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研究背景:
宫颈癌是女性中第四大常见癌症,每年新发病例约为53万,死亡人数约为27万。一些异常表达的长链非编码RNA (long non-coding RNAs, lncRNAs) 参与宫颈癌的发生、发展及转移,涉及多种细胞通路的调节,发挥肿瘤抑制/促进作用。LncRNA CARMN (又名miR143HG, CARMEN),其位于人类染色体5q32,是microRNA-143/145的宿主基因,在多种癌组织中表达下调,提示该lncRNA可能在肿瘤中发挥抑癌基因的作用。目前有关CARMN启动子区功能多态与宫颈癌发生发展的关联性及机制研究较少,值得进一步研究。课题组前期初步筛选了 C A R M N启动子区潜在的功能单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms, SNPs),本研究拟进一步加大样本量对前期研究结果进行验证,同时采用分子和细胞生物学方法深入探讨功能SNPs影响CARMN转录活性进而影响宫颈癌发病风险的分子机制。
研究目的:
1 .筛选并验证与宫颈癌发病风险显著相关的CARMN启动子区SNPs
2 .探讨功能SNPs及CARMN参与宫颈癌发病的分子机制
3.寻找宫颈癌遗传易感性的分子标志,为宫颈癌的高危人群筛查提供部分理论依据
研究方法和结果:
1. CARMN启动子区候选SNPs与宫颈癌遗传易感性的关联性
( 1) 应用RelaxGene Blood DNA System对954例宫颈癌病例和1339例对照的血液标本抽提外周血中的全基因组DNA,采用TaqMan等位基因区分法方法进行基因分型。采用分子流行病学病例-对照研究,通过计算比值比(Odds Ratio, OR)及95%可信限(Confidence Interval, C I )分析候选SNPs与宫颈癌遗传易感性的关联性。结果显示,相对于SNP rs12517403TT基因型,携带TC/CC基因型的人群罹患宫颈癌的风险显著增加= 0.002, OR=1.34,95%CI= 1.11-1.61)。
( 2 )采用多因素logistic回归模型,分析人口学和临床病理因素对rs12517403与宫颈癌发病风险关联性的影响,结果显示rs12517403在4 8岁以上(OR = 1.43,95%CI= 1.10-1.87)、0-1 产次(OR= 1.37,95% CI= 1.09-1.72)、有流产史亚组(OR= 1.36,95% CI=1.07-1.72)与宫颈癌高发生风险显著相关;绝经状态不同亚组间(未绝经:OR= 1.31,95%CI= 1.02-1.68;绝经:OR= 1.40,95% CI= 1.05-1.87)均与宫颈癌高发生风险显著相关;宫颈癌高发生风险也与浸润深度T1和T2期显著相关(T1: OR= 1.28,95%CI= 1.03-1.60;T2:OR= 1.33,95%CI= 1.01-1.74)。
2. CARMN启动子区SNPs影响基因转录调控的机制研究
( 1 )双荧光素酶报告基因实验检测CARMN启动子区活性,发现rs12517403位于强启动子活性片段。进一步研究发现,携带T 等位基因的载体比携带风险相关C等位基因的载体有更高的荧光活性,提示rs12517403可影响CARMN基因启动子活性。
( 2 ) Alibaba2网站预测rs12517403可影响转录因子SP1的结合。染色质免疫共沉淀技术检测SP1与不同基因型人白细胞DNA的结合亲合力,发现与TT基因型DNA片段相比,SP1与含C等位基因DNA片段结合能力减弱。
( 3 )通过RNA干扰技术抑制SP1的表达,双荧光素酶报告基因验证rs12517403通过调控与SP1结合能力影响CARMN转录活性的机制。结果显示风险相关C等位基因可通过改变SP1的结合亲和力来降低CARMN的启动子活性。
3. CARMN在宫颈癌中的生物学作用
(1) TCGA数据库显示,与正常组织相比CARMN在多种肿瘤尤其是宫颈癌中低表达。采用RNA测序技术检测宫颈癌组织及正常组织中CARMN的表达水平,结果表明与正常组织相比,宫颈癌组织中CARMN表达水平显著降低,与TCGA数据库分析结果一致。
( 2 )采用CCK-8检测细胞活性,发现过表达CARMN可显著减弱宫颈癌细胞HeLa和SiHa的增殖能力;细胞流式结果显示CARMN高表达可促进宫颈癌细胞的凋亡;细胞周期分析显示CARMN过表达阻止了 HeLa细胞G1/S期转化过程,而在SiHa细胞中则阻滞细胞于S期;Transwell实验结果提示,CARMN过表达抑制HeLa和SiHa细胞的迀移和侵袭能力。
结论:
本研究发现CARMN启动子区的功能SNPrs12517403C等位基因与宫颈癌发病风险增加显著相关。进一步功能研究显示rs12517403 T>C可影响转录因子SP1结合,从而影响CARMN的转录活性。细胞生物学实验发现CARMN具有抑制宫颈癌细胞增殖、调控细胞周期、促进细胞凋亡、抑制细胞迀移和侵袭的重要生物学功能。研究结果为寻找宫颈癌遗传易感性的分子标志,揭示宫颈癌可能发病机制提供了部分理论依据。
宫颈癌是女性中第四大常见癌症,每年新发病例约为53万,死亡人数约为27万。一些异常表达的长链非编码RNA (long non-coding RNAs, lncRNAs) 参与宫颈癌的发生、发展及转移,涉及多种细胞通路的调节,发挥肿瘤抑制/促进作用。LncRNA CARMN (又名miR143HG, CARMEN),其位于人类染色体5q32,是microRNA-143/145的宿主基因,在多种癌组织中表达下调,提示该lncRNA可能在肿瘤中发挥抑癌基因的作用。目前有关CARMN启动子区功能多态与宫颈癌发生发展的关联性及机制研究较少,值得进一步研究。课题组前期初步筛选了 C A R M N启动子区潜在的功能单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms, SNPs),本研究拟进一步加大样本量对前期研究结果进行验证,同时采用分子和细胞生物学方法深入探讨功能SNPs影响CARMN转录活性进而影响宫颈癌发病风险的分子机制。
研究目的:
1 .筛选并验证与宫颈癌发病风险显著相关的CARMN启动子区SNPs
2 .探讨功能SNPs及CARMN参与宫颈癌发病的分子机制
3.寻找宫颈癌遗传易感性的分子标志,为宫颈癌的高危人群筛查提供部分理论依据
研究方法和结果:
1. CARMN启动子区候选SNPs与宫颈癌遗传易感性的关联性
( 1) 应用RelaxGene Blood DNA System对954例宫颈癌病例和1339例对照的血液标本抽提外周血中的全基因组DNA,采用TaqMan等位基因区分法方法进行基因分型。采用分子流行病学病例-对照研究,通过计算比值比(Odds Ratio, OR)及95%可信限(Confidence Interval, C I )分析候选SNPs与宫颈癌遗传易感性的关联性。结果显示,相对于SNP rs12517403TT基因型,携带TC/CC基因型的人群罹患宫颈癌的风险显著增加= 0.002, OR=1.34,95%CI= 1.11-1.61)。
( 2 )采用多因素logistic回归模型,分析人口学和临床病理因素对rs12517403与宫颈癌发病风险关联性的影响,结果显示rs12517403在4 8岁以上(OR = 1.43,95%CI= 1.10-1.87)、0-1 产次(OR= 1.37,95% CI= 1.09-1.72)、有流产史亚组(OR= 1.36,95% CI=1.07-1.72)与宫颈癌高发生风险显著相关;绝经状态不同亚组间(未绝经:OR= 1.31,95%CI= 1.02-1.68;绝经:OR= 1.40,95% CI= 1.05-1.87)均与宫颈癌高发生风险显著相关;宫颈癌高发生风险也与浸润深度T1和T2期显著相关(T1: OR= 1.28,95%CI= 1.03-1.60;T2:OR= 1.33,95%CI= 1.01-1.74)。
2. CARMN启动子区SNPs影响基因转录调控的机制研究
( 1 )双荧光素酶报告基因实验检测CARMN启动子区活性,发现rs12517403位于强启动子活性片段。进一步研究发现,携带T 等位基因的载体比携带风险相关C等位基因的载体有更高的荧光活性,提示rs12517403可影响CARMN基因启动子活性。
( 2 ) Alibaba2网站预测rs12517403可影响转录因子SP1的结合。染色质免疫共沉淀技术检测SP1与不同基因型人白细胞DNA的结合亲合力,发现与TT基因型DNA片段相比,SP1与含C等位基因DNA片段结合能力减弱。
( 3 )通过RNA干扰技术抑制SP1的表达,双荧光素酶报告基因验证rs12517403通过调控与SP1结合能力影响CARMN转录活性的机制。结果显示风险相关C等位基因可通过改变SP1的结合亲和力来降低CARMN的启动子活性。
3. CARMN在宫颈癌中的生物学作用
(1) TCGA数据库显示,与正常组织相比CARMN在多种肿瘤尤其是宫颈癌中低表达。采用RNA测序技术检测宫颈癌组织及正常组织中CARMN的表达水平,结果表明与正常组织相比,宫颈癌组织中CARMN表达水平显著降低,与TCGA数据库分析结果一致。
( 2 )采用CCK-8检测细胞活性,发现过表达CARMN可显著减弱宫颈癌细胞HeLa和SiHa的增殖能力;细胞流式结果显示CARMN高表达可促进宫颈癌细胞的凋亡;细胞周期分析显示CARMN过表达阻止了 HeLa细胞G1/S期转化过程,而在SiHa细胞中则阻滞细胞于S期;Transwell实验结果提示,CARMN过表达抑制HeLa和SiHa细胞的迀移和侵袭能力。
结论:
本研究发现CARMN启动子区的功能SNPrs12517403C等位基因与宫颈癌发病风险增加显著相关。进一步功能研究显示rs12517403 T>C可影响转录因子SP1结合,从而影响CARMN的转录活性。细胞生物学实验发现CARMN具有抑制宫颈癌细胞增殖、调控细胞周期、促进细胞凋亡、抑制细胞迀移和侵袭的重要生物学功能。研究结果为寻找宫颈癌遗传易感性的分子标志,揭示宫颈癌可能发病机制提供了部分理论依据。