电离辐射后细胞中circRNA的生物信息学分析及Kremen2在非小细胞肺癌中的作用和机制研究

来源 :北京协和医学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kevinlpr
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目的:放射治疗是最常用的癌症治疗方法之一,但放疗后引起的副作用限制了放疗技术的广泛应用。因此全面了解细胞对电离辐射(Ionizing Radiation,IR)的响应对减少放疗的副作用从而提高放疗效果具有重要意义。环状RNA(circular RNA,circRNA)作为一种结构稳定的非编码RNA,最近被发现可以调节细胞的多个生理过程。然而,IR暴露后它们的表达变化以及在细胞中的作用尚不清楚。因此,本研究通过鉴定及分析在受照细胞中差异表达的circRNA,初步预测其在电离辐射损伤中发挥的作用及其潜在生物学功能,为优化放疗效果提供新的思路。方法:我们将来源于人类胚胎肾的HEK293T细胞分为对照组和辐照组,辐照组细胞接受8Gy的γ射线照射,照后24小时,同时收集两组细胞并提取总RNA,利用RNA-seq高通量测序鉴定circRNA,并筛选差异表达的circRNA。通过qRT-PCR验证差异表达的circRNA,检验测序结果的可靠性。利用GO和KEGG分析对circRNA的来源基因进行功能富集,预测差异表达的circRNA可能的生物学功能及可能参与的信号通路。最后通过构建circRNA-miRNA-mmRNA网络图对差异表达的circRNA的功能进行间接预测。结果:本次测序结果我们一共鉴定出5592个circRNA,其中发现了 1038个新的circRNA。通过设定变化倍数≥2,P值<0.05的阈值范围,我们共筛选得到158个在IR暴露后显著差异表达的circRNA。其中,在辐照组中表达上调的circRNA有61个,表达下调的circRNA有97个。通过GO、KEGG和网络图分析预测,我们发现差异表达的circRNA可能参与氧化磷酸化、上皮生长因子受体(EGFR)酪氨酸激酶抑制剂抗性和mTOR信号通路等。结论:在电离辐射诱导的细胞损伤过程中,circRNA可能参与细胞的应激性变化以及细胞损伤应答修复等相关过程。目的:肺癌是世界范围内最常见的癌症之一,其主要特征为患者生存率低及预后差。虽然近些年在肺癌诊断与治疗方面已取得一些突破性进展,但肺癌的五年总生存率仍较低,所以寻找肺癌的治疗新靶点仍然是肿瘤研究中的热点问题。已有研究表明,Kremen2在多发性骨髓瘤中高表达并促进其发生和发展,而在肺癌中尚未有相关研究报道。本研究旨在探索Kremen2在非小细胞肺癌细胞中的表达情况以及对其增殖、迁移和凋亡的影响,并通过对其机制的初步探究为非小细胞肺癌的治疗和早期预防提供理论依据和可能的治疗新靶点。方法:采用非小细胞肺癌细胞A549和H1703作为研究对象,使用慢病毒介导小干扰RNA构建Kremmen2稳定敲降的细胞系;克隆形成实验观察细胞存活及增殖能力;Transwell实验和划痕实验观察检测细胞迁移能力;流式细胞术检测细胞凋亡情况;荷瘤裸鼠检测非小细胞肺癌细胞体内成瘤及增殖的能力;免疫组化实验检测组织内增殖相关蛋白的表达情况;qRT-PCR检测增殖、凋亡和迁移相关基因的表达情况;免疫共沉淀实验检测Kremen2的互作蛋白;蛋白免疫印迹实验检测增殖相关通路蛋白的表达情况。结果:1.Kremen2在非小细胞肺癌细胞中的表达水平高于正常细胞。2.敲降Kremen2能抑制非小细胞肺癌细胞的增殖和迁移能力。3.敲降Kremen2能提高非小细胞肺癌细胞的凋亡水平。4.敲降Kremen2抑制非小细胞肺癌细胞在裸鼠体内的致瘤性。5.敲降Kremen2能够抑制STAT3的磷酸化,并且Kremen2能够与STAT3的负调控因子SOCS3相互作用。结论:Kremen2可能通过促进STAT3的磷酸化激活,从而促进细胞的增殖及迁移的能力,推动非小细胞肺癌的发生和发展。
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