食管鳞状细胞癌中BID的可变多聚腺苷酸化研究

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背景和目的:可变多聚腺苷酸化(APA)是一种广泛存在于真核生物中的转录后加工机制。APA通过选择不同的多聚腺苷酸化位点从而产生不同的3’末端。APA的异常调控与许多疾病有关,其中包括肿瘤。已有多项研究表明肿瘤中存在广泛的3’UTR缩短,但是许多癌种中APA的全景图还未被充分地研究,并且这些3’UTR缩短基因的功能目前仍不清楚。本研究的目的在于绘制食管鳞癌中的APA全景图,寻找受APA调控的基因,并探究其在食管鳞癌发生发展中的作用机制以及作为食管鳞癌预后指标的潜能。方法:我们使用算法DaPars识别食管鳞癌中的APA事件并在多种鳞癌中筛选3’UTR缩短并且高表达的基因。我们通过3’末端快速扩增实验确定候选基因的多聚腺苷酸化位点,通过双荧光素酶报告基因实验探究3’UTR长度和表达之间的关系。我们利用实时定量PCR检测RNA水平的表达,利用western blot或免疫组织化学实验检测蛋白水平的表达。我们运用CRISPR/Cas9基因编辑技术对候选基因的3’UTR延长区域进行敲除。我们利用CCK-8试剂和克隆形成实验探究3’UTR缩短对于肿瘤细胞体外增殖的影响,并且利用皮下成瘤实验探究其对体内增殖的影响。最后,我们使用Kaplan-Meier方法和log-rank检验对患者的总生存期进行分析,并使用Cox模型计算危害比。结果:我们发现BID在多种鳞癌中存在广泛的3’UTR缩短和高表达现象,并且BID的3’UTR缩短现象显示出鳞癌特异性。进一步,我们发现BID在鳞癌中的高表达是由其3’UTR缩短造成的。系统的相关分析以及实验验证结果提示CstF64是调控BID的3’UTR长度的上游分子。敲降CstF64使得BID偏向于选择远端多聚腺苷酸化位点,从而3’UTR增长并且表达下调。机制上,我们发现BID和抑癌基因ZFP36L2之间存在ceRNA相互作用关系,BID的3’UTR缩短会导致其丢失3’UTR延长区域上miRNA的结合位点,从而释放miR-124-3p和miR-506-3p进一步抑制ZFP36L2的表达。体外增殖实验和体内的皮下成瘤实验结果均显示,BID的3’UTR缩短可以促进食管鳞癌细胞的增殖能力。最后,通过对94例食管鳞癌患者的生存数据进行分析,我们发现BID的短3’UTR以及ZFP36L2的低表达均与食管鳞癌患者的不良预后有关,并且在晚期食管鳞癌患者中相关性更为显著。结论:鳞癌中BID的3’UTR存在广泛的缩短。CstF64在食管鳞癌中表达上调并且是调控BID 3’UTR长度的上游分子。BID的3’UTR缩短通过扰乱其与抑癌基因ZFP36L2之间的ceRNA相互作用从而促进肿瘤的进展。BID的3’UTR长度和ZFP36L2的表达水平可作为预测食管鳞癌患者预后的指标。
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