈癌的病因和发病机制尚不十分清楚。人们认为高危型人乳头瘤病毒(High-risk human papillomavirus,HR-HPV)持续感染是宫颈癌发生的重要危险因素,但有证据表明长链非编码基因和DNA甲基化异常引起的表观遗传学改变在宫颈癌的恶性转化过程中也起到了重要作用。另外,在宫颈癌筛查与预防措施中,HR-HPV DNA检测和宫颈液基薄层细胞学检测的联合应用虽然在一定程度上提高了宫颈癌的发现率,但仍存在不及时性及漏检的情况发生,并且晚期或复发性宫颈癌的患者预后较差。因此,基于宫颈癌高发病率和危害性等特点,从宫颈癌新的发病机制着手寻找具有预测潜能的分子标志物进行宫颈癌精准诊断是目前亟待解决的问题。长链非编码RNA(Long non-coding RNA,LncRNA)是指转录本长度超过200个核苷酸的RNA分子,不具有编码蛋白质功能或仅仅编码较短的多肽链,被认为是基因程序中控制细胞分化和功能的重要组成部分。研究发现,异常表达的lncRNA存在于宫颈病变的不同阶段,其在预测宫颈癌易感性、恶性表型和后等方面具有重要的作用。DNA甲基化是最常见的表观遗传形式之一,其在调控基因组的稳定性和基因表达方面起着重要作用,尤其是基因启动子区DNA甲基化异常修饰是基因功能异常和肿瘤微环境改变的重要机制。近年来研究发现,DNA甲基化是多阶段肿瘤进展中最常见的早期分子事件,并且长链非编码基因在宫颈癌的发生发展中也发生了 DNA甲基化的异常修饰,这种表观遗传学改变与宫颈病变程度有一定相关性。因此,识别具有启动子区甲基化异常修饰的lncRNA对宫颈癌早期诊断具有重要意义,这将为宫颈癌的精准诊疗提供一种新的思路。方法1.全基因组DNA甲基化芯片筛选宫颈癌与正常宫颈脱落细胞中的差异甲基化位点;2.分析筛选出的差异甲基化位点在基因上的位置分布;3.分析国际癌症基因图谱计划(The Cancer Genome Altas,TCGA)数据库中宫颈癌与正常组织中具有表达差异的长链非编码基因与编码基因;4.采用加权基因共表达网络分析(Weighted gene co-expression network analysis,WGCNA)筛选具有潜在功能的lncRNA;5.韦恩分析宫颈癌中具有潜在功能的启动子区甲基化位点差异修饰的lncRNA;6.基于甲基化芯片与TCGA数据库分析候选长链非编码基因在宫颈癌中的甲基化差异位点表达与转录组水平表达;7.基于TCGA数据库分析候选lncRNA与宫颈癌预后的关系;8.分析lncRNA SOX21-AS1基因与靶基因SOX21在染色体的定位及二者在宫颈癌中表达的相关性;9.基因集合富集分析(Gene Set Enrichment Analysis,GSEA)lncRNA SOX21-AS1在宫颈癌中可能参与的生物进程。结果1.聚类分析结果显示,与正常宫颈脱落细胞相比,宫颈癌中有3962个高甲基化表达的位点和4484个低甲基化表达的位点(丨△ β |≥0.20);2.局部多项式回归拟合(Loess)结果显示,宫颈癌标本与正常组相比,转录起始位点TSS与TSS1500区域间甲基化β值表达差异较大;宫颈癌样本中差异甲基化位点主要分布在甲基化岛;3.生物信息学分析表明在TCGA宫颈癌组织样本中有363个表达上调的lncRNAs和664个表达下调的lncRNAs;1631个表达上调的mRNAs和2114个表达下调的 mRNAs(log2(fold change)≥1.00和FDR<0.05);4.WGCNA结果显示宫颈癌中与mRNA相互作用的lncRNA有50个;5.韦恩图显示具有潜在功能的启动子区甲基化位点差异修饰的候选长链非编码基因分别是 lncRNAMAGI2-AS3、lncRNA WT1-AS 和 lncRNA SOX21-AS1;6.宫颈癌组织中,lncRNA MAGI2-AS3基因表达降低,其启动子区甲基化位点 cg04652097、cg08641579、cg21784917 甲基化的表达水平均升高(P<0.01);lncRNA WT1-AS基因表达降低,其启动子区甲基化位点cg12766736、cg07281879、cg25247290甲基化的表达水平均升高(P<0.01);相反的是,lncRNA SOX21-AS1基因表达升高,其启动子区甲基化位点cg11007120甲基化的表达水平降低(P<0.05);7.Kaplan-Meier 生存分析显示 lncRNA MAGI2-AS3 和 lncRNA WT1-AS 基因与宫颈癌预后无关(P>0.05);lncRNA SOX21-AS1在宫颈癌中高表达时患者预后良好(P<0.05);8.LncRNA SOX21-AS1与SOX21基因均位于人类染色体13q32.1,二者拥有同一双向转录的启动子区且二者在宫颈癌组织中的表达具有线性相关关系(r=0.9054,P<0.0001);9.GSEA分析显示lncRNASOX21-AS1参与多种细胞调控过程。结论1.长链非编码基因启动子区是甲基化位点改变的核心区域;2.具有潜在功能的长链非编码基因启动子区发生差异甲基化修饰时,其在宫颈癌与对照组中的表达具有明显的差异性;3.参与多种细胞调控过程的lncRNASOX21-AS1是宫颈癌预后的标志物。