miR-216a-TSPAN1-ITGA2调控通路在胰腺癌中的建立

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胰腺癌(pancreatic cancer,PC)是一种恶性程度极高的消化道肿瘤,在恶性肿瘤引起的死亡率中排名为第七,其发病率呈现逐年上升趋势。直至目前,患者的5年生存率仍然达不到30%,所以展开胰腺癌的形成和进展机制研究极为重要。TSPAN1(Tetraspanins 1)属于四跨膜区域超蛋白家族(transmembrane4-superfamily,TM4SF)的一员,研究发现TSPAN1在胰腺癌中表达量异常上升,且TSPAN1高表达的患者预后效果较差,目前有关TSPAN1在胰腺癌中的详细分子机制尚不明确。本研究旨在探寻TSPAN1在胰腺癌中促癌机制,并对其调控通路进行阐述,揭示胰腺癌患者体内TSPAN1异常升高的成因及提出可能的药物干预分子靶点。本研究首先通过TCGA数据库调研,确认了在大量临床数据中,胰腺癌恶性程度与TSPAN1表达量呈现显著正相关,预后效果与TSPAN1呈现显著负相关。进一步,通过实时荧光定量PCR方式,对比正常胰腺上皮细胞(HPDE6-C7)及三种胰腺癌细胞株(PANC-1、ASPC1、Bx PC3)TSPAN1表达量,分析结果与TCGA数据库呈现高度拟合,即在不同胰腺癌细胞株中TSPAN1含量呈现显著上升趋势,最高可达223%。在分子调控机制的研究中,本研究以PANC-1细胞为模型,采用慢病毒感染方式建立了TSPAN1过表达及敲低细胞株,并对其进行肿瘤细胞体外表型实验。结果显示,TSPAN1的高表达可显著提高PANC-1细胞的迁移能力、侵袭能力、增殖能力及克隆形成能力。在裸鼠荷瘤实验中,TSPAN1高表达可显著提升PANC-1的体内成瘤能力和瘤体生长速率。进一步,通过文献调研及临床数据库查阅,结合micro RNA靶点预测,本研究对TSPAN1上游micro RNA进行了汇总验证。研究首先采用荧光素酶报告系统,瞬时转染方式,验证不同micro RNA对TSPAN1基因3’UTR的结合作用,确定胰腺癌细胞中,mi R-216a可与TSPAN1-3’UTR有效结合。接下来,本研究建立了mi R-216a过表达胰腺癌细胞株,考察细胞内TSPAN1表达水平的变化,同时进行了体外肿瘤表型验证,结果表明,mi R-216a过表达能够显著降低TSPAN1的表达水平,同时降低细胞迁移、侵袭、增殖及克隆形成能力。为探究TSPAN1的下游调控分子机制,本研究利用TSPAN1过表达和敲低的PANC-1细胞进行转录组测序,并对测序数据进行KEGG分析和GO富集分析,同时对差异化基因进行筛选。结合TCGA临床数据库及转录组测序数据,我们发现ITGA2基因表达与TSPAN1呈现显著正相关,且ITGA2临床大数据显示与癌症恶性程度呈现正相关。本研究首先采用PANC-1细胞为模型,建立ITGA2敲低细胞株,通过体外肿瘤表型实验,确定了ITGA2基因的致癌性。进一步,在TSPAN1过表达基础上联立ITGA2敲低,并进行肿瘤表型验证,结果显示ITGA2的敲低,可部分抵消TSPAN1过表达带来的肿瘤细胞恶性程度增加。联立以上结果,我们推测TSPAN1通过正向调控ITGA2从而展现其促癌效果,进而本研究对TSPAN1与ITGA2的调控机制进一步研究。转录组测序数据显示,TSPAN1可使细胞内DNA甲基化/去甲基化相关酶类显著性异常表达,包括TET2表达上调,DNMT1/DNMT3b表达下调。TCGA甲基化数据库显示胰腺癌中ITGA2启动子区域的甲基化呈现显著性降低,联立以上数据,我们提出TSPAN1可通过调控细胞内TET2及DNMT表达,从而调控ITGA2启动子甲基化状态,间接调控ITGA2的表达。我们采用TSPAN1过表达及敲低细胞株进行重亚硫酸盐处理,对ITGA2启动子区域进行特异性扩增并测序,结果显示ITGA2启动子区域存在两个确定的可被TSPAN1调控的甲基化位点,从而揭示TSPAN1对ITGA2表观遗传调控分子机制。综上所述,在胰腺癌中TSPAN1通过表观遗传修饰正调控ITGA2表达促进肿瘤进展,mi R-216a通过降低TSPAN1表达抑制胰腺癌进展。
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