论文部分内容阅读
RNA编辑是重要的转录后调控机制,其中A-I RNA编辑是最重要最普遍的编辑现象,A-I RNA编辑反应主要由特定的RNA腺苷脱氨酶(ADAR)家族介导催化。它能识别特定的双链RNA结构和mRNA前体,催化底物上的腺苷酸(A)水解脱氨成为次黄嘌呤(I),在翻译过程中I通常会被核糖体识别为鸟氨酸G,由此编辑就会导致核酸序列或者密码子的改变。RNA编辑可以影响mRNA的稳定性和microRNA的加工成熟以及改变microRNA对其底物分子的识别等一系列重要的生物过程。目前已知的ADAR酶家族包括ADAR1、ADAR2、ADAR3和TADAR。在四种编辑酶中,ADAR1是目前研究得最广泛的编辑酶之一。现代的RNA-seq高通量测序技术发现,RNA编辑事件在人类基因组中普遍存在,主要发生于基因组非编码的重复序列和CDS区。A-IRNA编辑和人类疾病的发生发展一直是近年来该领域的研究热点。大量的研究表明A-IRNA编辑与多种肿瘤的发生发展密切相关,例如肝癌,皮肤癌,脑癌等。与相应的正常细胞相比,在癌细胞中RNA编辑效率明显改变,相应编辑酶的表达失调。本课题正是针对于癌相关的基因,检测其癌与正常的编辑效率差异,初步探讨该基因的RNA编辑与癌症的潜在关系。本课题对抑癌基因ARHGAP26的3’UTR,NEIL1的CDS区的编辑事件进行初步研究。分别在脑肿瘤细胞,白血病患者的白细胞和乳腺癌细胞中实验验证癌相关的基因ARHGAP26,NEIL1的潜在编辑位点,通过实验确证了ARHGAP26,NEIL1中A-IRNA编辑事件的存在,并且编辑效率表现出组织差异性。进一步本课题比较了癌和正常组织或细胞中的RNA编辑效率,实验发现相对于正常的组织或细胞系,ARHGAP26基因在脑肿瘤细胞中编辑效率明显下降,基因NEIL1在白血病患者白细胞中编辑效率显著下降,在乳腺癌细胞系中明显下降。因此本研究以基因在癌和正常中的编辑差异为线索,来探究该基因编辑事件的调控机制和潜在的功能影响。首先实验验证发现,在脑肿瘤患者的组织细胞中ARHGAP26基因发生了A-IRNA编辑,主要关注的12个编辑位点全部集中在ARHGAP263’UTR区域,同时还发现该基因在脑肿瘤组织和癌旁组织中编辑效率具有明显差异。进一步实验检测了脑肿瘤组织和癌旁组织的ARHGAP26蛋白和主要编辑酶ADAR1及ADAR2的表达,发现与癌旁组织相比,癌组织中的ARHGAP26蛋白和ADAR1酶表达水平明显降低,ADAR2表达量稍有下降。结果推测ARHGAP26基因与脑肿瘤的发生可能具有潜在的重要联系,并且在脑肿瘤细胞中ADAR1可能是主要编辑酶。进而为了进一步确认,本研究在星形胶质细胞瘤细胞株U87中干涉和过表达ADAR1酶,发现在降低ADAR1的表达之后,U87细胞的编辑效率较对照组有明显降低,而在过表达ADAR1之后,U87细胞的编辑效率明显上升,基于以上结果因此推测在脑肿瘤细胞中ADAR1是ARHGAP26基因的主要编辑酶。同时本研究关注了DNA修复酶相关基因NEIL1,经过实验验证发现在白血病患者白细胞中,该基因的CDS区发生了A-IRNA编辑,并且与正常人的血细胞相比,NEIL1的编辑效率在在白血病患者白细胞中显著下降,通过对该基因的24种剪接异构体的分析,探讨该编辑事件与可变剪接对该基因功能的潜在影响。基于本课题研究提出了以下观点,脑肿瘤的发生与ARHGAP26基因的编辑水平下调和ADAR1的表达异常密切相关,同时在脑肿瘤细胞中ADAR1是ARHGAP26基因的主要编辑酶。另外NEIL1基因A-I RNA编辑事件的发生可能会与可变剪接共同作用,进而影响该基因的正常功能。本课题关注了癌相关基因中异常的A-IRNA编辑事件,为今后对癌症的发生发展的进一步研究提供了相关的支持。