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研究背景与目的: 乳腺癌是目前全球范围内女性最常见的恶性肿瘤,严重威胁到女性的身心健康。随着高通量测序技术和生物信息学的发展,越来越多的研究表明环状 RNA (circRNA)在多种疾病中具有重要作用,尤其在肿瘤发生发展中扮演着重要的角色。目前,circRNA在乳腺癌中的研究较少,其具体功能和机制需要进一步研究证实。 材料与方法: 本研究使用美国Arraystar公司的人类circRNA芯片,高通量分析筛选按钮8例乳腺癌组织(包括4例三阴型、4例Luminal A型)和3例正常乳腺冰冻组织标本中circRNA差异表达谱。运用Arraystars home-made 软件,预测差异表达的circRNA下游miRNA,用Cytoscape软件绘制circRNA-miRNA相互作用图。通过使用注释及可视化数据库( Database for Annotation, Visualization and Intergrated Discovery, DAVID)对差异表达circRNA的来源基因进行KEGG和GO富集分析,为探索circRNA功能和机制提供一定的研究思路。然后挑选2个差异表达的circRANs: circTADA2A-E6和circTADA2A-E5/E6,在乳腺癌病人组织和细胞系中通过qRT-PCR研究circTADA2As的表达与乳腺癌病人的临床病理、生存、预后关系。并构建circTADA2A-E6过表达或敲减系统,通过体外实验,研究circTDA2A-E6的表达对乳腺癌细胞系的增殖、克隆形成、划痕愈合、侵袭等功能的影响;进一步通过裸鼠移植瘤模型研究circTADA2A-E6的表达对乳腺癌增殖的影响。最后,通过生物信息学分析、报告基因、荧光原位杂交共定位、蛋白印记、挽救实验,探讨circTADA2A-E6/miR203/SOCS3轴在乳腺癌中的作用。 实验结果: 本研究筛选出235个乳腺癌中差异表达circRNA,包括有140个上调,95个下调(其中有215、73个分别是三阴型、Luminal A型乳腺癌特异circRNA),构成了乳腺癌circRNA差异表达谱。通过生物信息学分析,一共筛选出465个miRNA可以与三阴型乳腺癌中差异表达的215个circRNA相互结合,并且通过Cytoscape软件构建了 circRNA-miRNA 调控网。通过 DAVID 分析发现,215 个差异表达circRNA 的来源基因主要富集到 cell cycle,protein processing in endoplasmic reticulum,cGMP-PKG signaling pathway,MAP kinase kinase activety,Wnt-activited receptor activity,protein tyrosine phosphatase activity等KEGG和GO信号通路条目上。qRT-PCR结果显示,与正常乳腺组织和类正常乳腺上皮细胞中表达相比,circTADA2A-E6和circTADA2A-E5/E6在不同分子分型乳腺癌组织和细胞系中均表达下调,并且circTADA2A-E6的表达量与病人TNM分期以及淋巴结转移相关,表达量越低,分期越高,淋巴结转移数越多。ROC 分析发现circTADA2A-E6、circTADA2A-E5/E6曲线下面积AUC分别为0.847,0.937。将两个circRNA进行二元logistic回归和ROC分析,曲线下面积可以达到0.936。进行生存和预后分析,发现circTADA2A-E6表达与无疾病生存期(DFS)和总生存期(OS)相关,并且表达量越低,病人的DFS和OS越低,并且差异具有统计学意义;circTADA2A-E5/E6的低表达与差的预后相关,但是差异不具有统计学意义。在功能分析方面,circTADA2A-E6的表达可抑制乳腺癌细胞的增殖、克隆形成、划痕愈合、侵袭能力,以及异种移植瘤动物的乳腺癌细胞生长。机制方面,报告基因、荧光原位杂交、蛋白印记结果显示,circTADA2A-E6可以吸附miR203,进而调控SOCS3表达,影响乳腺癌细胞的克隆形成能力。 结论: 通过circRNA筛选、临床病理分析,我们发现circTADA2As可能是潜在的乳腺癌诊断和预后标志物。在功能研究中发现,circTADA2A-E6是一个抑癌基因,可以抑制乳腺癌细胞增殖、迁移、侵袭。机制上发现 circTADA2A-E6 可以通过ceRNA 机制吸附 miR203,进而恢复靶基因 SOCS3 表达。我们的研究首次证实circTADA2As 在乳腺癌中的生物学功能以及临床病理学意义。本研究为乳腺癌的研究奠定了坚实的基础,尤其是在乳腺癌新型标志物的发现以及治疗靶点的选择方面提供了新的科研思路和理论支持。