TCF7低甲基化及其高表达与结直肠癌风险、预后相关性及机制研究

来源 :中国医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhegeyonghukeyi
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目的:结直肠癌(CRC)是全球范围内常见和流行的消化道肿瘤疾病,它的发生和发展涉及多种复杂机制,表观遗传学中DNA甲基化的改变是其重要的组成部分。由于DNA启动子的甲基化改变主要影响其基因表达水平,而基因启动子低甲基化-mRNA高表达的调节机制又在结直肠癌的发生发展中起着重要作用,因此我们通过对TCGA数据库中结直肠癌的甲基化和基因表达数据的分析和筛选,找到这种受关注度相对较低而又比较重要的调节机制相关基因,并进行有关功能及预后的初步分析,从而定位到TCF7并进行了与结直肠癌风险、预后相关性及机制研究,从而为结直肠癌的诊疗提供新的思路。材料方法:下载TCGA结直肠癌甲基化及mRNA表达数据,利用R语言计算差异表达基因和差异甲基化基因,双变量相关分析筛选出低甲基化-高表达基因集,而后利用预后筛选出甲基化-表达负相关性较高且对预后影响不良的TCF7。利用Meth HC、oncomine、CCLE等生物信息学数据库分析结直肠癌中TCF7启动子甲基化、基因表达、与临床病理参数关系以及二者的相关性,并用q PCR及BSP在临床样本中进行验证。利用转录因子数据库TRAP分析可能结合到TCF7启动子5’UTR区且受甲基化影响的转录因子,并用CCLE数据库分析目标转录因子与TCF7表达的相关性。然后利用CCLE数据库分析与TCF7低甲基化—高表达结直肠癌细胞相关的差异表达基因,并利用DAVID数据库分析差异表达基因功能,同时用STRING数据库及其插件cytoscape寻找差异基因间的互作关系及其中的核心基因,并用实时定量PCR进行验证。构建不同甲基化状态的5’UTR荧光质粒并转染293T细胞,然后进行双荧光素酶活性检测不同甲基化状态组的转录活性。计量资料组间差异分析采用student-t检验及秩和检验。利用SPSS20.0软件(IBM Corporation,Armonk,NY,USA)进行统计分析,P<0.05被定义为具有统计学意义。结果:1)生物信息学分析:结直肠癌中22%的基因启动子呈现低甲基化状态,同时70%的基因呈高表达状态。TCF7为显著性启动子低甲基化-高表达且与患者预后不良相关的基因。2)生物信息学分析发现,结直肠癌TCF7启动子普遍低甲基化,尤其是5’UTR区甲基化显著低于正常组织;结直肠癌TCF7表达显著高于对照组,且与肿瘤侵袭和转移显著相关;TCF7 5’UTR区甲基化与基因表达显著负相关。组织样本检测结果显示5’UTR在结直肠癌中低甲基化,而TCF7则是高表达,二者呈现负相关。TCF7启动子区5’UTR低甲基化、mRNA高表达与预后无显著相关性。3)TCF7启动子5’UTR区高甲基化组,荧光素酶活性显著下降。生物信息学分析发现,转录因子MYB可与TCF7启动子5’UTR区Cp G位点相结合;不同甲基化结合状态下,MYB与TCF7表达具有较高相关性。组织样本检测结果发现,MYB与TCF7表达显著相关。4)生物信息学分析:与TCF7 5’UTR低甲基化-高表达结肠癌细胞系相关的差异表达基因有157个,主要与细胞粘附、细胞外基质构成、胶原蛋白和糖蛋白代谢相关。组织样本检测结果发现,差异基因的核心基因中,COL4A3与TCF7具有表达相关性。结论:结直肠癌中存在少部分启动子低甲基化-高表达基因,其主要与细胞外基质和细胞外泌体功能相关。TCF7的甲基化与表达显著相关,且与肿瘤侵袭和转移。患者不良预后有相关有相关性。TCF7启动子区5’UTR甲基化可影响基因表达,与TCF7启动子区5’UTR低甲基化高表达相关的基因主要与细胞间粘附、细胞外基质的胶原蛋白和糖蛋白代谢相关。MYB和COL4A3为分别是受甲基化调节TCF7的转录因子和与TCF7有重要协同关系的相关核心基因。
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