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背景
甲状腺癌是内分泌系统中最常见的恶性肿瘤,近年来其发生率也在逐年大幅增加,俨然在很多国家已成为增长速度最快的恶性肿瘤,预计到2030年将会跃居成为全球第四大恶性肿瘤。据统计显示,全球的甲状腺癌新发病例在2018年预计达到567233人,其死亡病例将达41071人。大多数的甲状腺癌来源于滤泡上皮细胞,包含乳头状甲状腺癌、滤泡状甲状腺癌、低分化型甲状腺癌及未分化型甲状腺癌,其中乳头状癌大约占80-85%。尽管大部分甲状腺癌患者在经过规范的手术治疗及联合术后辅助治疗后可取得较为理想的治疗效果,但仍有少部分肿瘤晚期患者的预后较差,尚无有效治疗方案。不断的研究揭示了基因改变事件在甲状腺癌的发生发展中有着举足轻重的作用,如BRAF基因突变,RAS基因突变及TERT基因启动子突变等。但是,仍有许多基因改变事件未被深入研究,其在在甲状腺癌发生发展中的作用机制亟待进一步探索。
方法
为了探索甲状腺癌发生发展中的新的基因改变事件,我们从温州医科大学附属第一医院甲乳外科标本库中随机挑选了20例已明确为甲状腺乳头状癌的术后标本,采用双端平行全转录组测序技术对其癌组织和癌旁对照甲状腺正常组织进行了高通量测序及生物学分析。通过EBSeq软件分析筛选出差异表达基因,并结合表达差异倍数、生存功能分析等方法最终确认了METTL7B基因作为此次的研究基因。然后,我们收集了39对甲状腺乳头状癌的原发灶标本及其对应癌旁正常组织,通过实时荧光定量PCR技术检测了METTL7B基因的mRNA表达水平。紧接着,我们运用基因下调(siRNA干扰技术)和基因上调(过表达质粒载体)两种手段分别在两种乳头状甲状腺癌细胞株(TPC1和BCPAP)中研究了METTL7B基因的相关生物学功能。通过克隆形成实验及CCK-8增殖实验检测了细胞的增殖能力;通过细胞迁移及侵袭实验检测METTL7B基因对细胞的侵袭能力的影响。TGF-β1在TPC1细胞株中诱导EMT,并通过蛋白质印迹法检测EMT相关分子标志物,如N-cadherin和E-cadherin。
结果
1.METTL7B基因在甲状腺乳头状癌组织中的表达量较其在癌旁对照正常组织中明显升高(P<0.0001)。
2.METTL7B基因在辨别甲状腺肿瘤的良恶性层面有较好的应用意义。我院数据显示其ROC曲线下面积(AUC)为82.26%,敏感性为76.92%,特异性为92.31%。利用TCGA的数据绘制ROC曲线后显示其AUC为96.07%,而敏感性和特异性分别为91.77%和100%。
3.METTL7B基因高表达与更严重的淋巴结转移相关。(我院数据:52.63%vs90.00%,P=0.014;TCGA数据:36.90%vs51.98%,P<0.001)多因素Logistics回归分析发现METTL7B基因表达量(OR1.83295%CI1.201-2.794P=0.005),甲状腺腺外侵犯(OR2.09095%CI1.079-4.045P=0.029)及年龄(OR0.97295%CI0.958-0.987P<0.001)是甲状腺乳头状癌患者发生淋巴结转移的独立危险因子。
4.克隆形成实验及CCK-8增殖实验表明,与对照组比较,METTL7B基因表达下调可导致细胞生长受限(P<0.05),而且通过细胞迁移和侵袭实验,我们发现METTL7B基因下调后甲状腺乳头状癌细胞(TPC1和BCPAP)的迁移能力显著降低(P<0.05)。
5.克隆形成实验及CCK-8增殖实验显示,与对照组对比,METTL7B基因过表达引起细胞生长加快(P<0.05),而且METTL7B过表达后TPC1和BCPAP细胞株的迁移能力显著增强(P<0.05)。
6.TGF-β1可以诱导甲状腺乳头状癌细胞(TPC1)发生EMT,与对照组相比,其细胞形态变成纺锤型,且上皮性标记物E-cadherin蛋白的表达量下降,间质标记物N-cadherin蛋白表达上升。
7.免疫印迹实验显示,与对照组相比,METTL7B基因下调可部分抑制TGF-β1诱导甲状腺乳头状癌细胞(TPC1)发生EMT;而METTL7B基因过表达后可加强TGF-β1诱导TPC1细胞株发生EMT。TPC1细胞经TGF-β1处理后,与对照组相比,METTL7B基因的mRNA表达水平升高(P<0.05)。
结论
本次研究确认了甲状腺癌中的一个新的促癌基因-METTL7B基因,并通过分子细胞生物学实验明确了其在甲状腺癌的发生发展中发挥作用。METTL7B基因通过调控相关重要下游分子,包括细胞增殖及细胞迁移的相关基因、蛋白,来发挥其促癌作用。并且,METTL7B基因可以影响甲状腺癌发生上皮间质转换(EMT),促进细胞的迁移能力。这些结果都指出了METTL7B基因具有重要的临床及生物学意义,有望成为甲状腺癌诊断及预后的分子指标。
甲状腺癌是内分泌系统中最常见的恶性肿瘤,近年来其发生率也在逐年大幅增加,俨然在很多国家已成为增长速度最快的恶性肿瘤,预计到2030年将会跃居成为全球第四大恶性肿瘤。据统计显示,全球的甲状腺癌新发病例在2018年预计达到567233人,其死亡病例将达41071人。大多数的甲状腺癌来源于滤泡上皮细胞,包含乳头状甲状腺癌、滤泡状甲状腺癌、低分化型甲状腺癌及未分化型甲状腺癌,其中乳头状癌大约占80-85%。尽管大部分甲状腺癌患者在经过规范的手术治疗及联合术后辅助治疗后可取得较为理想的治疗效果,但仍有少部分肿瘤晚期患者的预后较差,尚无有效治疗方案。不断的研究揭示了基因改变事件在甲状腺癌的发生发展中有着举足轻重的作用,如BRAF基因突变,RAS基因突变及TERT基因启动子突变等。但是,仍有许多基因改变事件未被深入研究,其在在甲状腺癌发生发展中的作用机制亟待进一步探索。
方法
为了探索甲状腺癌发生发展中的新的基因改变事件,我们从温州医科大学附属第一医院甲乳外科标本库中随机挑选了20例已明确为甲状腺乳头状癌的术后标本,采用双端平行全转录组测序技术对其癌组织和癌旁对照甲状腺正常组织进行了高通量测序及生物学分析。通过EBSeq软件分析筛选出差异表达基因,并结合表达差异倍数、生存功能分析等方法最终确认了METTL7B基因作为此次的研究基因。然后,我们收集了39对甲状腺乳头状癌的原发灶标本及其对应癌旁正常组织,通过实时荧光定量PCR技术检测了METTL7B基因的mRNA表达水平。紧接着,我们运用基因下调(siRNA干扰技术)和基因上调(过表达质粒载体)两种手段分别在两种乳头状甲状腺癌细胞株(TPC1和BCPAP)中研究了METTL7B基因的相关生物学功能。通过克隆形成实验及CCK-8增殖实验检测了细胞的增殖能力;通过细胞迁移及侵袭实验检测METTL7B基因对细胞的侵袭能力的影响。TGF-β1在TPC1细胞株中诱导EMT,并通过蛋白质印迹法检测EMT相关分子标志物,如N-cadherin和E-cadherin。
结果
1.METTL7B基因在甲状腺乳头状癌组织中的表达量较其在癌旁对照正常组织中明显升高(P<0.0001)。
2.METTL7B基因在辨别甲状腺肿瘤的良恶性层面有较好的应用意义。我院数据显示其ROC曲线下面积(AUC)为82.26%,敏感性为76.92%,特异性为92.31%。利用TCGA的数据绘制ROC曲线后显示其AUC为96.07%,而敏感性和特异性分别为91.77%和100%。
3.METTL7B基因高表达与更严重的淋巴结转移相关。(我院数据:52.63%vs90.00%,P=0.014;TCGA数据:36.90%vs51.98%,P<0.001)多因素Logistics回归分析发现METTL7B基因表达量(OR1.83295%CI1.201-2.794P=0.005),甲状腺腺外侵犯(OR2.09095%CI1.079-4.045P=0.029)及年龄(OR0.97295%CI0.958-0.987P<0.001)是甲状腺乳头状癌患者发生淋巴结转移的独立危险因子。
4.克隆形成实验及CCK-8增殖实验表明,与对照组比较,METTL7B基因表达下调可导致细胞生长受限(P<0.05),而且通过细胞迁移和侵袭实验,我们发现METTL7B基因下调后甲状腺乳头状癌细胞(TPC1和BCPAP)的迁移能力显著降低(P<0.05)。
5.克隆形成实验及CCK-8增殖实验显示,与对照组对比,METTL7B基因过表达引起细胞生长加快(P<0.05),而且METTL7B过表达后TPC1和BCPAP细胞株的迁移能力显著增强(P<0.05)。
6.TGF-β1可以诱导甲状腺乳头状癌细胞(TPC1)发生EMT,与对照组相比,其细胞形态变成纺锤型,且上皮性标记物E-cadherin蛋白的表达量下降,间质标记物N-cadherin蛋白表达上升。
7.免疫印迹实验显示,与对照组相比,METTL7B基因下调可部分抑制TGF-β1诱导甲状腺乳头状癌细胞(TPC1)发生EMT;而METTL7B基因过表达后可加强TGF-β1诱导TPC1细胞株发生EMT。TPC1细胞经TGF-β1处理后,与对照组相比,METTL7B基因的mRNA表达水平升高(P<0.05)。
结论
本次研究确认了甲状腺癌中的一个新的促癌基因-METTL7B基因,并通过分子细胞生物学实验明确了其在甲状腺癌的发生发展中发挥作用。METTL7B基因通过调控相关重要下游分子,包括细胞增殖及细胞迁移的相关基因、蛋白,来发挥其促癌作用。并且,METTL7B基因可以影响甲状腺癌发生上皮间质转换(EMT),促进细胞的迁移能力。这些结果都指出了METTL7B基因具有重要的临床及生物学意义,有望成为甲状腺癌诊断及预后的分子指标。