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背景与目的: 肺癌是对人类健康和生命威胁最大的恶性肿瘤之一,其发病率已位于男性各种恶性肿瘤的首位,而女性肺癌发病率已上升至第二位,且呈现逐渐上升态势。2014年中国肺癌发病率达到35.23/105,死亡率达27.93/105,位居恶性肿瘤发病率和死亡率榜首,在中国肺癌已取代乳腺癌成为女性恶性肿瘤头号杀手。目前肺癌的治疗手段仅局限于手术切除或常规放/化学治疗,肺癌患者的预后情况十分严峻,5年生存率只有约11%。另一方面,由于缺少早期诊断的依据,肺癌患者确诊时肿瘤细胞往往已发生了侵袭和转移,这是导致肺癌患者预后不良的重要因素。目前已有大量研究表明,基因表达与调控功能异常是肺癌发生发展的内因和基础,深入探讨肺癌发生的分子机制,寻找和确认新的早期诊断肺癌标记物,是肺癌预防和治疗领域的当务之急。 在过去的几十年里,相关研究把注意力主要集中于编码基因在肿瘤中的发病机制,实际上,人类基因组中蛋白编码基因所占的比例不到2%,超过90%的基因被转录成为非编码RNA(ncRNA)。ncRNA按长度可划分为两类:短片段非编码RNA(miRNAs)和长片段非编码RNA(lncRNAs)。LncRNAs是一类长度>200nt的ncRNA,在癌症的发生发展中发挥重要作用。尽管大量lncRNAs已被发现,但lncRNAs的生物学功能还存在着巨大的未知。近两年报道显示,在肿瘤发展过程中miRNAs和lncRNAs均为关键的基因表达调控分子,约有1/2以上的miRNAs是从其他已知基因的内含子/外显子区域生成,这些miRNA被称为基因内miRNAs,它们与其宿主基因之间的相互调控作用,在肿瘤发生中扮演着十分重要的角色。研究表明基因内miRNAs可对宿主基因进行反馈调节,而有些宿主lncRNAs通过加工成为miRNA间接调控miRNA下游靶点。有研究报道,lncRNA NR_028505高表达与乳腺癌的低复发率相关,而miR-22在多种肿瘤中表达下降并与癌症预后相关,miR-22可直接或间接与癌基因结合,抑制其下游功能。LncRNA NR_028505是miR-22的宿主基因,其二者的表达有很强的关联性,在多种癌症中两者表现出共表达现象。 本课题对lncRNA NR_028505在肺癌中的表达及其与临床意义进行探讨,并对lncRNA NR_028505进行功能性研究,揭示lncRNA NR_028505在肿瘤中可能发挥的作用,探索其与miR-22之间的相关性及相互调控关系。 方法: 1.肺癌组织样本2012年12月至2014年12月期间,收集广州军区总医院胸外科行肺癌根治性或姑息性切除术的患者肺癌组织及配对癌旁正常组织(癌旁组织距离癌中心组织>5cm)130例,患者均为原发性肺癌,均未进行术前化/放疗,同时收集患者个人信息和详细临床病理资料。 2.细胞系及培养方式人类正常肺支气管上皮细胞株(16HBE),5株人类肺癌上皮细胞(A549、H1299、H460、H446、95-D)使用MEM培养基(美国HyClone公司)或RPMI-1640完全培养基在37℃,5%CO2,饱和湿度的恒温培养箱中培养。 3.总RNA提取及qRT-PCR分析TRIzol法提取组织细胞总RNA,lncRNA检测采用荧光染料(SYBR GreenⅡ)法进行qRT-PCR检测,miR-22-3p采用TaqMan探针法进行qRT-PCR检测。7500荧光定量PCR仪上进行相对定量分析。 4.LncRNA NR_028505和miR-22-3p瞬时转染LncRNA NR_028505siRNA和miR-22-3p mimic/inhibitor均使用Lipofectamine-3000按转染说明书步骤对A549细胞进行转染,干扰效果采用qRT-PCR进行相对定量分析。 5.细胞周期检测适量细胞接种于6孔板,无抗生素培养基37℃,5%CO2培养24h后转染siRNA,24h后收集并用70%乙醇固定细胞,过夜,然后用PI染色,于流式细胞仪中检测细胞周期分布情况。 6.细胞凋亡检测适量细胞接种于6孔板,无抗生素培养基37℃,5%CO2培养24h后转染siRNA,24h后收集细胞,按Annexin V-FTIC/PI试剂盒步骤对细胞进行染色,立即在流式细胞仪上检测细胞凋亡情况。 7.LncRNA NR_028505亚细胞定位按PARIS?Kit说明书进行细胞胞质胞核分离并提取RNA,用qRT-PCR检测lncRNA NR_028505和内参基因在胞质胞核中的相对表达量。 结果: 1.LncRNA NR_028505在肺癌组织及细胞中的表达情况130例肺癌患者中96.9%(126/130)患者癌组织中lncRNA NR_028505表达水平低于其配对癌旁正常组织(P<0.001);与16HBE比较,lncRNA NR_028505在肺癌细胞株中基本呈现低表达(P<0.05)。 2.lncRNA NR_028505表达水平与肺癌患者临床病理特征的相关性将126例低表达肺癌样本以中位数(M=0.0604)为标准分为两组进行比较分析,发现lncRNA NR_028505的低表达水平与肿瘤的分型、分化程度及淋巴结转移相关(P<0.05);运用logistics回归对上述相关因素进行分析,肿瘤分化与lncRNA NR_028505的表达相关(P=0.003),肿瘤分化程度越低,lncRNA NR_028505的表达水平越低(P<0.05),排除分化影响后,淋巴结转移仍与lncRNA NR_028505的表达相关(P<0.05),而肿瘤分型则与lncRNA NR_028505的表达不相关(P>0.05)。 3.瞬时转染siRNA下调lncRNA NR_028505表达设计4对siRNA序列及1对negative control(siRNA-nc)序列转染A549细胞,siRNA-1和siRNA-350nmol/L转染24h对目的基因的干扰效果达90%以上,选为最佳转染序列和条件。 4.下调lncRNA NR_028505对细胞功能的影响下调lncRNA NR_028505表达后采用流式细胞仪对A549细胞进行细胞周期检测,结果显示siRNA-1和siRNA-3转染组S期细胞比例均明显增加,siRNA-1和siRNA-3组分别为(22.90%±0.75%)和(23.38%±1.15%),与对照组相比差异均有统计学意义(P<0.05);细胞凋亡检测结果显示,与对照组比较,siRNA-1和siRNA-3转染组细胞凋亡率明显下降,差异均有统计学意义(P<0.05)。 5.miR-22-3p在肺癌组织及细胞中的表达情况实时荧光定量PCR技术检测miR-22-3p在肺癌组织样本中的表达情况。114例肺癌患者中有62.3%(71/114)肺癌患者中miR-22-3p在癌组织中的表达量低于癌旁组织,而癌组织中miR-22-3p表达高于癌旁组织仅占37.7%(43/114),差异有统计学意义(P<0.05);与16HBE相比,肺癌细胞系A549、H1299和95-D中miR-22-3p呈现低表达(P<0.05),miR-22-3p在肺癌组织及细胞中的表达与其宿主基因lncRNA NR_028505的表达情况趋于一致。 6.LncRNA NR_028505与miR-22-3p的相互作用关系相关分析显示,肺癌组织中LncRNA NR_028505与miR-22-3p的表达呈正相关趋势(R2=0.066,P=0.038);转染miR-22-3p mimic后,其宿主基因lncRNA NR_028505的表达明显受到抑制(p<0.001),而转染miR-22-3p inhibitor抑制miR-22-3p表达后,lncRNA NR_028505的表达水平上升(p<0.05);干扰lncRNA NR_028505表达后,miR-22-3p的表达同时下降44%(P<0.05)。 结论: 1.LncRNA NR_028505在肺癌组织和肺癌细胞株中呈低表达,提示NR_028505可能在肺癌发生发展过程中发挥抑癌基因的作用。 2.LncRNA NR_028505表达水平与肺癌分化程度和淋巴结转移相关,lncRNA NR_028505表达水平越低,肺癌恶性程度越高,发生转移的可能性越大,提示LncRNA NR_028505可作为肺癌恶性程度评价和预后评价的指标。 3.下调lncRNA NR_028505表达可导致细胞周期改变,抑制细胞凋亡,提示lncRNA NR_028505可能通过促进细胞凋亡,改变细胞周期进程发挥抑癌基因作用。 4.miR-22-3p在肺癌组织和肺癌细胞株中呈低表达,表达水平与其宿主基因lncRNA NR_028505的表达水平呈正相关。 5.LncRNA NR_028505可能作为miR-22-3p的前体,以前体的形式直接影响miR-22-3p的生成与表达。 6.基因内miRNA miR-22-3p负向反馈调节宿主基因lncRNA NR_028505的表达。