TNF-α诱导的LOC107984552及其m~6A甲基化修饰在宫颈癌细胞中的作用及机制研究

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【目的】宫颈癌(cervical cancer,CC)是最常见的妇科恶性肿瘤,且病死率高。肿瘤坏死因子α(TNF-α)广泛参与多种癌症的发生发展。长链非编码RNA(lnc RNA)在表观遗传学的调控中扮演重要角色,其异常表达通常与包括肿瘤在内的人类疾病发生发展有关。而m~6A甲基化修饰是十分常见的RNA内部修饰之一,其在调节RNA稳定性等方面起到重要的作用。为了发现在宫颈癌发展中起作用的lnc RNA,并研究其作用机制,我们实验室前期对TNF-α刺激后的He La细胞进行RNA深度测序,本研究在分析其结果后,选择一个TNF-α刺激前后差异表达明显的非编码RNA作为研究对象。本研究旨在探究TNF-α诱导非编码RNA表达差异的具体机制及其对宫颈癌细胞的生物学作用,从而为宫颈癌的治疗及研究提供新的思路。【方法】首先通过RT-q PCR验证深度测序得到的结果,即LOC107984552在有无TNF-α刺激时的表达差异情况。接着同样的方法检测LOC107984552在10对宫颈癌组织和癌旁组织中的差异表达,并通过核浆分离实验检测其在宫颈癌细胞中的定位。通过MTT实验,集落形成实验,transwell迁移及侵袭实验和体内成瘤实验,确定LOC107984552的生物学功能。通过生物信息学软件预测调控LOC107984552启动子的转录因子,通过双荧光素酶报告系统和RT-q PCR解释TNF-α影响LOC107984552表达的过程。通过m~6A-RIP检测LOC107984552的m~6A甲基化水平,并通过RT-q PCR检测m~6A甲基化对其半衰期及表达的作用。Western blotting和RT-q PCR检测TNF-α对m~6A甲基化识别酶YTHDF2的调控作用。通过Reg RNA和targetscan预测能同时与LOC107984552和YTHDF2结合的mi RNA并通过Western blotting和RT-q PCR检测三者之间的靶定及调控关系。通过细胞功能实验检测m~6A甲基化对LOC107984552功能的影响。为了探究LOC107984552在宫颈癌中发挥功能的机制,通过Reg RNA预测其靶mi RNA,并通过Western blotting和RT-q PCR分别检测二者靶定及调控关系。通过细胞功能实验检测靶mi RNA的生物学功能以及LOC107984552对其功能的挽救能力。通过targetscan预测该mi RNA的靶蛋白,并通过Western blotting和RT-q PCR分别检测靶定及调控关系。通过细胞功能实验检测靶蛋白的生物功能。最后通过Western blotting和RT-q PCR检测LOC107984552对靶蛋白表达的调控以及对其受到mi RNA的调控作用的挽救能力。【结果】通过深度测序发现并验证TNF-α下调He La细胞中LOC107984552的表达,其主要定位于胞浆,且在宫颈癌癌组织中的表达水平显著低于癌旁组织。细胞功能实验进一步发现,LOC107984552可以抑制宫颈癌细胞的细胞活性,体外增殖能力,迁移及侵袭能力和成瘤能力。LOC107984552的启动子区域含有转录因子YY1的结合位点,TNF-α可以通过上调YY1实现对LOC107984552的抑制作用。m~6A-RIP实验显示LOC107984552具有较高的m~6A甲基化水平,且其m~6A甲基化修饰主要通过甲基化酶METTL3的酶活性来实现。METTL3上调LOC107984552的水平,延长其半衰期;而甲基识别酶YTHDF2缩短其半衰期并抑制其表达。TNF-α可以增强YTHDF2的表达水平,进而下调LOC107984552。同时LOC107984552可以作为mi R-1260a的ce RNA负向调控YTHDF2,进一步促进自身的表达。细胞功能实验发现,m~6A甲基化修饰可以增强LOC107984552在宫颈癌细胞中的抑癌功能。通过生物信息学软件预测并验证LOC107984552可以吸附mi R-345-5p,并负向调控其表达。细胞功能实验显示mi R-345-5p在宫颈癌中起促癌作用,LOC107984552可以部分挽救mi R-345-5p的促癌功能。通过生物信息学软件预测并验证TMPRSS4是mi R-345-5p的下游靶基因,并受其正向调控,同时受LOC107984552负向调控。细胞功能实验显示TMPRSS4在宫颈癌中促进细胞恶性行为。【结论】本研究发现TNF-α通过上调转录因子YY1抑制RNA转录或是通过上调YTHDF2促进RNA降解两个方面下调LOC107984552的表达水平。而LOC107984552发挥ce RNA机制吸附mi R-345-5p进而抑制TMPRSS4的表达,最终抑制宫颈癌的发展进程。m~6A甲基化修饰通过上调LOC107984552的表达进一步增强其生物学功能。
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