piRNA在肝癌发生发展中的作用及其机制研究

来源 :第四军医大学 中国人民解放军空军军医大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:down678
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近年来,多个研究组的实验结果表明,非编码小RNA在肿瘤的发生发展过程中起着至关重要的作用。非编码小RN主要包括siRNA(short-interibring RNAs)、miRNA(microRNAs)和piRNA(PIW I-interactingRNAs)等。piRNA是从哺乳动物生殖细胞中分离得到的一类长度约为30nt的非编码小RNA,早期的研究结果表明此类小RNA必须与生殖系统专一性蛋白PIW I蛋白结合形成piRNA复合物来调控基因沉默途径,是piRNA发挥作用的经典方式。而近年来也有研究表明,piRNA也可以和特异性的靶分子结合发挥作用,但机制尚不明确。与基因组稳定性的保持、表观遗传学调节、生殖干细胞分化、胚胎发育和多种疾病的发生、发展密切相关。已有研究证实多种piRNA在肿瘤恶性进展中发挥重要作用。例如,于癌旁组织相比,piR-651在胃、结肠、肺及乳腺癌等肿瘤组织中表达升高,进一步研究表明piR-651促进胃癌细胞生长,抑制其表达可引起胃癌细胞G2/M期阻滞。另外研究小组发现piR-823在胃癌患者外周血中的水平比健康对照组显著降低,并且piR-823水平与肿瘤一淋巴结一转移分期及远处转移正相关。与此一致,piR-823表达水平在胃癌组织显著低于癌旁组织,在胃癌细胞中过表达piR-823,抑制细胞生长。以上研究均表明piRNA在肿瘤的发生发展中扮演重要角色。然而,目前piRNA在肝癌中的作用鲜有报道,其作用机制更知之甚少。我国是肝癌发病大国,并有逐年增长的趋势。在本课题研究中,我们首次选用9对肝细胞肝癌组织及癌旁组织作为研究样本,提取组织RNA进行piRNA表达分析,发现有多个piRNA在肝癌组织和癌旁组织中有显著的表达差异。我们以表达量在肿瘤和癌旁组织中的比值对数绝对值大于2,且PC0.05的标准筛选出候选piRNA,并从中筛选出3个在肝癌领域极少报导的piRNA:DQ599147,DQ593292,DQ590670作为研究对象。我们进一步设计并制备好上述3个候选piRNA类似物或反义序列,进行离体细胞实验。我们检测了piRNA对肝癌细胞及正常肝细胞增殖的作用,发现这3个piRNA均对肝癌细胞的增殖有抑制作用,而对正常肝细胞无明显影响。在组织学实验的基础上,我们进行了动物实验的前期工作的准备,进行了萤火虫荧光素酶慢病毒载体的细胞转导,得到稳定荧光细胞株,为小动物活体检测、动物实验的顺利进行奠定了良好的基础。  为了明确候选piRNA在肝癌中发挥作用的分子机制,我们进一步通过搜索p iR N A相关数据库,分析可能受其调控的靶分子。结果表明piRNA DQ599147与组胺受体直接相关。既往研究表明,组胺作为一种重要的自体活性物质,可以激活四种不同类型组胺受体(H l、H2、H3、H4),在肿瘤研究中日益受到重视。四种不同类型组胺受体均可被组胺激活而发挥正向或负向调控作用。近年来,随着肿瘤研究的不断深入,人们发现在乳腺癌、胰腺癌、黑色素瘤、胆管癌、胃癌、结肠癌等多种肿瘤组织和肿瘤细胞内存在H1或H2型受体的表达,并与细胞的增殖凋亡有关,在大多数的肿瘤组织中H1或H2型受体发挥着对肿瘤的正向调控作用。H3或 H4型受体在乳腺癌、胰腺癌、胆管癌、结肠癌、非小细胞肺癌等多种肿瘤细胞及组织中表达,参与了相关肿瘤的发生、增殖、转移等过程,这两型受体在多数肿瘤均表现为对癌细胞的抑制作用。目前,有关组胺及其受体在肝细胞肝癌细胞中发挥的具体作用及机制研究尚处于初期探索阶段。仅有的文献报道,组胺作用于人肝细胞肝癌细胞HuH-6HA和 HA22T/VGH后,可分别使P-catenin和survivin的表达降低或增加,表现为双向调节性;人肝细胞肝癌细胞HA22/VGH中,组胺可通过H1型受体的介导,增加细胞内Ca2+水平;大鼠肝癌细胞McA-RH7777中,H3型受体激活可抑制癌细胞的增殖。然而,组胺及其受体在肝细胞肝癌中的表达特点及其与肝细胞肝癌患者临床特征及预后的相关性如何?不同受体介导组胺发挥何种生物学作用?其具体的信号机制如何?这些重要的科学问题均亟待回答。在本研究中,我们进行了相关机制研究,借助组织标本、不同肿瘤细胞作为研究对象,利用免疫荧光染色、Westem B l o t、免疫组织化学、mst检测生长曲线、Transwell等技术,系统分析组胺受体在组胺调节肝癌细胞增殖中的作用及分子机制。发现H3受体的活化促进细胞的增殖以及肿瘤的侵袭、迁移。提示piRNA在肝癌中的作用一部分可能是通过组胺受体实现的。  本课题的实验结果证实:在肝细胞肝癌中,piRNADQ599147,DQ593292, DQ590670的表达异常,对肝癌细胞的增殖有明显的抑制作用,在生物信息学分析中发现组胺受体是piRNADQ599147的靶分子,H3受体的活化促进细胞的增殖以及肿瘤的侵袭、迁移,在piRNA影响肝癌恶性进展中发挥重要作用。本研究的实验结果揭示了 piRNA在肿瘤发生、发展的过程中发挥重要作用。在肝细胞肝癌中,DQ599147,DQ593292,DQ590670三种piRNA均参与了肝癌的恶性进展,其机制有可能是通过组胺及其受体实现对肝细胞肝癌的调控作用。piRNA、组胺及其受体有望成为肝细胞肝癌早期干预治疗的潜在靶点,同时可能成为肝癌早期诊断和预后的生物标记物。
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