论文部分内容阅读
背景:甲状腺癌是头颈部以及内分泌系统中相对高发的恶性疾病,其发病率近年来不断增高,特别是在我国国内的年轻女性群体当中,甲状腺癌的发病率更是超过乳腺癌到达第一位。甲状腺癌的病理类型以甲状腺乳头状癌(papillary thyroid cancer,PTC)为主,约占甲状腺癌的80%。PTC的早期症状不明显,早年时不少患者在出现症状之后才前往医院就诊,往往病情已有所进展。近年来,随着颈部B超检查在常规体检中的普及,这一现象已有明显改善。PTC的诊断主要依靠颈部B超的评估和B超引导下细针穿刺病理活检,对于部分病理检查尚无法确诊的常加用分子检测技术。PTC的治疗以外科手术为主,合并颈部淋巴结转移(cervical lymph node metastasis,CLNM)时常追加颈部淋巴结清扫术,术后所有PTC患者均行TSH内分泌抑制治疗。对部分患者,如合并气管侵犯等,除行甲状腺全切外还要行碘131放射治疗以求彻底消除病灶。PTC属于分化型甲状腺癌,总体进展缓慢,大部分患者预后良好。绝大多数患者接受系统性治疗后效果都比较理想,但也有部分患者,尤其是合并有CLNM者即使经过碘131放射治疗后仍有不低的概率出现术后原位复发或颈侧区淋巴结复发的情况,进而影响患者预后和生活质量。PTC逐年升高的发病率及患者群体的年轻化正在对我国人群产生健康威胁,与其他恶性肿瘤类似,某些特殊的遗传变异也参与影响了PTC的不良预后,因此有必要从遗传学的角度深入研究甲状腺乳头状癌的发生与发展机制,探究新的预防和治疗方法。脂肪酸结合蛋白(Fatty acid binding proteins,FABPs)是细胞内脂质结合蛋白中的一个超家族,在人体内长链脂肪酸的整个代谢活动中扮演重要角色,涉及到其他生命活动如能源物质的存储、生物信号的转导、酶促反应及免疫反应的调节等。FABP4作为该家族中的重要成员,已有诸多研究证实其与多种恶性疾病相关。本研究通过TCGA和GEO两大数据库进行信息挖掘与分析,发现FABP4是与PTC相关的差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),在PTC组织中呈低表达状态,FABP4可能是PTC的抑癌基因,但FABP4中的作用机理尚无研究报道,需要进行相关实验探究FABP4对PTC的具体影响。目的:首先使用q-PCR和western-blot技术验证生物信息学的分析结果,并基于此结果使用FABP4过表达慢病毒和人甲状腺乳头状癌细胞系B-CPAP构建FABP4过表达甲状腺乳头状癌细胞株。通过观察和分析FABP4过表达对B-CPAP细胞生物学功能的影响,初步阐明FABP4对甲状腺乳头状癌的作用机制,为探究早期PTC的诊断,晚期或难治性PTC的治疗与预防复发提供新思路。方法:从TCGA数据库下载493例PTC组织和58例正常甲状腺组织的FPKM RNA-seq数据和与之匹配的患者临床病理资料根据GRCh38.98基因组文件将ENSEMBL ID转换为基因符号,提取FABP4的表达文件。GSE64912、GSE83520、GSE33630及GSE3678共4个表达谱下载自GEO数据库,涵盖了86例PTC组织和77例癌旁组织,通过GEO query的R软件包验证表达谱结果,两个数据库的表达资料均采用独立t检验确定FABP4在PTC组织与正常甲状腺组织之间的表达差异。35例PTC及与之匹配的癌旁组织临床标本收集自2019年5月到2019年12月期间于广西医科大学第一附属医院胃肠腺体外科行手术治疗的患者,患者术前甲状腺功能正常且未曾接受过其他治疗,均已签署知情同意书,组织标本均有明确病理诊断,临床资料完整。分别提取所收集组织标本的总RNA与总蛋白质,采用q-PCR(quantitative real-time PCR)技术和WB(western-blot)技术分别检测35例PTC及癌旁组织中FABP4的m RNA及蛋白表达情况。使用B-CPAP细胞系和慢病毒构建FABP4过表达细胞株,并使用嘌呤霉素进行筛选、剔除未被转染的细胞,再进行q-PCR检验FABP4的过表达效率;以FABP4过表达组细胞(OE)和阴性组细胞(NC)为对象进行CCK-8(Cell Counting Kit-8)实验和transwell实验,通过过表达组和阴性组二者对比检验FABP4过表达对B-CPAP细胞增殖、迁移和侵袭能力的影响。q-PCR、western-blot、CCK-8及transwell实验结果均采用SPSS22.0软件进行统计分析,结果以均数±标准差(x±s)表示,P<0.05认为有统计学意义。结果:1.来自TCGA及GEO数据库的数据分析均显示FABP4在PTC组织中相较于癌旁组织为低表达态,TCGA的数据还提示,FABP4的表达量在合并有颈部淋巴结转移的PTC组织中低于无淋巴结转移者,在肿瘤直径≥1cm的PTC组织中同样低于直径<1cm者。2.q-PCR及western-blot结果显示,FABP4在PTC组织中的m RNA相对表达量为0.314±0.291(P<0.001),蛋白质相对表达量为0.550±0.127。不同分组的PTC组织中FABP4的m RNA相对表达量为N0组:N1组=0.402±0.324:0.164±0.130,D<1组:D≥1组=0.363±0.312:0.146±0.094;蛋白质的相对表达量为N0组:N1组=0.788±0.036:0.399±0.031,D<1组:D≥1组=0.733±0.031:0.397±0.019。q-PCR及western-blot实验结果与生物信息学分析结果基本相符。3.慢病毒转染成功构建了FABP4过表达细胞株,经q-PCR检验FABP4的过表达效率十分显著;CCK-8结果显示,在12、24h、36h及48h时,OE组细胞的OD值为0.237±0.024、0.354±0.030、0.627±0.081、0.793±0.051,NC组细胞的OD值为0.315±0.028、0.469±0.037、0.875±0.063、1.120±0.075,OD值及OD值所绘曲线表明过表达FABP4降低了B-CPAP细胞的增殖能力;transwell结果显示,迁移实验中10X镜下OE组和NC组细胞计数分别为45.20±2.73和292.3±8.92;侵袭实验中4X镜下OE组和NC组细胞计数分别为13.20±1.78和299.20±6.54,可以认为过表达FABP4显著抑制了B-CPAP的迁移和侵袭能力。结论:本研究利用TCGA和GEO两大数据库进行数据挖掘,筛选出了PTC的一个差异表达基因FABP4,通过q-PCR和western-blot实验验证了数据库的分析结果,后又成功构建了FABP4过表达细胞株,通过CCK-8实验和transwell实验证明,过表达FABP4可以抑制人甲状腺乳头状癌细胞B-CPAP的增殖、迁移和侵袭能力。简而言之,本研究初步证明了FABP4可能作为抑癌因素对PTC的生长和转移侵犯能力发挥抑制作用,一定程度上可为探究早期PTC的诊断,晚期或难治性PTC的治疗与预防复发提供新思路。