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研究背景及目的:肝细胞肝癌(Hepatocellular Carcinoma, HCC)是世界上最常见的恶性肿瘤之一,居恶性肿瘤死亡率的第二位。尽管近年来在肝癌诊治上取得了较大的进步,但肝癌的预后并没有得到显著的改善,转移仍是影响肝癌预后的重要因素。肝癌的转移途径主要有血道转移、淋巴转移及邻近器官的侵袭。转移的一个主要特征就是癌细胞能够定植在特异性的器官,临床上肝癌肺转移的发生率高于淋巴转移。已有研究表明癌细胞的特异性器官转移与其内在的基因特性相关。长链非编码RNA (Long non-coding RNA, lncRNA)是一类转录本长度超过200nt的RNA分子。LncRNA在发现之处被认为是基因组转录的“噪音”,不具有生物学功能,然而现在渐受重视。研究指出lncRNA能调节转录模式、调节蛋白活性、作为小RNA的前体、改变RNA加工、维持细胞结构和保持其有序性等。同时,许多lncRNA在疾病中发生错调,尤其是癌症,这引起了研究者极大的兴趣,然而关于lncRNA在肝癌转移中的报道甚少。本研究旨在分析lncRNA在人肝癌肺转移及淋巴转移潜能细胞株中的表达谱,从而更好的了解lncRNA在肝癌特异性器官转移中的作用。研究方法:采用体外单克隆培养和体内筛选的方法,对现有高淋巴道转移潜能的人肝癌单克隆细胞株HCCLYM-H进行单克隆优化,获得稳定高淋巴转移潜能细胞株HCCLYM-H2,并建立相应的裸鼠移植模型;应用Arraystar人长链非编码芯片v2.0(该芯片含有33045个lncRNA及30215个mRNA)检测遗传背景相同的高肺转移潜能的人肝癌细胞株HCCLM3及高淋巴转移潜能细胞株HCCLYM-H2中lncRNA和mRNA的表达情况并使用安捷伦软件11.0.1.1分析芯片数据;同时构建了lncRNA与nnRNA的共表达网络;将基因芯片的数据分析整理后,挑选6个差异表达lncRNA (BC070168、AK054728、 uc001szi.3、 ENST00000489452、 ENST00000436499、uc004cff.2)和2个mRNA NM000728(与lincRNA-CALCA相关联)和NM004616(与lincRNA-TSPAN8相关联)进行实时定量PCR验证,检测这些基因在两个细胞株中的表达量。研究结果:1、单克隆培养共得到25株单克隆细胞株,编号依次为1-25号。其中9株细胞生长良好进行后续两轮筛选,最终得到1株高淋巴转移、低肺转移的细胞株,命名为HCCLYM-H2细胞株。病理学结果显示该细胞株的淋巴转移率为100%,肺转移率为20%。2、单克隆所得HCCLYM-H2细胞株爪垫接种5周后局部成瘤率为100%,原发瘤的最大直径为1.5cm。肝脏原位移植5周后,可见腹主动脉旁、髂总及双侧锁骨下等远处淋巴结转移。病理学检查可见肺转移灶及淋巴结转移灶。3、lncRNA及mRNA在两株细胞的差异表达用HCCLYM-H2/HCCLYM3表示,基因芯片的结果显示1629个nRNA及1483个lncRNA在两个细胞株中差异表达(p≤0.05,≥1.5差异倍数)。这些差异表达的基因中,306个lncRNA及717个mRNA是上调的,在HCCLYM-H2细胞株中表达高于HCCLM3;而1177个lncRNA和912个mRNA是下调的,在HCCLM3细胞株表达高于HCCLYM-H2。在HCCLYM-H2细胞株中差异倍数最高的是LncRNA RP11-672F9.1(ENST00000450980),差异倍数为9.54;在HCCLM3细胞株中差异倍数最高的两个lncRNA为LincRNA-TSPAN8(BC070168)(差异倍数为65.7443)and lincRNA-CALCA (AK054728)(差异倍数为57.2132)。而LincRNA-TSPAN8、 lincRNA-CALCA的两个相关mRNA也在两个细胞株中差异表达。4、共表达网络:两个细胞株的共表达网络构成不同,表明lncRNA及mRNA的相互调节关系在两株细胞中存在差异。在HCCLYM-H2共表达网络中共有132个lncRNA和306个mRNA组成的1462个节点,其中680(1462;46.51%)个节点表示mRNA与mRNA共表达关系,647(44.25%)个节点表示mRNA与lncRNA共表达关系,其余135(9.23%)个节点表示lncRNA与lncRNA的共表达关系。在HCCLM3共表达网络中共有173lncRNAs和398mRNAs组成的3115个节点,其中1481(3115;47.54%)个节点表示mRNA与mRNA的共表达关系,1293(41.51%)个节点表示mRNA与lncRNA的共表达关系,其余341(10.95%)个节点表示lncRNA与lncRNA的共表达关系。5、实时定量PCR结果显示:ENST00000436499在HCCLYM-H2细胞株相对HCCLM3细胞株中的差异倍数为3.7885±0.3855, BC070168, AK054728, uc001szi.3, ENST00000489452, uc004cff.2在HCCLM3相对HCCLYM-H2细胞株中的差异倍数分别为69.7498±6.3728、15.6455±2.5898、13.0636±3.7768、7.0798±3.6812、7.1488±2.3995,PCR的结果与芯片结果一致。PCR显示mRNANM000728和NM004616在细胞株HCCLYM-H中相对细胞株HCCLM3中低表达,差异有统计学意义,与芯片结果一致。这2个mRNA在两个细胞株中的表达量趋势跟与其相关的lncRNA一致。结论:1、建立了高淋巴转移潜能的人肝癌细胞株HCCLYM-H2及相应裸鼠移植模型。2、第一次对肝癌器官特异性转移相关差异lncRNA表达谱进行了分析,发现了大量的lncRNA可能参与调节肝癌器官特异性转移过程。3、筛选并初步验证了多个与肝癌器官特异性转移相关的lncRNA;通过共表达网络的研究发现这些lncRNA与肿瘤发生、发展相关,且参与细胞粘附、迁移过程。