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目的为了探寻促进肾透明细胞癌发生发展的新型癌基因,我们利用TCGA数据库和Oncomine数据库进行了肾透明细胞癌基因数据和临床数据的挖掘分析,发现APOC1基因是肾透明细胞癌中高表达的基因之一。但目前,APOC1在肾透明细胞癌中的作用尚不清楚。本研究旨在研究APOC1在肾透明细胞癌中的表达及具体的临床意义,同时探讨其对肾透明细胞癌增殖、侵袭和迁移的影响,并阐明其发挥作用的相关分子机制。方法(1)肾透明细胞癌基因表达谱数据和临床资料被下载于TCGA数据库和Oncomine数据库,选用edgeR整合分析基因表达谱数据,从中筛选差异表达基因,结合文献分析,最终确定APOC1作为研究的目的基因。然后基于TCGA数据库和Oncomine数据库分析APOC1基因的差异表达,并进行临床特征相关性分析、Kaplan-Meier生存分析和单因素、多因素COX回归分析,确定APOC1在肾透明细胞癌发生发展中的作用。(2)为了进一步阐明APOC1在肾透明细胞癌中的临床意义,我们收集了 30例肾透明细胞癌患者及同期行体检的30例健康人群的血清,通过RT-qPCR检测APOC1在肾透明细胞癌患者血清中的表达水平,并通过单因素分析探讨APOC1表达水平与肾透明细胞癌患者临床特征之间的关系,利用Kaplan-Meier方法分析APOC1表达水平与肾透明细胞癌患者总生存期与无进展生存期之间的关系,通过受试者工作特征(ROC)曲线分析APOC1表达水平对肾透明细胞癌患者的诊断价值。(3)体外实验是在前期生物信息学和临床研究结果的基础上,利用APOC1小干扰siRNA-APOC1和阴性对照小干扰siRNA-control转染肾透明细胞癌细胞株786-O,重组慢病毒以及阴性对照vector感染肾透明细胞癌细胞株UT33A,分别构建了 APOC1基因沉默和过表达的稳定细胞模型。运用实时定量PCR检测APOC1在肾透明细胞癌细胞株中的表达;CCK8细胞增殖实验分别观察敲低APOC1和过表达APOC1对786-O和UT33A两种肾透明细胞癌细胞系中的增殖情况;划痕愈合实验、Transwell迁移和侵袭实验检测敲低APOC1和过表达APOC1对786-O和UT33A两种肾透明细胞癌细胞系侵袭和迁移的能力;Western blot实验检测APOC1沉默/过表达对肾透明细胞癌细胞系786-0和UT33A中E-cadherin、N-cadherin、vimentin及snail等与上皮间质转化(EMT)相关的蛋白水平的影响;血管生成实验检测敲低APOC1和过表达APOC1对786-O和UT33A两种肾透明细胞癌细胞血管生成能力的影响。(4)利用生物信息学分析APOC1可能的作用通路VEGF/MAPK,并分别在APOC1敲低和过表达的肾透明细胞癌细胞系中通过Western blot和RT-qPCR实验进行验证。体外实验中将肾透明细胞癌细胞系分为APOC1过表达组、空载体转染组,以及APOC1过表达+抑制剂组,通过CCK-8、Transwell及血管生成实验证实APOC1通过VEGF/MAPK通路发挥作用;构建裸鼠荷瘤模型,分别检测敲低APOC1和过表达APOC1对肾透明细胞癌细胞在体内成瘤能力的影响;构建裸鼠肾透明细胞癌肺转移模型,分别观察敲低APOC1和过表达APOC1对肾透明细胞癌肺转移的调控作用;收集各组裸鼠肿瘤组织,免疫组化实验检测各组小鼠肿瘤组织中CD33、VEGF等蛋白的表达水平。结果(1)生物信息学分析:1)对TCGA数据库中下载的基因表达数据处理后,共得到3430个显著差异表达基因,其中上调基因2094个,下调基因1336个;2)文献分析显示pubmed收录的与APOC1基因相关的文献有189篇,与肾癌尤其肾透明细胞癌的相关性及作用机制未见有文献报道;3)TCGA数据库和Oncomine数据库中的基因数据分析显示与正常组织相比,APOC1基因在肾透明细胞癌组织中的表达明显上调(P<0.001);4)男性的患者中载脂蛋白C1的表达水平显著高于女性患者(P<0.05),APOC1基因表达随病理分级(P<0.001)、病理阶段(P<0.01)的升高而升高,且T分期和M分期越高,APOC1基因的表达水平越高(P<0.01);5)Kaplan-Meier生存分析结果显示APOC1基因高表达患者的生存时间更短(P<0.05);6)在单因素COX分析中,APOC1基因的表达水平与肾透明细胞癌患者的预后有相关性(P<0.05),通过进行多因素COX回归分析发现APOC1基因在肾透明细胞癌患者中,不能够作为独立的预后预测因素(P>0.05)。(2)临床研究:1)经RT-qPCR检测证实,与健康人群相比,APOC1在肾透明细胞癌患者血清中的表达水平显著被升高(P<0.01);2)单因素分析结果表明APOC1高表达与肾透明细胞癌患者较晚的临床分期、远处转移、组织分化程度呈正相关关系(P<0.01);3)Kaplan-Meier分析结果显示APOC1高表达与肾透明细癌患者较短的总生存期及较短的疾病无进展生存期呈正相关关系(P<0.01);4)APOC1高表达对肾透明细胞癌患者具有一定的诊断价值。(3)体外实验:1)实时定量PCR检测结果显示786-0、Caki-1和UT33A3种肾透明细胞癌细胞系中的APOC1基因表达较肾小管上皮细胞系HK-2均显著升高(P<0.01);2)成功构建了 APOC1沉默的786-O细胞株和APOC1过表达的UT33A细胞株,经Western blot实验和Real-Time PCR检测验证了在786-O细胞株中APOC1蛋白和基因的表达水平下降(P<0.01),在UT33A细胞株中APOC1蛋白和基因的表达水平升高(P<0.01);3)CCK8细胞增殖实验显示:与转染si-con相比,转染si-APOC1的786-O细胞系在48h和72h时细胞活力OD值明显下降(P<0.01),与阴性对照vector组相比,重组慢病毒感染APOC1组在48h和72h时细胞活力OD值明显增高(P<0.01);4)平板克隆实验结果表明:沉默APOC1基因后786-O细胞系克隆集落数量显著减少(P<0.01),过表达APOC1基因后UT33A细胞系克隆集落数量显著增加(P<0.01);5)Transwell实验显示:与转染si-con相比,转染si-APOC1抑制786-O细胞的侵袭和迁移(P<0.01),而与阴性对照vector组相比,重组慢病毒感染APOC1的UT33A细胞侵袭和迁移能力提高(P<0.01);6)Western blot实验结果表明:与转染si-con相比,转染si-APOC1的786-O细胞系中E-cadherin的蛋白表达升高,N-cadherin、vimentin及snail的蛋白表达水平降低,差异有统计学意义(P<0.01)。而与阴性对照vector组相比,重组慢病毒感染APOC1的UT33A细胞中的E-cadherin蛋白表达降低,N-cadherin、vimentin及snail的蛋白表达升高,差异有统计学意义(P<0.01);7)血管生成实验结果显示:与转染si-con相比,转染si-APOC1的786-O细胞小管形成能力显著降低(P<0.01);与阴性对照vector组相比,重组慢病毒感染APOC1的UT33A细胞的小管形成能力显著增强(P<0.01)。(4)数据库分析结果显示VEGF/MAPK通路可能是APOC1的下游作用通路,Western blot结果显示敲低APOC1能够抑制VEGF、p-MAPK、p-ERK的表达水平(P<0.01),而对MAPK及ERK的表达水平无明显影响;Western blot结果发现,过表达APOC1能够上调VEGF、p-MAPK、p-ERK的表达水平(P<0.01),但是对MAPK以及ERK的表达水平无明显调控作用。CCK-8结果显示,与APOC1过表达组相比,APOC 1+Axitinib组细胞的增殖能力、迁移和侵袭能力以及小管形成能力显著降低(P<0.01),提示Axitinib能够拮抗APOC1过表达对肾透明细胞癌增殖、迁移、侵袭以及血管生成能力的促进作用。体内实验结果发现,敲低APOC1能够显著抑制肾透明细胞癌细胞的体内成瘤能力(P<0.01),而过表达APOC1则能够显著促进肾透明细胞癌细胞的体内成瘤能力(P<0.01);IHC实验结果表明,敲低APOC1组小鼠肿瘤组织中CD33、VEGF以及APOC1的表达水平显著降低(P<0.01),而APOC1过表达组小鼠肿瘤组织中CD33、VEGF以及APOC1表达水平显著上调(P<0.01)。结论1、在肾透明细胞癌中APOC1基因表达水平升高,其高表达与较差的预后相关。2、APOC1在肾透明细胞癌患者血清中呈异常高表达状态,且其高表达对肾透明细胞癌的诊断和预后具有一定的价值。3、APOC1能够影响肾透明细胞癌的增殖、迁移和侵袭、血管生成等恶性生物学行为。4、APOC1通过VEGF/MAPK通路调控肾透明细胞癌的疾病进程。