LncRNA LIFR-AS1在胃癌中的作用及机制研究

来源 :河北医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yjn511
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目的:本研究旨在分析lncRNA LIFR-AS1在胃癌中的表达情况及与患者预后的关系,探究lncRNA LIFR-AS1对胃癌的影响及其参与的分子机制,为临床诊断、治疗及预后评估胃癌提供可靠的理论基础和新的方向。方法:1.通过RNA-seq测序分析,发现在胃癌中存在lncRNA LIFR-AS1表达的下调;通过样本表达分析,进一步证明lncRNA LIFR-AS1在数据库胃癌样本、胃癌组织和细胞系中的表达变化。2.研究lncRNA LIFR-AS1在胃癌中的功能分析,主要通过过表达lncRNA LIFR-AS1分析lncRNA LIFR-AS1表达对胃癌细胞增殖、凋亡、侵袭、转移和肿瘤形成的影响。3.通过分子生物学、细胞生物学等手段探究lncRNA LIFR-AS1对胃癌作用的具体机制。结果:1.为了鉴定胃癌中的基因差异表达谱,我们对4组胃癌组织及其相应的癌旁组织进行了组织微阵列分析(tissue microarray analysis),结果与癌旁组织相比,发现lncRNA LIFR-AS1在胃癌中呈低表达;此外,我们还发现miR-4698、Cdc25B、CD133、SOX2、NANOG、ER等基因在胃癌中呈高表达。为了进一步证明我们测序结果的可靠性,我们通过qPCR进一步检测了胃癌组织及对应的癌旁组织中这些基因在RNA水平的表达变化,结果发现与测序结果一致,lncRNA LIFR-AS1在胃癌中呈低表达,miR-4698、Cdc25B、CD133、SOX2、NANOG、ER等基因在胃癌中呈高表达。这些结果表明胃组织从正常状态转变为具有侵袭性的恶性胃癌不仅存在编码蛋白基因的改变,也存在大量非编码RNA(lncRNA、miRNA)的改变,其中lncRNA LIFR-AS1的变化尤为明显。接下来,我们将以lncRNA LIFR-AS1为重点研究对象,探讨该lncRNA对胃癌发生和发展的意义及具体的分子机制。为了研究lncRNA LIFR-AS1在胃癌中的生物学作用,我们从TCGA中获取正常和肿瘤组织的基因表达数据,通过分析,我们发现与正常组织相比,lncRNA LIFR-AS1在胃癌组织表达下调,且差异具有统计学意义(P<0.05)。利用RT-qPCR检测了lncRNA LIFR-AS1在41个GC组织和邻近组织中的表达情况,结果发现lncRNA LIFR-AS1在GC组织的确呈低表达,且差异具有统计学意义(P<0.05)。我们还进一步分析了lncRNA LIFR-AS1表达与胃癌临床特征的关系,结果发现,lncRNA LIFR-AS1在分化更低、恶性程度更高、淋巴转移更明显的胃癌组织中下调更为明显,且差异具有统计学意义(P<0.05)。之后,我们利用TCGA数据库分析了lncRNA LIFR-AS1表达与胃癌患者总体生存时间的关系。结果发现,lncRNA LIFR-AS1高表达的患者总体生存时间显著高于lncRNA LIFR-AS1低表达的胃癌患者,且差异具有统计学意义(P<0.05)。此外,我们还分析了lncRNA LIFR-AS1在人正常胃粘膜细胞GES-1和胃癌细胞系(MKN45和AGS)中的表达情况,结果发现,lncRNA LIFR-AS1在MKN45和AGS细胞中的表达低于GES-1细胞,且差异具有统计学意义(P<0.05)。这些结果表明lncRNA LIFR-AS1的表达与胃癌的发生和发展呈负相关,lncRNA LIFR-AS1能够抑制胃癌的进展。2.通过Lipofectamine(?)3000转染法将lncRNA LIFR-AS1转染到胃癌细胞MKN45和AGS中,通过qPCR检测lncRNA LIFR-AS1的表达情况。结果发现,与对照组相比,lncRNA LIFR-AS1转染后在MKN45和AGS中的表达显著上调,且差异具有统计学意义(P<0.05)。接下来,我们将用这两株过表达了lncRNA LIFR-AS1的胃癌细胞株进行增殖、凋亡、侵袭、转移以及肿瘤形成等细胞生物学功能的检测。我们利用CCK-8和Ed U试验检测lncRNA LIFR-AS1过表达对胃癌细胞MKN45和AGS增殖的影响。结果发现,与对照组相比,lncRNA LIFR-AS1过表达能够显著抑制胃癌细胞的增殖,且差异具有统计学意义(P<0.05)。这表明lncRNA LIFR-AS1过表达能够抑制胃癌细胞的增殖。我们利用克隆形成试验检测lncRNA LIFR-AS1过表达对胃癌细胞MKN45和AGS克隆形成的影响。结果发现,与对照组相比,lncRNA LIFR-AS1过表达能够显著抑制胃癌细胞克隆的形成,且差异具有统计学意义(P<0.05)。这表明lncRNA LIFR-AS1过表达能够抑制胃癌细胞的克隆形成。我们利用流式细胞技术检测lncRNA LIFR-AS1过表达对胃癌细胞MKN45和AGS凋亡的影响。结果发现,与对照组相比,lncRNA LIFR-AS1过表达能够显著促进胃癌细胞的凋亡,且差异具有统计学意义(P<0.05)。这表明lncRNA LIFR-AS1过表达能够促进胃癌细胞的凋亡。我们利用Transwell试验检测lncRNA LIFR-AS1过表达对胃癌细胞MKN45和AGS侵袭的影响。结果发现,与对照组相比,lncRNA LIFR-AS1过表达能够显著抑制胃癌细胞的侵袭,且差异具有统计学意义(P<0.05)。这表明lncRNA LIFR-AS1过表达能够抑制胃癌细胞的侵袭。我们利用细胞划痕试验检测lncRNA LIFR-AS1过表达对胃癌细胞MKN45和AGS迁移的影响。结果发现,与对照组相比,lncRNA LIFR-AS1过表达能够显著抑制胃癌细胞的迁移,且差异具有统计学意义(P<0.05)。这表明lncRNA LIFR-AS1过表达能够抑制胃癌细胞的迁移。我们利用裸鼠皮下成瘤模型检测lncRNA LIFR-AS1表达对MKN45细胞肿瘤形成的影响,利用Tunel染色法检测肿瘤中细胞的凋亡情况,利用Ki67染色法检测肿瘤中细胞的增殖情况。结果发现,与对照组相比,lncRNA LIFR-AS1过表达能够显著抑制MKN45细胞肿瘤的形成,并且lncRNA LIFR-AS1过表达后肿瘤细胞Ki67信号明显减弱,Tunel信号显著增强,且差异具有统计学意义(P<0.05)。这表明lncRNA LIFR-AS1能够抑制胃癌细胞肿瘤的形成,抑制胃癌细胞的增殖,促进胃癌细胞的凋亡。3.我们预测miR-4698在lncRNA LIFR-AS1中的预结合位点。为了验证lncRNA LIFR-AS1和miR-4698预测的序列结合位点,我们进行了荧光素酶报告基因检测,进一步确认它们之间的关联。结果显示,转染LIFR-AS1-WT和miR-4698模拟物后,MKN45和AGS细胞的荧光素酶活性降低,且差异具有统计学意义(P<0.05)。值得注意的是,过表达lncRNA LIFR-AS1降低了miR-4698在MKN45和AGS细胞中的表达,且差异具有统计学意义(P<0.05)。此外,与正常组织和细胞相比,miR-4698在胃癌组织和胃癌细胞系中表达上调,差异具有统计学意义(P<0.05)。Pearson相关检验显示,lncRNA LIFR-AS1与miR-4698呈负相关。以上结果表明,lncRNA LIFR-AS1与miR-4698之间存在负相关,lncRNA LIFR-AS1可能通过下调miR-4698抑制胃癌的发生。Target Scan揭示MTUS1的3’-UTR包含miR-4698的互补区域。用miR-4698模拟物和MTUS1-WT或MTUS1-MUT片段共转染后,评估荧光素酶活性的变化。结果显示miR-4698模拟物和MTUS1-WT共转染的细胞荧光素酶活性受到抑制,且差异具有统计学意义(P<0.05)。miR-4698过表达和抑制载体(miR-4698模拟物和miR-4698抑制剂)转染胃癌细胞后,监测miR-4698和MTUS1之间的相关性。miR-4698模拟物转染细胞后miR-4698表达明显增强,miR-4698抑制剂转染细胞则抑制miR-4698的表达。Western-blot结果显示,miR-4698过表达可抑制MTUS1表达,miR-4698抑制则可增加MTUS1表达,且差异具有统计学意义(P<0.05)。此外,通过qPCR检测,我们发现与正常组织和细胞相比,MTUS1在胃癌组织和胃癌细胞系(MKN45和AGS)中表达下调,且差异具有统计学意义(P<0.05)。Pearson相关检验进一步证实了MTUS1与miR-4698之间存在负相关关系,MTUS1与lncRNA LIFR-AS1之间存在正相关关系。以上结果表明,MTUS1是miR-4698新的潜在靶基因,同时也受到lncRNA LIFR-AS1的正向调控。用pc DNA-LIFR-AS1和si-MTUS1表达载体转染细胞,进而探索下游相关信号通路的改变。值得注意的是,与对照组相比,过表达lncRNA LIFR-AS1能够显著抑制胃癌细胞系(MKN45和AGS)中MEK和ERK的磷酸化水平,且差异具有统计学意义(P<0.05)。接下来,我们利用si-MTUS1载体转染胃癌细胞抑制MTUS1表达,探讨lncRNA LIFR-AS1与MTUS1的关系。结果发现,与对照组相比,过表达lncRNA LIFR-AS1能够显著上调胃癌细胞系MKN45和AGS细胞中MTUS1的表达,且差异具有统计学意义(P<0.05)。相比之下,抑制MTUS1的表达能够显著增加MEK和ERK的磷酸化水平,且差异具有统计学意义(P<0.05)。此外,pc DNA-LIFR-AS1和si-MTUS1共转染后,si-MTUS1逆转了胃癌细胞系(MKN45和AGS)中MEK和ERK的磷酸化水平,且差异具有统计学意义(P<0.05)。以上结果表明,在胃癌细胞中过表达的lncRNA LIFR-AS1能够通过上调MTUS1抑制MEK/ERK信号通路的激活。本研究还发现,与对照组相比,过表达lncRNA LIFR-AS1能够抑制胃癌细胞系(MKN45和AGS)中Cdc25B的表达。与对照组相比,lncRNA LIFR-AS1过表达可促进胃癌细胞系(MKN45和AGS)中Cdk1的磷酸化水平,且差异具有统计学意义(P<0.05)。此外,pc DNA-LIFR-AS1和si-MTUS1共转染后si-MTUS1逆转了胃癌细胞系(MKN45和AGS)中Cdc25B的表达抑制和Cdk1的磷酸化诱导。以上结果表明,lncRNA LIFR-AS1可能通过抑制Cdc25B活性促进Cdk1的磷酸化。我们通过Western-blot和免疫组化分析了lncRNA LIFR-AS1表达对MKN45形成的肿瘤组织中MEK/ERK信号通路活性的影响。结果发现,与对照组相比,lncRNA LIFR-AS1过表达不仅能够促进MTUS1的表达,还能抑制MEK和ERK的磷酸化,这进一步表明lncRNA LIFR-AS1通过上调MTUS1抑制MEK/ERK信号通路的激活。结论:LncRNA LIFR-AS1在胃癌中呈异常低表达,且与患者的预后有关。在胃癌中,lncRNA LIFR-AS1通过下调miR-4698、上调MTUS1而抑制MEK/ERK信号通路的激活,促进细胞的凋亡,抑制细胞的增殖、侵袭和转移以及肿瘤的形成。因此,lncRNA LIFR-AS1可以作为胃癌治疗的潜在靶点。
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