microRNA-143和CBFB基因多态性与肺癌易感性的关系及机制研究

来源 :中国医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:popwoool20
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目的:众所周知,肺癌是全球范围内最常见的恶性肿瘤之一,严重威胁着人类的健康和生活质量。在我国,肺癌的发生率和死亡率呈现逐渐上升的趋势。与此同时,我国的肺癌的癌症负担也是比较重的,大约占全球总病例数的36.98%和总死亡数的39.21%。早期肺癌的隐匿症状,导致多数患者被诊断为肺癌时,手术机会的丧失,因此,单纯化疗或联合放疗已成为晚期肺癌患者的主要治疗方法。尽管现代医疗技术在肺癌的诊断和治疗方面取得了进步,但是肺癌患者的5年生存率一直不尽人意。多项研究表明,肺癌的发生发展与多种基因的异常表达密切相关,如癌基因、抑癌基因等。因此,深入探索肺癌进展的分子机制有助于开发新的肺癌防治靶点。microRNAs(miRNAs)是一类内源性的(18-24个核苷酸)非编码单链RNA,在代谢、生长、细胞分化和发育、凋亡和细胞信号转导等不同的生物学过程中都发挥着重要作用。mi RNA通过将其种子区(第2-8位)与位于靶标3’UTR区域以及编码区中的互补序列进行配对,识别m RNA靶标并且通过m RNA的降解和翻译抑制来充当基因表达的内源性抑制剂。同时,它们也在基因表达的转录后调控中发挥着重要作用。有大量的研究证明,无论是影响mi RNA发生过程中的primi RNA、pre-mi RNA和成熟mi RNA中发生的单核苷酸基因多态性(SNPs),还是影响mi RNA识别其m RNA靶序列的能力或影响mi RNA靶向双链形成的单核苷酸基因多态性,都可能通过修饰mi RNA调节来影响人类表型的变异和疾病易感性的改变。之前的一些研究结果表明,mi R-143在多种人类癌症中主要扮演抑癌基因的角色。本研究通过探索mi R-143启动子区单核苷酸多态性与肺癌发病风险之间的关系,mi R-143靶基因CBFB基因多态性与肺癌发病风险之间的联系,mi R-143和CBFB在TCGA肺腺癌组织中的表达及与肺腺癌预后的相关性,以及mi R-143对肺癌细胞生物行为的影响四个方面对mi R-143及CBFB在肺癌中发生发展的机制进行初步的探索。研究方法:第一部分:首先我们通过浏览文献和筛选NCBI的db SNP数据库的结果,同时综合SNP功能预测网站,我们选出待研究的mi R-143/mi R-145启动子区rs3733845和rs3733846位点进行下一步的研究。本研究是一项基于医院的病例对照研究,旨在探讨mi R-143/145启动子区rs3733845和rs3733846多态性与肺癌发病风险的关系。本研究的病例来自于三所医院,它们分别是中国医科大学附属第一医院,中国医科大学第四附属医院和辽宁省肿瘤医院。所有的研究对象都签署了知情同意书,本研究经过中国医科大学伦理委员会的审批。我们用Taq Man探针法对575例非吸烟患者和575例无癌对照者mi R-143/145启动子区的两个SNPs进行了基因分型。运用Logistic回归分析评估mi R-143/mi R-145启动子多态性与女性肺癌发病风险之间的关系。采用交叉分析的方法探讨了两个SNPs与环境危险因素(烹调油烟暴露和被动吸烟暴露)之间的相互作用。第二部分:我们对非吸烟女性中CBFB基因的rs12598154和rs17768165多态性与肺癌风险之间的联系进行了探索。本部分是一项基于医院的病例对照研究,本研究对象包括556例肺癌患者和395例对照,并且所有的研究对象都签署了知情同意书。本研究的病例来自于中国医科大学附属第一医院,中国医科大学第四附属医院和辽宁省肿瘤医院。本研究得到了中国医科大学伦理委员会的批准。由受过专业培训的访问员来收集人口统计学数据和环境暴露(烹调油烟和被动吸烟暴露)的相关信息。使用Taq Man探针法对所有研究对象的基因组DNA进行基因分型。运用Logistic回归分析来对CBFB基因的rs12598154和rs17768165多态性与非吸烟女性肺癌风险之间的关系进行评估。采用交叉分析的方法探讨了两个SNPs与环境危险因素(烹调油烟暴露和被动吸烟暴露)之间的相互作用。第三部分:首先通过TCGA数据库中下载和分析肺腺癌相关数据,并利用R软件分析探索mi R-143-3p在肺腺癌中的表达情况、预后以及可能参与的生物学通路。利用生物学信息网站(Targetscan、mi RWalk、mi RDB、mi RDIP),预测出mi R-143-3p的靶基因可能是CBFB。其次,在TCGA数据库中下载和分析肺腺癌的相关数据,并利用R软件分析探索CBFB在肺腺癌组织中的表达情况、与肺腺癌预后的相关性以及可能参与的生物学通路。第四部分:首先通过qRT-PCR检测mi R-143-3p在肺腺癌细胞系A549、H1299和人正常肺上皮细胞系BEAS-2B中的表达,向A549和H1299细胞系中转染mi R-143-3p mimics、inhibitor及NC质粒改变mi R-143-3p表达,通过MTS实验检测肺腺癌细胞增殖能力的改变;通过Transwell实验检测肺腺癌细胞迁移能力的改变;通过Annexin 7-AAD/APC检测肺腺癌细胞凋亡能力的改变。通过双荧光素酶实验及回复实验验证mi R-143-3p通过抑制CBFB表达对细胞增殖、迁移和凋亡的影响。本研究构建CBFB过表达质粒、低表达质粒及阴性对照质粒,进而改变A549和H1299细胞中CBFB表达,通过MTS实验检测肺腺癌细胞增殖能力的改变;通过Transwell实验检测肺腺癌细胞迁移能力的改变;通过Annexin7-AAD/APC检测肺腺癌细胞凋亡能力的改变。结果:第一部分:rs3733845和rs3733846与肺癌风险之间的关系不具有统计学意义。但是在分层分析中,rs3733845 T等位基因增加了肺腺癌的风险。携带rs3733846的AG基因型的受试者与AA基因型相比显示出了更高的肺腺癌风险。此外,与AA基因型相比,在显性模型中与rs3733846的G等位基因携带者相关的肺腺癌风险显著增高。rs3733845和rs3733846与肺鳞癌和小细胞肺癌中之间不具有统计学意义的关联。rs3733845和rs3733846危险基因型与烹调油烟暴露之间的存在相乘的相互作用,具有统计学意义。rs3733845和rs3733846位点与被动吸烟暴露的交互作用与肺癌易感性的关联不具有统计学意义。第二部分:CBFB的rs12598154和rs17768165位点与肺癌的发病风险不具有统计学意义的关联。分层分析结果显示,在非吸烟女性人群中,CBFB的rs12598154和rs17768165位点与肺腺癌,肺鳞癌和肺小细胞癌的易感性均不具有统计学意义的关联。在非吸烟女性人群中,CBFB的rs12598154和rs17768165位点与烹调油烟暴露的交互作用与肺癌易感性的关联不存在统计学意义。CBFB的rs12598154和rs17768165位点与被动吸烟暴露的交互作用与肺癌易感性的关联不存在统计学上的意义。第三部分:TCGA数据库中肺腺癌数据集mi R-143-3p呈低表达,且具有良好的诊断效能。生物信息学预测mi R-143-3p可能参与p53信号通路。应用Targetscan等生物信息学网站预测CBFB可能为mi R-143-3p下游靶基因,且TCGA数据库肺腺癌数据集中CBFB与mi R-143-3p表达负相关。TCGA数据库中肺腺癌数据集CBFB呈高表达,诊断效能良好,且CBFB差异表达与肺腺癌患者预后显著相关。GSEA结果预测CBFB可能参与p53信号通路。第四部分:qRT-PCR结果显示,mi R-143-3p在肺腺癌细胞中呈低表达,细胞功能学实验结果显示与对照组相比,mi R-143-3p低表达可显著促进肺腺癌细胞增殖、迁移,同时显著抑制肺腺癌细胞凋亡;相反,mi R-143-3p表达上调可显著抑制肺腺癌细胞增殖、迁移,同时肺腺癌细胞凋亡能力显著增强。qRT-PCR结果显示在p53过表达组中的mi R-143-3p表达显著上调。qRT-PCR及Western Blot实验结果显示mi R-143-3p可显著抑制CBFB表达。细胞功能学回复实验结果显示,mi R-143-3p可通过显著抑制CBFB表达调控肺腺癌细胞增殖、迁移和凋亡。qRT-PCR结果显示CBFB在肺腺癌细胞中呈高表达,细胞功能学实验结果显示,与阴性对照组相比,CBFB高表达可显著促进肺腺癌细胞增殖、迁移,同时显著抑制肺腺癌细胞凋亡;相反,CBFB低表达可显著抑制肺腺癌细胞增殖、迁移,同时肺腺癌细胞凋亡能力显著增强。Western Blot结果显示在CBFB过表达组的细胞中p53蛋白表达显著上升,相反CBFB低表达组的细胞中p53蛋白表达显著下降。结论:1.在非吸烟女性中,rs3733845与rs3733846与肺腺癌易感性相关,与肺鳞癌和小细胞肺癌之间不具有统计学意义的关联。rs3733845和rs3733846危险基因型与烹调油烟暴露之间存在相乘交互作用。2.CBFB的rs12598154和rs17768165位点与肺癌的发病风险不具有统计学意义的关联。3.TCGA数据库中mi R-143-3p在肺腺癌中呈低表达,CBFB在肺腺癌组织中呈高表达,均具有良好的诊断效能,生物信息学预测mi R-143-3p和CBFB可能与p53信号通路相关。4.mi R-143-3p可以通过抑制CBFB基因表达抑制肺腺癌细胞增殖及迁移,同时促进癌细胞凋亡。
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