转运RNA衍生物tRF-3017A促进胃癌转移的机制研究

来源 :中国医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dreamlisheng
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研究目的:胃癌是世界范围内发病率排行第五、死亡率排行第四的癌症。胃癌不仅在全球范围内严重威胁人类健康,其在中国的发病率和死亡率也位于前列。虽然近年来外科手术技术不断进步、其它辅助治疗、靶向治疗手段不断提高,但胃癌的临床疗效依旧不满意。胃癌病人的五年生存率依旧比乳腺癌、前列腺癌等一些恶性肿瘤低。因此,探索胃癌进程中分子的调控方式,发现更有效的诊断标志物和治疗靶点已成为胃癌基础与临床研究中的重点和难点。传统上认为转运RNA(transfer RNA,tRNA)参与细胞蛋白质合成。tRNA衍生的小分子RNA片段(tRNA-derived fragment,tRF)是近期被发现的一种新型的小非编码RNA(snc RNA),这类小RNA来自于前体或成熟tRNA的特异性剪切。最近,越来越多的研究显示,tRNA衍生物在人类癌症中经常表达失调。一些tRNA衍生物能够在多种癌症中影响癌细胞的生物学行为。随着研究的深入,不断有新的tRNA衍生物被发现并被认为是癌症的诊断指标和治疗靶点。在本研究中,我们证实了tRF-3017A,这一tRNA衍生物,在胃癌组织中的表达显著高于癌旁非癌组织,且其高表达与胃癌的淋巴结转移相关。此外,体外功能实验证实胃癌细胞的迁移和侵袭能力受tRF-3017A表达水平影响。同时,本研究探寻了tRF-3017A影响胃癌转移的机制,为胃癌的治疗提供了新思路和靶标。研究方法:第一部分,我们利用高通量PCR芯片对我院10例胃癌及配对癌旁非癌组织中异常表达的tRNA衍生物进行了分析。在芯片分析的结果中,基于P<0.05且差异表达倍数>2筛选候选指标tRF。同时,我们在87对胃癌组织中对各候选指标的表达量进行了验证并进行了对应的临床病理特征相关性分析。我们选择了表达量与胃癌淋巴结转移显著相关的tRNA衍生物,tRF-3017A,进行后续的深入研究。为了探寻tRF-3017A用于诊断胃癌淋巴结转移的价值,我们通过受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic,ROC)评价tRF-3017A的诊断效能,判断其敏感性和特异性。接下来,我们通过实时荧光定量PCR(quantitative real‐time polymerase chain reaction,qRT-PCR)分析tRF-3017A在AGS,HGC-27,MGC-803,SNU-16,MKN-45这几种胃癌细胞系中的表达水平。第二部分,通过Transwell细胞迁移和侵袭实验、细胞划痕愈合实验和CCK8细胞增殖实验探索tRF-3017A对胃癌细胞迁移、侵袭和增殖的影响。利用mi Randa和Target Scan等数据库预测tRF-3017A下游的靶基因,结合生物信息学分析筛选下游靶基因。进而在RNA和蛋白水平验证靶基因的表达是否受tRF-3017A表达量的影响。利用双荧光素酶报告基因实验验证tRF-3017A与下游靶基因是否存在直接结合。通过RIP免疫共沉淀验证tRF-3017A是否与Ago2和靶基因形成RISC复合物。通过体外实验探究干扰靶基因对胃癌细胞迁移和侵袭的影响。通过一系列“rescue”实验验证敲减或过表达靶基因能否恢复tRF-3017A对胃癌细胞HGC-27和AGS迁移和侵袭能力的影响,判断靶基因是否参与tRF-3017A诱导的胃癌转移。研究结果:1.tRF-3017A在胃癌中的表达及其与临床病理特征的相关性:(1)tRF-3017A在87例胃癌组织中,与配对癌旁非癌组织相比普遍高表达(62/87,P<0.001)。(2)tRF-3017A在胃癌中的高表达与淋巴结转移显著相关(P=0.016),与年龄(P=0.144)、性别(P=0.126)、肿瘤大小(P=0.411)、分化程度(P=0.807)、T分期(P=0.558)、TNM分期(P=0.064)之间无显著的统计学相关性。(3)tRF-3017A在全体胃癌病人中ROC曲线的AUC为0.6103(P<0.05),在有/无淋巴结转移的病人中ROC曲线的AUC为0.6465(P<0.05)。(4)相对于正常人胃粘膜上皮细胞GES-1,tRF-3017A在胃癌细胞系SNU-16、AGS和HGC-27中显著高表达。2.tRF-3017A对胃癌细胞功能的影响:(1)瞬时转染后,qRT-PCR检测过表达tRF-3017A在HGC-27细胞中上调60.89±6.049倍(P<0.001),在AGS细胞中上调46.88±7.669倍(P=0.0012)(2)过表达tRF-3017A能够使胃癌细胞的迁移和侵袭能力显著增强,但对细胞增殖无影响。(3)敲减tRF-3017A能够显著抑制胃癌细胞的迁移和侵袭。3.预测及验证NELL2为tRF-3017A直接调控的下游靶基因:(1)通过mi Randa&Target Scan数据库预测NELL2可能是tRF-3017A下游直接调控的靶基因。(2)过表达或敲减tRF-3017A后,qRT-PCR和Western Blot在RNA水平和蛋白水平验证NELL2的表达水平与tRF-3017A呈负相关。(3)qRT-PCR验证NELL2在胃癌组织中与癌旁非癌组织相比显著低表达(P<0.001),其表达量与tRF-3017A呈负相关(r=-0.41,P<0.001)。(4)在胃癌组织中,NELL2的蛋白表达水平与tRF-3017A呈负相关。(5)双荧光素酶报告基因实验证实tRF-3017A能够与NELL2 m RNA的3’UTR区直接结合。(6)RIP实验验证tRF-3017A能够通过Ago2蛋白与NELL2形成RISC复合物。4.验证NELL2参与tRF-3017A诱导的胃癌转移:(1)胃癌细胞的迁移和侵袭能力因沉默NELL2而得到增强;反之,过表达NELL2则能够抑制胃癌细胞的迁移和侵袭。(2)“rescue”实验中,过表达NELL2能够恢复因过表达tRF-3017A而被促进的细胞迁移和侵袭能力;因敲减tRF-3017A受到抑制的迁移和侵袭能力则能够被敲减NELL2恢复。研究结论:1、tRF-3017A在胃癌组织与细胞系中普遍高表达。2、tRF-3017A在胃癌中的异常高表达与淋巴结转移相关。3、过表达tRF-3017A促进胃癌细胞HGC-27和AGS的迁移和侵袭,对增殖无显著影响。4、敲减tRF-3017A抑制胃癌细胞HGC-27和AGS的迁移和侵袭。5、NELL2在胃癌细胞中普遍低表达,其在胃癌组织中的表达量与tRF-3017A呈负相关。6、tRF-3017A通过类似mi RNA的机制靶向调控下游靶基因NELL2,促进胃癌转移。
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