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【研究背景及目的】肝细胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC)是临床上常见的恶性程度较高的肿瘤,而我国是其高发区。近年来,HCC的诊断治疗上取得许多进展,但由于其早期不易发现,进展迅速,复发率高等特点,HCC死亡率仍较高,预后较差。对于不能手术切除的HCC患者,临床上也缺乏有效的治疗手段。因此,寻找新的早期诊断和治疗HCC的方法迫在眉睫。微小RNA(microRNA,miRNA)在细胞的分化、增殖、凋亡、细胞周期调控等许多生理过程中发挥重要作用,其异常表达亦与许多肿瘤的发生发展密切相关。miR-370位于人类14号染色体长臂上的DLK1-DIO3印记基因区域,在许多恶性肿瘤如膀胱癌、神经母细胞瘤、急性髓细胞白血病,口腔鳞状上皮细胞癌中表达下调。在胆管细胞癌中,miR-370通过下调癌基因丝裂原活化蛋白激酶激酶激酶8(mitogen-activated protein kinase kinase kinase8,MAP3K8)的表达来抑制肿瘤细胞的增殖。在急性髓细胞白血病细胞中上调miR-370表达后,其靶基因叉头盒转录因子M1(Forkhed box M1,FoxM1)的表达下调,并显著抑制肿瘤细胞的增殖和克隆形成能力。miR-370在口腔鳞状上皮细胞癌中通过下调胰岛素受体底物1(insulinreceptor substratre-1,IRS-1)的表达而显著抑制肿瘤细胞的迁移和侵袭能力。然而,miR-370在肿瘤中的作用尚有争议。有研究表明miR-370在胃癌、前列腺癌中表达升高,上调miR-370表达可促进肿瘤进展。以上研究表明miR-370对不同肿瘤细胞存在不同作用,而miR-370在HCC中的作用尚未见报道。本课题旨在观察miR-370对肝癌细胞生物学特性的影响,分析其与肝癌患者临床恶性表型和预后的相关性,探讨miR-370在肝癌中的作用,为肝癌治疗提供新的靶点。【实验方法】一、 miR-370在肝癌组织中的表达(一)比较人肝细胞株和人肝肿瘤细胞株中miR-370的差异表达培养人永生化肝细胞株(human nontransformed immortalized hepatocytes, IMH)及人肝肿瘤细胞株Hep3B、HepG2、Huh7、MHCC-LM3、PLC/PRF/5、YY-8103、MHCC-97H、SMMC-7721、QGY-7703、Focus、SK-Hep-1。抽取细胞总RNA,real-timePCR法检测miR-370的表达情况。(二)检测DEN模型大鼠肝脏组织中miR-370表达腹腔注射二乙基亚硝胺(diethylinitrosamine,DEN),按70mg/kg剂量腹腔注射,每周注射1次,连续注射10w,制备DEN诱导的大鼠肝癌模型。分别取正常、DEN开始注射后10W、18W、22W的大鼠肝组织,real-time PCR法检测miR-370表达。(三)比较人肝癌组织及癌旁组织中miR-370的差异表达收集20对人肝癌组织及相应的癌旁组织,抽取总RNA,real-time PCR法检测miR-370的表达情况。二、 miR-370对人肝癌细胞的生物学作用(一)miR-370对肝癌细胞增殖能力影响利用化学合成的miR-370拟似物(miR-370mimic)上调肝癌细胞株MHCC-97H、YY-8103、PLC/PRF/5中miR-370的表达,或利用2′-甲氧修饰的miR-370互补链(miR-370inhibitor)抑制其在肝癌细胞MHCC-97H、PLC/PRF/5中的作用,用Cellcounting kit8(CCK8)试剂检测细胞活性,记录450nm波长时的光密度值(OD),5天后分析细胞生长情况并绘制生长曲线。(二)miR-370对肝癌细胞克隆形成能力影响种植于24孔板的肝癌细胞株PLC/PRF/5、YY-8103、MHCC-97H分别转染pcDNA-miR-370和对照质粒pcDNA3.0,24小时后分至10cm细胞培养皿(PLC/PRF/5、MHCC-97H3000个细胞/皿,YY-81031000个细胞/皿),培养至克隆可见时(约2周后)用考马斯亮蓝染色2h,置于显微镜下拍照分析。三、miR-370的表达与肝癌患者临床恶性表型和预后的关系(一)比较人正常肝组织、肝癌组织及癌旁组织中miR-370的差异表达收集24例正常人肝组织、86对肝癌标本及相应的癌旁组织标本,Ambion试剂盒抽提总RNA,real-time PCR检测miR-370表达情况。(二)miR-370表达与肝癌临床恶性表型的相关性按miR-370表达的中位数将上述86对HCC标本分为miR-370高表达组和miR-370低表达组。分析miR-370表达与甲胎蛋白(α-fetoprotein,AFP)、肿瘤分化程度、肿瘤大小、肿瘤个数、TNM分期、是否侵犯血管、有无卫星灶和包膜等临床特征的相关性。(三)利用组织芯片分析miR-370与肝癌患者生存期的相关性利用原位杂交技术检测包含50对人肝癌组织及癌旁组织的组织芯片中miR-370的表达情况。按肝癌组织中miR-370表达的中位数将50个HCC病人分为miR-370高表达组和miR-370低表达组。利用Kaplan-Meier生存分析法分析miR-370表达高低与HCC病人生存期长短的相关性。四、统计学处理数据采用SPSS17.0统计软件进行分析。方差齐性两样本资料采用两样本双尾T检验;方差不齐的不配对资料采用Mann-Whitney U检验;四格表资料采用χ2检验;生存分析采用Kaplan-Meier分析;生存曲线采用log-rank检验;P<0.05为差异有统计学意义。【实验结果】一、 miR-370在肝肿瘤细胞株及肝癌组织中表达显著下降(一)肝肿瘤细胞株中miR-370表达显著下调Real-time PCR结果显示与人肝细胞株(IMH)相比,miR-370在肝肿瘤细胞株Hep3B、HepG2、Huh7、MHCC-LM3、PLC/PRF/5、YY-8103、MHCC-97H、SMMC-7721、QGY-7703、Focus、SK-Hep-1中表达均显著下调(P<0.05)。(二)DEN大鼠模型肝组织中miR-370表达显著下调Real-time PCR结果显示与正常大鼠肝组织相比,miR-370在DEN大鼠模型肝组织中表达显著下调。比较5对DEN大鼠肝癌组织与癌旁组织miR-370表达,结果显示80%(4/5)的肝癌组织较癌旁组织中miR-370表达显著下调(P<0.05)。(三)人肝癌标本中miR-370表达显著下调Real-time PCR结果显示miR-370在90%(18/20)的肝癌标本中表达下调,其中80%(16/20)下调超过50%(肝癌组织/癌旁组织<50%)。二、 miR-370抑制肝癌细胞恶性生物学行为(一)miR-370抑制肝癌细胞增殖能力miR-370mimic可显著抑制肝癌细胞株MHCC-97H、YY-8103、PLC/PRF/5的增殖能力。反之,miR-370inhibitor可显著促进MHCC-97H和PLC/PRF/5的增殖能力。(二)miR-370抑制肝癌细胞克隆形成能力克隆形成实验结果显示上调miR-370表达可显著抑制PLC/PRF/5、YY-8103、MHCC-97H细胞的克隆形成能力,抑制率分别为55%(P=0.004)、33.0%(P=0.036)、62.7%(P=0.004)。三、miR-370的表达与肝癌患者临床恶性表型和预后密切相关(一)正常肝组织、癌旁组织和肝癌组织中miR-370表达逐渐降低Real-time PCR结果显示与人正常肝组织相比,miR-370在癌旁组织中表达显著下调,并在肝癌组织中进一步下调。在检测的86对肝癌组织和癌旁组织中,56%(48/86)的HCC组织miR-370表达较癌旁组织显著下调,24%(20/86)无明显差异,20%(18/86)表达升高。(二)miR-370低表达与肝癌临床恶性表型密切相关通过对86对HCC标本临床资料的分析,我们发现miR-370表达与肿瘤大小、TNM分期、是否侵犯血管、肿瘤是否有微卫星灶和包膜等肝癌进展性临床相关指标密切相关。(三)miR-370低表达与肝癌总体生存期密切相关Kaplan-Meier生存分析结果显示,miR-370低表达的HCC患者总体生存期较短,miR-370高表达者总体生存期较长。【结论】1. miR-370在肝肿瘤细胞株、大鼠DEN模型肝组织和人肝癌标本中表达下降。2. miR-370抑制肝癌细胞增殖和克隆形成能力。3. miR-370在肝癌组织中的低表达与肝癌患者临床恶性表型和预后密切相关。