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研究背景:颅咽管瘤(craniopharyngioma,CP)是一种生长于鞍区的较少见的先天性颅内肿瘤,占儿童原发性颅内肿瘤的3-7%,占儿童鞍区肿瘤的60%以上。在WHO神经系统肿瘤分类中,颅咽管瘤被认为是Ⅰ级的良性肿瘤,但是内分泌功能低下、下丘脑功能紊乱、视力损伤的高发生率使患者生活质量往往受到很大影响。颅咽管瘤分为釉质型颅咽管瘤(adamantinomatous craniopharyngioma,ACP)和鳞皮型颅咽管瘤(papillary craniopharyngioma,PCP)两种病理亚型。在PCP中,BRAF p.V600E突变的检出率达到95%以上,且无其他基因突变,因此已有针对性的靶向药物,如维罗非尼(Verofini)、达拉非尼(Dalafenib)等进入临床试验研究。但针对ACP的新的治疗研究进展则较为缓慢。遗传背景上,几乎全部ACP存在CTNNB1基因3号外显子突变,导致β-连环蛋白(β-catenin)无法被降解而聚集于核内,进一步导致WNT通路的激活,这被认为是ACP发生发展的最重要机制。但目前尚无安全有效的针对WNT通路的靶向药物,故亟待发现新的针对ACP安全有效的精准治疗手段。既往针对ACP的基础研究主要集中在肿瘤组织标本及基因工程小鼠中,且近来基于 Hesx1 Cre/+;Ctnnb1 lox(ex3)/+及 Sox2 CreERT2/+;Ctnnbl lox(ex3)/+转基因小鼠的研究取得了较大的进展,对ACP的研究做出了更加深入的阐释。但仍不可否认小鼠动物模型无法完全代替人类肿瘤这一事实,肿瘤原代细胞仍然是一个重要的研究平台。随着高通量测序技术的发展,越来越多新的长链非编码RNA(Long non-coding RNA,lncRNA)得到发现和鉴定,同时也有研究发现lncRNA通过多种机制对各层面的生物学过程发挥着重要的调节作用。但是目前仍无关于ACP的lncRNA测序研究的报道,因此发现如此庞大的一类RNA在ACP中将发挥何种调节机制是目前一个亟待解决的问题。研究目的:1.优化釉质型颅咽管瘤原代细胞培养方法,鉴定原代细胞谱系特征,明确原代细胞培养能否代表肿瘤组织作为一个稳定的研究平台。2.明确釉质型颅咽管瘤系统生物学水平的特征,寻找新的可能对釉质型颅咽管瘤关键生物学行为发生调节的机制。3.从非编码RNA角度寻找可能的釉质型颅咽管瘤的关键表达调控机制。方法:1.利用改良的釉质型颅咽管瘤培养方法培养原代细胞,利用细胞免疫荧光技术完成谱系鉴定,运用高通量测序技术完成原代细胞转录组水平特征描述,通过基因集富集分析的方法明确原代细胞与肿瘤组织间的异同。2.对公开获取的釉质型颅咽管瘤转录组芯片数据进行深度发掘,利用基因集富集网络分析与蛋白间相互作用网络分析工具发现釉质型颅咽管瘤核心生物学过程与关键调控机制,并通过对组织标本的免疫组化、原代细胞的功能实验、蛋白免疫印迹、定量PCR对发现的机制进行验证。3.利用高通量测序技术获取lncRNA序列、表达量等信息。利用加权基因共表达网络分析、竞争性内源RNA机制预测等方法寻找关键表达调控机制。通过细胞功能实验、蛋白免疫印迹、定量PCR和双萤光素酶报告实验等方法对lncRNA的调控机制进行验证。结果:1.原代细胞表型鉴定提示其符合上皮细胞来源的谱系特征,转录组测序的结果提示原代细胞与肿瘤组织在特征性基因和基因集水平基本保持一致。2.釉质型颅咽管瘤转录组芯片数据分析发现其异常主要集中在以宏观发育和微观发育为核心,还包含脂类代谢、钙化和炎症反应等多个生物学过程。利用基因集富集网络分析与蛋白间相互作用网络分析工具发现釉质型颅咽管瘤中TGF-β通路激活,并通过免疫组化、细胞功能实验等证实其促进EMT的发生和 microRNA-132 的表达。3.lncRNA高通量测序结果发现3116个新的lncRNA,通过WGCNA及ceRNA预测发现关键调控的lncRNA——SNHG16。进一步验证异常高表达的SNHG16通过吸附miR-132促进TGF-β通路持续激活。结论:1.利用改良的釉质型颅咽管瘤原代细胞培养方法可以建立有限传代的原代细胞株,并证明原代细胞可部分代表肿瘤组织作为一个稳定的研究平台。2.生物信息学分析提示釉质型颅咽管瘤的核心生物学过程,并为典型表现的研究提供方向。网络分析预测并通过实验验证了 TGF-β通路激活促进釉质型颅咽管瘤EMT的发生,并提示miR-132在其中扮演重要作用。3.长链非编码RNA高通量测序发现新的转录本并预测关键调控lncRNA为SNHG16。提出经典WNT通路激活促进lncRNA-SNHG16的异常高表达,并通过ceRNA的机制吸附miR-132,进一步促进TGF-β通路在釉质型颅咽管瘤中持续激活从而导致肿瘤突破软膜向周边结构嵌入式生长的学说。